教你如何理解麦克风的技术指标
2015/12/24 11:00:32来源：艾维音响网
[摘要]当你阅读麦克风技术指标时，知道如何理解它们很重要。在大多数情况下，技术指标可以通过多种方法获得。
艾维音响网 当你阅读麦克风技术指标时，知道如何理解它们很重要。在大多数情况下，技术指标可以通过多种方法获得。
麦克风的技术指标可以证明其电声特性，但不能表示麦克风的音质。例如，频率响应曲线可以真实地显示麦克风将如何记录正弦曲线的频率。但无论技术参数多么详细、彻底、清晰，都不能显示实际音质。
dB
大多数麦克风技术指标中最基本的是dB 单位。分贝是一个相对数，相当于人耳在声压下感觉到的变化曲线。此外，分贝的变化非常稳定，与声压数据相比发生了巨大的变化。
分贝是以特定声压为参考的相对值，通常以20 微帕的声音为参考，定义为0 分贝。请注意，0 分贝并不意味着没有声音，这只是根据大多数人耳朵对声音的检测来规定的。
频率响应
频率响应曲线阐述了麦克风将声音的能量转化为电信号的能力，无论信号是真实的还是在输入时渲染的。注意不要误认为频率范围是频率响应。麦克风的频率范围在大多数情况下告诉你麦克风录音的频段，但可能会有误差。
举例:DPA 4006
频率范围:
轴向内:20Hz - 20kHz ±2dB
频响曲线:
各种录放频率响应曲线
许多专业设备制造商总是提供各种频率响应曲线，这对于了解麦克风在不同声场和方向上的反应是非常必要的。
拾音轴内的响应
拾音轴的内部响应是指来自振膜正面的麦克风 (0°)声音响应。由于拾音距离的不同，该指标会发生变化。例如，单向麦克风的近讲效应就是一个例子。
扩散声场频响
扩散声场的频率曲线阐述了麦克风在高混响场的反应，在这种声环境中没有准确的方向。声音的反射来自墙壁、地板、天花板等，和直接声音一样大，甚至更大，每个地方的声压水平都是一样的。在这种情况下，选择全方位麦克风是非常有趣的，因为它们可以拾取声场的所有低频段，扩散声场在频率响应中会急剧下降。
拾音轴向内与离轴频率响应，DPA 4011 心型指向麦克风在30 厘米处测量
离轴响应
离轴响应可以从麦克风的不同角度显示声频曲线。当你测试一个心形麦克风的正面和其他角度时，拾音器的区别是一件非常有趣的事情。即使离轴响应的电平衰减严重，曲线是否平直也非常重要，否则会引入离轴声染色。
极性响应
极性坐标图通常用于显示中心频率从不同角度进入麦克风。坐标图显示麦克风背面拾音频率均匀（或不均匀）。
例如：4006全指向电容麦克风
参考点一般用1KHz 正弦波信号定义为麦克风振膜获得的圆周。除非特别强调，一般圆之间按5dB 计算。通过这种方法，您可以看到不同中心频率的方向性，一般中心频率点为5KHz，10kHz 和20kHz。
响应曲线必须光滑对称，这意味着麦克风没有声染。极端的峰值和凹陷是麦克风方向性差的象征，不同中心频率的响应曲线不能交叉在一起。通过极性图，您可以了解到，全方位麦克风的高频方向通常相对较强。（见中间的圆圈）
等化噪声电平
等化噪声电平（即麦克风的底部噪声），当麦克风被录音时，它也会产生一些噪声。麦克风底部的低噪声非常重要，这意味着声源的低噪声不会被麦克风本身的噪声淹没。底部噪声也与麦克风的动态范围直接相关。
常用的标准有两个：
1. dB(A)计权意味着人耳录音SPL感知，特别是对低频部分不敏感。好的结果通常是15dB(A)以下。
2. CCIR 468-1 计权dB(A)不同的是，在这个标准下，25-30dB 是个好指标。
例如：DPA4041-S 全指向电容麦克风
等化噪声电平 A 计权:最大值 7 dB(A) re. 20 μPa
等化噪声电平 CCIR 468-1: 19dB
灵敏度
灵敏度是指麦克风将声压转换为电平的能力。高灵敏度麦克风输出高电平，不需要后语放大器进行过多的增益。高灵敏度麦克风非常有用于拾取小声音。麦克风的高灵敏度使后代不需要太多的增益，从而确保低噪音。
根据IEC268-4 标准，灵敏度单位为mV，以每Pascal 声压在1 千赫压。灵敏度单位为dB，以1V/Pa 为了测量条件，灵敏度为负。严格的麦克风制造商应提供灵敏度偏差。由于生产原因，这种偏差一般为2 dB 以内。
举例:DPA 3506 4006
灵敏度,nominal,±2 dB:
10 mV/Pa; -40dB re. 1 V/Pa unloaded (at 250Hz) Max
difference 1 dB
SPL 承受能力
SPL 声压级承载能力是许多录音中需要考虑的重要因素。一般音乐录音SPL 峰值会比RMS 值高20 个dB。RMS 显示的是SPL 平均值，不能显示SPL峰值。
重要的事情需要知道：
1. SPL 必然伴随THD 总谐波失真。
2. 关于最大麦最大可承受性SPL 定义为:声压使麦克风即将切割，输出方波。
THD 常见值为0.5%(经常看到1%)，这种小数点级别的失真可以测量，但听不见。THD 是指由完整的麦克风（振膜 前放大器）进行测试。许多制造商的数据来自前放大器，其失真度远低于振膜。圆形振膜的失真度伴随输入声压6dB 增加，所以你可以通过这个因素计算出一个新的THD。
例如：4004 高声压级全指向电容麦克风，130 V
最大可承受声压级：168 dB SPL peak
谐波失真度：
142 dB SPL peak(<0.5% THD)
148dB SPL peak(<1% THD)
结论
麦克风技术指标不能代表麦克风的全部质量，更不用说主观音质了。虽然不同制造商提供的数据没有完全可比性，但技术指标可以客观地帮助我们选择一个好的麦克风。
大振膜全指向麦克风vs 小振膜全指向麦克风
在你选择大振膜话筒与小振膜话筒之前，一定要了解两者特性上的不同。话筒特性之间的比较与音箱不一样。
通过下表，可以直观地看到大振膜和小振膜麦克风的区别。
Large Vs Small:Table 1
本底噪音
大振膜麦克风的底部噪音低于小振膜。由于小振膜麦克风的振膜面积较小，导致振膜坚硬，空气分子冲击振膜后会产生大量能量。极高声压级信号能否录制，取决于振膜的灵敏度和面积。
Large Vs Small:Table 2
灵敏度
大而顺从的振膜灵敏度高，反过来，小而硬的振膜灵敏度低。大振膜片易于移动，即使声压水平相对较低，也能输出高电平。
Large Vs Small:Table 3
SPL 承载能力:
电容话筒SPL承受能力被下面两个因素限制：
麦克风头、振膜与背板的距离决定了振膜的硬度，但也限制了振膜严重失真前的运动范围。
麦克风前放大器的供电限制了麦克风SPL 承载能力。
Large Vs Small:Table 4
频率响应
全指向话筒可以感应声压的细微变化，大振膜和小振膜都是如此，大体上，拾取低频的能力与其他频率一样。它的下限频率由小排气孔来设置，这个小孔用来防止振膜运动时改变周围的气压。排气孔的面积(例如直径，长度)起到了声学低通滤波器的作用。上限频率由受几个因素影响，这些都和振膜的尺寸有关。
1. 大振膜倾向于衰减。这一点和扬声器技术相似，这与扬声器厂商用不同尺寸的单元重放不同的频率是一个道理。
2. 振膜的重量会衰减振膜的高频位移。
3.话筒罩边缘的衍射将限制极高频的拾取能力。
结论是大振膜话筒的频率范围比小振膜窄。下面的这个图形现实了频率响应之间的不同。
Large Vs Small:Table 5
方向性特征
当话筒摆在声场，话筒本身也会影响声音。这是由于话筒头尺寸产生的一种声学现象，总的来说，主要反映在高频。大振膜话筒高频的指向性强，小振膜话筒高频指向性弱。
Large Vs Small:Table 6
动态范围
小振膜话筒的动态范围通常比大振膜话筒大。
Large Vs Small:Table 7
结论
不同的振膜尺寸各有优劣，通过下面的表格，我们比较了小振膜，中型振膜，大振膜话筒的多项技术特性。
Large Vs Small:Table 8
单指向话筒VS.全指向话筒
这篇文章向大家讲述单指向与全指向的不同，让大家对话筒摆位的概念更加清晰，澄清PA 领域对全指向话筒的偏见。
串音
很多音频工程师害怕在多话筒拾音的情况下选择全指向话筒，担心话筒之间的串音。“串音”就是我们在录音中听到的旁边的人说闲话的声音，为了避免这个问题，很多工程师在不实验的情况下就选择了单指向话筒。心型话筒往往是不错的选择，但有些时候全指向话筒可以得到更好的声音，因为全指向话筒有很好的声场，比较低的手持摩擦声，风声，喷口，它的近讲效应也比较少。
此外，某些高品质话筒的“串音”听起来非常自然。我们所担心的串音，是让声音变坏。如果一只话筒话筒拾取的串音在同一声场，而且自然，那么会给录音增加自然的堂音。DPA 的话筒，无论是单指向还是全指向，在它们的拾音轴线之外都有非常平滑和自然的频率响应。这些话筒不仅在拾音轴线区域音质好，在拾音轴线之外音质也很好。
通道隔离度
如果你选择全指向话筒，通道隔离度将低于单指向话筒，因为全指向话筒拾取来自所有方向的声音。因此，如果通道隔离度是录音的首选要素，那么全指向话筒所呈现的直接声和非直接声的比例非常不合适。
如果选择全指向话筒，因为它没有单指向话筒的近讲效应，所以我们应该尽可能的将话筒靠近声源。在一个自然声场进行录音，串音是无法完全避免的。少量的串音会给乐器录音带来漂亮的“空气”感。
按照常规，如果我们将心型话筒放在离声源17 厘米的位置，它所拾取的直接声与非直接声的比例与全指向话筒10 厘米的位置一样。
不同种类的话筒，拾音距离与获得相等直接声与反射声平衡度的关系。
声反馈前增益
在现场扩声领域使用全指向话筒需要好设备和有经验的音响工程师。
一般来说，用全指向话筒后，音响系统的声反馈前增益可能会减少，不过声反馈前增益受很多因素的影响。
单指向与全指向的声反馈特点也不一样。单指向话筒的啸叫往往在意想不到的情况下突然出现，全指向话筒的啸叫来得缓慢，经常是从低频的轰鸣声开始。在舞台上使用全指向可以带来一些特殊的好处，让你有可能去调整整个舞台的声反馈前增益。让演员可以在舞台上随处走动，话筒不会突然产生啸叫。
离轴声染色
心型话筒是最常用的单指向话筒，心型指向意味着在话筒正面130 度的范围属于它的拾音角。话筒背面有30dB 的声隔离，根据频率的不同会不一样。另外，心型话筒在拾音角度内具有非常平滑的频率曲线，但拾音角之外就不是这样。事实上，一些单指向话筒的拾音角之外的频率响应不好。这意味着从话筒侧面和背面拾取的声音或多或少存在“声染色”。
尽管从侧面和后面拾取的信号微弱，但还是会让录音变得的浑浊，不真实。请确认你用的单指向话筒具有平滑的非拾音轴向频率响应。
举例:DPA 4011/12/21/22/23 的轴内和轴外响应
极性图
全指向话筒对360 度的方向具有相同的灵敏度，但对高频信号有明显的指向性。
振膜越小，全指向性更强。
举例:DPA 4007 全指向电容话筒极性图
单指向性话筒有几种，例如心型，超心型，枪型，它们的不同之处在于对侧面和后面的声隔离度。
举例:DPA 4011 心型指向话筒极性图
近讲效应
我们可以通过近距离拾音来增加通道隔离度，这样做的目的往往是为了防止“串音”。然而，当我们选择心型话筒用在这种场合的时候，会遇到一种损害音质我的近讲效应；当话筒靠近声源，低频提升。串音减少了，低频的轰隆声增加了。当你将单指向话筒靠近乐器，音色的中频和高频受到影响，不得不用均衡来调整音色的平衡。
4011 心型电容话筒的近讲效应
低频响应
大多数全指向话筒具有极好的低频响应，而且在30 厘米的距离内失真度低于单指向话筒。在听音测试中，这个特点被描述为“低频丰满，温暖”。如果换成单指向话筒，可能需要用均衡器来弥补低频的损失。
风和噗噗噪音
气流，喷口和手持噪音也是使用单指向话筒需要考虑的问题。单指向话筒对这些噪音敏感度大于全指向话筒，由于振膜的原因，单指向话筒对这些比较灵敏。
单指向vs. 全指向：
失真度
失真度也是在全指向与单指向之间做出选择的因素。单指向的失真度要比全指向明显，这在大声压近距离拾音的时候非常重要。他们之间的失真度是明显的，你可以比较一下话筒参数表中两者THD 之间的区别。如果要用单指向话筒，一定要选择低失真，高headroom 的型号。
结论
通过上面的叙述，我们可以对近距离拾音话筒的选择做出一个结论，请认真考虑首选全指向话筒。我们强烈建议总是先试试全指向话筒，养成习惯。它声音自然，可以承受极高的声压级，没有近讲效应，对风和喷口都不灵敏。
变压器输出VS.无变压器输出
电容话筒有变压器和无变压器的区别，请看下面的表格：
Tranformer vstranformerless: Table 1
我们举例用的是有名的DPA 4006，含变压器输出，用它与不带变压器的4006-TL进行对比。
灵敏度
大多数话筒变压器设计为高压变低压，变压器会降低话筒的灵敏度。因为灵敏度就是输出信号与声压级的比值。
Tranformer vstranformerless: Table 2
电缆负载能力
当输出信号经过变压器，电压根据变压器的转换线圈比率被降低，与此同时信号电流提高。提高的信号电流让话筒可以驱动更长的电缆。
Tranformer vstranformerless: Table 3
低频处理能力
输出变压器将产生一些可被听见的低频失真，变压器容易出现低频信号饱和现象。无变压器输出不但频率范围变宽，还有一件非常有趣的现象是80 Hz 周围的频段变得紧绷。
Tranformer vstranformerless: Table 4
结论
输出变压器有好处也有坏处。下面的表格列出了一些比较。如果对音质要求极高，请选择无变压器输出的话筒，今天，话筒线一般都不会超过100 米。话放和AD 转换器一般都放在与话筒很近的地方，这让含变压器话筒可以驱动长电缆的优势变小。
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