话筒有什麼用途?




话筒是一个能量转换器材,它能感测到声能(声音),并将其转换成等效的电能,经过放大后再传送到扬声器或耳机中。优良的话筒传感器,应该从收录的声音到扬声器重播时,不会出现明显的变化。

为什么选择话筒如此重要

在大部份音响系统和录音应用上,都是由话筒的收音开始,如果话筒无法以低噪声作清晰而准确的收录声音,即使是最好的电子设备和随后的扬声器也不会产生最佳的声音。因此,在声音表现中得到最大的回报,投资在良好话筒上是非常重要。

话筒的工作原理

虽然有许多方法可以将声音转换为电流信号,但我们将集中在两个主流的收音方式:动圈式收音和电容式收音。这些都是在录音室、广播、影视制作及在现场舞台演出方面,最常见到的话筒类型。

动圈式话筒

将话筒与扬声器进行比较,可以有助于了解其操作方式。动圈式话筒在结构上都相似于常规的扬声器,两者都具备在顶点附近连接着带有音圈(以长铜线绕成的线圈)的震膜,而两者都在把线圈设置于磁力系统的间隙中,区别只在于如何使用它们。
使用扬声器时,来自放大器的电流会通过线圈。由于流过线圈的电流能产生磁场,并与扬声器中磁体的磁场产生相互作用,迫使线圈和附接的震膜来回移动,推动空气而产生声音。
动圈式话筒的操作与扬声器刚好反向。当声音推动空气压向震膜作来回移动时,这移动会带动线圈运动,这运动导致在磁体间的磁力线被切割而产生电流,从而获得能量。事实上,许多旧式的内部通信系统都是使用小型扬声器同时作为扬声单元和话筒使用,只需将相同的传感器从放大器的一端切换到另一端即可,虽然一个扬声器不能制造出一个优质的话筒,但它郄是有足够的应用能力。
动圈式话筒素以耐用性和可靠性见称,其无需电池或外部电源,郄能有平滑、延长的音频响应,亦可以在特殊应用上能有“定制”的响应,而且输出电平足够,可以直接连接到大多数的话筒输入端工作,并具有优秀的信噪比,一般很少或不需要定期维护,也能够保持优秀的性能。

电容式话筒

电容式话筒是使用轻量震膜和一个固定式充电板作电容器的相对电极侧板。声音压在该轻薄的聚合物震膜上使其移动。这种运动改变电路上的电容值,从而产生变化的电流输出。(在许多方面,电容式话筒与静电式高音扬声器的原理相同,但规模更小而工作方式相反)。
电容式话筒会较为优越,因其能有非常均匀的频率响应和高清晰度的瞬态响应。轻量的膜片不但能扩展更高频的响应,而且在设计上还确保卓越的低频收音,以产生更自然而清晰的声音,并具有优秀的透明度和声音细节。
目前有两种电容式话筒的基本类型,一种是充电式电容话筒,使用外部电源来提供电容体所需的极化电压,这些外部极化的话筒主要用于专业演播室或其他需要极高音质的应用。而近代发展的是驻极体电容话筒(图2),这种类型在生产过程中,需要在膜片或背板上施加极化电压,并且能在话筒的寿命期间保持该电荷。最好的驻极体电容话筒,能够具有非常高的音质,可广泛用于广播、录音和现场演出。
由于电容式话筒的震膜部分十分轻量,比较起动圈话筒,在手持摩擦声或机械噪声方面相对为低。对于在所有驻极体电容器的设计上,鐵三角选择将极化电压或固定电荷施加到背板而不是震膜中,通过这做法,可以使用更薄的材料来制作震膜,提供超越常规设计的驻极体收音单元,而且有相当大的性能优化。(许多鐵三角的话筒振膜仅为2微米厚!)
电容式话筒另外具有两项设计优点,成为许多在实际应用上的理想(或唯一的)选择:它们的重量远小于动圈元件,而且体积也小得多。这些特性使电容式话筒成为所有超指向性“猎枪式”话筒、领带夹式和微型话筒的合适选择。

电容式话筒的幻象电源

虽然驻极体电容话筒不需要电源来提供极化电压,但是话筒内部的FET阻抗匹配电路还是需要一些供电来操作。这可以由内部的小型低电压电池或外部的幻象电源提供。
幻象供电方式是一种通过连接话筒的屏蔽双导线电缆,除了承载来自话筒的音频外,同时将直流电压传送到话筒的技术。幻象电源可以由连接话筒的混音器,或在话筒和混音器之间的线路中,插入外部电源组件来提供。标准的幻象电源供电,电源和话筒之间的线路必须是平衡连接及接有地线,并且通过滤波器或变压器设备,在不间断的直流电源中截取音频信号。幻象电源还需要在电源到话筒有良好的地线连接(XLR型连接器中的引脚1)。电源为两个信号导线同样提供的正极直流电压,并使用屏蔽作为负极的回路。平衡输出的动圈式话筒,因为屏蔽与信号引线之间没有连接,所以没有直流电压的电路,故不会受幻象电源的影响。虽然大多数铝带式话筒禁止使用幻象电源,但鐵三角的铝带式话筒郄需要幻象电源才能工作。
幻像电源可适应各种输出电压,范围从低至9V至48V,这电源可经由交流电源或由内部电池操作的设计中提供。