Comprensión de los estándares de respuesta de frecuencia y sensibilidad de los micrófonos

Ingeniero que prueba la respuesta en frecuencia de un micrófono utilizando equipo de medición acústica de B&K
Pruebas de micrófonos en el laboratorio de ECMIC

Al comparar las especificaciones de los micrófonos de distintos proveedores, es posible que notes dos cosas que pueden resultar confusas.

En primer lugar, es posible que un micrófono se especifique con una respuesta de frecuencia de 20 Hz a 20 kHz, mientras que la curva de prueba de producción comienza en 50 Hz. ¿Significa esto que el micrófono no tiene respuesta por debajo de los 50 Hz?

En segundo lugar, un proveedor puede indicar una sensibilidad de -36 dB, mientras que otro utiliza -56 dB. ¿Significa esa diferencia de 20 dB que un micrófono es significativamente más sensible?

En ambos casos, la diferencia suele deberse a la forma en que se prueba el micrófono y a cómo se expresan sus especificaciones. Comprender estos detalles puede ayudarte a comparar correctamente las especificaciones de los micrófonos y a evitar confusiones innecesarias durante los proyectos de OEM y ODM.

1. ¿Por qué la curva de respuesta en frecuencia de B&K comienza en 50 Hz?

Muchos ECM omnidireccionales de tipo ECMIC están diseñados para ofrecer una respuesta de frecuencia relativamente plana y amplia. Sus especificaciones pueden abarcar un rango como el de 20 Hz a 20 kHz.

Sin embargo, al revisar un informe de respuesta en frecuencia de producción, es posible que observes que la curva comienza en 50 Hz en lugar de en 20 Hz. Esto no significa que el micrófono deje de responder por debajo de los 50 Hz.

1.1 Las pruebas de producción y las pruebas de laboratorio tienen fines distintos

ECMIC utiliza sistemas profesionales de pruebas acústicas de B&K (Brüel & Kjær) para evaluar el desempeño de los micrófonos.

En la producción en masa, la configuración de prueba está optimizada para realizar mediciones estables, repetibles y eficientes. Las mediciones de baja frecuencia se ven afectadas con mayor facilidad por las vibraciones mecánicas, el ruido de los equipos, los sistemas de ventilación y otros factores ambientales.

Por esta razón, el rango de frecuencias utilizado para las pruebas de producción de rutina puede comenzar en 50 Hz. El rango de las pruebas de producción no debe interpretarse como el límite absoluto de respuesta en frecuencia del micrófono en sí.

1.2 ¿Qué nos indica una respuesta plana de 50 a 100 Hz?

Curva típica de respuesta en frecuencia de un ECM omnidireccional ECMIC, que muestra una respuesta plana de 50 Hz a 20 kHz
Curva típica de respuesta en frecuencia (50 Hz–20 kHz)

En el caso de los ECM omnidireccionales diseñados para ofrecer una respuesta en frecuencia relativamente plana, la respuesta de baja frecuencia suele variar de manera gradual, en lugar de detenerse abruptamente en una frecuencia específica.

Con base en la amplia experiencia de ECMIC en producción y pruebas acústicas, cuando la curva de respuesta se mantiene estable y plana entre aproximadamente 50 Hz y 100 Hz, esto suele indicar que la respuesta de baja frecuencia del micrófono se extiende mucho más allá de este rango.

Según la experiencia práctica en la producción, los micrófonos con este tipo de respuesta suelen mantener una respuesta estable también en el rango de 20 a 50 Hz.

Se trata de una apreciación técnica basada en una amplia experiencia en producción. No debe interpretarse como un sustituto de la medición directa en cada punto de frecuencia.

2. ¿Por qué un micrófono utiliza -36 dB y otro -56 dB?

Otra fuente común de confusión es la sensibilidad del micrófono.

Al comparar las especificaciones de diferentes fabricantes, es posible que veas valores como -36 dB, -44 dB, -54 dB o -56 dB. Estos valores no se pueden comparar directamente a menos que primero confirmes la presión de referencia utilizada para la especificación de sensibilidad.

2.1 En el mercado pueden aparecer dos sistemas de referencia

Las especificaciones comunes de los micrófonos modernos expresan la sensibilidad en relación con 1 V/Pa. Algunas especificaciones más antiguas pueden utilizar 1 V/μbar como referencia.

  • Referencia común actual: dB con respecto a 1 V/Pa
  • Referencia tradicional: dB con respecto a 1 V/μbar

La diferencia entre estos dos valores se debe a la presión de referencia, no a una diferencia repentina de 20 dB en la salida real del micrófono.

2.2 La conversión entre Pa y μbar

La relación entre las dos unidades de presión es:

1 Pa = 10 μbar

Dado que un factor de 10 en la presión equivale a 20 dB, los valores de sensibilidad se pueden convertir de la siguiente manera:

dB ref. 1 V/Pa = dB ref. 1 V/μbar + 20 dB

Por ejemplo:

-56 dB ref. 1 V/μbar = -36 dB ref. 1 V/Pa

En un proyecto de fabricante de equipo original (OEM), la lista de materiales (BOM) de un micrófono existente puede especificar una sensibilidad de -56 dB ref. 1 V/μbar, mientras que un nuevo proveedor ofrece una especificación de -36 dB ref. 1 V/Pa. Ambos valores pueden representar el mismo nivel de sensibilidad.

La diferencia de 20 dB se debe a las distintas presiones de referencia, no a una diferencia en la sensibilidad real del micrófono.

2.3 ¿Por qué todavía se puede encontrar la referencia antigua del μbar?

La referencia de 1 V/μbar es mucho menos común en las especificaciones internacionales actuales de micrófonos, pero no ha desaparecido por completo.

Algunos fabricantes de dispositivos acústicos consolidados, en particular aquellas empresas que trabajan con diseños de productos antiguos, listas de materiales heredadas o especificaciones de pruebas históricas, pueden seguir utilizando la referencia de sensibilidad tradicional basada en μbar.

Esto puede generar confusión cuando un cliente OEM compara las especificaciones de un nuevo proveedor con las de un micrófono ya existente.

Comprender el sistema de referencia ayuda a los ingenieros y a los equipos de compras a armonizar las especificaciones antes de comparar productos o aprobar muestras.

3. Siempre revisa la referencia antes de comparar las especificaciones de los micrófonos

Al comparar las especificaciones de los micrófonos de distintos proveedores, el valor numérico por sí solo no es suficiente.

En cuanto a la respuesta de frecuencia, revisa el rango de frecuencias evaluado y averigua si la curva corresponde a pruebas de producción de rutina o a una medición completa de laboratorio.

En cuanto a la sensibilidad, siempre revisa la presión de referencia y la unidad antes de comparar los valores en dB.

EspecificaciónReferenciaEjemplo
Referencia común de sensibilidad moderna1 V/Pa-36 dB respecto a 1 V/Pa
Referencia tradicional de sensibilidad1 V/μbar-56 dB con respecto a 1 V/μbar
Conversión1 Pa = 10 μbar-56 dB ref. 1 V/μbar = -36 dB ref. 1 V/Pa

4. Qué significa esto para los proyectos de OEM y ODM

Las diferencias en las especificaciones entre los distintos proveedores de micrófonos no siempre indican diferencias en el desempeño real del producto.

Una curva de respuesta en frecuencia que comienza en 50 Hz puede reflejar la configuración de una prueba de producción rutinaria más que la capacidad real del micrófono en las bajas frecuencias. Del mismo modo, una diferencia de 20 dB en los valores de sensibilidad puede deberse simplemente a diferentes estándares de presión de referencia.

Para los proyectos de OEM y ODM, el enfoque más confiable consiste en comparar en conjunto las condiciones completas de prueba, los estándares de referencia, las unidades de sensibilidad, los requisitos de respuesta en frecuencia y los requisitos de la aplicación.

En ECMIC, colaboramos con los clientes para aclarar estas diferencias en las especificaciones antes de la aprobación de las muestras y la producción en masa. Si las especificaciones de su micrófono actual utilizan una referencia de sensibilidad diferente o requieren un rango específico de prueba de respuesta de frecuencia, nuestro equipo de ingeniería puede ayudarle a ajustar los parámetros y las condiciones de prueba.

Conclusión

Para entender las especificaciones de un micrófono, no basta con comparar los números de una hoja de datos.

La frecuencia inicial de una curva de prueba de producción B&K no define necesariamente la respuesta real del micrófono en las bajas frecuencias. Del mismo modo, no se deben comparar directamente los valores de -36 dB y -56 dB sin verificar sus estándares de referencia.

Al comprender las condiciones de prueba y las referencias de medición en las que se basan las especificaciones, los clientes OEM pueden realizar comparaciones más precisas entre proveedores y evitar discrepancias innecesarias en las especificaciones durante el desarrollo de micrófonos.

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