麥克風生產中的公差

麥克風生產中的公差

當您查看麥克風的規格表時，會找到名義值和該數值的公差。

以靈敏度為例，它指定了麥克風在94 dB SPL下的輸出。在規格表上，它可能如下所示：

靈敏度，名義值±3 dB（1kHz）：20 mV/Pa；-34 dB re. 1V/Pa。

名義值是什麼意思？為什麼需要公差？麥克風規格的準確度如何？

在任何生產中，包括麥克風的製造，產品都被設計為符合特定的預定義測量值-名義值。這些測量可以與任何可測量的事物相關：尺寸、顏色、電性能等等。

為了通過生產控制，所生產元素的測量值必須在特定限制範圍內。例如，如果麥克風膠囊的外殼機械上脫離目標值，它可能無法適應預級放大器。同樣，如果靈敏度和頻率響應不符合特定限制，個別麥克風的聲音和性能將不同。

生產中的公差

在任何生產中，都會發生與目標值偏差的情況。無論是機械測量、電性能測量還是其他測量，絕對精度是理想的，但實際上不存在。這就是為什麼引入公差的原因。即使專注於提供一致的質量，麥克風在製造過程中仍經歷許多過程，每個過程都有一個名義值和公差。

對於每個過程，可能有三種結果之一：恰好達到名義值、太低或太高。然而，在現實生活中，很可能是兩者之一。

麥克風生產（或任何類型的生產）的所有子過程的總和可以在三角形中顯示，該三角形顯示了每個子過程的輸出。通過這種方式，我們可以可視化出個別麥克風可能以其最終形狀結束的明顯不同的路徑。

圖1. 顯示個別過程通過可以導致多種結果。在頂部，只有兩種結果，但向下移動，可能有許多可能的路徑。以製造5毫米迷你麥克風為例，需要進行100多個子過程，由許多材料和組件組成，每個組件都具有名義值和公差。

可以調整過程和材料以增加所需結果的概率，但不可能每次都獲得完全相同的數值。因此，製造商指定名義值和其周圍的公差帶。

測量中的公差

公差不僅適用於製造，而且還適用於產品的測量。測量公差既與測量技術本身的精度有關，也與所測數據的讀數有關。通常，數字會四捨五入，提供足夠精確的值來描述結果。

圖2顯示了用於測量麥克風的專業聲學校準器。該設備提供非常準確的聲音水平（@94 dB SPL，1 Pa），這被稱為參考值。 （此顯示單元還可以輸出+20 dB。）它被認為是高精度校準器，是同類產品中最好的。然而，該校準器的規格顯示準確度為±0.2 dB。

圖2. 專業聲學校準器（Brüel＆Kjær 4231型）

此外，輸出電平讀取設備可能具有類似的精度。 這些公差在規格表上呈現時會累加。請參閱圖3以了解公差的總和。

圖3. 公差確定了最終產品規格的準確性。

因此，最終測量值受到公差的影響。在DPA，測量公差的總和為±0.5 dB，如上所示。

公差範圍內的值分布

有兩種主要方法可以在給定的公差範圍內生產麥克風。

選擇法。

您盡力生產最佳麥克風，但靈敏度值可能差異很大。然後，您選擇在所決定的公差範圍內的麥克風。下圖中的藍色曲線顯示了基於此方法的數據在限制範圍內的分佈原則。

精確法。

您更加精確，並在生產過程中以目標值為目標。公差仍然存在，但靠近公差限制的單位數量明顯減少。大多數麥克風要麼正好達到目標值，要麼非常接近目標值，即使應用的公差與“選擇法”相同。

圖4. 兩種不同生產策略的結果。藍色曲線顯示基於限制內選擇的生產產量。紅色曲線顯示控制生產過程時的產量。在後一種情況下，更多單位靠近名義值（綠線）。

公差對用戶意味著什麼？

在較大的生產中，例如劇院等場所，相同類型的麥克風必須表現一致。如果出現麥克風故障，無論出於何種原因，應該可以替換單個麥克風，而無需重新校準整個系統。在劇院、廣播、會議製作和其他類似情況中，所有相同類型的麥克風應該表現出相同的方式。

如果只有一個麥克風，則不太重要（或根本無關緊要），因為您通常可以通過調整增益設置來補償絕對靈敏度。

結論

您從DPA購買的任何麥克風都經過嚴格測試，以滿足極高的靈敏度公差。6060系列超小型領夾麥克風的靈敏度公差甚至更為嚴格（±2.4 dB，即±1.9 dB的生產公差），優於4060系列全向迷你麥克風。您可以相信DPA提供的麥克風在聲音和靈敏度方面提供一致的品質。