电声测试仪 音频分析仪 rta噪声频谱分析仪 噪音计 声压级表 麦克风录音系统动态范围 音频采集系统输入动态范围 噪声 最大声压级 放大器增益
这部分来自我的免费电子书《音频测量指南》beta版本，可能存在错误，可能会更新，因为我的健康状况我不做保证。如果有人可以修正数学计算的部分我会非常感激。
问：为什么我买了一个麦克风，自我噪声是16dB SPL，连接到我的测量系统后，系统自我噪声有40dB SPL？
答：可能是因为声卡的自我噪声电压比麦克风大很多。
答：可能是增益设置不正确。
当测量系统校准了94dB SPL后，发现系统的自我噪声很大，比麦克风自我噪声大很多，这时候很多人认为是硬件的噪声很大或者硬件损坏。
例子：
测量系统配置：
麦克风
自我噪声：16dB SPL
最大声压级：140dB SPL
灵敏度：30mV（94dB SPL）
采集卡
输入通道的自我噪声：-84dBV（63.0957uV）
最大输入电平：2Vrms（6dBV）
增益可调范围-40dB~40dB
计算噪声测量系统的输入动态范围：
计算0dB增益的系统噪声：
分析：麦克风的自我噪声是16dB SPL，灵敏度是30mv（94dB SPL），通过计算得到16dba spl对应3.75837uV（-108dBV）
设置采集卡输入增益为0dB，使用94dB SPL校准。校准时电平是30mV（-40dB V），没有超过声卡最大输入电平。
校准完成后，计算系统的本底噪声：麦克风16dba spl的电压+声卡自我噪声电压，也就是3.75837uV+ 63.0957uV=66.85407uV（-83.5dBV）。
通过查表发现麦克风在-84.5dBV的时候等效SPL是40dBa，所以，系统的自我噪声大概是40dB SPL。也就是说，因为采集卡的自我噪声电压比麦克风自我噪声电压大很多，导致了系统等效自我噪声变得很大。
计算0dB增益的系统最大声压级：
分析：麦克风的灵敏度是30mv（94dB SPL），采集卡最大输入是2Vrms（6dBV），通过计算得到2Vrms（6dBV）对应128dB SPL。
解决方案1：
目标：改变系统动态范围，系统噪声小于20dB SPL。
方法：输入增益设置为30dB增益，把麦克风灵敏度变大。
灵敏度计算：
这时候等效于麦克风的自我噪声电压是-108dBV+30dB=118.85uV（-78dBV）。
这时候麦克风的等效灵敏度变成1.05925V（94dB SPL），在采集卡输入范围内，可以执行94dB SPL校准。
系统噪声计算：
当没有声音输入时，系统的自我噪声电压是118.85uV+ 63.0957uV=181.9457uV，等效SPL是17dB
系统最大声压级计算：
分析：麦克风的灵敏度是1000mV（94dB SPL），采集卡最大输入是2Vrms（6dBV），通过计算得到2Vrms（6dBV）对应98dB SPL。
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注意
设置增益后会增加噪声。
麦克风信号放大后等效于获得了一个高灵敏度的麦克风，解决了信噪比问题（麦克风信号vs声卡输入通道噪声）。但是任何放大器都有自我噪声，对于一个可调的放大器，增益越大噪声越大，一个例子：一个10mV/Pa灵敏度 28dBA噪声的麦克风，使用30dB放大器后噪声变成30dBA。下面的图片是B&K TYPE2690多功能放大器的增益vs噪声。
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