用MEMS加速度計作為拾音器完美再現(xiàn)樂器音效
利用該加速度計、內置的壓電拾音器和MEMS麥克風各自錄制了一段聲音。圖8給出了每個傳感器的時域波形,這里沒有對任何音段進行后處理。
圖7 貼裝在Fender Stratacoustic吉他上的加速度計
圖8 采用不同傳感器的時域波形
圖9所示為在上述時域波形的一個波峰上所測得的壓電拾音器的FFT頻譜。結果顯示響應中具有較強的低音分量。確實,實際的音頻文件中都較多地具有豐富的低音響應。這種聲音比較悅耳(還取決于個人偏好),因為腔體諧振能夠產(chǎn)生比從樂器上直接聽到的更豐富的低音。
圖9 壓電拾音器的FFT頻譜
MEMS麥克風的輸出則非常平坦,樂聲的重現(xiàn)效果非常好。其音質非常自然,均衡較好,逼真度高。與壓電拾音器相同時間點上測得的FFT頻譜如圖10A所示。作為參考,圖10B則給出了MEMS麥克風的頻率響應。
圖10A MEMS麥克風的FFT頻譜
圖10B MEMS麥克風的頻率響應
MEMS加速度計的輸出非常有意思。目前其缺點包括本底噪聲過高,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)也明顯不同。
X軸和Y軸上的聲音明快而清晰,聲調上有可分辨出的明顯差異。正如預期,Z軸上的聲音明顯地主要為低音。圖11給出了X軸(A)、Y軸(B)以及Z軸上的頻譜(C)。
圖11a MEMS加速度計X軸輸出
圖11b MEMS加速度計Y軸輸出
圖11c MEMS加速度計Z軸輸出
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)進行調節(jié),可以實現(xiàn)音調平衡變化,達到自然的樂聲重現(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。
結語
MEMS加速度計技術在樂器的拾音應用方面具有明顯的潛力,特別是那些為聲反饋問題困擾的現(xiàn)場應用。一個體積非常小、低功耗的MEMS器件可以貼裝到樂器上任何不顯眼的位置,而且不會影響樂器的自然震動特性。
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