Калибровка измерительного микрофона — Measurement microphone calibration

Чтобы провести научное измерение с помощью микрофон, его точный чувствительность должно быть известно (в вольт на паскаль). Поскольку это может измениться в течение срока службы устройства, необходимо регулярно откалибровать измерительные микрофоны. Эту услугу предлагают некоторые производители микрофонов и независимые испытательные лаборатории. Калибровка микрофона в сертифицированных лабораториях должна в конечном итоге прослеживаться до первичные стандарты (Национальный) измерительный институт, подписавший Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий. Они могут включать Национальная физическая лаборатория в Соединенном Королевстве, PTB в Германии, NIST в США и Национальный институт измерений, Австралия, где калибровка взаимности (см. ниже) является международно признанным средством реализации первичного стандарта. Лабораторные стандартные микрофоны, откалиброванные с помощью этого метода, в свою очередь, используются для калибровки других микрофонов с использованием методов сравнительной калибровки («вторичная калибровка»), сравнивая выход «тестового» микрофона с выходным сигналом эталонного лабораторного стандартного микрофона.

Чувствительность микрофона зависит от частота (а также с другими факторами, такими как условия окружающей среды) и поэтому обычно регистрируются как несколько значений чувствительности, каждое для определенной полосы частот (см. частотный спектр). Чувствительность микрофона также может зависеть от природы звукового поля, которому он подвергается. По этой причине микрофоны часто калибруются более чем в одном звуковом поле, например, в поле давления и в свободном поле. В зависимости от области применения измерительные микрофоны необходимо периодически проверять (обычно каждый год или несколько месяцев) и после любого потенциально опасного события, например падения или воздействия звука, превышающего рабочий диапазон устройства.

Причины тихого звука телефонного микрофона

Все проблемы с микрофонами разделяются на 2 группы:

1. Аппаратные.
2. Программные.

Первые связаны с попаданием воды или грязи под корпус смартфона, что вызывает ряд сбоев. К аппаратным поломкам относится механическое повреждение после падения. При самостоятельных попытках разобрать гаджет появляется риск повредить его. Поэтому лучше передать девайс в руки специалистов, которые устранят проблему в сжатые сроки.

Однако в большинстве случаев устройство перестает нормально работать из-за программных сбоев. В таком случае усиление микрофона выполняется своими руками путем восстановления настроек по умолчанию или отката прошивки.

Сбой в программе

Сбои в программном обеспечении относятся к наиболее распространенным причинам тихого звука телефонного микрофона. Для устранения неполадок следует перезагрузить девайс и выполнить голосовой вызов. При отсутствии положительных результатов потребуется подсоединить телефон к ПК по USB-кабелю и убедиться в наличии обновленной версии ПО и драйверов.

Перед этим следует подключить к аппарату Bluetooth-наушники и проверить, работают ли они. Если беспроводной аксессуар нормально передает звук, проблем с программным обеспечением нет.

Загрязнение динамика

Если смартфон долго эксплуатируется без должного ухода, он засоряется мусором и требует чистки. Со временем разъемы и отверстия заполняются частицами пыли, что вызывает различные проблемы со звучанием. Перед тем как настроить микрофон в телефоне, необходимо выполнить чистку разъемов. Это делается без особых усилий с помощью таких приспособлений:

• зубочистки;
• иголки;
• ватной палочки.

Приступая к чистке, важно соблюдать осторожность, чтобы не повредить микросхемы и важные детали мобильного устройства.

Окисление контактов

Нередко необходимость увеличить громкость микрофона возникает по причине окисления контактов. В таком случае потребуется демонтировать неисправную деталь и поставить на ее место новую. Для благополучного решения задачи нужно владеть навыками работы с паяльным оборудованием.

Плохой контакт или некачественная пайка – распространенные причины, из-за которых не работает микрофон. Замена детали выполняется по следующему алгоритму:

1. Разобрать корпус смартфона.
2. Удалить аккумулятор, сим-карты и съемный накопитель.
3. Демонтировать крепежные элементы и снять часть задней крышки, чтобы добраться до платы.
4. Достать неисправный микрофонный датчик (во многих Android-смартфонах, включая модели Самсунг, Нокиа, LG, Xiaomi и т.д. он напоминает таблетку).
5. Выполнить пайку новой детали.
6. Собрать гаджет в обратном порядке.

Попадание воды

В результате проникновения влаги внутрь смартфона микрофон может полностью потерять работоспособность. Проблема устраняется посредством зачистки окисленных элементов.

Если влага попадает на звукозаписывающую деталь, потребуется полностью заменить ее, придерживаясь инструкции из предыдущего пункта.

Неисправность микрофона наушников

Проблемы с микрофонами в наушниках происходят по 2 причинам:

1. Повреждение датчика или входа. Чтобы определить и устранить дефект, нужно подключить идентичные наушники к телефону. Если они не работают, значит, был поврежден разъем.
2. Выбор нулевой чувствительности в настройках. Это случается при программном сбое или вмешательстве в инженерное меню без должного опыта. Чтобы избавиться от неприятностей, нужно увеличить чувствительность микрофона на “Андроиде” в настройках через инженерное меню.

Калибровка с помощью поршневых телефонов и калибраторов звука

А поршневой телефон

представляет собой акустический калибратор (источник звука), который использует замкнутый соединительный объем для создания точного звукового давления для калибровки измерительных микрофонов. Принцип основан на поршень механически приводится в движение с заданной циклической скоростью, нагнетая фиксированный объем воздуха, к которому подключен тестируемый микрофон. Предполагается, что воздух сжат адиабатически и уровень звукового давления в камере потенциально может быть рассчитан на основе внутренних физических размеров устройства и адиабатический газовый закон, который требует, чтобы
PVγ
постоянная, где
п
давление в камере,
V
— объем камеры, а
γ
отношение удельной теплоемкости воздуха при постоянном давлении к его удельная теплоемкость при постоянной громкости. Поршневые микрофоны сильно зависят от давления окружающей среды (всегда требуется поправка к условиям давления окружающей среды) и, как правило, предназначены только для воспроизведения низких частот (по практическим причинам), обычно 250 Гц. Однако поршневые микрофоны могут быть очень точными и стабильными во времени.

Однако имеющиеся в продаже поршневые телефоны не являются вычисляемыми устройствами и сами должны быть откалиброваны с использованием калиброванного микрофона, чтобы результаты можно было отслеживать; хотя в целом очень стабильный во времени, будут небольшие различия в уровне звукового давления, создаваемого разными поршневыми наушниками. Поскольку их выходная мощность также зависит от объема камеры (объема сопряжения), различия в форме и объеме нагрузки между различными моделями микрофона будут влиять на результирующий уровень звукового давления, требуя соответствующей калибровки поршневого телефона.

Звуковые калибраторы используются так же, как и поршневые телефоны, обеспечивая известное поле звукового давления в полости, к которой подсоединен тестовый микрофон. Звуковые калибраторы отличаются от поршневых телефонов тем, что они работают электронно и используют источник с низким импедансом (электродинамический) для обеспечения высокой степени независимой от громкости работы. Кроме того, современные устройства часто используют механизм обратной связи для контроля и настройки уровень звукового давления в полости, чтобы она была постоянной независимо от размера полости / микрофона. Звуковые калибраторы обычно генерируют синусоидальный сигнал частотой 1 кГц; 1 кГц выбран, поскольку A-взвешенный SPL равен линейному уровню на частоте 1 кГц. Звуковые калибраторы также следует регулярно калибровать в калибровочной лаборатории, аккредитованной на национальном уровне, для обеспечения прослеживаемости. Звуковые калибраторы обычно менее точны, чем поршневые телефоны, но (номинально) не зависят от объема внутренней полости и давления окружающей среды.

Когда повышение чувствительности поможет

При возникновении сбоев в ПО смартфона или планшета чувствительность может автоматически опуститься до нулевого уровня. Для устранения проблемы придется настроить микрофон на телефоне и усилить прием сигнала вручную.

Способы для “Андроида” и iOS

Пользователи Android-устройств могут регулировать значения громкости по отдельности для видео, музыки, голосовых вызовов и оповещений. Также есть возможность поменять параметры для внешних аудиоустройств.

Однако многие владельцы гаджетов незнакомы с особенностями настройки микрофона.

Первый метод подразумевает использование режима разработчика. Чтобы активировать его, следует ввести специальный код (он отличается в зависимости от марки мобильных аппаратов). Пример подобной комбинации – *#*#54298#*#* или *#*#3646633#*#*.

Чтобы открыть раздел, вводят код и нажимают на иконку вызова. Затем на экране отобразится интерфейс системы со множеством пунктов. С учетом версии Android внешний вид этого раздела может отличаться. Из доступного списка слов следует найти Audio.

В открывшемся разделе появятся такие подпункты:

1. Normal Mode – отвечает за воспроизведение с динамиков.
2. Headset Mode – предназначается для регулировки громкости в наушниках.
3. Loud Speaker Mode – меняет звук в режиме громкоговорителя.
4. Headset Loud Speaker Mode – позволяет отрегулировать громкость в режиме разговора через гарнитуру.
5. Debug Info – восстанавливает настройки по умолчанию.

В каждом режиме доступно 2 значения – текущий и допустимый уровень. Первый показатель можно добавить до уровня второго. После выбора оптимальных параметров следует подтвердить изменения кнопкой Set.

Производители мобильных устройств не выбирают максимальную громкость, чтобы предотвратить негативное воздействие на слух пользователя и продлить срок службы оборудования.

Регулировка чувствительности выполняется через инженерную панель. Перед проведением процедуры следует разобраться с такими маркировками:

1. Sip – предназначается для регулировки параметров онлайн-вызовов.
2. Mic – меняет параметры встроенного микрофона.
3. Sph/Sph2 – отвечает за динамики.
4. Sid – корректирует чувствительность в режиме голосовых вызовов.
5. Media – отвечает за громкость воспроизведения мультимедийных файлов.

Чтобы поменять тонкие настройки, открывают раздел Mic. В подпункте Level выбирают 6 позицию и указывают Value.

При невозможности запустить режим разработчика следует скачать специализированную программу через Google Play – MTK Mobile Uncle Tools Pro. Утилита работает без получения root-прав или прав администратора.

Чтобы поменять чувствительность, нужно сделать следующее:

1. Скачать и запустить приложение на своем смартфоне.
2. Включить инженерное меню для доступа к дополнительным функциям.
3. Открыть пункт Engineer Mode.
4. Выбрать вкладку Audio.
5. Нажать на Normal Mode, чтобы изменить параметры.
6. В графе Type активировать регулировку громкости звука и сигнала микрофона.
7. В разделе Level отрегулировать ползунки громкости.
8. Сохранить изменения нажатием на Set.

Регулировка чувствительности гарнитуры для iPhone и iPad практически не выполняется, по умолчанию выбрана настройка «Автоматически». Если используется только один беспроводной наушник, то он позволит организовать голосовую связь. Если AirPods отказываются записывать и воспроизводить звук, возможно, они были повреждены, связь со смартфоном утеряна или произошел программный сбой. 2 последние проблемы устраняются путем переключения клавиши Mute на айфоне.

Через инженерное меню

Теперь более подробно поговорим о том, как осуществляется регулировка. Для начала закрепим информацию относительно способов запуска инженерного меню:

• Откройте номеронабиратель.
• Введите USSD-запрос, актуальный для вашего производителя смартфона, или воспользуйтесь универсальной командой *#*#36.
• Нажмите кнопку вызова.

Важно. На некоторых смартфонах инженерное меню не предусмотрено.

После запуска меню вам останется сделать несколько простых шагов, чтобы получить доступ к нужным параметрам:

• Откройте вкладку «Hardware testing».
• Перейдите в раздел «Audio», а затем – «Normal Mode».

• В пункте «Type» укажите, для какого типа звонков нужно настроить микрофон. Выберите «sip» для разговоров через мессенджеры или «mic» для обычных вызовов.

• В пункте «Level» установите интересующий уровень чувствительности (рекомендуется использовать «Level 6»).

• В строке «Value» проставьте значение громкости.

После нажатия кнопки «Set» новые параметры вступят в силу. Не торопитесь выставлять максимальные показатели по всем фронтам. К примеру, в строке «Value» рекомендуется выставить значение «64», и только в случае недостаточной громкости повышать его.

Понижение чувствительности

Чтобы снизить чувствительность микрофона на Android, включают инженерное меню и опускают выбранные значения. Также можно установить ряд программных инструментов, которые доступны в Play Market.

Настройки меняются в панели Audio и в подпункте Mic. Открыв его, следует определить оптимальный уровень от 1 до 6 и подтвердить свой выбор кнопкой Set.

Через редактор mixer_path.xml

Это более сложный вариант, требующий от пользователя предварительного получения рут-прав, что в свою очередь влечет за собой множество последствий от снятия устройства с гарантии до блокировки транзакций. Если это вас не останавливает, действуйте по инструкции:

• Установите ES Проводник.
• Откройте настройки приложения нажатием кнопки в виде трех полосок.
• Активируйте опции «Root-проводник» и «Скрытые элементы».
• Перейдите в директорию /system/etc.
• Откройте файл mixer_path.xml.
• Установите нужные значения напротив пунктов «Voice».

В файле mixer_path.xml используются те же значения, что и при использовании инженерного меню. Как и в случае с предыдущим способом, не рекомендуется сразу выставлять все параметры на максимум. Начните со средних значений.

Включение микрофона через наушники

Если произошло отключение микрофона в наушниках, это может объясняться следующими причинами:

1. Проблемами с записывающим датчиком или повреждением разъема. Проверка производится посредством подключения стороннего девайса.
2. Выбором нулевого значения в настройках чувствительности.

Лучше доверить устранение проблемы специалистам. Самостоятельные попытки часто не оправдывают себя и приводят к дополнительным сбоям.

При наличии навыков в управлении разделом разработчика следует открыть пункт Earphones and Mic и поменять уровень сигнала.