什么是麦克风?麦克风主要有哪些类别?
目录
麦克风的分类
话筒类型介绍
麦克风的历史
麦克风的主要技术指标
麦克风使用中的注意事项
麦克风的维护
麦克风的分类
麦克风有很多种:
一、根据能量转换原理,可分为电感式、电容式、电磁式、压电式、半导体式麦克风;
二、根据接收声波的方向性,可分为无方向性和有方向性两种。指向性话筒包括心形指向性、强指向性和双指向性。
三、按用途可分为立体声、近距通话、无线话筒等。
话筒类型介绍
首先,动态麦克风
这是最常用的麦克风之一。主要由振膜、音圈、永磁体和升压变压器组成。它的工作原理是,当人对着麦克风说话时,振膜随着声音来回振动,从而带动音圈在磁场中切割磁力线。根据电磁感应原理,线圈两端会产生感应音频电动势,从而完成声电转换。为了提高麦克风的输出感应电动势和阻抗,需要一个升压变压器。
本发明结构简单、稳定、使用方便、固有噪音低。早期的动圈式麦克风灵敏度低,频率范围窄。随着制造技术的成熟,近年来出现了许多专业动圈式麦克风,具有良好的特性和技术指标,广泛应用于语言广播和扩声系统中。
在拾取室外或人声时,风和人说话时的气流会冲击声电转换器的振膜,使麦克风产生很大的噪音,甚至使振膜无法自由活动。这个时候就需要防风了。帽衫侠就是干这个的。它由外壳的金属盖和内部的海绵体组成,金属盖可以抵抗外力的冲击,保护麦克风;海绵会减弱并阻止气流进入。这样人说话时的气流运动,风的气流运动都不会影响拾音效果。因为声音不是气流的定向运动,而是机械波动,所以受油烟机的影响很小。如果是在强风中,气流的干扰可能会很大。这时候就需要在麦克风的外壳上加一层防风装置(防风筐)。
另外,声阻、尼龙网格、共振腔都是麦克风为提高音质而设置的声学处理措施。
二、铝带麦克风
这也是一种利用电磁感应原理制作的麦克风。由于音质出色,在60年代以前被广泛应用于专业领域。但是它有一个最大的缺点:非常精致,容易损坏。在使用这种话筒时,要非常注意防风措施,否则用力、拍打等爆破声都有可能对话筒造成损伤,当然也不能用于室外拾音工作。
这一特征的原因是结构性的。薄铝条用来代替动圈式麦克风的线圈。当这种铝条在磁场中振动时,也能感应出电流。这种铝带大约几厘米长,2-4毫米宽,只有几微米厚。它的质量很轻,可以感知和传递声波的振动特性,所以音质好,也容易损坏。
铝带麦克风没有振膜,它的铝带既是振膜又是线圈。它的声波驱动方式也不同于动圈式,是双面驱动式。当声波到达铝带两侧不同距离时,由于相位不同,可以造成声压差,铝带会因这个声压差而振动。
第三,电容话筒
电容式麦克风是目前性能比较好的一种麦克风,其工作核心是电容。主要有三种:音频型、射频型、驻极体型。
电容式麦克风是通过改变电容来工作的。它主要由振膜、刚性极板、电源和负载电阻组成。其工作原理是当振膜受到声波的压力,随着不同的压力和频率振动时,振膜板之间的电容发生变化。同时,极板上的电荷也相应变化,使电路中的电流也相应变化,在负载电阻上有相应的电压输出,从而完成声电转换。
电容式麦克风具有频带宽、灵敏度高、失真小、音质好等优点,但结构复杂,成本高。多用于高质量的广播、录音和扩声。四。驻极体电容传声器
这种麦克风的工作原理与电容麦克风相同,不同的是它使用了一种PTFE材料作为振膜。这种材料被命名为驻极体电容麦克风,因为它经过特殊的电处理后,在其表面永久带电,从而取代了电容麦克风的电极板。其特点是体积小、性能优越、使用方便,广泛用作盒式录音机中的内置麦克风。
五、无线麦克风
无线话筒其实就是一个小型的扩声系统。它由一个微型发射器组成。发射机由微型驻极体电容麦克风、调频电路和电源组成。无线麦克风使用频率调制来调制信号,调制后的信号通过麦克风的短开口传输。根据国家规定,传输频率范围在100 MHz到120 MHz之间,每2MHz为一个通道,避免相互干扰。
无线麦克风和接收器要一一对应,一起使用,不能有错。接收器是一种特殊的FM接收器,但一般的FM收音机也可以听到无线麦克风发出的声音,只要将其调谐频率调整到无线麦克风发出的频率即可。
无线话筒体积小,使用方便,音质好,话筒与功放之间无线,可自由移动,发射功率低,因此在教室、舞台、电视拍摄中得到了广泛的应用。
麦克风的历史
麦克风的历史可以追溯到19年底,亚历山大·格雷厄姆·贝尔(Alexander Graham Bell)等科学家致力于寻找更好的拾音方式,用于改进当时的最新发明——电话。在此期间,他们发明了液体麦克风和碳粒子麦克风。这些麦克风并不理想,但也勉强能用。
到了20世纪,麦克风由电阻型向电感电容型转变,逐渐发展出大量新的麦克风技术,包括铝带、动圈等麦克风,以及目前广泛使用的电容麦克风和驻极体麦克风。
麦克风的主要技术指标
第一,敏感性
麦克风的灵敏度是指麦克风的声电转换能力。其具体值为:当10帕斯卡的声压作用在麦克风振膜上时,麦克风可以变换成1V的电压,因此麦克风灵敏度为0dB。这是一个非常大的数字,一般麦克风都够不着。一般普通麦克风的灵敏度在- 70dB左右,高一点的在- 60dB左右,专业的高灵敏度麦克风可以达到- 40dB左右。
高灵敏度的麦克风在同等条件下可以拾取更大的声音,可以减轻后置放大器的负担,轻松获得高信噪比。当然,过大的信号输出也要考虑后期设备的承受能力。
第二,方向性
麦克风的指向性是麦克风最重要的特性之一。指的是麦克风对不同方向声音的灵敏度差异。这种抽象的意义通常可以用极坐标直观地表达出来。
极坐标使用距中心的角度和距离来确定坐标中的任意点。表达麦克风指向性时,相当于把麦克风放在O点上,0度角就是麦克风的正方向(专业术语叫主轴方向),离O点的距离就是灵敏度。在极坐标的使用中,这个方向的0度角的长度被指定为1,这样就很容易看出其他方向灵敏度的差异。如果20度角的灵敏度是0度角的80%,则在坐标中的20度角处画一个长度为0.8的点;如果90度角的灵敏度是0度角灵敏度的50%,在坐标中的90度角处画一个长度为0.5的点,同理可以画出360度角内灵敏度的值,这就是麦克风指向性的极坐标图。
同样,如果方向模式是一个正圆形,则意味着麦克风在所有方向上都具有相同的声音灵敏度。
第三,邻近效应
传声器的短程效应是压差换能器法传声器的一个特点。这种麦克风在近距离拾音时,其低频灵敏度会有明显提高,距离越近,低频输出越大。频率越低,短程效应越强。
短程效应破坏了麦克风良好的频率响应,也就是说,原始声场的低频部分经过这个麦克风后会异常增大。这样对于心形和8字形的话筒,拾音距离不能太近。尤其是低音乐器的拾音,过强的低频声音会造成严重的干扰,破坏整个乐队的拾音平衡。
解决办法是麦克风上有一个低频衰减开关。当此开关打开时,麦克风使用电信号处理的方法来衰减输出信号中的低音分量。这个开关一般分为关闭、音乐、语音三个等级,后两者有时缩写为m和v,前者表示音乐,不衰减低频信号,后者衰减低频信号。
为什么麦克风有音乐文件,还保持低音效果?这是因为邻近效应也有它的优势。
根据心理学研究发现,声音的高低频段会让人感到“亲切、甜蜜”;如果适当衰减高低频,声音会让人有“距离感、响度感、穿透力”。所以一些流行歌手喜欢把话筒靠近嘴边拾音,也达到歌曲内容所要求的情感氛围。
第四,信噪比
麦克风的信噪比是指麦克风输出时信号分量与噪声分量的比值。
这是麦克风的一项重要技术指标。信噪比越高,麦克风的质量越好。因为当拾音对象是非常微弱的声音时,在录音和放音时,为了听得清楚,必然要加大放音。这时候信噪比高的麦克风就能带来更少的噪音,更上一层楼。
高灵敏度麦克风可以降低放大后的后级设备的噪声,但高灵敏度麦克风不能降低输出信号的噪声。
总结起来就是这样的关系:高信噪比可以降低麦克风的噪声输出,而高灵敏度可以降低后续设备因放大而产生的噪声。
动词 (verb的缩写)录放幅频响应
在不同频率的声波作用下,麦克风的灵敏度是不同的。一般在中音频(如1 kHz)灵敏度较高,但在低音频(如几十Hz)或高音频(十几kHz)灵敏度下降。基于中频灵敏度,灵敏度下降到规定值的频率范围称为传声器的频率特性。表达方法是画频响曲线。观察曲线的平滑度和正负3分贝以内的频率范围。比如一个麦克风的频率响应是55-18KHz,说明这个麦克风的输出信号在55-18KHz范围内变化在3 dB以内。
六、输出阻抗
正如天线系统中提到的,麦克风或任何其他设备都有输入和输出阻抗问题。麦克风的输出阻抗分为三类:高阻抗(10-20kω);中等电阻(600ω);在低电阻(200ω)的情况下,麦克风的输出阻抗会影响其与后续设备连接的阻抗匹配模式。而且对于麦克风来说,高阻麦克风更容易受到噪声的影响,专业麦克风往往以低阻的方式输出信号。
七、最大声压
声压过大会导致拾音质量不佳,并可能损坏麦克风,所以麦克风有一个“最大声压”的技术指标。一般这个值可以达到120dB以上,可以满足一般拾音工作的要求。但是,对于高声压拾音器(如喷气发动机、蒸汽锤等。),还是要考虑的。对于极近的拾音,虽然声源的声压不是很大,但由于距离近,可能会变得很大。这个时候也要考虑这个指标。
麦克风使用中的注意事项
在选择麦克风时,要根据使用场合和对音质的要求,结合各种麦克风的特点,综合考虑选择。比如高质量的录播主要要求音质好,应选择电容话筒、铝带话筒或高级动圈话筒;对于一般的放大,可以选择普通动圈式;当说话时扬声器不时移动或远离扬声器时,如卡拉ok演唱,应选择灵敏度较低的单向麦克风,以减少噪声干扰。应注意:
1,阻抗匹配
使用发射机时,麦克风的输出阻抗与放大器的输入阻抗相同,这是最佳匹配。如果错配比在3: 1以上,会影响传输效果。比如一个50ω的麦克风接一个输入阻抗为150ω的放大器,虽然输出可以提高近7Db,但是高低频声音会明显丢失。
2.连接线
麦克风的输出电压很低。为了避免损耗和干扰,连接线必须尽可能短。对于高品质的麦克风,应选择双芯绞合金属隔离线,对于一般的麦克风,可以使用单芯金属隔离线。高阻抗麦克风的传输线长度不能超过5米,否则高音会明显损失。低阻麦克风的连接线可以延长到30~50m。
3.工作距离和邻近效应
通常麦克风与嘴的工作距离为30cm~40cm。如果距离太远,回声会增加,噪音也会相对增加。如果工作距离太近,会因为信号强而失真,低频声音太重,影响语言的清晰度。这是因为定向麦克风有一种“近讲效应”,即低频声音在近距离播放时会有明显的改善。但是,有时候歌手故意用“近效”?quot使歌唱效果更加优美动听。
4.声源和麦克风之间的角度
每个麦克风都有其有效角度。一般来说,声源应该对准麦克风的中心线。两者偏离角度越大,高音损失越大。有时使用麦克风时,会有“轰隆隆”的声音。这时候可以通过把麦克风偏转一些角度来减轻。
5、麦克风位置和高度
扩音时,不要先将话筒靠近或对准扬声器,否则会引起啸叫。
麦克风的高度应取决于声源的高度。如果一个人说话或者几个人唱歌,麦克风的高度要和歌手的嘴保持一致。人多的时候,麦克风要放在平均高度,合理分配歌手、伴奏者、各种乐器在队伍中的位置,不要把声音放得太大太轻,所有声音都要在麦克风的有效角度之内。如果有主唱或乐团,必要时应放置专用麦克风。
当需要同时使用几个麦克风时,可以采用并联方式,但必须注意几个麦克风的相位问题。只有相位一致才能并联,否则会互相干扰,降低输出,使输出失真。不同型号、不同阻抗的麦克风不要并联使用,因为高阻抗麦克风短路,输出电压很低。通常麦克风直接并联使用,效果不如单个麦克风。
如果几个话筒同时用于一个人讲话,与其分出几个地方用于不同用途,不如选择同一型号。否则,由于说话人的走位或角度变化,说话的语气会发生变化。
使用无线话筒时应注意:
(1)选择放置接收器的位置,避免出现“死点”。
(2)接收时,调整接收天线的角度,调整频率,调整音量,使其处于最佳状态。
(3)无线话筒的天线要自然下垂,露在衣服外面。
(4)防止电池极性接反,使用后及时取出电池。
一些麦克风(如驻极体电容麦克风和无线麦克风)由电池供电。如果电压下降,灵敏度会降低,失真会增加。所以,当声音变差时,检查电池电压,不用麦克风时关闭电源开关,长时间不用时取出电池。
麦克风的维护
麦克风最脆弱的部分是振膜和线圈。
为了很好的传递声音的振动,振膜的形状经过了精心的设计,表面有很多起伏。而且为了良好的振动性能,一般都很薄,以便重量轻,惯性小。太强的外力很容易使麦克风变形损坏,会降低麦克风的质量,彻底损害麦克风的拾音能力。对于专业工作来说,拾音的质量要求非常高,所以保护好话筒非常重要。
动圈式麦克风的线圈也是如此,因为它需要在磁体的狭窄间隙中自由振动,所以它的平衡位置不会被外力破坏。它的变形和脱落很难修复。所以麦克风保养的第一点就是避免使用过程中的剧烈震动和吹风敲击。
为了更好地传递声音信息,麦克风有一个精密的声学共振腔,腔内有一些与外界相通的小孔,以满足一些声学设计要求(例如心形麦克风有声道,使声音绕过振膜的背面),这样在使用中就不能人为地堵塞这些声道。使用中常见的错误有:布包、手握方法不正确。
麦克风的保存最重要的是防潮防尘。尤其是电容话筒,在潮湿的天气,要存放在干燥箱内,箱内湿度不能太高也不能太低。
不用麦克风时关闭电源开关,长时间不用时取出电池。