エレクトレット・マイクロホン・カプセルは、そのコンパクトなサイズと信頼性の高い性能により、様々なオーディオ・アプリケーションで広く使用されています。しかし、すべての能動電子部品と同様に、これらのカプセルは固有の音を発生します。 自己雑音 - 完全な無音時にも存在する低レベルの電気信号。この自己雑音を理解し正確に測定することは、マイクロホンの品質を評価し、製品設計を最適化し、最終的なアプリケーションで優れた音声明瞭度を確保するために非常に重要です。
セルフ・ノイズの原因
- JFETプリアンプのノイズ：
エレクトレット・マイクロホン・カプセルは通常、内蔵プリアンプとしてJFET（接合型電界効果トランジスタ）を内蔵しています。この部品は熱雑音、ショット雑音、フリッカー（1/f）雑音を発生させ、これらは全体的な自己雑音の主な原因となっています。 - エレクトレット素材のノイズ：
エレクトレット膜は永久電荷を保持するが、電荷の漏れや不安定さによってわずかに変動し、軽微なノイズをもたらすことがある。しかし、JFETのノイズに比べれば、一般的にそれほど大きなものではない。 - 電源ノイズ・カップリング：
電源ラインの電圧変動やノイズは、カプセル出力にカップリングし、セルフノイズレベルを増加させます。測定中は、クリーンで安定した電源を使用することが重要です。
主な試験条件
- 電源品質：
干渉を最小限に抑えるため、ノイズの少ない安定化電源やバッテリーを使用してください。バッテリーは多くの場合、スイッチング電源よりも静かな電力を供給します。 - 機械的防振：
無響室は空気伝搬音を遮断しますが、機械的な振動は取り付け構造を通して伝わり、ノイズの原因となります。これを防ぐためには、ダンピングや防振を追加する必要があります。 - 電磁シールド：
スプリアス信号を防ぐため、カプセルとテストセットアップを周囲の電磁干渉（WiFi信号、電力線ノイズなど）からシールドしてください。 - 測定帯域幅：
セルフノイズパワーは、測定する帯域幅に依存します。一貫性を保つために、標準的なオーディオ帯域幅（20 Hz-20 kHz）が一般的に使用される。 - 試験装置のノイズフロア：
スペクトラムアナライザーやオシロスコープのような測定器は、有効な測定値を得るために、ノイズフロアがカプセルのセルフノイズを大幅に下回る必要がある。 - 重み付けフィルター：
Aウェイトは人間の耳の感度をシミュレートしていますが、真の物理的なノイズフロア評価にはリニア（ウェイトなし）測定が好まれます。
実践的な意味合い
セルフノイズはマイクロホンのダイナミックレンジの下限（固有のノイズフロアを超えて検出できる最小の音）を設定します。例えば、セルフノイズレベルが-60 dBVの場合、マイクロホンは歪みやクリッピングが発生する前に、ノイズフロアより60 dB上の信号を検出できることを意味します。
セルフノイズのテストは、低ノイズJFET、エレクトレット材料の品質、電源フィルタリングなどの設計改善の効果も検証します。
最適化戦略
- 消費電流と雑音指数がより低いJFETを使う
- 内部フィルタリングと安定化コンポーネントを内蔵
- カプセルの構造を改善する（例：銅製ゲートリングを点接触設計に変更する）
- 干渉のアンテナのようなピックアップを減らすため、リードの長さを最小限に抑える
試験環境と手順に関する補足事項
完全無響室でのテストは、反射音波や外部ノイズの干渉を完全に排除できるため理想的です。振動ダンパーやサスペンションマウントを使用した機械的防振は、構造から伝わるノイズを防ぐために必要です。
電源ノイズは結果に大きく影響するため、スイッチング電源よりもバッテリー電源や超低ノイズのリニア電源が望ましい。シールド・ケーブルとコネクターは電磁干渉を低減する。
ノイズ・パワーは測定帯域幅に比例する。業界標準の測定は、通常20 Hzから20 kHzの可聴帯域をカバーしています。A特性フィルタは人間の聴覚感度に近似していますが、生のリニア測定は、エンジニアリングや製造において重要な、より客観的なノイズフロアの指標を提供します。
メーカーとエンドユーザーにとって重要な理由
特にプロフェッショナルなレコーディング、音声認識、コミュニケーション・デバイスでは、低ノイズで一貫性のある自己ノイズは、高忠実度のオーディオ・キャプチャーに不可欠です。ノイズ性能のばらつきは、製造上の不整合や部品の劣化を示すことがあります。
当社の継続的な研究開発努力は、より良いJFETの選択、洗練されたエレクトレット材料、最適化されたカプセル設計によるノイズの低減に重点を置いており、ECMICカプセルは優れた音の透明性と信頼性を提供します。
エレクトレットマイクロホンカプセルの自己雑音を正確に試験し理解することは、高品質のオーディオ製品を提供するために不可欠です。ノイズ源をコントロールし、試験条件を最適化し、効果的な設計改善を施すことで、メーカーはマイクロホンの性能を大幅に向上させることができます。
ECMICでは、グローバルなオーディオ・アプリケーションの厳しいニーズを満たす低ノイズで信頼性の高いマイクロホン・カプセルを提供するために、先進の試験方法と素材に継続的に投資しています。
当社のマイクロホン・カプセルについてさらに詳しくお知りになりたい場合や、技術サポートをご希望の場合は、お気軽に下記までお問い合わせください。 お問い合わせ.
