音响技术及家庭影院三

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1、音响设备之声音录制 楼东武 崔宁 2014-03-22 话筒 “话筒话筒”在汉英词典中的 解释 在汉英词典中的 解释(来源：百度词典)： 1.a microphone; a mike 2.a telephone transmitter 3.a megaphone; a loudhailer; a bullhorn 各种不同用途的话筒图片 话筒 话筒又称传声器，一种电声器件，属传声器，是声电转换 的换能器，通过声波作用到电声元件上产生电压，再转为 电能。 在最初的机械录音中，麦克风负责将声音信号转换为振膜 的振动，并将这种振动传递给细针，以刻录锡箔。后来， 磁性录音技术的崛起，麦克风也随之发展成

2、为一种将声音 信号转换为电信号的设备。 影响麦克风性能的指标有灵敏度、指向性、频率响应、阻 抗和固有噪声等。麦克风的类型多样，性能和使用范围不 同，选择麦克风需要根据声源的频率范围、声压、方向、 距离、种类，以及使用麦克风的环境和目的综合考虑。 话筒种类 话筒通常按它转换能量的方式分类。这里我们还 是按录音室对话筒最通用的分类法，把话筒分为 动圈话筒和电容话筒。 动圈话筒动圈话筒：由磁场中运动的导体产生电信号 的话筒。是由振膜带动线圈振动，从而使在磁场 中的线圈感应出电压。 特点：结构牢固，性能稳定，经久耐用，价格较 低；频率特性良好，50-15000Hz频率范围内幅频 特性曲线平坦；指向性好

3、；无需直流工作电压， 使用简便，噪声小。 动圈式话筒 当线圈随着膜片的振动而在恒定 的磁场中运动时，切割了磁力线， 从而在线圈的两端感应出电动势。 膜片的前后有声学网络，一边扩 展传声器的工作频率范围。 特点：结构简单、稳定，被广泛 应用在语言广播和扩音中。 确定：灵敏度较低，容易产生磁 感应噪声，频响较窄 电容话筒电容话筒 电容话筒：这类话筒的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固 定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话 筒本身所带的前置放大器一起产生了信号电压。 特点：频率特性好，在音频范围内幅频特性曲线平坦，这一点优于动圈话 筒；无方向性；灵敏度高，噪

4、声小，音色柔和；输出信号电平比较大，失真 小，瞬态响应性能好，这是动圈话筒所达不到的优点；工作特性不够稳定， 低频段灵敏度随着使用时间的增加而下降，寿命比较短，工作时需要直流电 源造成使用不方便。 电容话筒中有前置放大器，当然就得有一个电源，由于体积关系，这个 电源一般是放在话筒之外的。除了供给电容器振膜的极化电压外，也为前置 放大器的电子管或晶体管供给必要的电压。我们称它为幻象电源。 由于有了这个前置放大器，所以电容话筒相对要灵敏一些，在使用时不 可少的一些附属设备有：防震架（一般会随话筒赠送）、防风罩、防喷罩、 优质的话筒架。如果要进行超近距离的录音工作，一个防喷罩是不可少的 驻极体话筒的

5、工作原理 振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的 后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可 变电容量和话筒本身所带的前置放大器一起产生了信号电 压。 话筒的指向性 常见的单一指向式为心型指向心型指向(Cardioid)或超心型指向超心型指向 (Hypercardioid)，对于来自麦克风前方的声音有最佳的收 音效果，而来自其他方向的声音则会被衰减，常见于手持式 麦克风和卡拉OK等场合，此类型的极端为枪型指向枪型指向 (Shotgun)。 双指向式双指向式(Bi-directional)可接受来自麦克风前方和后方的声 音，实际应用场合不多。 全向式全向式(Omnidirec

6、tional)对于来自不同角度的声音，其灵 敏度是相同的。常见于需要收录整个环境声音的录音工程； 或是声源在移动时，希望能保持良好收音的情况；演讲者在 演说时配带的领夹式麦克风也属此类。全向式的缺点在于容 易收到四周环境的噪音，而在价格方面相对较为便宜。 注：指向性指向性描述麦克风对于来自不同角度声音的灵敏度，规 格上常用如上的polar pattern来表示，在每个示意图中，虚 线圆形的上方代表麦克风前方，下方则代表麦克风的后方 1.0 灵敏度灵敏度 灵敏度是指麦克风的开路电压与作用在其膜片上的声压之比。实际上， 麦克风在声场必然会引起声场散射，所以灵敏度有两种定义。一种是 实际作用于膜片上

7、的声压，称为声压灵敏度，另一种是指麦克风未置 入声场的声场声压，称为声场灵敏度，其中声场灵敏度又分为自由场 灵敏度和扩散场灵敏度。通常录音用麦克风给出声压灵敏度，测量用 麦克风因应用类型给出声压或声场灵敏度。 高灵敏度麦克风并非始终优于低灵敏度麦克风。虽然灵敏度可以显示 麦克风的部分特性，但不一定能体现麦克风的性能。麦克风噪声电平、 削波点、失真和灵敏度之间的平衡决定了麦克风是否适用于特定应用。 麦克风的灵敏度高好还是低，要根据使用的条件来选择。 如果声源离麦克风较远，需用灵敏度高的麦克风；如果声源离麦克风 很近，则用灵敏度低的麦克风。前者能保证拾取声音信号的灵敏度， 后者能有效地降低环境噪音

8、。 2.0 麦克风的指向性 指向性描述麦克风对于来自不同角度声音 的灵敏度，简单来说，就是麦克风“听取”不 同方向声音的能力。常见的种类有全指向 式、心型指向式、超心型指向式和双指向 性等。 2.1全指向式全指向式 全指向式麦克风对于 来自不同角度的声音，其 灵敏度是相同的。全指向 式麦克风的缺点在于容易 收到四周环境的噪音，而 在价格方面相对较为便宜。 它常见于需要收录整个环 境声音的录音工程，或是 声源在移动时，希望能保 持良好收音的情况。演讲 者在演说时配带的领夹式 麦克风也属于全指向式。 2.2 心型指向式心型指向式 心形麦克风前端灵 敏度最强，后端灵 敏度最弱。这样可 以隔绝多余的环

9、境 噪音，且消除回音 的效果优于全向话 筒。因此，心形麦 克风尤其适用于喧 闹的舞台。 2.3超心型指向式超心型指向式 超心形麦克风的拾 音区域比心形话筒 更窄，能够更有效 地消除周围噪音。 但这种麦克风后端 也会拾取声音，因 此，监听扬声器必 须正确放置。超心 形麦克风最适用于 在吵闹的环境中拾 取单一声源，能够 最有效地消除回音。 2.4 双指向式双指向式 双指向式麦克风可接 受来自麦克风前方和 后方的声音，其内部 结构和全指向性基本 相似，主要区别是在 线路板上面。直接使 用双指向式麦克风的 场合不多，大多是用 作立体声录音法等特 殊用途(如MS录音 法)。 3.0 频率响应频率响应 频

10、率响应是指麦克风接受到不同频率声音时，输出信号会 随着频率的变化而发生放大或衰减。它是反映麦克风电转 换过程中对频率失真的一个重要指标。通常共有两种类型： .平坦频率响应：所有可听见的频率（20 Hz-20 kHz） 输出电平相同。这最适用于不得改变或“修饰”原声的声音 还原应用，例如录音。 .特定频率响应：特定响应通常用于在特定应用情况下强 化声源，例如话筒在2-8 kHz的范围内可能有个峰值，以 提高现场人声的清晰度。 一般来说，电容式麦克风的频率响应曲线会比动圈式的来 得平坦。常见的麦克风频率响应曲线大多为高低频衰减， 而中高频略为放大；低频衰减可以减少录音环境周遭低频 噪音的干扰。 话

11、筒频响图： 上图：Oktava 319(电容式)的频率响应 下图：Shure SM58(动圈式)的频率响应 4.0 阻抗阻抗 阻抗用来表明一个信号源对下级负载呈现的信号 提供能力。麦克风的输出阻抗通常用1kHz信号测 得，它是麦克风对1kHz信号的交流内阻，以欧姆 为单位。在麦克风领域一般而言，低于600欧姆 为低阻抗；介于600至10000欧姆为中阻抗；高于 10000欧姆为高阻抗。 极低阻抗(50欧姆)麦克风的优点是它的连接线对 于拾取静电噪声不敏感。但是，它对于拾取交流 电源线产生的电磁场所感应的噪声又是颇为敏感 的，这种交流声的拾取可通过使用双纽绞线对来 消除，因为纽绞线对于电磁感应产

12、生的电流方向 相反，在调音台的麦克风平衡输入端上互相抵消。 阻抗匹配阻抗匹配 阻抗为150欧姆到250欧姆的麦克风信号损失低，可使用 长到数百米的电缆线。他们比50欧姆的线路较不易拾取到 电磁感应，但对经典噪声的拾取相对明显，因此，使用纽 绞线对电缆，并采用平衡信号线而获得最低的噪声。在这 样的线路内，两条线运载信号，而屏蔽线接地，其工作原 理是在两条导线中声频信号的交变电流极性是相反的。而 任何静电的或电磁的拾音会同时以同极性感应在相关的两 条导线中。输入变压器或平衡放大器只对两条导线间的差 电压起响应，结果是感应的信号互相抵消，而声频信号不 受影响。大多数录音棚中所用的麦克风线是200欧姆

13、的平 衡线，屏蔽线只在前置放大器端和麦克风手柄上接地。 阻抗匹配阻抗匹配 高阻抗麦克风相对较便宜，它的缺点是它们的高 阻抗电缆线容易拾取到静电噪声，诸如发动机和 荧光灯等引起的噪声，这就是要求使用带屏蔽的 电缆。另外，围绕屏蔽的导体会形成一个电容， 它实际上是跨接在麦克风的输出上。当电缆的长 度增加时，电容量就变大，直到6至8米长时，这 个电容会短路掉由麦克风拾取的许多高频信号。 因此，使用高阻抗麦克风应避免用长电缆来连接， 这种限制有时会给录音带来不便。 5.0 固有噪声固有噪声 固有噪声是指麦克风在没有外界声音、风 振动及电磁场等外加声压作用时, 也有输出 电压。一般麦克风的固有噪声都很小

14、，在 V 数量级，且固有噪声值越小, 麦克风的 性能越好。 6.0 话筒的邻近效应话筒的邻近效应 邻近效应是用近传声技术提升低音的效应，即话筒置于离声源几厘米的位置。 尽管在某些场合此效应会产生某些歌手喜欢的强烈丰满的声音，但有许多场合必须控制或完全 避免低音提升，例如，在记录谈话时。邻近效应可能使谈话的内容不清晰。有些话筒装备了低音滤 波器以补偿邻近效应。 在录音或转播舞台节目时，工作距离通常非常近，近传声技术就有了用武之地。这样做的目的 是为了避免声反馈。 在演播室类似这样的技术就不是必需的了，远传声技术占据主导地位。因此，在演播室内可能 使用动圈式和电容式话筒。电容式话筒对瞬态声音具有出

15、色的响应。当扬声器有过量的咝咝声时， 动圈式话筒一般优于电容式话筒。 对于广播或演播室话音记录，将使用适于远传声的话筒。而对于广播或舞台录音（带扩 声），将需要适于近传声的话筒。在近传声的情况中，用户应当在决定哪种话筒最适用之前决定是 否需要邻近效应。 接下来，话筒是否要贴近人？如果是，就要在颈挂式话筒和其它专用话筒（如头戴式话筒）之 间作出选择。使颈挂式话筒与任何沙沙噪声（话筒外罩和电缆摩擦引起）隔离是非常重要的。 在使用挂在非专业演讲人（如演播室嘉宾）衣服上的颈挂式话筒时，声音工程师应该告诉演讲 人不要在无意中碰到可能在领带别针上或项链上的话筒，否则听众可能会听到非常恼人的尖叫声。 话筒的

16、挑选话筒的挑选 选择合适的话筒正变得越来越困难。话筒的种类越来越多，每种各有所长，质量也都很出色。因 此选购时最大的影响因素除了价格之外就是个人的喜好了。 最平滑的响应最平滑的响应 选择话筒时，用户首当其冲应关心其频率响应特性。频率响应必须足够宽广以拾取整个范围内的 声音，自然声源质量没有可听的改变。 下一步是选择极性图形。下一步是选择极性图形。在价格相同的各类话筒中，全向话筒通常具有最宽广、最平滑的响应， 同时对喘息、手持噪声和风的灵敏度也较低。如果无过多的外部噪声或太多的混响，它们都非常适用 于大多数应用场合。 虽然全向话筒很好地接受来自所有方向的声波，但某些用户可能喜欢接受来自一个（单向）或两 个（双向、8字形）方向的的声波。这意味着为了获得直接声与混响声的相同比率，心型和双向话筒、 超心型话筒和高超心型话筒位置离声源的距离分别是全向话筒位置离声源的距离的1.7倍、1.9倍和2 倍