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艺体生高考文化：传声器录音手册

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2020-04-29

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艺体生高考文化:传声器录音手册艺体生高考文化传声器录音手册-第二章传声器（Microphone）,俗称花筒，或者按照音译为麦克风。传声器是将声音信号转换为电信号的电声换能器件，转换的过程是：以声波形式表现的声信号被传声器接收后，使换能机构产生

艺体生高考文化:传声器录音手册

艺体生高考文化

传声器录音手册-第二章

传声器（Microphone）,俗称花筒，或者按照音译为麦克风。传声器是将声音信号转换为电信号的电声换能器件，转换的过程是：以声波形式表现的声信号被传声器接收后，使换能机构产生机械振动，并由换能机构将机械振动转换成为电信号输出。输出的电信号波形（包含频率，相对振幅和泛音等）应与声信号相似。

传声器的符号用下图表示，左边的直线表示接收声波的装置，右边的圆形表示换能机构。

传声器，扬声器，耳机等被称为电声换能器件（前者为声—电换能器件，后者为电—声换能器件）。电声换能器件在整个录音系统中，总音质角度将，是重要的环节，尤其传声器，它是整个录音系统的个环节。因此，传声器质量的好坏，使用方法是否得当，直接影响录音节目的声音质量。若在这一环节产生问题，往往在以后的环节中很难，甚至无法弥补。可见，传声器在录音系统中的重要作用。

有录音业发展至今，世界各地的录音师通过实际工作，累积超过半世纪的换能器的经验，推荐出了许许多多经典的专业传声器，有一些被沿用至今，甚至仍然是无法替代的拾音利器。

例如：

NEUMANN U87

U87自1967年以来就一直是录音工业的标准，在专业的录音棚话筒中，它以温暖的音质和良好的平衡特性而闻名。它适用范围非常广，它基本上可满足录音棚、电影、电视等领域的各种录音需求。它可以作为管弦乐乐队录音的主话筒，还可以作为定点话筒对单独乐器进行录音。在各种音乐风格和语音环境中，U87AI进行人声录制也表现得非常出色。

AKG C12VR

经过世界各地多次考验，C12VR在九十年代地位已被确立，C12独特的音质是工程师和演艺人员们数十年来一直推崇的，它的“更开阔”、“更细腻”、“温柔似流水”、“更清晰”、“更圆润”。事实上，C12的音质是工匠们的杰作。每个震膜的组装、绷紧和悬挂都是用手工完成的。

AKG C414ULS

在进行话筒的比较测试时，C414 B-ULS总是作为参考标准，它也是目前在世界使用较广泛的话筒之一。使用C414 B-ULS可以对人声、大钢琴、打击乐以及其它一些具有复杂波形的声音进行拾音。

但是，只有高质量的传声器是远远不够的，如何正确使用传声器是更重要的。正确使用传声器应包括：指定可行的拾音方案；正确选择传声器的类型和型号；合理的传声器布局；处理好传声器与声源，传声器之间的关系等。有人说传声器是录音师的画笔，可见传声器的重要性。为了录制出高质量的录音作品，从传声器使用者的角度，较深刻地理解传声器业是十分必要的。

传声器的分类(1) 录音手册-第二章

节传声器的分类

传声器的分类方法。

1.按照传声器的换能原理分类，其中包括：

电动式传声器

电动式传声器应用了电磁感应原理来完成声电转换。当一个闭合的导电金属做切割磁力线运动时，在此金属中会产生有特定大小和方向的电流。由于电动式传声器的输出电压与振动速度成正比例，因而又较振速式传声器。电动式传声器又有三种类型：动圈传声器；铝带传声器；压力区式传声器。

动圈传声器(dynamic microphone）

动圈传声器，通常由一个约0.35密耳厚的聚酯薄膜来充当传声器的振膜.薄膜上京戏地附着一个绕有导线的芯,叫音圈,它精确地悬挂在高强度磁场中.当声波冲击薄膜的表面时,附着的音圈随声波的频率和振幅成正比例移动,使音圈切割长期磁铁提供的磁力线.这样,在音圈导线中就产生了有着特定大小和方向和模拟电信号.

动圈传声器的阻抗较低,一般在30～50Ω之间,就是说，可以使用很长的产生器线而不会由于线间电容的存在产生高频分流效应.传声器内还装有一个变压器,使音圈与放大器输入阻抗相匹配,同时也起到使信号电压升高的作用.

为了消除音圈受杂散磁场感应的交流声信号,有的传声器内设置了交流声补偿线圈.这个线圈与音圈的大小,圈数完全一样,但不放在磁系统里,也不连接振膜,因而不受声波推动,他与音圈反相串联,从而将两者感应的交流声信号互相抵消掉.

为了抗击传声器受强冲击产生的噪声,有的传声器内设置了另一个相同的磁系统,磁系统内安置了一个与音圈大小,圈数完全相同的抗冲击声线圈.这个线圈不连接振膜,因而不受声波推动.当传声器受到机械冲击时,音圈和抗冲击声线圈同时产生感应电动势.将两个线圈反相串联,两个感应电动势相互抵消掉,从而没有噪声输出.

动圈传声器的构造特点使其具有教强的抗机械冲击能力,使用起来非常牢固.

铝带传声器(ribbon microphone 或 band microphone)

铝带传声器,使用极薄的铝带做振膜.该振膜沿其长度方向做成均匀波纹状,挂在强磁场中.当声波作用于铝带前后两表面时,形成声压差,铝带岁声波作相应振动,切割磁力线,在铝带上下两端间产生感应电动势,从而产生与声波的振幅和频率的电流.铝带既是声波接收器又是换能器.铝带的阻抗很低,它的只有约0.2Ω.这个阻抗太小,不能直接驱动传声器的输入级,因此必须用一个升压变压器以使输出阻抗达到可接受的150～600Ω的范围.铝带传声器瞬态还原真实,音色自然，但抗机械冲击能力较弱,在气流强劲的地方,必须对铝带严加保护,否则强气流会将铝带吹弯,脱离原位而不能复原,因而铝带传声器大多应用于录音室录音.铝带传声器的另一个缺点是难以小型化.

过去30年,某些传声器厂家在使用铝带传声器小型化方面取得了长足的发展.例如Beyerdynamic公司设计了 BeyerdynamicM260和 BeyerdynamicM160系统.在M260系统中,使用了稀土元素磁铁来产生一个磁结构,小的足以将其放进一个5厘米的栅网球中,它远比像RCA44 或RCA77等传统的带式传声器小的多.另外,在带上还有两个附加的爆破音过滤器,与栅网球一起大大减小了铝带潜在的爆破音和风吹损害,使得铝带传声器能适应户外和手持使用.

近期带式技术的另一个突破是印制型带式传声器的发展,印制型带式传声器的原理与传统式传声器相同,但其振膜前面的两个环状磁铁和后面的两个环状磁铁来产生,产生的磁通,当薄膜移位时铝带能切割磁力线.

Beyerdynamic M160

Beyerdynamic M260

RCA 44SM

RCA 77sm

压力区式传声器（PZM）

也称为界面传声器，或平板传声器（PZM）

GFM 132

电磁式传声器

也称舌簧传声器。利用磁路中振膜运动时引起的磁阻变化工作。

电容传声器

电容式传声器工作在静电原理上而不是像电动式传声器那样工作在电磁感应原理上,下图为AKG公司生产的AKG C414电容传声器的外观和内部细节.电容式传声器的头部由两块金属板组成,一块移动而另一块是固定的.两块金属板形成一个电容,其电容量取决于金属板的结构和表面积(固定值),两极板间的绝缘体或介质(固定值)及两极板间的距离(可随声压而变化).声压变化引起的电容量变化使输出电压发生改变,从而得到特定的大小和方向的电流.

由于电容式传声器的输出电压与震动幅度成正比例,因而又叫位移式传声器.根据给电容传声器的极板加极化电压的方式不同,可分为直流方式电容传声器和驻极体电容传声器.

电容传声器(支流方式)(condenser microphone)

电容传声器,是将接受声波的薄金属膜片,作为电容器的一个极板,将对着膜片的一个有圆沟的固定厚金属板作为电容膜片上时,膜片产生相应振动,改变了与固定极板之间的距离,使电容量发生变化.两极板间的距离减小时,电容量增加;距离增大时,电容量减小.

在大多数厂家的设计中,电容传声器的两个极板间,通过一个高值电阻(30～1000MΩ),加有直流极化电压(约为40～200V),一个高值电阻与金属板电容结合使用,产生的电路时间常数既电容器充放电一周所需的时间比声频的周期要长,当电容量发生变化时,电阻阻隔了电容器电荷随着变化,从而得到输出的电信号.

由于电容传声器振膜输出的信号有着很高的阻抗,所以需要通过个阻抗转换放大器来将输出阻抗将低.该放大器放置在离振膜很近(通常只有6cm或更少)的电路中,用来防止哼声等噪声的串入以及减小信号电平的损失.大多数电容传声器都使用FET(场效应晶体管)来减小阻抗,但也有使用电子管放大器的设计方式,以获得一种特殊的电子管音色,如AKG公司的C12VR带电子管放大器的电容传声器等.

电容传声器所需的极化电压通常是40～200V的直流电压,现在使用FET放大器的电容传声器,大多使用48V直流电压,该电压可以由传声器内部电池供给,也可以从外部电源如幻象供电的到.电源除了供给极化电压外,也为前置放大器提供必要的电压.由电池驱动的电容传声器,通常使用1.5～9V的低压电池电源.为了减小电容传声器在高声压输入是所产生的失真,必须使用高的极化电压,因此在传声器内部有一个DC/DC变换器将电池低电压转换成高的极化电压,也有使用40V左右的高压电池的传声器.

驻极体传声器(electret microphone)

驻极体传声器,将子绝缘物如聚四氟乙烯薄膜后夹在两个电极之间,在高温条件下，对其施加很高的极化电压进行电晕放电或用电子轰击,于是薄膜的分子在正电极一端出现负电荷,在负电极一端出现正电荷.这种电荷在薄膜内部均匀分布,称为极化层.子材料被极化后,即使外加电压降为0,薄膜内部会继续保持不变,这种材料称为驻极体.

将该物质用语电容传声器的振膜或固定极板时,因其表面电位的存在而不需再加给极化电压,因而可以简化电路，使传声器小型化,并降低了造价,这样制造成的传声器称为驻极体电容传声器. 驻极体传声器工作原理与一般电容传声器相同,也需要在极头后紧接阻抗变换放大器,因此仍需要通过电池或外接电源给放大器供电.

晶体传声器

也称压电传声器，利用压电材料的压电效应工作。因压电材料也是一种陶瓷材料，所以也称陶瓷传声器。

炭粒传声器

用声压变化改变碳材料的电阻，从而改变输出电流的穿传声器。

激光传声器

用光纤材料制成的一种声光能器，也称光纤传声器。

离子传声器

利用等离子体和周围空气之间相互。

2.按照传声器方向特性分类，其中包括：

全方向特性传声器，也称圆形或无方向特性传声器。8字形指向特性传声器，心形指向特性传声器，锐心形指向传声器，超心形指向特性传声器，扁圆形指向特性传声器，而扁圆形指向的传声器也称“宽心形”或“阔心形”。笔者认为，从使用角度其更接近“全方向特性传声器”，故称“扁圆形”更恰当。

3.按照声驱动力形成的方式分类

压差式传声器

压强式传声器

介绍传声器分类方法的目的是为了对传声器有一个总的，比较深刻的认识。研究各种立体声拾音方式的切入点是传声器的方向特性，而决定传声器的方向特性的是传声器驱动形成的方式。

压强式传声器

大多数传声器都是依靠声波引起的空气压力变化而工作的。

上图为压强式传声器结构和指向特性示意图。压强式传声器只有振膜的前面暴露在声场中，振膜后面是密封的，声波无法入射。连通孔是使外壳内部和外部的大气压强保持平衡，而对于声音快速运动的气压变化，连通孔则呈现相当高的阻力，也就是声波无法进入。这样，声波只作用到振膜的外表面（外表面如一个压力计，对作用其上面的所有声波都起作用。），无论声波来自什么方向，都会使振膜附近的空气振动，振膜得到与声压成正比的作用力。压强式传声器对声波的接受与声源的入射角度无关，具有全方向（或称圆形、无方向）指向特性。传声器输出灵敏度依声源入射角度而变化的关系可用图形描述，称为极坐标图（上图的右侧图）。压强式传声器的极坐标图接近圆形，所以，压强式传声器的指向性图形用○表示。

传声器的分类(2) 录音手册-第二章

压差式传声器

压差式传声器也称压里梯度式传声器。如上图左图所示，压差式传声器振膜后面不封闭，振膜前后的两个表面都接受声波。由于声波到达两表面的路程不同（声波从90°和270°入射时除外），所以时间也不同，因而相位也不同。就是这些不同，在振膜上产生瞬间的声压差。故称压差式传声器。很显然，从振膜前面（0°）和后面（180°）入射的声波产生较大的声压差，此时传声器具有较大的灵敏度。当声波从振膜侧面（90°、270°）入射时，声波到达振膜前后的距离相等，没有声程差，也就没有声压差，传声器也就没有输出，即此时灵敏度为0。压差式传声器依声源入射角度变化的规律用下述公式表示：

S=S0 cosθ [/i] 公式1-1

式中：S表示随声波入射角度而改变的传声器灵敏度

S0表示声波0°入射时的灵敏度（θ[/i]= 0时一般取常数1）

θ[/i]表示声波入射角度

若将用上述公式计算声波从0°到360°的压差式传声器输出灵敏度用极坐标表示就会得到一个类似8字形（上图右图）的图形。所以，压差式传声器也称8字形传声器，因其输出特性是按照余弦曲线变化的，故也称为余弦传声器。

因为在传声器振膜90°轴线上方（上图左图）和下方（上图右图）声波入射的方向相反，所以，压差式传声器指向性图形是180°反向的。声波从90°轴线上方入射为正；声波从90°轴线下方入射为负。

压强式传声器与压差式传声器的组合

有时为了抑制来自侧面和背面声音的影响，拾音时往往只需要拾取传声器正面的声音，因而出现了单指向特性传声器。将一个全方向特性和一个8字形指向特性传声器靠近放置，并将两者的输出电压串联，就形成了一个心传声器，这是较原始的设计理念。现在生产的大部分单指向特性传声器的指向特性是用“电”的方法得到的。

下压强式传声器与压差式传声器的组合结构，以这种结构得到单指向特性传声器。这种结构也称为“复合结构”，称这种传声器的声驱动力方式为“复合式”。其原理是利用一个压差式传声器，使馈送到振膜背面的声波经过一个声延迟元件，便得到心形指向图形。它的工作原理如下：

将8字形传声器装入一个声延迟元件，声延迟元件的长度为l，使声波到达振膜前后出现声程差，亦产生时间差，也产生了声压差，声压差的强度取决于声程差的大小。下面分析一下声波在不同入射角度时，传声器电压输出情况。

当声波入射角度为0°时，声波到达振膜后面比到达前面多了两倍的L，产生的压差驱动振膜振动，由于此时产生的时间差较大，传声器输出的电压也较大。

当声波入射角度为180°时，声波到达振膜后不存在声程差，到达的时间一致，振膜便不振动，传声器没有电压输出。

当声波入射角为90°时，声波的路程差为L，振膜振动，但传声器电压输出小于0°方向，大于180°方向，为二者的中间值。

若将这一情形用图形表示便会更加清楚。

实际上，压差传声器加上声学延迟元件后，相当于一个压差元件（8字形）和一个压强元件（全方向）特性相加。这两个元件再90°轴线以上是同向的，因而输出相加；而再90°轴线以下是反向的，因而输出相互抵消。

当声音从传声器0°入射时，两单元正向叠加，得到二倍的灵敏度。

当声音从传声器180°入射时，两单元反向叠加，互相抵消，灵敏度为0。

当声音从传声器90°或270°入射时，压差单元灵敏度为0，压强单元保持原来的灵敏度，两者叠加是声波0°入射灵敏度的一半。

若将这两个单元的指向性图形逐角叠加，即得到一个完整的类似心型的图形，我们称这一图形为心型指向性图形。心型指向性图形表明传声器对来自不同方向声音具有不同灵敏度的特性，这个图形即心型指向性传声器的极坐标图。

传声器多种指向图形的形成和传声器指向性系数

只要改变全方向指向特性特征与8字形指向特性的比例成分，即可演变出多种指向性图形。利用这个原理，我们可以设计和生产出各种指向特性的传声器。由于电容传声器可以借助电路手段很容易地改变全方向与8字形叠加的比例，因而可以设计和生产出在全方向—心形—8字形之间连续进行调整的，具有多种指向特性的电容传声器。

下面分析一下五种典型指向图形（全方向扁圆形心形锐心形 8字形）形成的原理

个指向性较大，是个“纯粹”的圆形，不含有8字形成分，表示该指向性图形是全方向指向特性。后面的指向性图形圆形越来越小，也就是说，全方向指向特性的成分越来越小。直到“纯粹”的8字形，完全不含有全方向指向特性成分。上图中字母 A 表示该指向性图形所含圆形部分的含量。字母B 表示该指向性图形所含8字形部分含量。

在实际设计和生产中，由于种种原因与理想图形总是有一些误差，尤其传声器输出为0的那一点仅具有理论意义，在实际中是无法实现的。他图中除了圆形和扁圆形的其他图形都有一条虚线，表示在该角度传声器的灵敏度（在理论上）为0，可以理解成在该点传声器没有输出。这一点对我们正确使用传声器是很重要的。

比较心形、锐心形和超心形可以看出，如果要抑制背面的声音，心形的较好。但心形传声器对侧面（90°、270°）仍有正向（0°）一般的灵敏度，所以不能很好的抑制侧面的声音。而锐心形和超心形对侧面声波的抑制能力要强的多。锐心形对侧面声音抑制的较多，它可将正前方讲话或演唱演奏的声音从较强的室内混响声中或环境噪声中分离出来。但它在180°入射的声音灵敏度较高，也可以说锐心形是不对称的8字形。

需要说明的是，我们在绘制传声器指向图形时一般用二维的平面图，而实际的传声器指向性是三维的、立体的。

不同指向性传声器的应用比较

对传声器指向性的选择要根据所录制节目的具体情况来决定.在相同拾音距离处拾音,无指向性(既全指向性)传声器较指向性传声器能拾取到更多的空间环境声.那么,为了得到相同的混响感,指向性传声器需比无指向性离开声源的距离更远.传声器指向性的距离系数给出了这种距离之间的比例关系,它的定义是,要获得等同于无指向性传声器单位距离内的直达声与混响声之比时,指向性传声器应离声源的距离.传声器指向性越强,其距离系数就越大.在无指向性传声器的距离为单位1时,8字形,心形,超心形指向性传声器距离系数分别为1.73 1.73和2.对于抛物面集音器,这个系数大于3.

根据以上特征可知,如果不同乐器之间的融合,可以选用无指向性传声器.如果要减少空间感,避免空间造成的声音浑浊或因空间声学缺陷带来的声染色,强调获得清晰,干净的声音,或者在同一个空间拾音时为了减少其他乐器的串音,可以选用指向性传声器,这种选择还应与拾音距离相协调,远距离拾音有利于拾取到一件乐器或一个乐队的整体,在合适的位置上可以获得自然的平衡,还可以更好地年个出拾音现场的声学环境,让直达声与反射声充分混合,但同时也会更多地反映出拾音现场可能存在的声学缺陷,设置的位置不合适还可能使混响过多,声音浑浊不清晰.近距离拾音可以有效地排除环境声,减少空间感,还能更好地体现出乐器的质感,获得清晰干净的声音,但距离过近有可能过分强调乐器的某种特色,或者是某个音区,从而失去了整体的平衡.在实际运用中往往将全指向性传声器与指向性传声器,远距离拾音与近距离拾音结合起来使用.

4.按照使用功能分类

无线传声器(wireless microphone 或 radio microphone)

无线传声器是将换能后的声频信号调制一个载波后,由天线辐射给附近接收机的传声器.由于摆脱了传声器电缆的限制,无线传声器的使用非常灵活,尤其对于移动声源的拾取可以保持年的一致性,给舞台表演录音或电视外景录音带来很大方便.

无线传声都使用米波和分米波波段,采用调频制,具有抗干扰能力强,频率特性宽,失真度和噪声小,发射机效率高等优点.无线传声器调频由两种方式,一种是由电容传声器直接调频,一种是将电容传声器转换的电信号对一个载波调频.前一种方式是将电容传声器的电容量C与线圈自感量L做成谐振电路,使其中流有8～10MHz频率电流.电容传声器的可动膜片受声波振动后,电容量发生变化,使谐振频率发生相应改变,谐振电路的电流值也会随着改变,从而形成调频.其原理如下图所示,

采用这种方式的电容传声器称为射频方式电容传声器,它与直流方式电容传声器相比,具有可将信噪比提高20dB的优点,但当声源声压级很高时,会超出谐振曲线,产生失真,使工作不稳定.该方式电路简单,元件少,有利于缩小体积,减轻重量.后一种方式则电路复杂一些。

无线传声器的工作频率低容易受到民用通讯和调频广播的干扰，工作频段高其技术指标，可靠性和拾音精确度也高，但价格较贵。今天，大多数无线传声器工作甚高频（VHF）的中间频段和超高频（UHF）的较低频段（例如150～216ΩMHz,400～470MHz,900～950 MHz）上，如SONY公司的SKM500手持式传声器工作在792～806 MHz的超高频范围，SENNHERSER公司的SKM5000手持式无线传声器工作在450 ～960 MHz的高频范围，SKM1032提供6个可选择频率。接收机的频率范围与传声器相对的，如SENNHERSER公司的EM2004接收机工作于450～960 MHz的超高频范围内，其对应用于传声器也有16个可选择频率。在多通路接收系统中，工作频率内可选择的频率数目要多得多，如SENNHERSER公司的EM1046多通路接收系统的美个模块在450～960 MHz的工作频段内可选择多达4800个不同的频率点，因而可将大量模块连接使用。大多数无线传声器是通过旋钮来选择频点的，这些旋钮在选择之后应予固定，以防止误操作。

合成锁相环技术（PLL）的运用了信号的稳定性，并使多通道频率能够同时工作而互不干扰。这种技术依赖于较基本的晶体设计从而产生相应的射频频率，以提供高度的频率稳定性，低频噪声，

传声器的立体声原理录音手册-第二章

人类对立体声的研究已有近百年的历史了。立体声音响给人们带来声音美的享受，这是单声道音响无法比拟的。立体声技术发展如此快并被人们认可是它给听音人以临场感、真实感，其主要原因是两只扬声器辐射的声音塑造了声源方位，即立体声。

人耳对声源方位的判断

人的听觉不仅涉及听觉器官本身，还涉及视觉，甚至触觉等生理、物理、心理等综合因素。我们主要从听觉角度讨论。

人耳除了声音有响度、音调、音色的主观感觉外，还有对声源的空间印象感觉，即对声源的定位能力。

人有双耳，双耳之间有一定的距离（约17cm），若一点声源偏离听音人前方主轴方向，到达两耳的声音就会产生差别，听觉系统根绝这些差别就可以判断出声源的方位，这一理论是“双耳效应”理论。双耳效应理论认为：人耳对声源方位的判断能力是根据由于双耳距离差引起的以下四个物理因素产生的：

1。声音到达双耳间的时间差

2。声音到达双耳间的强度差

3。声音低频分量由于时间差产生的相位差。

4。由于人头对高频分量的遮蔽作用产生的音色差。

时间差反映声音到达双耳先后造成的相对时间差异，强度差则反映声音在空气中传播由于距离造成的衰减差异，这些都是很好理解的。相位差和时间差是密切相关的，也可以说是时间差派生出了相位差。低频声音的波长很长，在常温中20kHz的波长是17cm，200 Hz是1.7m，因而在时间差产生的相位差在一定数量值内，可以作为判断声源方位的信息。而高频声音的波长短，例如10 kHz是3.4cm，20 kHz是1.7cm，时间差会产生很大的相位差，甚至超过360度，即开始另一个波长，所以相位差作为判断声音方位的信息已经无任何价值，以为已经无法分辨相位是超前还是滞后，因而被称为“混乱的相位差”信息。所以，时间差对帮助判断各个频率的声音方位都起作用，而相位差只对低频声音起作用。

扬声器立体声重放系统

在扬声器立体声重放系统中，听音人听到的是与单声道重放差异较大的声音，是十分复杂的声音叠加，当然，也给立体声研究提出许多需要解决的问题，其中较主要的是听觉的声像和声像的位置。

听音人在一定条件下（两扬声器的信号完全一致）感觉不到两个声源的存在，而是感觉好象在两个扬声器之间有一个空间点在发声。这个发声点就是声像，因为这个点实际不存在，所以也称幻象声像，或虚声像。幻象声像的产生是人们成功地利用了“双耳效应”的理论。正是由于幻象声像的存在才使听音人能够在听音活动过程中感受到声音方位的变化，使再现声音的方位信息成为可能。“双耳效应”理论是立体声理论的基础。当然，听音人再立体声重放系统中的听音与在自然状态下听音是不同的。

在立体声重放系统中若在一定范围内调整两扬声器间信号的时间差或强度差，声像就会从两扬声器连现的中心点沿着这条连线向其中一只扬声器便宜，并定位在某一点上。这个现象就是立体声重放的基础。某一声像的定位是两只扬声器发出的两个声音重叠后到达听音人双耳的结果。也就是说，听音人的每一只耳朵听到的声音都包含来自两只扬声器的声音。

使用扬声器系统做立体声重放时需要有三个前提条件：

1。来自两只扬声器的声音信号不应该含有反相成分（反相信号将游历到两扬声器连线以外，是无法定位的“漂移”声音）

2。两扬声器通道间的时间差、强度差信息应保持在一定的量值范围内。

3。听音人应处于扬声器立体声重放系统的一定范围内，即处于立体声听音范围内。

时间差的声像定位

我们知道，在扬声器立体声重放系统中，若两扬声器的信号一致，即不存在任何差别的情况下，声像定位在两扬声器连线的中点C上。若两只扬声器间的信号存在时间差信息，即一只扬声器相对另一只扬声器的声音滞后，声像就会从C点沿两扬声器连线向声音未延迟的扬声器方向偏移。时间差用△t表示。△t值越大，声像偏移越大。实验证明，当△t=1.5ms时，声像定位在未延迟的扬声器上。

的“哈斯效应”（Haas Effect）理论认为：当△t在3—30ms之间称“波前临界值”，声音听起来来自未延迟的扬声器，另一个扬声器声音的存在不明显。当△t在30—90ms时，便听到来自延时的扬声器的声音，听到两个明显的声源。在扬声器立体声重放系统中，当△t=1.5ms时，即可满足在扬声器一侧的声像定位，即声像停留在扬声器的位置上。根据“哈斯效应理论，△t在1.5ms以上继续增加，声像也只停留在声音未延迟的那一个扬声器上，所以说，就声像在扬声器连线上定位而言，大于1.5ms的△t值无意义。

强度差的声像定位

理解了时间差的声像定位，就会很好理解强度差声像定位。当两扬声器的声音信号不存在时间差，只存在强度差时，声像也会产生偏移，强度差用△L表示。当△L=0时，声像定位在两扬声器连线的中点C上，随着△L的增加，声像向强度高的扬声器方向偏移。当△L在15—25dB之间，声像就定位在强度高的那一只扬声器上。在实践中，一般采用△L=18dB作为满足声像定位在扬声器一侧的强度差值。

△L中的L是英语Level的字头，强度差也可以用△P表示的，P是德语Pagel的字头。强度差所定义的两个信号之间的差别在录音工程中它是有两个含义，一个是指扬声器中两个信号之间的强度差，也称声级差；另一个指电路中电信号强度的差，也称电平差，他们都用dB表示。对这两种强度差信号之间异同的区分是必要的。声级差总是与声音的频率相关，比较复杂一些。而在立体声重放中立体声重放中电平差同频率的关系不大，也就是说声音频率在扬声器立体声重放系统中对声像定位的影响不大。

时间/强度差对声像定位的共同作用

在立体声拾音中，由于传声器的设置不同，便形成了不同的拾音方法。有些拾音方法拾取声道间的时间差，有些拾取声道间的强度差，还有一些拾音方法既拾取声道间的时间差，也拾取强度差，用这种拾音方法拾取的声音信号在立体声重放中时间差和强度差共同完成声像定位。就声像定位而言，时间差和强度差具有同样的意义，声像的偏移比时间差和强度差单独的总用大，是二者的叠加。

耳机立体声重放

使用扬声器做立体声重放在录音和听音活动中处于主导地位，但在有些场合使用耳机做立体声重放还是具有一定的优点。尤其是从20世纪70年代开发的人头立体声拾音技术，要求必须使用耳机做立体声重放。

用耳机做立体声重放的优点：

1.耳机价格相对扬声器便宜很多，用很小的开支，就可得到同扬声器相同甚至更好的带宽和更高的声压。

2.使用耳机听音突出的优点是听音房间的声学特性对听音没有影响，这一点对有些听音房间存在声学缺陷或当听音者听音房间不熟悉、不适应时尤为重要。

3.耳机具有对噪声和杂音比扬声器更高的分辨率，在同样的电平情况下，耳机可比扬声器提高10dB的杂音电平。比如数字录音中的纠错杂音，用耳机就很容易鉴别出来。这一点对录音师无疑是有益的。

4.另外，使用耳机重放不受听音人位置的限制，无论有多少人需要同时使用耳机听音，所有听音人都可听到完全同样的音响。所以，许多听音试验都是用耳机监听。

使用耳机听音的缺点是随着人头的摆动，听音人感觉的声像也在摆动，人们往往不习惯这种在自然听音状态下不可能出现的结果，使听音人感到声音不自然。

使用耳机听音与使用扬声器听音的较大区别，也是使用耳机听音较大的特点是“头中定位”现象。人在自然界里听音时，声像定位是在听音人人头外完成的，扬声器立体声重放的听音也是这种情况。在某些条件下，声像也可在人头中定位，这个前提就是用耳机做立体声重放。在使用耳机立体声重放时，声像的定位在听音人双耳连线上完成。这种声像定位称作“头中定位”，也称作“侧”定位(Lateralisation)。头中定位在直线上的声像位置是前后“漂移”的，不确定的。

因为在用耳机聆听供扬声器重放的立体声节目源时会出现声混乱现象，所以在使用房间立体声录音时用耳机监听声像情况应是禁止的。（监听其他情况，比如清晰度噪声情况是可以的，有时也是必要的）。

用“Walkman”听立体声节目源都是使用耳机重放，但是，这些节目都是用“人头立体声”方法录音的，许多国外出版发行的这些音像制品封面上有“人头”标记。西方一些国家还有“人头立体声”广播，也必须用耳机听。

立体声简介

声音在空气中的传播是转瞬即使的，为了能够将在某时、某一环境下发出的声音异时异地转移，必须将这一声音信号转换称机械、光、磁和磁光等信号进行记录，需要时再将这些存储的信号还原为声信号。这个将声信号向可记录的编码信号转换、并将该信号借助一定手段还原的过程是录音技术。根据声音转换之后记录使用的声道数量又将录音技术分为若干种。使用一个声道进行录音和重放的称为单声道录音。使用两个声道，并且两个声道再录音再放音的过程中是相互独立、不互相干扰，但两个声道信号又有声学上关联叫双声道立体声，近些年来又出现了有更多声道的全景立体声，即环绕立体声。

单声道单声道录音是只使用一个声道的声道转换技术。在录音时，单声道录音只使用一只传声器，或者将若干只传声器拾取的声音信号混合称为一个声道的记录信号。声音重放时一般使用一只扬声器，或者使用若干只扬声器重放相同的信号。可以说，单声道录音的听音是比较“自然”的。单声道声音信号中较好地保留了原声场中除了左右信息以外的其他主要声音成分，包括原声群发生幻将的声学特性、声群的纵深等。单声道录音在使用相同的第二只或更多只扬声器做重放时，声音就有些不自然了。因为在重放房间中，扬声器不仅向听音人直接辐射声能，还会向顶棚、前面、地面辐射声能。这些界面的声反射使声音延迟，防碍了声相定位，尤其对语言声是十分不利的。单声道录音较大的缺陷是声音还原时所有的声音都来自一个方向，即声源是一个点。

双声道立体声双声道立体声无疑问能重放出比单声道丰富得多。

传声器的主要技术指标录音手册-第二章

传声器的主要技术指标包括传声器的输出阻抗.灵敏度.频率响应,顺态响应,动态范围等.

（1）.输出阻抗(output impedance)

输出阻抗又叫源阻抗,用来表明一个信号源对下级负载(输入阻抗)呈现的信号提供能力.传声器的输出阻抗通常用1kHz信号测得,它是传声器对1kHz信号的交流内阻,以(Ω)为单位.源阻抗在150～600Ω之间的传声器是低阻抗型的;在1kΩ～5kΩ之间是中阻抗型的;在25 kΩ～15 0 kΩ之间是高阻抗型的. 过去,高阻抗传声器用起来较便宜,因为电子管放大器的输入阻抗很高,在使用低阻抗传声器时,电子管放大器需要较贵的输入变压器.应注意的是,所有的电动式传声器都是低阻抗器件,那些有高阻抗输出的电动式传声器使用一个内置阻抗升高变换器.高阻抗传声器的缺点是它们的高阻抗电缆线容易拾取到静电噪声,诸如发动机和荧光灯等引起的噪声,这就是要求使用带屏蔽的电缆.另外,围绕屏蔽的导体会形成一个电容器,它实际上是跨接在传声器的输出上.当电缆的长度增加时,电容量就变大,直到6至8米长时,电容量开始短路掉由传声器拾取的许多高频信号.因此,使用高阻抗传声器应避免用长电缆来连接,这种限制有时会给录音带来不便.

极低阻抗(50Ω)传声器的优点是它的连接线对于拾取静电噪声不敏感,但是,它对于拾取交流电源线产生的电磁场所感应的噪声又是颇为敏感的,这种交流声的拾取可通过使用双纽绞线对来消除,因为纽绞线对于电磁感应昌盛的电流方向相反,在调音台的传声器平衡输入端上互相抵消.

150到250Ω的传声器信号损失低,可使用长到数百米的电缆线.他们比50Ω的线路较不易拾取到电磁感应,但对经典噪声的拾取相对明显,因此,使用纽绞线对电缆,并采用平衡信号线而获得较低的噪声.在这样的线路内,两条线运载信号,而屏蔽线接地,其工作原理是在两条导线中声频信号的交变电流极性是相反的.而任何静电的或电磁的拾音会同时以同极性感应在相关的两条导线中.输入变压器或平衡放大器只对两条导线间的差电压起响应,结果是感应的信号互相抵消,而声频信号不受影响.大多数录音棚中所用的传声器线是200Ω的平衡线,屏蔽线只在前置放大器端和传声器手柄上接地.由于采用电压匹配的连接方式,即袄求负载的输入阻抗高于传声器输出阻抗的5倍以上,因而负载阻抗大多为1kΩ.另外,高阻抗传声器使用的是不平衡电路,由一条信号线向负载提供正电势,而第二条线屏蔽线用来完成信号的回流电路.

（2）.灵敏度(sensitivity)

灵敏度表示传声器的声电转换效率.它是指在自由声场中,当向传声器施加一个声压为0.1Pa的声信号时,传声器的开路输出电压.从灵敏度可看出将传声器拾取的信号电平提升到线路电平所于要的放大量.这个值也使录音师容易判断两个传声器输出电平的差异,在相同声压级的激励下,具有较高灵敏度的传声器比较低灵敏度的传声器产生的输出电压大.一般情况下,电容式传声器比电动式传声器的灵敏度高,高阻抗传声器比低阻抗传声器的灵敏度高.

采用灵敏度高的传声器拾音,可以对较低声压级的声音获得较高的信噪比,有利于改善声音质量,但对于拾取大动态大声压级的声音就容易产生失真.灵敏度高的传声器由利于反映出声源的种种细节,但同时也容易拾取到更多的噪声.在音色上两者的也不相同.灵敏度高的音色较明亮,色彩性强,灵敏度低的音色较暗,但有时也会使音色柔和,带来良好的温暖感.

灵敏度与声波入射角的关系反映出传声器的指向性.全指向性传声器对各个方向的声波灵敏度相同,8字形指向性传声器对主轴上的声音较为敏感,心形,超心形,锐心形指向性传声器对主轴正前方声音较敏感,对主轴后方的声音有所抑制.传声器拾取信号的前后轴响应比叫做传声器的前后比.用分贝来表示.

（3）.频率响应

频率响应指传声器灵敏度随频率变化的特征,即对于恒定的不同频率输入信号传声器输出电压的大小.频率响应的范围使指传声器正常工作的频带宽度,又叫带宽.一只传声器的频率响应可以设计成平直的,也可根据需要对高,中,低频又适当的提升或衰减,传声器的频率响应与测量的角度又关,即对不同角度输入信号频率响应不同.下图示出了某种全指向性,心形指向性和8字形指向性传声器在不同角度下测量到的频率响应曲线.

（4）.瞬态响应(transient response)

瞬态响应是指传声器的输出电压跟随输入声压级急剧变化的能力,是传声器振膜对声波波形反映快慢的量度,该响应能体现出不同的音色.电容式传声器的振动系统质量小,对声波的机械阻抗小,瞬态响应好,音色清晰明亮.电动式传声器的振膜刻可以做的很大,再加上线圈和芯体,质量往往教大,对声波的响应就慢,因而得到的声音较粗实.相比之下,铝带传声器的振膜轻的多.同异类形传声器振膜的大小也对瞬态响应有影响.大膜片传声器的瞬态影响劣于小膜片传声器,声音解析力因而不如小膜片传声器.

（5）.动态范围(dynamic range)

传声器的动态范围上限由拾音系统(传声器与前置放大器)的失真容许值决定,下限由拾音系统的噪声电平决定.

对电动式(包括动圈式和铝带式)传声器来说,当激励声压很高时,动圈或铝带的振动已到达磁路的非线性区域,因而产生非线性畸变.对电容式传声器来说,由于电容极头后面紧跟着内装的前置放大器,因而非线性畸变往往是由于前置放大器的过载而引起的.传声器的失真通常以谐波失真系数1为容许上限,也就是说,以传声器产生1的谐波畸变时的输入声级,为较大容许声压级.就失真而言,动圈传声器是一种极结实的传声器,经常能达140dB的总动态范围.其对于高声压级和强振动的承受能力远大于电容传声器,因而常用于高声压级的现场演出.

近讲效应

声源在空间某点所产生的声压与该点与声源的距离成正比关系,因而距离声源越近,声压的变化量就越大.当传声器距声源很近进行拾音时,振膜处在球面声场中,对压差式或复合式声波接收方式而言,到达振膜两表面的声波除了相位差之外还有振幅差.对于低频段信号,其相位差很小,振幅差起主要作用,音而受距离影响较大,表现为近距离拾音低频提升,且随着距离的减小提升越为明显.在高频段,相位差的影响较大,因而近距离拾音对高频没有影响.这种由于近距离拾音而造成的压差式或复合式声波接收方式的方向性传声器低频提升现象,叫“近讲效应”,见下图,

低于200Hz的频率所受的影响比较严重.另外,该效应对压差式声波接收方式的9字形指向性传声器比对复合式声波接收方式的心形指向性传声器而言,低频提升更为显著,见下图.

在实际录音中,近讲效应所引起的低频提升会使得声音的清晰度降低,尤其是在语言录音中,为了避免低音过重,有些传声器上有低频滚降滤波器开关,可衰减由近讲效应产生的低频声,以恢复平坦,自然的声音平衡.另一方面,有些歌唱演员也利用近讲效应提升低频声的比重,以求得歌声的温暖并使声音更为饱满,因而故意靠近传声器拾音.

幻象电源

电容传声器工作时,需要给极板加直流极化电压.幻象电源,时指使用传输声频信号的电缆来传输直流极化电源的供电方式.其在同一跟电缆里既包括有声频信号电压,又有直流电源电压.幻象供电的应用使录音师无须为每个电容传声器单独配备电源,并且该供电不会对同一条通路上的其他传声器如电动式传声器产生影响.

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