话筒也叫传声器 , 它是拾音、扩声、录音的关键性器件。因此对它的构造原理、性能以及使用方法要有个基本了解。
1.话筒的种类与构造
按话筒的换能原理分类 :压强式、压差式、压强压差组合式
按使用功能分类 :无指向性 , 双指向性 , 单指向性, 超指向性 , 锐角指向性以及立体声话筒 , 手持话筒 , 颈挂话筒 , 枪式话筒。
几种目前常用的话筒的构造及工作原理
1、动圈话筒 ：这是一般常使用的话筒。它的历史很久 , 早期的动圈话筒有较大的线圈和振膜 , 近代的传声器振膜很小 , 使用非常方便而且坚固。
工作原理：在话筒的振膜上粘有线圈 , 线圈放在磁铁的两极之间。当把话筒放在声场中时,振膜随着声波振动 , 线圈即在两磁极间运动切割磁力线 , 从而把声波转变成微小的电流 , 再经过变压器向放大器或调音台输出。
动圈话筒从声学原理来分：压强式、压差式 、压强压差结合式。
压强式话筒后面没有声人口 , 声波只能从前面入射 , 所以它是无方向的。压差式后面有声入口 , 声波可以从前后两面入射 , 所以是有指向性的。现在专业用的话 筒多半是压强与压差相结合式 , 而一般用的话筒则多是压强式的 。
2、电容话筒
电容式话筒也是现在使用最广泛的话筒 , 除供专业用外、一般音响设备上也使用。
电容话筒由极头、预放器、 电源三部分组成 , 其中最主要的是极头。
极头有振膜和底极极 , 振膜 和底极板构成电容器的两个极 , 当把话筒放在声场中时 , 声波使振膜振动 , 于是两极的距离随声波而变 化 , 从而改变电容量
电容话筒也分压强式与压差式。
3、驻极体电容话筒
工作原理与电容话筒相同 , 只是极头自身带电不需 另加电源装置。使用方便、性能好、价格便宜 。
话筒的振膜和底极用 的是驻极体材料 , 它是在高温条件下通过很高的极化电压,进行电晕放电或用电子轰击而使它保持永久性电荷 。
电容式话筒极头的输出电压 , 要比动圈话筒高得多 , 而 输出阻抗也高 ,因此 , 需要有预放器变换其阻抗 , 以适应与 其它器件的连接。预放器装在话筒的壳体内 , 其电源由体内 电池供应 , 因其工作电流小、电池可连续使用几百个小时。
4、强指向性话筒
话筒的极头的构造及工作原理与动圈话筒或电容话筒没有什么大的区别 , 只是在话筒前增加一支很长的细管 , 这 个细管叫做干涉管也叫射枪。在细管的许多部位开有声槽 , 声 波从各声槽入射。利用管内声波干涉现象来获得强指向性
强指向性话筒用途很广, 特别是用它进行远距离拾音 , 或有噪声环境下的拾音 , 只 要把方向对准所要收录的声源 , 就可获得满意的效果。
1、无线话筒
无线话筒是一种不用电缆的话筒。话筒除有小型驻极体极头外，在话筒壳体内装有发射机。声音信号通过超高频载波发送出去然后再由接收机按收 , 接收信号后经过解调还原成原来的声音信号。
无线话筒有许多优点 , 它很适用于移动声源 , 比如舞台扩声或影视片同期录音等。如无线话筒佩带在演员身上 , 演员怎样走动都可清晰地收到声 音 , 而且混响很小。
无线话筒也有许多缺点
如容易受外界无线信号干扰或干扰其它音响设备 , 因此 , 它的发射频率 应需使用特高频段 ;
当话筒与接收机相对位置改变时 , 往往出现信号跌落现象 , 使音质变坏 , 甚至无法进行接收。因此一般很少单独使用 , 常常配合有线话筒一道使用。
2. 话筒的技术特性
近些年来元论动圈话筒或电容 话筒 , 性能和质量都有很大的提高 , 比如动圈话筒就应用新 技术改善了振膜提高了抗击力。电容话筒采用了驻极体 , 使 用了射频电路 , 功能也越来越多 , 特别是制造工艺上更加精 致牢固。
为了适应不同需要品种也日益增多。有近距离用的 也有远距离用的 , 有的话筒还可进行遥控。下面结合常用话 筒介绍一下它的主要技术特性。
1.灵敏度
话筒的灵敏度表示话筒的声电转换效率 , 它的定义是在 一定的声场中向话筒施加 0.1 帕 (Pa) 声压信号时 , 在一定 内阻和负载阻抗条件下 , 产生的信号电压 , 这个电压即代表 该话筒的灵敏度。
专业用的动圈话筒的内阻为 200 欧姆时 , 有 2 毫伏 / 帕 (mV/Pa) 的灵敏度 ( 即 1 帕的声压可输出 2 毫伏 的电压 ), 动圈话筒的灵敏度一般在 2—5 毫伏 / 帕之间。
容话筒因内部装有预放器 , 所以灵敏度较高 , 负载阻抗 200— 1000 欧姆时其灵敏度一般在 10—40 毫伏 / 帕左右。
话筒的灵敏度有时用分贝 (dB) 做单位来表示 , 即以 1 伏 (V) 为 0分贝 ,1 毫伏 (0.001 伏 ) 相当于-60分贝。
2. 频率特性
频率特性也称频率响应 , 它表示话筒拾音的频率范围, 以及在此范围内对声音各频率的灵敏度。
频率范围越宽 , 频响曲线愈平直越好
话筒频率特性是由话筒的种类、 制造工艺所决定的
话筒的频率特性还与声音的入射角有关 , 一般是指话筒的零度轴的频率特性 , 不同的入射角有不同的 频率特性 , 即所谓话筒的方向频率特性。
3.非线性失真
话筒的非线性失真 , 是随着声音振幅的增长而增长
对动圈话筒来说声压级超过 140 分贝时 , 动圈的动作即达到了磁路的非线性区 , 因而产生 了非线性失真。对电容话筒来说 , 多半由于电容极头后面的预放器的过荷而引起非线性失真。
优良的话简要求非线性失 真很小 , 即使在大的声压级下拾音也不致于过载。
4.相对噪声水平
相对噪声水平即话筒的噪声电压级与中等声压级 ( 即 70分贝响度 ) 之比 , 也就是它的信噪比。
相对噪声级与话筒的 灵敏度有关 , 一般来说灵敏度决定噪声水平。
话筒本身的噪声来源有两个方面：
一是话筒本身的噪声 , 如振膜及电子运 动的热噪声等， 另一个是话筒预放器的噪声。
5.话筒的方向性
话筒的指向性 , 它表示在一定频率下 , 话筒入射角与 灵敏度的关系 , 一般用指向图形表示话筒对来自不同方向的 声音灵敏度。
无指向性也称全指向性 , 图 " o " 形表示 ,
指向性与频 率有关 , 实际上它对高频声波还是有指向性的 , 由话筒膜片正面入射的高频声波 , 其灵敏度高而侧面与背面则低。
无指向性是压强式话筒的基本特性 , 一般使用动圈话筒多半是无指向性的。
双指向性也称 "8" 字形指向性 , 用 "8" 字形表示。声 波从话筒膜片的正前方与正后方两面入射时压力差最大 , 如 从话筒膜片侧面入射则压力差最小或没有 , 所以 , 指向性呈 "8" 字形 , 压差式话筒基本上是双指向性的。
单指向性是由无指向性与双指向性两种特性合成而产生 的指向特性 , 话筒前后灵敏度相差很大 , 呈现心形。
单指向性有很多形式如超心型、锐心型等 , 这些单指向性话筒 , 在 实际拾音中可以抑制声场噪声和混响 , 提高直接声的清晰度。
6.输出阻抗
声频在1000Hz，声压为1帕时，调节接在传声器输出端上的可变电阻器阻值，使传声器的输出电压值为不接可变电阻器时开路输出电压值的一半，此时电阻器的阻值即为传声器的输出阻抗。
常用的传声器的输出阻抗有200欧、600欧（低阻抗），10K、20K（高阻抗）以及1.5K欧（驻极体电容传声器）等几种规格。
低阻抗传声器的音频传输电缆可以长一些。高阻抗则不宜过长，一般在5米以内。
3.话筒的选择方法
话筒不仅种类繁多 , 而且特性也千差万别 , 所以无论使 用话筒或选购话筒都要进行选择 , 选择话简要遵循下述原则 和方法。
1-根据用途选择
普通家庭录音
不一定需要高档话筒 , 一般动圈话筒或驻极体话筒即可。
这类话筒价格低廉 , 使用方便而且牢固耐用 , 适于配接一般录音机 或放大器。
专业录音或舞台扩声使用
要选用技术指标高的话筒 ,而且还要结合声源、拾音环境以及所连接的设备进行选择。
一般来说 , 录乐声使用电容话筒较好 , 录语 言声使用动圈话筒较好 , 但这也不是绝对的 , 还要看乐器的种类。
管乐器需要选声音明亮的话筒 , 弦乐器需选高音清晰 低音丰富的话筒 , 而打击乐就不能选灵敏度高或低音多的话筒。
选话筒时要考虑拾音环境 , 室内拾音与室外拾音不同 , 舞台扩声与录音棚录音也不同 , 室外有噪声干扰 , 室内有反射 和混响 , 舞台扩声有声反馈 , 棚内录音有串音。
室外录音最 好使用强指向性话筒 , 室内录音可使用双指向性或单指向性 话筒
为了增加室内混响还可使用无指向性话筒。
选话筒时 还必须考虑与所连接设备的匹配 , 如前置放大器的输入电平、 输入电路的阻抗匹配 , 以及电路的传输方式等等。
1、通过试昕选择
即使是名牌话筒也要进行试听 , 通过主观评价来辨别其质量高低是否符合用途。
试听时可采用相对比较法 , 即选用 一只公认质量好的话筒 , 在同一设备条件下用同一声源进行 试听或试录。
比如公认纽曼 U87 话筒质量较好时 , 就可用这 只话筒做标准 , 与选用的话筒做比较。试昕前要选好声场并 确定设备的放音条件 , 初听时不要加任何频率补偿 , 反复试听时再变换补偿条件。
声源最好是利用钢琴弹奏或短笛吹奏,也可用语声中嘶音较多的语句。两只话筒要摆在同一位置 , 距声源、 0.3—1 米,
通过监昕扬声器反复试昕 , 找出两者的差距 与音色上的特点。每只话筒都有不同的音色 , 根据用途与爱 好来确定是否可用
如果两者声音相差甚远 , 甚至感到失真 ,那就无法做为专业录音或扩声使用。
4.话筒的使用与操作
话筒的使用与操作 , 是录音或扩声的重要环节。声音质量 好坏、艺术效果如何 , 很大程度上取决于话筒的使用与操作 , 如果使用或操作上发生差错 , 其后患无穷很难用其它方 怯来补救。下面讲一下话筒使用与操作应注意的问题。
1、话筒与设备的连接
与话筒连接的设备主要是前级放器 , 比如调音台上的预 放器 , 录音机或扩声放大器的前级。
连接时首先应注意话筒线的接头 , 专业用话筒线多用双芯屏蔽线采取平衡式传输 , 一 般“1”与"3" 为信号线 ,"2" 为浮地接法的公共端 ( 也有 "1" 为公共端 ), 如果是幻路供电 , 绝不能把信号线接错。
其次 , 话筒的输出电平要与调音台的输入电平相对应 , 否则容 易产生失真或增加噪声。
第三 , 话筒的阻抗要匹配 , 专业用 话筒的输出阻抗一般为 200 欧姆 , 调音台的人口一般为 600 欧姆 , 由话筒到调音台的负载阻抗 , 最好要比话筒的输出阻 抗大 3~5 倍 , 这样匹配音质较好。
2、话筒相位的调整
当使用两只以上话筒时 , 要注意话筒相位是否同相 ,如果反相则两话筒的信号互相抵消 , 导致输出电平降低。话筒接好后首先要试一下相位 ,
试验时把两只话筒并放在同一位置, 用一般语调在两话筒前讲话 , 然后观察音量表的指示 , 如果两只话筒的音量比一只话筒音量小 , 则说明相位反了。这 时拨一下相位开关或倒一下话筒的正负线 , 把相位调整过来。
使用多支话筒时 , 也要依次进行试验 , 发现有反相的话筒立即调整过来。
3、话筒的插接
话筒与设备的连接通常使用话筒线与插接件 , 录音或扩声中常因接插不良或话筒线扭曲而造成事故。
因此 , 首先要 注意话筒的插接 , 接线时应拿住话筒的尾部 ,接头对准后要 一次接成。插接看起来很简单 , 实际工作中往往因不注意而 在插接上出问题 , 如由于插接不严而产生噪声或造成失真等等。
其次 , 要注意话筒线不能硬拉 , 硬拉容易使话筒插头松 动 , 从而造成接触不严。
拾音过程出现故障时 , 首先要检查 话筒的插接和话筒线的接口。如出现交流噪声时 , 可能是屏 蔽线被拉断或者与交流电源线平行搭在一起 , 拾音中突然出 现高频不足或失真 , 有时并不是设备本身的故障 , 往往是插 头似接非接 , 插口处形成电容器把高频滤掉。
4、近距离效应的处理
所谓话筒的近距离效应 , 是指压差式话筒离声源很近时 , 它的低频灵敏度增高 , 距离越近低频越多。
语言拾音时 , 近距离效应会影响声音清晰度 , 所以 , 专业用话筒都装有低频 衰减装置。比如纽曼 U87 话筒就有低频衰减开关 , 用 "╮ " 符 号表示低频衰减 , 不需要时放在 " 一 " 线上 ," 一 " 线符号用 于录音乐。
5、话筒的维护保养
①在使用中绝对禁止乱吹乱敲。常见有人试话筒时 , 话筒无声就用嘴吹或手敲 , 如此下去轻则话筒性能变坏 , 重则 振膜受损无法使用。
②在使用中要注意防风、防尘、防震 , 室外拾音要使用防风罩 , 室内拾音要使用防尘罩 , 对话筒的振膜要严加保护。
③要注意话筒的防磁、防潮 , 动圈话筒不能放在强磁场 处 , 电容话筒不能放在潮湿处。电容话筒出现噪声往往是自 振膜受潮造成的。话筒用完后一定要安放在干燥箱里保管。如 果话筒受潮可放在强日光下晒一晒 , 也可用灯光烤一烤。
④话筒使用中绝不能随意拆卸或用电表测量 , 如果话筒、 出现故障 , 最好送到工厂去修理。
6、防风罩
在室外拾音时需要使用防风罩 , 防风罩一般由带微孔自 泡沫制成的 , 这种防风罩并不影响话筒的灵敏度。防风罩除 在室外使用外有时在室内拾音也使用
防风罩多半是由 工厂制造 , 但也可根据实际需要 , 自己设计自己制作 , 如假 用薄薄的纱绸做成灯笼形 , 或利用人造毛做成圆筒形
但是绝不能使用棉布类做防风罩 , 或者为了防风用布把 话筒包上 , 因为它会损失高频使声音不亮 , 而且容易把后声口堵住。
7、话筒架
拾音时经常使用话筒架或吊杆，话筒架一定要坚固、灵活而且抗震 ; 话筒吊杆常使用铝管或竹竿，制作时除杆本身要坚固外，杆的牵头要装上话筒转动装置，以便转动话筒方向
操作话筒架是一种特殊技术，需要熟练和灵活，话筒架操作是调音工作的组成部分，话筒架操作好坏直接影响拾音质量。