MEMS加速度計在聲學(xué)拾音器中的應(yīng)用

　　MEMS加速度計的輸出非常有意思。目前其缺點包括噪聲基底過高，在音軌的開始和末尾都能聽到，且Z軸帶寬明顯限制到較低的頻率。每個軸向上的聲音再現(xiàn)也顯著不同。

　　X軸和Y軸上的聲音明快而清晰，聲調(diào)上有可分辨出的明顯差異。正如預(yù)期，Z軸上的聲音明顯地主要為低音。圖11中(a)、(b)、(c)分別給出了X、Y、Z軸上的頻譜。

　　圖11(a)：X軸上的頻譜。

　　圖11(b)：Y軸上的頻譜。

　　圖11(c)：Z軸上的頻譜。

　　如果將X、Y和Z軸混合到一起，即可實現(xiàn)樂聲的較好重現(xiàn)，具有一定的明晰度。通過對混音環(huán)節(jié)進行調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)音調(diào)平衡變化，達(dá)到自然的樂聲重現(xiàn)。由于目前加速度計的帶寬限制，更大范圍的高頻諧波丟失了，但聲音重現(xiàn)仍然驚人地逼真。

　　結(jié)束語

　　低g值MEMS加速度計沒有傳統(tǒng)的聲音反饋問題，可以作為樂器所用的高質(zhì)量拾音器，具有明顯的應(yīng)用潛力。上面的實驗結(jié)果表明，貼裝到Fender Stratacoustic吉他上的一個3軸加速度計能實現(xiàn)良好的樂聲重現(xiàn)。由于樂器本體不同方向上的振動模式不一樣，故與之相關(guān)的加速度計3個軸上的聲音特性也不一樣，對三個通道輸出進行混音可以再現(xiàn)原來的音效。此外，用不同的方式對這些通道的聲音進行混音處理可以產(chǎn)生富有創(chuàng)造性的音效。

　　在本實驗中，雖然從加速度計的性能看應(yīng)用前景不錯，但也存在一些缺點，例如能夠聽得到傳感器的基底噪聲，不過可以通過利用噪聲門控或者其他技術(shù)將這個問題的影響降到最小，而且理想傳感器的噪聲基底將與傳統(tǒng)麥克風(fēng)差不多。傳感器的高頻響應(yīng)需要進行擴展，理想的是能達(dá)到20kHz，這樣方可覆蓋樂器的整個音頻范圍。

　　MEMS加速度計技術(shù)在樂器的拾音應(yīng)用方面具有明顯的潛在優(yōu)勢，特別是那些為聲音反饋問題困擾的現(xiàn)場應(yīng)用。一個體積非常小、低功耗的MEMS器件可以貼裝到樂器中任何不顯眼的位置上，而且不會影響樂器的自然振動特性。實際上，可以在樂器的不同位置上貼裝數(shù)個傳感器，為聲學(xué)工程師重現(xiàn)樂器的自然特質(zhì)提供額外的靈活度，還無需擔(dān)心現(xiàn)場應(yīng)用的聲音反饋，因此可以說，距離“理想的音樂”只差一步之遙!