用MEMS加速度计作为拾音器完美再现乐器音效

文章摘要：图7 贴装在Fender Stratacoustic吉他上的加速度计图8 采用不同传感器的时域波形图9所示为在上述时域波形的一个波峰上所测得的压电拾音器的FFT频谱。结果显示响应中具有较强的低音分量。确实，实际的音频文件中都较多地具有丰富的低音响应。这种声音比较悦耳（还取决于个人偏好），因为腔体谐振能够产生比从乐器上直接听到的更丰富的低音。 图9 压电拾音器的FFT频谱MEMS麦克风的输出则非常平坦，乐声的重现效果非常好。其音质非常自然，均衡较好，逼真度高。与压电拾音器相同时间点上测得的FFT频谱如图10A所示。作为参考，图10B则给出了MEMS麦克风的频率响应。 图10A MEMS麦

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图7  贴装在Fender Stratacoustic吉他上的加速度计

图8 采用不同传感器的时域波形

图9所示为在上述时域波形的一个波峰上所测得的压电拾音器的FFT频谱。结果显示响应中具有较强的低音分量。确实，实际的音频文件中都较多地具有丰富的低音响应。这种声音比较悦耳（还取决于个人偏好），因为腔体谐振能够产生比从乐器上直接听到的更丰富的低音。

 图9  压电拾音器的FFT频谱

MEMS麦克风的输出则非常平坦，乐声的重现效果非常好。其音质非常自然，均衡较好，逼真度高。与压电拾音器相同时间点上测得的FFT频谱如图10A所示。作为参考，图10B则给出了MEMS麦克风的频率响应。

 图10A   MEMS麦克风的FFT频谱

图10B   MEMS麦克风的频率响应

MEMS加速度计的输出非常有意思。目前其缺点包括本底噪声过高，在音轨的开始和末尾都能听到，且Z轴带宽明显限制到较低的频率。每个轴向上的声音再现也明显不同。

X轴和Y轴上的声音明快而清晰，声调上有可分辨出的明显差异。正如预期，Z轴上的声音明显地主要为低音。图11给出了X轴（A）、Y轴（B）以及Z轴上的频谱（C）。

图11a  MEMS加速度计X轴输出

图11b  MEMS加速度计Y轴输出

图11c  MEMS加速度计Z轴输出

如果将X、Y和Z轴混合到一起，即可实现乐声的较好重现，具有一定的明晰度。通过对混音环节进行调节，可以实现音调平衡变化，达到自然的乐声重现。由于目前加速度计的带宽限制，更大范围的高频谐波丢失了，但声音重现仍然惊人地逼真。
　　
结语

MEMS加速度计技术在乐器的拾音应用方面具有明显的潜力，特别是那些为声反馈问题困扰的现场应用。一个体积非常小、低功耗的MEMS器件可以贴装到乐器上任何不显眼的位置，而且不会影响乐器的自然震动特性。

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