現(xiàn)代音響與調(diào)音技術(shù)-第2章1-傳聲器(話筒)課件

第2章傳聲器與揚(yáng)聲器2.1傳聲器的分類與原理結(jié)構(gòu)2.2傳聲器的技術(shù)指標(biāo)2.3有線傳聲器2.4無線傳聲器2.5傳聲器的選擇和使用12.1.1傳聲器的分類與原理結(jié)構(gòu)傳聲器(Microphone)簡寫為MIC，又稱話筒或“麥克風(fēng)”。它是音響系統(tǒng)中最為廣泛使用的一種電聲器件之一，它包含一個(gè)由聲波驅(qū)動(dòng)的傳感器，并發(fā)出對(duì)應(yīng)的電波。它的作用是將話音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再送往調(diào)音臺(tái)或放大器，最后從揚(yáng)聲器中播放出來。21.按能量的來源有源類傳聲器無源類傳聲器外加直流電源傳聲器的分類直接把振膜的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，而不消耗其它能?按換能原理3.按聲場(chǎng)作用力4.按指向性單向、雙向、全向、8字形、無指向和可變指向動(dòng)圈式電容式壓強(qiáng)式壓差式32.電容式傳聲器電容式傳聲器的原理結(jié)構(gòu)如圖2―2所示。5如何把電容變化量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)呢？一種是直流極化式:直流極化式基于電場(chǎng)原理，通過電場(chǎng)的作用將機(jī)械振動(dòng)變成電信號(hào)，這種形式的換能器稱為靜電換能器。在專業(yè)音響場(chǎng)合中，多使用外加直流極化電壓(40~200V)的高檔電容傳聲器。另一種是駐極體式:采用經(jīng)過事先極化的駐極體代替上述極化電壓的電容傳聲器稱為駐極體電容傳聲器，簡稱駐極體傳聲器。常用在家用錄音機(jī)中作內(nèi)置傳聲器和普通歌舞廳樂隊(duì)的擴(kuò)音中，效果優(yōu)良。缺點(diǎn)是極化電壓保持時(shí)間有一定限度。對(duì)于使用者來說，應(yīng)避免在高溫和高濕環(huán)境下存儲(chǔ)和使用電容傳聲器，這對(duì)延長其使用壽命是有利的。62.2.1靈敏度

靈敏度是指傳聲器在一定強(qiáng)度的聲音作用下輸出電信號(hào)的大小.靈敏度高，表示傳聲器的聲-電轉(zhuǎn)換效率高.對(duì)微弱的聲音信號(hào)反應(yīng)靈敏.其定義為：在自由聲場(chǎng)中，當(dāng)向傳聲器施加一個(gè)聲壓為1μbar的聲信號(hào)時(shí)，傳聲器的開路輸出電壓(mV)即為該傳聲器的靈敏度。換句話說，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)聲壓的作用下，傳聲器的開路輸出電壓越高，傳聲器就越靈敏，反之，傳聲器就不靈敏。

2.2傳聲器的技術(shù)指標(biāo)72.2.3信號(hào)噪聲比(S/N)

信號(hào)噪聲比指的是傳聲器有電信號(hào)輸出時(shí)的信號(hào)電壓與傳聲器內(nèi)在噪聲電壓的比，通常用dB表示。例如，電動(dòng)傳聲器的靈敏度為0.1mV/μbar，當(dāng)在1m距離講話時(shí)，到達(dá)振膜的聲壓約為1μbar，此時(shí)，傳聲器輸出電信號(hào)為0.1mV。而傳聲器的內(nèi)在噪聲電壓約為0.5μV，則信噪比為一般優(yōu)質(zhì)電容式傳聲器的S/N值為55~57dB。

92.2.4源阻抗及推薦的負(fù)荷阻抗

源阻抗簡稱阻抗，指傳聲器的交流內(nèi)阻，以Ω為單位，通常用1kHz信號(hào)測(cè)得。對(duì)低阻抗傳聲器，源阻抗為200Ω左右；對(duì)中阻抗傳聲器，一般在500Ω到5kΩ之間；對(duì)高阻抗傳聲器，則在25kΩ到50kΩ之間。由于中阻抗及高阻抗傳聲器的導(dǎo)線容易感應(yīng)交流聲，所以專業(yè)用的高質(zhì)量傳聲器，一律采用低阻抗方式。10

為了使傳聲器的阻抗特性和后面設(shè)備的輸入阻抗對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生任何影響，通常要求后面設(shè)備的輸入阻抗是傳聲器阻抗的6~11倍，稱為推薦的負(fù)荷阻抗。由于高質(zhì)量低阻抗傳聲器的阻抗多為200Ω，所以推薦的負(fù)荷阻抗多為1kΩ。這是專業(yè)用調(diào)音臺(tái)和錄音機(jī)常用的輸入阻抗值。112.2.7瞬態(tài)響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)就是傳聲器對(duì)脈沖型聲波的跟蹤能力。由于方波信號(hào)是一種典型的瞬態(tài)信號(hào)，所以常常用一個(gè)矩形波信號(hào)來激勵(lì)傳聲器，然后用示波器來觀測(cè)傳聲器輸出信號(hào)的波形，從而判斷它的瞬態(tài)跟蹤能力。通常，電容傳聲器的瞬態(tài)響應(yīng)要優(yōu)于動(dòng)圈傳聲器。132.2.8指向特性傳聲器的指向特性，又稱傳聲器的方向性，是表征傳聲器對(duì)不同入射方向的聲信號(hào)檢拾的靈敏度，也可以說是傳聲器的靈敏度隨聲波入射方向而變化的特性。如單方向性表示只對(duì)某一方向來的聲波反應(yīng)靈敏，而對(duì)其他方向來的聲波基本無輸出。無方向性則表示對(duì)各個(gè)方向來的相同聲壓的聲波都有近似相同的輸出。指向性是傳聲器十分重要的電聲指標(biāo)。

142.2.8指向特性1.壓強(qiáng)式傳聲器——無方向指向特性圖2―3無方向指向特性

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：壓強(qiáng)式傳聲器的振膜是裸露在聲場(chǎng)中的，振膜后面是密封的，聲波無法入射。具有這種結(jié)構(gòu)的傳聲器對(duì)所有方向的聲波入射都具有相同的靈敏度。不管是從00，900，2700方向傳來的聲波對(duì)振膜而言都具有聲壓，使振膜振動(dòng)；從1800方向傳來的聲波則繞過傳聲器到達(dá)00方向，然后使振膜振動(dòng)。所以說壓強(qiáng)式傳聲器具有無方向指向特性，或說具有球形指向。152.壓差式傳聲器——8字形指向特性壓差式傳聲器的振膜后面不密閉，因此振膜的振動(dòng)取決于前面和后面的瞬時(shí)聲壓差，即對(duì)聲壓梯度產(chǎn)生響應(yīng)。很顯然，從前面0°和后面180°入射的聲波，都可以產(chǎn)生很大的聲壓梯度，所以接收能力最強(qiáng)，具有較高的靈敏度。從側(cè)面90°和270°入射的聲波，到達(dá)振膜前后兩面的強(qiáng)度相等，因而聲壓梯度為零，傳聲器沒有輸出，靈敏度為零。因此，壓差式傳聲器具有8字形(或雙向)指向特性，如圖2―4所示。17圖2―4183.多種指向圖形的組合將一個(gè)無方向圖形與一個(gè)8字形圖形疊加起來，就能得到一個(gè)心形圖形，如圖2―5所示。這是因?yàn)樵?°方向上，無方向圖形與8字形圖形相疊加，得到了兩倍的靈敏度；在180°方向上兩者大小相等，方向相反，結(jié)果相互抵消；在90°和270°方向上，因8字形圖形靈敏度為零，因而，疊加的結(jié)果是保持無方向圖形的靈敏度，它是0°入射靈敏度的一半。19

心形指向特性是一種單方向指向特性，介于無方向和8字形指向特性之間，適合于手持式人聲演唱和樂器演奏用傳聲器?，F(xiàn)在，我們可以以無方向、8字形和心形指向特性為基本圖形，通過適當(dāng)?shù)慕M合，就可以得到許多個(gè)合成指向圖形了。圖2―6給出了5種主要的合成指向特性圖形，可供選擇傳聲器時(shí)參考。21圖2―6多種指向圖形的合成22

實(shí)踐證明，各種傳聲器的指向特性都會(huì)隨頻率而變化。當(dāng)頻率升高到3~4kHz以上時(shí)，指向特性有變尖銳的趨勢(shì)。而且對(duì)于優(yōu)質(zhì)傳聲器來說，一要傳聲器的頻帶范圍寬，二要傳聲器前后方向上靈敏度的比值，在聲頻的全頻帶內(nèi)應(yīng)保持基本相同。23(3)信號(hào)失落現(xiàn)象少，甚至沒有。信號(hào)失落現(xiàn)象是指當(dāng)傳聲器頭與到達(dá)信號(hào)的調(diào)音臺(tái)或放大器相對(duì)位置改變時(shí)，出現(xiàn)聲音信號(hào)質(zhì)量變差，甚至無法接收的現(xiàn)象。(4)有線傳聲器常受到電纜線長度的影響，其活動(dòng)距離會(huì)受到限制。(5)在信號(hào)傳輸中，有線傳聲器常采用平衡傳輸，這可有效減小其它電聲設(shè)備的干擾。25

所謂平衡線傳輸，是指傳輸線有兩根導(dǎo)線，它們上面的聲音信號(hào)正好對(duì)參考點(diǎn)（大地）是一對(duì)大小相等而極性相反的信號(hào)。當(dāng)信號(hào)傳輸受到干擾時(shí)，干擾信號(hào)在終端負(fù)載上可以互相抵消，達(dá)到抗干擾的目的。同樣，平衡線傳輸也不容易干擾別的電氣設(shè)備。

不平衡線傳輸是采用一根芯線的電纜，用屏蔽層作另一根信號(hào)線。這樣的傳輸方式干擾信號(hào)有可能通過單根線而傳到下級(jí)，從而影響聲音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。傳輸距離越遠(yuǎn)則噪音越大，因?yàn)樾盘?hào)線上的噪音無法消除。這種接法的成本低，僅用于話筒線較短的家用音響設(shè)備上。262.3.2

有線傳聲器使用中應(yīng)注意的問題1.使用平衡線傳輸可有效減小外來干擾2.必須使用專用電纜饋送傳聲器信號(hào)傳聲器的內(nèi)阻有幾百歐，輸出信號(hào)又很微弱，因而必須使用專用屏蔽電纜作信號(hào)傳輸線，并使屏蔽層的一端與傳聲器的外殼良好相接，另一端與電聲設(shè)備的外殼良好相接，從而減小周圍電磁場(chǎng)的干擾。其長度不宜超過10米，否則會(huì)因線間電容過大引起高頻損耗。也正因?yàn)閭髀暺鞯妮敵霰容^小，所以為了提高傳聲器的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和阻抗，還需裝置一只升壓變壓器。27

用幾只傳聲器拾音時(shí)，要注意相位作用。相位關(guān)系對(duì)立體聲傳聲器有很重要的意義。不規(guī)律的相位變化對(duì)立體聲效果的寬度感有影響。相位不一致會(huì)產(chǎn)生聲場(chǎng)彌散，聲像方位感不確定的不自然感。必須使各傳聲器的極性相同(即相位相同)，以免各傳聲器的信號(hào)在電路中相互抵消。

4.注意傳聲器的極性29

有指向的傳聲器都有近區(qū)效應(yīng)。所謂近區(qū)效應(yīng)是指近距離使用這種話筒時(shí)，對(duì)低頻有提升作用，從而增加聲音的“親切感”，但其負(fù)作用是清晰度會(huì)降低。5.注意近區(qū)效應(yīng)302.4無線傳聲器

無線傳聲器

無線傳聲器是利用傳聲頭將聲波轉(zhuǎn)為電信號(hào)，然后用超高頻或特高頻載波在近距離范圍內(nèi)將傳聲器輸出的電信號(hào)經(jīng)調(diào)制后，再通過附帶的天線以電磁波形式向天空發(fā)射，然后用接收機(jī)接收射頻已調(diào)信號(hào)，經(jīng)高頻放大、解調(diào)等環(huán)節(jié)恢復(fù)低頻電信號(hào)，最后送到錄音機(jī)或擴(kuò)音器中放出聲音。312.4.1無線傳聲器的特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)(1)無線傳聲器可以做到傳送的聲音具有真實(shí)感，細(xì)膩感，親切感和臨場(chǎng)感。而且由于無線傳聲器不使用傳送電纜，因此解脫了傳聲器線對(duì)演員的束縛，特別適用移動(dòng)聲源，如演講，舞臺(tái)表演，現(xiàn)場(chǎng)指揮等拾音場(chǎng)合，可以更好的發(fā)揮演員的表現(xiàn)能力，大大地提高了音響的藝術(shù)表現(xiàn)力和整體的藝術(shù)魅力。32(2)在同期錄音的情況下，要求圖像和聲音同時(shí)出現(xiàn)，如拍電視、電影，無線傳聲器就可很好地解決這個(gè)問題，只要把配帶式傳聲器和小型發(fā)射機(jī)隱藏好即可。(3)利用無線傳聲器拾音，可減少混響聲的拾音，因此清晰度很高。332.缺點(diǎn)(1)無線傳聲器屬于射頻傳輸，因而保密性差，抗干擾能力差，同時(shí)也對(duì)其它電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。(2)有信號(hào)失落現(xiàn)象。當(dāng)傳聲器與接收機(jī)的相對(duì)位置改變時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)信號(hào)跌落、音質(zhì)變劣，甚至無法接收信號(hào)現(xiàn)象的。

如何克服信號(hào)失落現(xiàn)象：通常采用多副無線傳聲器和多組分集接收的方法來保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量。34(3)無線傳聲器在傳輸信號(hào)時(shí)因需發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，故技術(shù)實(shí)現(xiàn)上相對(duì)有線傳輸較復(fù)雜，成本高。對(duì)無線傳聲器性能的要求：除了應(yīng)滿足一般傳聲器的要求，如頻帶范圍足夠?qū)捴猓貏e注意兩點(diǎn)：一發(fā)射機(jī)的載頻穩(wěn)定度要高，接收機(jī)具備跟蹤功能，這樣才能可靠的接收。二是要有足夠的動(dòng)態(tài)范圍，以防止大信號(hào)產(chǎn)生失真，這是為了避免使用者只考慮藝術(shù)效果而不注重如何正確使用傳聲器，很容易聲壓級(jí)高導(dǎo)致過載。35無線傳聲器中的發(fā)射機(jī)微型駐極體電容傳聲器調(diào)頻電路電源無線傳聲器實(shí)際上是一種小型的擴(kuò)聲系統(tǒng)，它由一臺(tái)微型發(fā)射機(jī)組成。無線傳聲器采用了調(diào)頻方式調(diào)制信號(hào)，調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)傳聲器的短天線發(fā)散出去，其發(fā)射頻率的范圍，按國家規(guī)定在100MHz到120MHz之間，每隔2MHz為一個(gè)頻道，避免互相干擾。36無線傳聲器的優(yōu)點(diǎn)：體積小、使用方便、音質(zhì)好，話筒與擴(kuò)音機(jī)之間無線，移動(dòng)自如，且發(fā)射功率小，因此在教室，舞臺(tái)，電視攝制方面得到廣泛的應(yīng)用。無線傳聲器與接收機(jī)一一對(duì)應(yīng)，配套使用，不得張冠李戴，出現(xiàn)差錯(cuò)。接收機(jī)是專用調(diào)頻接收機(jī)，但是一般的調(diào)頻收音機(jī)只要使其調(diào)諧頻率調(diào)整在無線傳聲器發(fā)射的頻率上，同樣能收聽到無線傳聲器發(fā)出的聲音。372.5傳聲器的選擇和使用2.5.1正確選擇型號(hào)選擇傳聲器時(shí)，應(yīng)考慮以下各種因素：使用場(chǎng)合、目的、要達(dá)到的音響效果、聲源情況，以及對(duì)傳聲器特殊的要求等。1.根據(jù)不同的聲源特點(diǎn)選擇合適的傳聲器十分重要。

如：表面看同樣的兩只傳聲器，在演播室錄制獨(dú)唱節(jié)目時(shí)，使用其中一只技術(shù)特性好、頻響曲線平直的傳聲器，拾取的音響能保持聲源的真實(shí)平衡和音色優(yōu)美；而使用另一只頻響曲線不平直的傳聲器，拾取的音響會(huì)隨頻響曲線的變化或升高或跌落，改變了聲源自身的特性，這樣錄出來的音響就會(huì)不真實(shí)，聽起來單薄、厚度不夠、清晰度不好。

38如果采用佩戴式無線傳聲器，同樣是兩只具有不同頻響特性的傳聲器，錄制出來的音響效果正好相反。這是因?yàn)檠輪T將無線傳聲器佩戴在身上，傳聲器的主軸與口腔發(fā)出的聲音正好呈90°，并與鼻腔音處于同一直線，會(huì)造成低頻過多，并且柔軟的服裝又會(huì)吸收高頻。若用其中那只頻響曲線不平直的傳聲器拾音，反而會(huì)起到補(bǔ)償高頻不足，又削去過多低頻的作用，錄制的音響聽起來自然清晰，錄音效果理想。反之，若用頻響曲線平直的傳聲器去拾音，因佩戴在身上，傳聲器離聲源近產(chǎn)生近講效應(yīng)，會(huì)使低頻提升，錄音效果反而不盡人意。392.傳聲器指向性及類型選擇要依據(jù)不同的聲源以及不同的場(chǎng)合而定。

如：語言擴(kuò)聲時(shí)可采用動(dòng)圈式的，這樣放出的音質(zhì)較為柔和；環(huán)境噪聲較大時(shí)要采用方向性強(qiáng)，可最大程度的避免拾取來自聽眾或其他方向傳來的聲音，并可減小聲反饋引起嘯叫。

3.獨(dú)唱或獨(dú)奏可依據(jù)演員的唱法和樂器的頻率響應(yīng)選擇.

獨(dú)唱時(shí)通常選用動(dòng)圈式，低頻要有所提升。作為通俗唱法，大部分民族歌曲及美聲唱法則多采用電容式，以頻率響應(yīng)范圍寬，聲音柔和，靈敏度高來獲取較高的藝術(shù)效果。

40在弦樂中，小提琴由于頻率范圍寬，泛音豐富，應(yīng)選用頻率響應(yīng)平坦靈敏度高的電容式傳聲器，小號(hào)、薩克斯同樣也是如此。可以說頻帶寬情感細(xì)膩的樂器宜選用電容式傳聲器。而能量大，粗曠豪放的樂器采用動(dòng)圈式傳聲器。4.在歌廳、卡拉廳中選用的傳聲器一般為動(dòng)圈式傳聲器。對(duì)于歌舞廳，卡拉廳中采用中檔動(dòng)圈式傳聲器即可滿足要求，靈敏度不宜過高，這是因?yàn)檠莩叨酁槲唇?jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練，而且常以流行音樂為主，音量常常處于最大，多靠近傳聲器，采用動(dòng)圈式可以防止擴(kuò)聲系統(tǒng)增益過高而產(chǎn)生嘯叫。至少應(yīng)配用兩只質(zhì)量較好的動(dòng)圈近聲傳聲器，以選用心形為宜。41正確擺放傳聲器的位置很重要。對(duì)于木管樂器傳聲，不要正對(duì)吹孔，以免接收過多的噪聲；巴松則不要把傳聲器放在管口的延長線上，以防止泛音過多，基音反而減弱。流行歌曲演唱者大多數(shù)喜歡將話筒靠近嘴邊，這是為了充分利用動(dòng)圈式傳聲器的近講效應(yīng)，獲得溫暖親切地聲音。傳聲器與演唱者嘴部的角度也很重要，45度左右較合適，如角度到達(dá)或接近90度容易拾取演唱者的氣流沖擊傳聲器產(chǎn)生撲撲聲。422.5.2傳聲器輸入和線路輸入所謂線路輸入，指的是有的聲源(如電吉它、電貝司和鍵盤(電子琴和合成器))本身具有線路輸出(LINEOUT)插孔，它可以通過屏蔽線直接接入調(diào)音臺(tái)的線