关于麦克风的选择你知道多少?

工程师谭军 发表于 2018-10-07 11:36:00 收藏 已收藏
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关于麦克风的选择你知道多少?

工程师谭军 发表于 2018-10-07 11:36:00
  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。
关于麦克风的选择的你知道多少?

  最近在帮公司搭建音频实验室,需要买一个麦克风用于语料采集。语料主要用于声学测试和识别模型训练等,所以需要买一个保真度比较高的,比较能还原原有音色的话筒。

  查阅了一些资料,麦克风主要包括以下几种:

  1.动圈麦克风不需要供电,它的优势在于简单和皮实,缺点是振膜对于快速变化的声波的响应速度不如其他类型的麦克风。动圈麦克风经常被用于人声录音。(不推荐)

  疑问:人声是否属于会快速变化的声波?

  答:不属于,即使是比较尖锐的人生,在声学领域里也不算是快速编号的声音了,真正是要金属噪音那种才能算快速变化的声波。

  2.电容麦克风

  电容话筒的核心组成部分是极头,由两片金属薄膜组成;当声波引起其震动的时候,金属薄膜间距的不同造成了电容的不同,而产生电流。因为极头需要一定电压进行极化才能使用,所以电容话筒一般需要使用幻象电源供电才可以工作。电容话筒具有灵敏度高,指向性高的特点。因此,它一般用在各种专业的音乐,影视录音上,在录音棚里很常见。

  一般内置放大器,因为电容单元的输出是很微弱的。电容麦克风需要外接 48 V 幻象供电或电池。

  电容麦克风分大振膜麦克风和小振膜麦克风。通常的说法就是大振膜电容麦的特点就是拾音灵敏度高于驻极体式电容麦,但是不绝对。

  振膜是话筒拾音膜的大小,声音通过空气传播,原理上是越大的振膜,就越灵敏。用物理现象的理解就是这个道理。但是不绝对,比如有些宣传得很好的品牌的大振膜电容麦,拾音程度就不够,不能发挥出大振膜麦克的优势。

  我们通常把振膜直径大于或等于3/4英寸的话筒称为大振膜话筒。大振膜话筒的材质一般是铝膜、镀铝、镀金、纯金等材质。

  

  大振膜电容麦克风的优点在于它能给你那种录音棚特别推崇的声音——不是最自然的声音,但是声音又厚又温暖,不管录什么声音都感觉十分舒服;缺点在于,声音的频率越高,大振膜电容麦克风的定向性越来越明显,正对麦克风收音不是什么问题,若是用两只麦克风做立体声收音,侧面来的声音有可能会效果不理想。(虽然这么说但做算法的友商最后还是推荐了一款大振膜电容麦克风,因为当前的需求来说性能好的大振膜麦克风已经能满足要求了)

  如果你想要极为精确的收音效果,那么小振膜电容麦克风就是不二选择。但是,更精确的声音并不一定就是更令人满意的声音,有时候精确的声音反而听起来不那么具有活力和力量感。不过如果要完全真实地记录自然界的声音,小振膜电容麦克风应是不错的选择。

  4.铝带麦克风是一种特殊的动圈麦克风,可录制出细节清晰但略显黯淡的声音,这使得它们常常在录音棚得到艺术化地运用。铝带麦克风普遍很脆弱,脆弱到有些牌子的说明书会提醒用户:拿着铝带麦克风收音的时候走路慢点儿以免空气通过麦克风速度太快导致铝带错位。和动圈麦克风一样,铝带麦克风大部分都不需要外部供电(某些自带内置放大器的除外)。然而铝带麦克风的输出一般都比较小,所以搭配前级放大器使用效果更好。


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