关于动圈话筒你不知道的那些事

工程师谭军 发表于 2018-10-07 11:32:00 收藏 已收藏
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关于动圈话筒你不知道的那些事

工程师谭军 发表于 2018-10-07 11:32:00
  动圈话筒
 
  动圈话筒(动圈式麦克风)(moving-coil microphone 【工程声学】动圈式话筒,动圈式传声器)是把声音转变为电信号的装置。动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的,当声波使膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动,音圈在磁场里振动,其中就产生感应电流(电信号),感应电流的大小和方向都变化,变化的振幅和频率由声波决定,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音。
 
  工作原理
 
  当传声器接受声波时,声波产生的力量作用在振膜上,引起振膜振动,带动音圈作相应振动,音圈在磁钢中运动,产生电动势,声音信号转变成电信号。
 
  优点
 
  动圈话筒构造相对简单,因此经济耐用。它们能承受极高的声压,且几乎不受极端温度或湿度的影响。
 
  构成特点
 
  构成
 
  动圈式传声器主要由线圈、磁钢、外壳组成。
 
  特点
 
  动圈话筒使用较简单,无需极化电压,牢固可靠、性能稳定、价格相对便宜。但它的瞬态响应和高频特性不及电容式传声器。通常动圈话筒噪音低,无需馈送电源,使用简便,性能稳定可靠。主要特点包括:
 
  1、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;
 
  2、指向性好;
 
  3、无需直流工作电压,使用简便,噪声小。
 
  性能区别
 
  声学性能比较
 
  一般来讲(当然也有例外),电容话筒在灵敏度和扩展后的高频(有时也会是低频)响应方面要优于动圈话筒。这跟电容话筒需要先将声音信号转换成电流的工作原理有关。通常,电容话筒的振膜都非常薄,很容易受到声压影响而发生震动,从而引起振膜与振膜舱后背板之间电压的相应改变。而这种电压的改变接下来又会经过前置放大器的多倍放大之后,再转换成声音信号输出。
 
  当然,这里所说的前置放大器,指的是内置在话筒中的放大器,而不是我们通常所说的“前置话放”,即调音台或接口上带的那种前置放大器。由于电容话筒振膜的面积非常小,因而,其对低频或高频声音信号的响应非常灵敏。事实也的确如此。绝大多数电容话筒都能够精确捕捉到很多人耳根本听不到的声音信号。
 
  实际上,通常我们说的动圈话筒,从严格意义上讲,应该叫做“动圈式(moving-coil)”动圈话筒,因为这种话筒声音信号的产生,主要是通过与振膜紧密相连的导线线圈根据声压变化在磁场中不断运动来完成的。由于其中运动部分的体积相对较大,因而,动圈话筒在响应频率的范围(主要是高频部分)、灵敏度以及瞬时响应能力方面都比电容话筒稍逊一筹。
 
  铝带式话筒(Ribbon mICrophones)也是动圈话筒的一种。它主要是通过金属片自身根据声压变化而发生的震动,来带动磁场中电流的变化,从而最终产生声音信号的。由于金属片的面积相对振膜和线圈要小,因而,这种铝带式话筒对高频的响应能力要高于动圈式话筒,但是,还是无法和电容话筒相媲美。
 
  解决办法
 
  动圈话筒的灵敏度低于电容话筒,主要是因为它
 
  内部没有相应的电子元件来对声音信号进行放大和缓冲。因而,它们通常会比动圈话筒要求更多的增益。正是由于这一原因,动圈话筒的音质通常会随所用前置放大器的不同而发生相应的变化。不过,这在强音源条件下,一般不会引发什么不良后果,但是,如果音源比较微弱的话,问题可能就会比较严重,需要格外注意了。市场需求是产品创新的催化剂。
 
  为了解决这一问题,当前市场上也的确出现了不少直接内置有前置放大器的动圈话筒,比如BLUE推出的Ball moving-coil(动圈式话筒)以及Royer推出的R122 ribbon(铝带式话筒)等。
 
  事实证明,它们的确能够很好地同各种前置放大器相适用。由于每种话筒都有自己的独特优势和不足,因而,如果你仔细观察,就会发现,每种话筒都有自己专门的适用情境。比如,动圈式话筒通常在吉他放大器、铜管、近场鼓声以及现场人声等强音源录音环境下使用;而电容话筒则通常在自然条件下或对高频响应范围要求较高的条件下使用,例如鼓声悬顶录音、钢琴、声学弦乐器、工作室内人声录音以及管弦乐队和合唱录音等;铝带式话筒则在数字录音,尤其是打击乐器和铜管的录音过程中越来越受到关注。
 
  当然,铝带式话筒也可以用于吉他放大器、各种声学乐器以及人声等多种录音场合。最后,我想说的是,任何规则都只是参考而已,并不一定要必须遵守。尽管几乎没有人推荐我们使用动圈式话筒来对声学吉他进行录音或对鼓声进行悬吊录音,但是,如果需要,这些都是可以尝试的,因为规则是死的,而人是活的。实际上,在现实中,我们可以看到很多类似于现场人声录音使用电容话筒,而工作室内人声录音使用动圈话筒,甚至使用电容话筒来对鼓声进行近场录音的现象,而且好像都取得了不错的效果。这告诉我们,选用话筒的关键在于,看它是否能够达到自己的预期效果,而不是一味遵从那些既定的条条框框。
 
  动圈话筒有一个音圈,音圈固定在振膜上,在音圈的附近设有一个磁性很强的永久性磁铁,这一结构相当于扬声器的结构,振膜相当于纸盆。
 
  话筒在工作时,声波作用于振膜,使振膜产生机械振动,这一振动带动音圈在磁场中振动,由励磁电,音圈输出音频电信号,是声音转换成电信号。
关于动圈话筒你不知道的那些事

  市面上的话筒多不胜数,首先我们要知道话筒的种类

  动圈话筒:非专业场合,例如KTV,见到最多的就是动圈话筒。它结构简单、结实耐用、价格便宜;但是灵敏度不够,频率响应不足,音色不够细腻。

  动圈话筒

  电容话筒:录音领域应用的最多的话筒。电容话筒的灵敏度高,频率响应好。但价格相对比动圈话筒高,而且比较娇贵,务必小心使用。需要幻象电源供电才能正常工作。

  电容话筒

  电容话筒有大振膜和小振膜。那要怎么区分?

  振膜直径大于或者等于3/4英寸的话筒称做大振膜话筒。经常用于人声录音,因为它们能够为声音添加谐波,让声音听起来更加平滑。

  大振膜

  凡是振膜直径小于5/8英寸的话筒均属于小振膜话筒。相比大振膜,小振膜所接受到的声源信号面积小,声音就比较亮,坚的感觉,具备平坦的频率响应,声音更加自然,因此,普遍用于乐器录音。

  小振膜

  另外近年来还出现“中振膜”话筒。一般来说振膜直径在5/8英寸到3/4英寸之间的话筒均属于中振膜话筒。比较擅长捕捉瞬时信号和高频信号,且其声音效果相对比较圆润饱满,带有大振膜话筒的温暖质感。

  中振膜

  电容话筒有分电子管和晶体管,又要怎么区分?

  电容话筒有分电子管和晶体管,其实就是放大器采用的原件不同。晶体管话筒放大器采用晶体管,电子管话筒放大器采用1颗玻璃制的电子管。电子管话筒使用前需要预热,使用过程中会有一定的热量。而且电子管有一定寿命,价格也相对比较贵,但声音比晶体管较通透、温暖。

  电子管Neumann M149

  晶体管Neumann U87

  话筒的一大堆技术指标都代表什么?

  1、灵敏度是什么?

  灵敏度是表示话筒声电转换效率的重要指标。灵敏度高也就表示其可以提供较高的输入电平,可以提高信噪比,但是灵敏度太高会容易产生过载失真。说白了就是灵敏度越高声电转换电平越大。通常电容式话筒灵敏度比动圈式高10倍左右。

  例如:灵敏度:18 mV/Pa 《 25 mV/Pa ;灵敏度:-32 dB 《 -40 dB

  2、什么是频率响应?

  麦克风在恒定声压和规定入射角声波作用下,各频率声波信号的开路输出电压与规定频率麦克风开路输出电压之比,称为麦克风的频率响应,用分贝(db)表示。

  最理想的频率响应曲线为一条水平线,代表输出信号能直实呈现原始声音的特性,但这种理想情况不容易实现。

  频率响应曲线

  3、什么是话筒指向性?

  话筒对于不同方向来的声音灵敏度会有所不同,这称为话筒的方向性。话筒指向性一般有全指向、心形、8字型等几种。

  全指向是话筒从各个方向拾取声音的性能一致。录音的话比较适合录合唱。

  心形指向:正面灵敏度最大侧面稍小,背面最小。这种话筒在多种扩音系统中都有优秀的表现。一般歌手独唱录音都用这种指向性。

  8字型:这种是在正面和背面最灵敏,左右2边最不灵敏,适合2人对唱。

  4、什么是输出阻抗?

  是指用频率1KHz,声压为1Pa时测得麦克风的交流内阻。一般而言,低于600欧姆为低阻抗;600~10,00欧姆为中阻抗;高于10,00欧姆为高阻抗。

  低阻抗抗干扰强,电缆也可较长,高阻抗话筒灵敏度有所提高,但易受干扰,电缆不宜长。

  5、何为动态范围?

  是指麦克风输出最小有用信号和最大不失真信号之间电频差。动态范围小,会引起声音失真,音质变坏,因此动态范围越大越好。

  6、信噪比怎么才是比较好?

  信噪比可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率,通常以S/N表示,一般用分贝(dB)为单位。信噪比越高越好。

  7、最大输入声压级

  是麦克风所能承受的达到0.5总谐波失真的最大声压级的度量,一般用分贝(dB)表示。数值越大越好。


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