这些麦克风知识，你都知道吗？

oyx10163 · 发表于 2005-10-24 14:32:00

首先我们总结下麦克风的特性，大概有这么几种：
1.Omnidirectional polar pattern ( 全指向 )

2.Bidirectional polar pattern ( 双指向，又名8字收音 )

3.Unidirectional or cardiod polar pattern ( 单指向，或心型指向 )

4.Supercardiod polar pattern ( 超心型指向 )

5.Hypercardioid polar pattern ( 广角心型指向 )

6.Ultracardiod polar pattern ( 过度超指向，或称 SHOTGUN )

我们以 AKG 的 Blue Line 来说明各个指向性。它的配置是将一只麦克风的音讯放大电路分接出来，其型号为 AKG SE-300，然后依使用者的要求，一共可以转接 5 种特性的音头，非常的方便与经济。
五种音头的依次型号为CK-91单指向、CK-92全指向、CK-93广角心型指向、CK-94双指向、CK-98 SHOTGUN，如下图：

从图片里就可以清楚看到每颗音头的指向特性，另外也有单一制程的麦克风，其结构上可以集多种的指向性在一身，如下图AKG - 414，其功能可依状况调不同的指向特性。

过多超指向的麦克风，其深远的极端收音，侧面的范围也能拾音，这在一般的用途里，它的残响泛音讯号值过高，不容易调整供乐器使用，不过，当大场合，环境的终实表达，SHOTGUN的特性就可以应用上来，现在的麦克风制程又是如此的先进，有很多这种的指向特性已经都被应用在拾取合唱的声音了。
上方所介绍的麦克风都是一只一只的使用，也因此当在身历忠实表达当下场景的技术，多个以上的麦克风应用就很费时间及技巧来得到想要的音场，因此建立起立体麦克风的须要，自然就迎应而生，它们都是利用麦克风收音指向的特性，将其组合起来，变成一个音场立体的麦克风，它可应用在多方面的场合，如后区喇叭的环境声音设定，舞台上表演者与观看者的音场视觉定位等，就我们的生活应用环境，这方面的麦克风比较没有让我们接触到，不过待会的文章看完后，STEREO MIC的原理，各为自然就会明了了。
立体麦克风 Stereo Microphone 运用两个以上的指向特性音头，将其组合在一起所得到的音像，我们会将相位表的图示，供各位快速了解其意义。
目前常被应用到的立体收音方式有以下几种:
AB stereo
二只分开的麦克风，依中间距离与音像位置调整形成立体声图像。A-B 立体又称为不同时间立体。
AB stereo
Baffled stereo
间隔开的麦克风立体声技术，使用一块声响系数的吸收挡板。利用尺规调整间隔可以使得收音类似ORTF、DIN、NOS 的立体技术。两个麦克风之间隔置挡板，其材料内容、位置与轴心偏角效果都会有很大的影响能力，也很容易制造出理性的立体声。
Baffled stereo
Binaural stereo
两耳立体收音。二个全指向麦克风安置在一个拟人头像的耳朵里，来形成合理的立体音像。制作气氛声音，或在虚拟实境应用程式中，经常使用双耳录音。
Binaural stereo
Blumlein stereo
两只双指向的麦克风安置在同一垂直线面，两者以90度区分收音面来产生全方位的立体。以 AKG 414 麦克风为例，如图，使用同一点中的两个双向麦克风而彼此在90度角。在收音上有著极佳的立体技术，它的 XY 分离度高。
Blumlein stereo
Din stereo
两只在同一收音面，分隔一定的20公分，然后呈90度的弯面，来取得立体音相。两个 cardioid 麦克风在创建一个立体图像 90 °，使用DIN 立体收音和时间延迟立体信号，在大的距离 DIN立体收音技术会比较呈现不出来， DIN 立体技术在较短的距离，例如对钢琴、小型古典组合是很受用。
Din stereo
典型DIN 麦克风摆设收音直立钢琴
MS-stereo
一只单指向朝正前方，称为 Mid，一只双指向朝左右，称为 Side，两只麦克风的音圈轴心必须在同一位置，相位电路的构成是 Left channel=M + S，Right channel=M - S。MS 立体指使用 2 不同麦克风和特殊的矩阵电路来形成立体声。
Mid 麦克风大多是使用单指向，不过也有人采用全指向来得到更丰富的环境低频，Side 端是双向麦克风，这两路麦克风无法以左右音相来监听到所谓立体的声音，这两只音头的轴心组合构成立体音相是必须藉由一个矩阵电路来形成立体声的。由于中心麦克风融合在环境拾音里非常明确，这种技术在广播领域里是极受欢迎的。
MS-stereo
利用单指向与双指向麦克风组合，再利用 yamaha DM2000 通道里的 MS 编码电路，可以自制一个 M-S 立体收音麦克风，调整单指向麦克风的轴心高度与前后距离都会影响到立体的明确度。
NOS stereo
两只麦克风音头在同一收音面，分隔一定的 30 公分，然后呈 90 度角，取得立体音相。NOS = Nederlandse Omroep Stichting = Holland Radio 荷兰无线电台。
NOS stereo
ORTF stereo
两只麦克风音头在同一收音面，分隔一定的17公分，然后呈110度交差角，取得立体音相。ORTF = Office de Radiodiffusion Television Francaise 法国无线电视台。
ORTF stereo
XY stereo
二只麦克风的指向位置同并在同一点，形成立体声图像，以同一指向角度，扩开 90 度以上，会有不同的开阔音相。
XY stereo
立体麦克风每家制造商几乎都有自己的产品，在这些现成的立体麦克风制品之前，我们基础上，要了解一下是怎么立体的。我们以 SHURE SM - 57 单指向心形麦克风来解说。当麦克风进入混音器时，相位置于中间，则在相位表上会得到一条直线的显示讯号，此意表左右两边皆有输出，因此即成为所谓的 MONO 单音平面音相讯号。将相位往左转，则会出现左边输出的音相，反之右边也是如此。现在我们再加入一支麦克风，( 请注意，麦克风规格条件确定要一样的型号为优选 )。
XY stereo
上方由左至右的图示，分别说明一单音讯号在分析表上的情形，各位不难看出，当你的系统是立体架构时，若有调整音相至左 or 右，那么时间导向将会是在 0 的位置，基本上，立体麦克风会佔掉混音器的音轨的两路，也就是说，架构成立体的条件，基本上就要用掉两路音轨，烦杂的多相体麦克风，透过音场处理器甚至多达 5 个音轨，可以辨别上下的空间。
OK，这两路麦克风输入后，我们将其一支置于左方音相，一支置于右方音相，将两支麦克风交叉成 90度如图所示，在两支麦克风的交叉点发音，我们会得到 MONO 的音相，在左或右方发音，会得到尽左或尽右的音相，但是当你在这两个指向位置任一点发音，得到的音相就很宽广，便得很有层次，这样的原理是因为架构成立体的收音模式，除了两个单指向的特性外，在其中间位置会自动又形成一个单指向的收音点，如此三个收音点因发音距离的多寡，收到声音讯号后，在物理上，自然成为一个广而宽的音像，从相位表上的指示，我们可以看出立体的音场与 MONO 的音场不同之处，在调整上，还可以多寡的调整单一支麦克风的相位，甚至反相其中的一支麦克风来取得想要的声音。
XY stereo
图-1，图-2 是利用最容易取得的麦克风材料，我们来观察其立体音相因轴心距离不同的改变
图-1 的收音有如上述的 X-Y 收音，若我们佔立在中间位置说话时，会得到如图-3 的音相，即便是郑中间位置，音相显示图已经是不会再是一条线而已，当我们往图-2 的方向改变时，却一直失去明亮的高频清析值。
XY stereo
图3
图-3 Stereo 麦克风摆脱在正中间位置发音时，所得到的音相虽说 MONO，不过可以看出已经有一些粗线条的音相摆动。
XY stereo
图4仿 ORTF 的收音模式

图5
图-5 仿 ORTF 的收音立体图相可以看出很容易就开出花来，这表示立体的明确度是非常清楚，不过有时候这样的收音模式是不考虑现场扩音的问题，真正思考，要能应用在有大喇叭系统的现场环境，可能要另当别论。
立体麦克风后制的操作技术我们就不再进入，就现场实际面会碰到的技术问题，我们可以多留下一些，以一般 MINI 麦克风的指向特性是属于全指向的，原因无它，当发话者在一定的动作内，转、仰、俯、侧头时，他它的声音必须还要有相当的音讯在，因此全指向的麦克风在这儿就非常的好用，唯独须要注意的是当全指向麦克风须要放送现场或监听时，那就必须考量 P.A.G.要事先的调整这方面的回授条件。或是成音上，你使用即有的全指向麦克风，在发音者桌上或是可利用的条件里，置放单一指向的麦克风来提供给现场放送用，亦或更换最基本的手握单指向麦克风来便利作业。
单一指向的麦克风是最最被应用到的，不过透彻的使用它们却是错误的技巧常发生，我们来把它的一些最常出错的问题拿出来。

Talk - 1 的收音是有什么问题？它完全吸收发话者的讯号能量，又当研音源里出现了ㄅ / ㄙ带头的字音时，麦克风将会过份的放大这些讯号，产生所谓的喷麦及齿擦音 Popping and sibilance，这种过度的现象是等化器修正不掉的，最快最好的方式就是改变收音位置及角度，Talk – 2 / 3 就是当下立刻可消弭这种问题，至于角度问题，全世界每位技术人都有他们的见解， 30度 / 35 / 70度等都有！总之我们只要有执行这么一个动作，除了问题解决外，镜头上也好看，麦克风的不收音点也适时的最大安全位置对著监厅喇叭，就是这样子去找出适切电平位置。而 Talk – 4 的使用法一样也可以解除问题，只是完全侧收的音头，它的中低频响应就没有那么的好展现。

从俯视图 Talk - 5 / 6 / 7 来观看它们的摆设，各位就可以更清楚的了解在使用一麦克风，即便是最平常的单指向动圈麦克风，在你欲去调整 EQ 时，你可以事先的调整这麦克风的位置，先让它能够自然的得到一个好的收音范围，再去调整因不同的人所反应出不同的音质，平衡这其中的一个适当点，如此整体的音场才不至于过多的相位时间差比，演讲上麦克风的技巧问题，依图示 Talk - 8 / 9 它们的最佳收音方式是这么一回事，另外当运用两支软管然后插上动圈的麦克风时，常常看到新闻转播某些讲话场合，桌面上左右各一支麦克风，平行开著，这是大大的接近状况发生的组合，我来说明一下，先说明那麦克风的梳形滤波效应，( 给予相同音源拾取的反射回响拾取与回授之前的增益 )。此种感觉，以人声的声音会感觉像是空空的或被过滤了般的。那么在什么情况下会出现？

Talk - 8 的摆设是很多人时常无心犯的错，唯这其中的问题是两音头中间的距离不足形成另一个收音指向，又当发话者左或右偏时，麦克风的音头收音容易产生时间差而发声抵消的物理现象，Talk- 9 就是一个标准正确的摆法，这样的组合可以产生一个很好的收音空间，就算发话者稍偏位置，在一定的范围内，它的收音品质是可以放心的，你可以调整音相成为立体收音，你也可以调整音相位于中央呈 mono 的模式，无论如何你怎么应用麦克风，梳形滤波效应避免掉后，问题就少很多了。
如果你使用电容式超指相的麦克风，那将会使得收音灵敏度增高，大大提升演讲放送的音质。另外如果非要只能摆设一支麦克风，也无问题，依图 - 10 的例子是全世界走到那里都会看到的方法，包括大型的国际颁奖典礼上，在这应用上，你可以只开一支，或是两支全开来调整好，这样的结构是最保险的，即便它是 mono 的。
梳形滤波效应 ( Comb Filter Effect )
就演讲桌上 ( Talk - 8 ) 的例子来说明，一支麦克风如图的摆设时，那么直接音的拾取外，那桌面的反射音也同样的被拾取，又这两个音源拾取的时间不样，产生所谓的相位差，不幸的是直接有效音讯就会被些许的抵销，又发音者的音频并非固定，所以会有阶段性的忽大忽小输出，甚至响应不对，造成仅有中频音域存在，当你以同等电平位准使信号与它的延迟复制品结合时，某些频率中和抵消了，这依据取决于延迟的情况而定。在结合的声音的频率响应中，在那里出现了一系列的凹如峡谷状态的在频率的那里的声音就抵消了。
这就叫作梳形滤波效应，因为频率响应看起来像是倒置的梳子的齿状般的 ( 请参阅下图 )。

Talk - 9 / 10 的放送会产生像左方的频谱分析图例，Talk - 8 就很容易产生右边的频谱
一般就大体而论，如果二只麦克风在不同的距离拾取到同一个声源时，而且它们的讯号是馈入到相同的声道时，这就可能会引起相位抵消。这些在频率响应上的下降或缺口是发生于声波在某些频率所结合处于异相的状态。
结果就是上色的音质、音质被过滤了般的。这声音听起来像似 Mild flanging 事实上说的确切一点，那就是 Flanger 的效果，它们是如何的工作的，你使用一个数位延迟设备那在0和20毫秒之间掠过，Flanger就会创造出了个梳形滤波器其凹陷如峡谷般的使声频频谱滑上滑下的滑动产生缺口。
消弭方法3比1原则
在二只麦克风之间为了减少相位抵消，依据 3 比 1 的规则：在麦克风之间的距离应至少三倍的麦克风到音源的距离。例如，如果有二只麦克风每只距离它的音源是 4 英吋，这两只麦克风应该相距至少 12 英吋以去防止相位抵消。如何去判定 3 比 1 规则呢？
这先要从以下的真相开始：
当你添加个讯号是它的同等电平位准的延迟复制品的信号时，你得到严重的梳形滤波具有深陷的峡谷缺口。但是，当你以不同的电平位准混合直接信号和延迟信号的时候，你得到较不深凹陷的峡谷。较特别的是，如果这个延迟的信号是比直接信号小 9 dB 时，这些梳形滤波器的凹陷的峡谷只是＋ / －1 dB而已，如此的尽管在实际上有这么回事然而它们是听不到的。
我们要如何去确定那是个延迟的信号，以远距麦克风拾音，在以较近距麦克风拾音直接信号是至少 9 dB以下吗？设置远距麦克风至少 3 倍的从音源到近距麦克风的距离。起因于平方反比定律，当距离到音源是增加了 3 倍的时候电平位准下降了 9.54 dB。所以 3 比 1 规则确定在远距麦克风那的电平位准将会至少下降 9 dB，因此所以这些混合的信号将有＋ / －1 dB或更少的梳形滤波。4 比 1 的比例或者更多的是更好的。要避免可听闻的梳形滤波效应之最低限度是3 比 1 的比例。到此为止结论是针对于此设置的比刚好 3 :1的或更多。理想的是在麦克风电平位准之间对同一收音点的电平位准得到至少 9 dB 的差额。你想要的是至少 9 dB 的间隔分离，不是只有9 dB 刚好的间隔分离。

此图就是在说明 3:1的原则

桌面上的注意事项就是当你平行架设麦克风时 ( 如图 Talk-11 )，那么令人烦恼的梳形滤波效应就会出现，图 Talk -12 则会避免掉这样的现象，请各位注意，现象并不是完全没有，而是我们大大的降低了这样的物理效应而已，让有校的能量电平大于干扰的电平值。

多人以上的收音也是一样的，每次你只要把握这个物理原则，那么麦克风的收音效能将可以大大的提供出讯号让我们使用及调整，Talk – 14 说明了在大型合唱团体的编制下，如何运用麦克风来收取声音，另外就是这样的组合你可以应用在平常的场子里。而 STEREO音相的拾取上，它的宽广要求，你可以利用 M – S麦克风来拾取一个交响乐团录音，没有这样的设备，可以使用两只特性一样的电容麦克风，要采用荷兰式、法国式、德意志等，要 X-Y 都可以的！只要立体了，受用的有帮到忙就算是尽到善用立体麦克风的目的。

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