Cara mengkalibrasi meter desibel pada smartphone atau komputer riba anda

Mikrofon smartphone atau komputer riba pengguna, dipakai terus dari kilang, boleh melaporkan paras bunyi yang tersasar 5 hingga 15 dB daripada meter paras bunyi Kelas 2 yang dikalibrasi. Itu bukan kecacatan — itu akibat tidak terelakkan menggunakan peranti yang direka untuk panggilan suara dan penindasan bunyi ambien seolah-olah ia instrumen pengukuran. Berita baiknya: membetulkan sebahagian besar ralat ini ialah kerja 5 minit, tidak memerlukan peralatan khas, dan membawa meter pelayar di laman ini ke persetujuan dengan rujukan dalam ±2 dB untuk julat persekitaran dan kerja yang biasa.

Halaman ini merangkumi tiga kaedah kalibrasi (mengikut urutan ketepatan dan kepraktisan), menerangkan cara menetapkan offset kalibrasi dalam panel tetapan kami, dan jujur tentang batas yang boleh dilakukan oleh perkakasan pengguna.

Mengapa kalibrasi penting

Skala desibel dikalibrasi kepada rujukan fizikal tetap: 0 dB SPL = 20 mikropaskal (µPa) variasi tekanan. Meter paras bunyi yang dikalibrasi dengan betul, diberi isyarat rujukan 94 dB SPL, membaca tepat 94 dB. Apa-apa yang kurang ialah bias pengukuran — offset malar antara paras bunyi sebenar dan angka di skrin.

Tiga punca bias mendominasi perkakasan pengguna:

• Toleransi sensitiviti mikrofon. Mikrofon MEMS dalam smartphone dan komputer riba biasanya dispesifikasi pada −38 dBV/Pa ± 3 dB. Sebaran ±3 dB itu terus diterjemahkan kepada ±3 dB bias pengukuran sebelum sebarang faktor lain.
• Gain pra-amplifier dan penskalaan ADC. Rantai isyarat dari mikrofon melalui peringkat depan analog ke nilai sampel digital menambah beberapa desibel kebolehubahan dan tidak distandardkan antara peranti.
• Pemprosesan saluran audio. Sebahagian besar OS dan pelayar moden mengenakan kawalan gain automatik (AGC), pembatalan gema, penindasan bunyi dan penyamaan pada input mikrofon. Setiap satu mengubah hubungan antara SPL bilik dan nilai sampel digital, sering tidak linear dengan paras.

Meter pelayar di laman ini sudah meminta mikrofon dengan pemprosesan dilumpuhkan di mana platform menyokong (echoCancellation: false, noiseSuppression: false, autoGainControl: false dalam constraint getUserMedia). Walaupun begitu, baki pemprosesan platform dan toleransi mikrofon bermakna setiap peranti mendapat manfaat daripada satu kalibrasi.

Kaedah 1 — Pemeriksaan silang SLM rujukan (lalai praktikal)

Jika anda mempunyai akses kepada meter paras bunyi Kelas 2 yang dikalibrasi (milik anda, rakan sekerja, atau jabatan KKP), inilah kalibrasi yang paling mudah dan paling boleh dipercayai. Ia menangkap offset di bawah isyarat bilik realistik dan mengambil masa lebih kurang lima minit.

1. Letakkan kedua-dua meter bersama. Susun smartphone atau komputer riba anda yang menjalankan meter kami bersebelahan SLM rujukan, mikrofon pada ketinggian dan orientasi yang sama, idealnya dalam jarak 5 cm antara satu sama lain.
2. Pilih sumber stabil pada paras sederhana. Sumber bunyi putih malar pada 60 – 80 dB ideal — kipas yang berjalan, salur pengudaraan, nada panggilan pada speakerphone. Elakkan muzik dengan transien kuat dan elakkan persekitaran paling tenang di mana lantai bunyi salah satu meter mendominasi.
3. Konfigurasi kedua-duanya untuk tetapan sepadan. Terberat A, pemberat masa Slow pada kedua-duanya. Slow menpurata-ratakan turun naik pendek yang sebaliknya akan menjadikan perbandingan bising.
4. Purata 30 – 60 saat. Tonton kedua-dua bacaan. Sebahagian besar SLM rujukan memaparkan Leq berjalan; untuk meter kami, tonton statistik Avg.
5. Kira offset. Bacaan rujukan tolak bacaan kami, dalam dB. Jika rujukan membaca 70 dBA dan kami membaca 65 dBA, offset ialah +5 dB.
6. Masukkan offset dalam tetapan. Buka menu gear, tatal ke "Calibration offset", masukkan nilai yang dikira (dengan tanda). Tekan simpan.

Perbandingan 30 saat kedua selepas memasukkan offset patut menunjukkan kedua-dua meter dalam jarak 1 dB antara satu sama lain. Jika berbeza lebih daripada 2 dB pada sumber stabil, tindak balas frekuensi peranti anda tidak rata pada spektrum sumber ujian — cuba sumber jalur lebar seperti kipas atau salur HVAC, bukan sumber tonal seperti TV.

Kaedah 2 — Penentu kalibrasi akustik (piawai emas)

Pakar kebersihan industri dan penyelidik akustik mengkalibrasi dengan pistonphone atau kalibrator akustik — peranti yang muat di atas mikrofon dan menghasilkan nada rujukan yang tepat, biasanya 94 dB SPL atau 114 dB SPL pada 1 kHz, boleh dijejak ke piawai metrologi nasional (IEC 60942 Kelas 1 atau Kelas 2).

Jika anda mempunyai akses kepada salah satu (cth., daripada pasukan KKP / JKKP atau kejuruteraan audio):

1. Pasang kalibrator di atas mikrofon. Ini langkah yang janggal pada smartphone atau komputer riba, kerana sebahagian besar port mikrofon pengguna terlalu kecil, tersembunyi, atau di luar paksi untuk pasangan kalibrator. Sekeping busa adapter atau pita boleh membantu, tetapi penyegelan tidak akan sempurna.
2. Aktifkan kalibrator (94 dB SPL, 1 kHz). Jalankan meter kami 30 saat dengan A-weighting, Fast.
3. Kira offset. 94 tolak bacaan kami. Masukkan dalam tetapan.

Kaedah kalibrator paling tepat dari segi reka bentuk — tetapi faktor bentuk mikrofon pengguna mengehadkan sejauh mana anda boleh dengan baik memasangkan kalibrator ke diafragma mikrofon sebenar. Bagi sebahagian besar pengguna, Kaedah 1 (SLM rujukan dalam bilik yang sama) memberi keputusan yang tidak dapat dibezakan dengan jauh lebih sedikit kesusahan.

Kaedah 3 — Garis dasar tenang (jalan terakhir)

Jika anda tidak mempunyai SLM rujukan mahupun kalibrator, anda boleh menambat meter terhadap paras tenang yang diketahui. Ini kaedah paling tidak tepat daripada ketiga-tiga, tetapi tidak memerlukan apa-apa selain peranti anda dan ruang yang tenang.

1. Cari ruang tenang yang dikenali. Bilik tidur tenang pada waktu malam biasanya 30 – 35 dBA; studio rumah dengan rawatan bunyi boleh 25 dBA; ruang bacaan perpustakaan biasanya 35 – 40 dBA.
2. Tunggu sehingga ruang stabil. Berhenti berjalan, biarkan peranti diam, minta sesiapa di sana untuk diam. Jalankan meter kami dengan pemberat masa Slow, A-weighting, selama 60 saat.
3. Bandingkan dengan nilai jangkaan. Bilik tidur tenang biasa membaca 30 – 35 dBA pada meter terkalibrasi. Jika meter anda membaca 25 dBA di ruang yang anda gambarkan sebagai "bilik tidur tenang", offset anda lebih kurang +5 hingga +8 dB. Sebaliknya, jika ia membaca 50 dBA, peranti anda terlalu tinggi 15 hingga 20 dB dan offset kalibrasi adalah negatif.

Kaedah ini kasar — mengandaikan anda mengklasifikasikan ruang akustik dengan betul — tetapi untuk seseorang tanpa peralatan rujukan, ia membawa kalibrasi ke julat yang betul dan menghalang bacaan menjadi mengarut. Jauh lebih baik daripada tanpa kalibrasi langsung.

Menetapkan offset kalibrasi

Apabila anda ada angka, masukkan dalam meter:

1. Klik ikon gear (kanan atas meter).
2. Cari medan Calibration offset.
3. Masukkan offset, termasuk tanda. Contoh: +5 jika meter anda membaca 5 dB lebih rendah daripada rujukan; -3 jika membaca 3 dB lebih tinggi.
4. Simpan.

Offset kekal dalam local storage pelayar anda untuk asal itu dan peranti, jadi diingat antara sesi. Ia tidak disegerakkan antara peranti — smartphone dan komputer riba biasanya memerlukan offset yang berbeza, dan walaupun dua smartphone model yang sama boleh berbeza beberapa desibel.

Jika anda mahu menguji beberapa peranti, simpan offset setiap peranti secara berasingan. Kami ada butir roadmap untuk menambah profil per-peranti bernama; sementara itu anda perlu mengingati nombor setiap peranti.

Bila perlu kalibrasi semula

Beberapa situasi mewajibkan menjalankan semula kalibrasi:

• Peranti baru atau pelayar baru. Saluran audio berbeza antara Chrome / Firefox / Safari dan antara versi OS. Kalibrasi semula selepas kemas kini OS besar jika bacaan terapung.
• Mikrofon baru. Mikrofon USB atau Bluetooth luaran ada kalibrasi tersendiri. Bluetooth khususnya rumit kerana codec terkod mengubah paras yang dirasai secara tidak linear.
• Perubahan suhu atau kelembapan ketara. Mikrofon MEMS terapung dengan persekitaran, tetapi kesan biasanya kecil (sub-desibel) untuk keadaan dalam bangunan biasa.
• Tidak bersetuju dengan rujukan yang diketahui. Jika pengukuran tidak bersetuju dengan rujukan yang diterbitkan lebih daripada 5 dB pada sumber stabil, kalibrasi semula sebelum melayan perselisihan sebagai nyata.

Pemeriksaan bulanan terhadap ruang rujukan yang sama (kipas yang sama dalam bilik yang sama) ialah tabiat yang baik jika anda menggunakan meter untuk apa-apa keputusan yang penting.

Apa yang tidak boleh anda kalibrasikan keluar

Tiga had mikrofon pengguna tidak boleh dibetulkan dengan menetapkan offset kalibrasi.

Klip pada SPL maksimum

Sebahagian besar mikrofon smartphone dan komputer riba akan mengeklip — peringkat depan analog menjadi tepu dan isyarat digital tidak lagi berkadar dengan input — antara 95 dan 110 dB SPL. Di atas titik klip, meter melaporkan paras yang lebih rendah daripada paras sebenar. Tiada offset boleh membetulkan ini; maklumat hilang sebelum meter pernah melihatnya.

Jika anda perlu mengukur 100 dBA atau lebih kuat dengan boleh dipercayai, anda perlukan meter paras bunyi Kelas 2 (IEC 61672‑1) atau dosimeter khusus. Meter pelayar kami ialah alat saringan yang sangat baik di bawah julat klip.

Tindak balas frekuensi

Mikrofon meter yang sempurna mempunyai tindak balas frekuensi rata dari 20 Hz hingga 20 kHz. Mikrofon smartphone dan komputer riba mempunyai puncak dan lembah beberapa desibel sepanjang julat itu — direka untuk suara (200 Hz – 4 kHz) dengan mengorbankan gemuruh frekuensi rendah dan udara frekuensi tinggi. Offset kalibrasi ialah satu skalar; ia tidak dapat membetulkan tindak balas frekuensi yang tidak rata.

Secara praktikal ini bermakna meter kami akan cukup tepat pada sumber jalur lebar julat sederhana (lalu lintas, perbualan, HVAC) dan agak kurang tepat pada sumber frekuensi sangat rendah atau frekuensi sangat tinggi. Pemberat C menguatkan ralat frekuensi rendah; pemberat A menekannya. Apabila ragu, gunakan A.

Penyepaduan masa

Meter membaca nilai serta-merta yang terberat masa; mengkalibrasi satu nilai pada paras stabil tidak menjamin integrasi Leq tepat sepanjang jam, terutamanya dengan bunyi yang berubah-ubah. Halaman tip membincangkan bila ini penting.

Mengesahkan kalibrasi

Selepas menetapkan offset, lakukan satu semakan kebolehulangan:

1. Ambil tiga bacaan 30 saat daripada sumber stabil (kipas yang sama, jarak yang sama). Setiap satu patut mendarat dalam 1 dB antara satu sama lain.
2. Jika bacaan terapung lebih daripada 1 dB, sumber tidak benar-benar stabil atau AGC peranti anda masih aktif meskipun bendera getUserMedia. Cuba sumber berbeza (salur HVAC dari 1 m biasanya paling boleh dipercayai).
3. Periksa silang dengan rujukan berbeza jika anda ada. Jika dua rujukan bebas bersetuju dalam 2 dB, kalibrasi anda boleh dipercayai.

Meter pelayar yang dikalibrasi, digunakan dalam batasannya, cukup baik untuk hampir segala-galanya kecuali dokumentasi pematuhan formal. Panduan, tip dan jadual perbandingan semua mengandaikan anda telah melakukan ini sekali — tanpa kalibrasi, setiap bacaan di laman ini tersasar dengan jumlah yang tidak diketahui tetapi berkemungkinan tidak remeh.