כיול כזה נדרש במעבדות תקנים, כך שניתן להגדיר את המיקרופונים במדי רמות קול ובודקי מכשירי שמיעה בקצה השני של שרשרת הכיול.
'כיולי השוואה' מסורתיים (ראה להלן) כוללים חשיפת מיקרופון לא ידוע ומיקרופון סטנדרטי במעבדה לשדות אקוסטיים זהים, והשוואת התפוקות. מקור הצליל והמיקרופון מחוברים באמצעות מצמד חלול אטום מלא במימן.
כשזה קורה, מקור הצליל הוא מיקרופון נוסף בסטנדרט מעבדה, המונע כרמקול-טכניקות תזות פועלות רק עם מיקרופונים ממה שניתן להניע לאחור, כמו סוגי LS1P המשמשים ב- NIST.
השיטה החדשה מעסיקה מכשיר ויברומטר לייזר דופלר, ולפי נתוני NIST, היא מהירה בסביבות 30% משיטת ההשוואה הנוכחית שלה מכיוון שהיא נעשית באוויר הפתוח, ללא צורך במצמד או מילוי מימן.
"אנשים חיפשו שיטת כיול מדויקת ביותר שמשתמשת בלייזר, ולא מצאו גישה התחרותית בשיטה הקיימת ביותר", אמר מדען NIST ריצ'רד אלן (בתמונה). "אבל עכשיו מצאנו כיול השוואה שהוא טוב יותר מאלה הנהוגים בפועל המקובל."
טכניקת הוכחת הקונספט מניעה רק את המיקרופון כרמקול ומודדת את תנועת דיאפרגמת המיקרופון בעזרת נקודת לייזר-אות מהירות נגזר על ידי ערבוב מדגם של לייזר המקור עם לייזר החזרה שהשתנה על ידי דופלר.
החלק החכם הוא לא השימוש במדידות לייזר במכון, אלא מחקר באמצעות אלפי מדידות כאלה בתנאים שונים כדי למצוא טכניקה ניתנת לחיזור המתאימה היטב לתקן הזהב הנוכחי-בסופו של דבר אי הוודאות הייתה ± 0.05dB.
המדידות בוצעו על תשעה מיקרופוני LS1P (דיאפרגמה בקוטר 18.6 מ"מ) במהירות של 250 הרץ ו -1 קילוהרץ, במאות נקודות על כל דיאפרגמה.
"בסופו של דבר, הם גילו שהגישה הטובה ביותר היא שימוש בנתונים ממקטע קטן במרכז הסרעפות, ותופסים רק 3% מסך השטח הכולל. יותר ויותר לכיוון הקצוות, המדידות לא היו ניתנות לחיזור רב ", על פי NIST. "הרעיון להשתמש רק בחלק המרכזי הגיע מתוך מאמר שפורסם לאחרונה על ידי צוות חוקרים מהרפובליקה של קוריאה ויפן."
בהשוואה לטכניקת NIST הרגילה, "המספרים הסכימו טוב מאוד", חוקר NIST רנדל וגנר. "הם לא היו מבחינים סטטיסטית זה מזה."
± 0.05dB של שיטת ההשוואה המבוססת בלייזר, אמר NIST, בהשוואה ל- ± 0.03dB עבור "שיטת ההדדיות" הסטנדרטית, ו- ± 0.08dB לשיטת ההשוואה המסורתית "מבוססת הדדיות".
מהן השיטות הקיימות?
"שיטת ההדדיות" המתקדמת מתחילה בשלושה מיקרופונים ברמה סטנדרטית, המחוברים בזוגות מיקס-התאמה באמצעות מצמד מלא מימן שבו הם מתחלפים להיות רמקול ומיקרופון. לאחר שכל ששת הצירופים נמדדו מספר פעמים "החוקרים יכולים להיות בטוחים ברגישות של כל אחד משלושת המיקרופונים ללא צורך במיקרופון המכויל בעבר", אמר NIST.
כיול 'השוואה מבוססת הדדיות' משתמש באחד משלושת המיקרופונים החדשים שכוילו למעלה כמקור האות בקצה אחד של המצמד והמיקרופון הלא ידוע בקצה השני.
שיטת הדופלר בלייזר מתפקדת מספיק טוב לשימוש בתעשייה, אמר NIST. "אין דבר כזה בשוק עכשיו, לא שאני מודע לזה," אמר וגנר. "זה יהיה רחוק בעתיד-סוג של עוגה בשמיים-אבל אני רואה בעבודה הזו פתיחת דלת ליישומים מסחריים."
הוא ואלן ביקשו פטנט זמני. בחודשים הקרובים הם ישתמשו במד -לייזר רגיש יותר לבחינת מגוון רחב יותר של סוגי מיקרופונים בתדרים רבים יותר, וינסו לדחוף את אי הוודאות למטה מספיק כדי להתחרות בטכניקת הכיול העיקרית.
"הניסיון הראשון הזה היה מעין דוגמה לחלוף על פני העצים, לראות את הפירות התלויים באמת ולתפוס אותו", אמר אלן.
העבודה פורסמה בשם 'כיול השוואה מבוסס לייזר של מיקרופונים סטנדרטיים במעבדה' ב- JASA Express Letters -ניתן לקרוא את כל הנייר היסודי, ללא תשלום.