动圈话筒

音频应用

(动圈式麦克风）（moving-coil microphone 【工程声学】动圈式话筒，动圈式传声器）是把声音转变为电信号的装置。动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声波使膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。
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工作原理
# i8 H, X1 Q) d" B3 h当传声器接受声波时，声波产生的力量作用在振膜上，引起振膜振动，带动音圈作相应振动，音圈在磁钢中运动，产生电动势，声音信号转变成电信号。
优点
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- v8 w' X0 O: j( v; S# O- d9 ^动圈话筒构造相对简单，因此经济耐用。它们能承受极高的声压，且几乎不受极端温度或湿度的影响。
. H* m) I9 @; U+ y# ]6 W9 ~构成特点
构成
动圈式传声器主要由线圈、磁钢、外壳组成。
- W6 a# y, W, C- V特点
8 R3 s4 ^2 I: Q: B0 c动圈话筒使用较简单，无需极化电压，牢固可靠、性能稳定、价格相对便宜。但它的瞬态响应和高频特性不及电容式传声器。通常动圈话筒噪音低，无需馈送电源，使用简便，性能稳定可靠。主要特点包括：
1、结构牢固，性能稳定，经久耐用，价格较低；频率特性良好，50-15000Hz频率范围内幅频特性曲线平坦；
) \% g8 \4 m! A- {9 T2、指向性好；
3、无需直流工作电压，使用简便，噪声小。
性能区别
0 z  A  p6 E4 L% s( |声学性能比较
6 W! c. g; h7 D5 |, W( [一般来讲（当然也有例外），电容话筒在灵敏度和扩展后的高频（有时也会是低频）响应方面要优于动圈话筒。这跟电容话筒需要先将声音信号转换成电流的工作原理有关。通常，电容话筒的振膜都非常薄，很容易受到声压影响而发生震动，从而引起振膜与振膜舱后背板之间电压的相应改变。而这种电压的改变接下来又会经过前置放大器的多倍放大之后，再转换成声音信号输出。
# N9 X7 z" s2 N2 [当然，这里所说的前置放大器，指的是内置在话筒中的放大器，而不是我们通常所说的“前置话放”，即调音台或接口上带的那种前置放大器。由于电容话筒振膜的面积非常小，因而，其对低频或高频声音信号的响应非常灵敏。事实也的确如此。绝大多数电容话筒都能够精确捕捉到很多人耳根本听不到的声音信号。
7 ]) N2 {4 Q2 `5 D% z实际上，通常我们说的动圈话筒，从严格意义上讲，应该叫做“动圈式（moving-coil）”动圈话筒，因为这种话筒声音信号的产生，主要是通过与振膜紧密相连的导线线圈根据声压变化在磁场中不断运动来完成的。由于其中运动部分的体积相对较大，因而，动圈话筒在响应频率的范围（主要是高频部分）、灵敏度以及瞬时响应能力方面都比电容话筒稍逊一筹。
铝带式话筒（Ribbon mICrophones）也是动圈话筒的一种。它主要是通过金属片自身根据声压变化而发生的震动，来带动磁场中电流的变化，从而最终产生声音信号的。由于金属片的面积相对振膜和线圈要小，因而，这种铝带式话筒对高频的响应能力要高于动圈式话筒，但是，还是无法和电容话筒相媲美。
+ j! r  v0 g2 b解决办法
; K7 w; o! y) j: i( I动圈话筒的灵敏度低于电容话筒，主要是因为它
. [% s5 H; _7 ]. ^* \) X( N内部没有相应的电子元件来对声音信号进行放大和缓冲。因而，它们通常会比动圈话筒要求更多的增益。正是由于这一原因，动圈话筒的音质通常会随所用前置放大器的不同而发生相应的变化。不过，这在强音源条件下，一般不会引发什么不良后果，但是，如果音源比较微弱的话，问题可能就会比较严重，需要格外注意了。市场需求是产品创新的催化剂。
# P) y) L$ b/ k# s0 ^+ j) Z9 u8 P6 j为了解决这一问题，当前市场上也的确出现了不少直接内置有前置放大器的动圈话筒，比如BLUE推出的Ball moving-coil（动圈式话筒）以及Royer推出的R122 ribbon（铝带式话筒）等。
: j, K7 X" x) y+ b4 [! H% C事实证明，它们的确能够很好地同各种前置放大器相适用。由于每种话筒都有自己的独特优势和不足，因而，如果你仔细观察，就会发现，每种话筒都有自己专门的适用情境。比如，动圈式话筒通常在吉他放大器、铜管、近场鼓声以及现场人声等强音源录音环境下使用；而电容话筒则通常在自然条件下或对高频响应范围要求较高的条件下使用，例如鼓声悬顶录音、钢琴、声学弦乐器、工作室内人声录音以及管弦乐队和合唱录音等；铝带式话筒则在数字录音，尤其是打击乐器和铜管的录音过程中越来越受到关注。
3 Y) d0 `8 E6 P" B当然，铝带式话筒也可以用于吉他放大器、各种声学乐器以及人声等多种录音场合。最后，我想说的是，任何规则都只是参考而已，并不一定要必须遵守。尽管几乎没有人推荐我们使用动圈式话筒来对声学吉他进行录音或对鼓声进行悬吊录音，但是，如果需要，这些都是可以尝试的，因为规则是死的，而人是活的。实际上，在现实中，我们可以看到很多类似于现场人声录音使用电容话筒，而工作室内人声录音使用动圈话筒，甚至使用电容话筒来对鼓声进行近场录音的现象，而且好像都取得了不错的效果。这告诉我们，选用话筒的关键在于，看它是否能够达到自己的预期效果，而不是一味遵从那些既定的条条框框。
5 T# E+ \  J5 b/ E7 A) E! O# T- j动圈话筒有一个音圈，音圈固定在振膜上，在音圈的附近设有一个磁性很强的永久性磁铁，这一结构相当于扬声器的结构，振膜相当于纸盆。
话筒在工作时，声波作用于振膜，使振膜产生机械振动，这一振动带动音圈在磁场中振动，由励磁电，音圈输出音频电信号，是声音转换成电信号。
# T& }5 ^5 M& Q# c+ h# R诊断处理
1 L1 ?5 Z7 ~/ v: w3 Y+ a动圈话筒的主要故障是断线，一是话筒的插头处断线，二是话筒引线本身断线，三是在音圈处断线。通过万用表欧姆档可以发现断线故障。
断线故障的处理办法是重焊断线，当断线断在音圈连接处时，焊接比较困难，有时甚至无法修复。
话筒分类
话筒通常按它转换能量的方式分类。这里我们还是按录音室对话筒最通用的分类法，把话筒分为动圈话筒和电容话筒。
3 e: y4 [% l9 i7 h' Y- s  }动圈话筒
$ q4 |0 A. \/ R1 s) a8 r* z4 \由磁场中运动的导体产生电信号的话筒。是由振膜带动线圈振动，从而使在磁场中的线圈感应出电压。特点：结构牢固，性能稳定，经久耐用，价格较低；频率特性良好，50-15000Hz频率范围内幅频特性曲线平坦；指向性好；无需直流工作电压，使用简便，噪声小。
电容话筒
2 J2 V. n5 r( b: X  r. x这类话筒的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着
变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话筒本身所带的前置放大器一起产生了信号电压。特点：频率特性好，在音频范围内幅频特性曲线平坦，这一点优于动圈话筒；无方向性；灵敏度高，噪声小，音色柔和；输出信号电平比较大，失真小，瞬态响应性能好，这是动圈话筒所达不到的优点；工作特性不够稳定，低频段灵敏度随着使用时间的增加而下降，寿命比较短，工作时需要直流电源造成使用不方便。
电容话筒中有前置放大器，当然就得有一个电源，由于体积关系，这个电源一般是放在话筒之外的。除了供给电容器振膜的极化电压外，也为前置放大器的电子管或晶体管供给必要的电压。我们称它为幻象电源。
2 ?# X- ^9 T& k; I" w. r1 H- L由于有了这个前置放大器，所以电容话筒相对要灵敏一些，在使用时不可少的一些附属设
" `9 d  ?4 `% m4 n备有：防震架（一般会随话筒赠送）、防风罩、防喷罩、优质的话筒架。如果要进行超近距离的录音工作，一个防喷罩是不可少的。
话筒特性编辑
+ H8 H3 @+ |: [1 k6 W' u话筒的指向
一般分为心形、超心形、8字形、枪式、全向指向等。
至于这些指向究竟是怎么回事，你可找个话筒试试。如图中所示，箭头所指方向为话筒所指正前方，虚线为可拾音的大致范围，在这个范围之外，拾音将不灵敏。如果有条件，建议还是找个多指向的话筒试用一下，就能明白指向的意义了。
  m4 S! R% D$ j0 j话筒的阻抗
专业录音室应使用低阻抗话筒，由于可能要用到很长的电缆来连接，所以用低阻抗话筒可减少信号衰减现象。
8 p3 ~( q! {+ f# e, J平衡线性
平衡线由两根导线和一根屏蔽线构成；非平衡线中则只有一根导线，用屏蔽线代替第二根导线。
) \2 p( y4 f" c# \! p% \5 C平衡线的优点在于，该线的两根导线拾取不需要的噪声信号的强度相等，因而二者能互相抵消掉。而非平衡线则把噪声信号传输到线路的下一级。
如果音频信号很强或非平衡线很短，可能不会听到噪声。但话筒线一般都很长，想想看，我们是从录音间拉出线来，经传声盒过墙后再进入控制室的调音、录音系统的。所以，我们要使用平衡线，并相应地使用平衡的插头：XLR，俗称卡农头或公母头；或者是大三芯的TRS。
6 P! }  V3 d4 e; w: `话筒的挑选
按部就班挑选话筒
0 P" t: a$ F& }( V5 R选择合适的话筒正变得越来越困难。话筒的种类越来越多，每种各有所长，质量也都很出色。因此选购时最大的影响因素除了价格之外就是个人的喜好了。对于那些选购时喜好依靠客观参数而非主观印象的人来说，这里有一些提示供选购特殊用途话筒时参考，这些用途包括广播、录音或实况转播（有或无扩声）。
最平滑的响应
; g  _" ~+ X9 n' D$ g6 E选择话筒时，用户首当其冲应关心其频率响应特性。频率响应必须足够宽广以拾取整个范围内的声音，自然声源质量没有可听的改变。
7 x2 R8 H/ l" t  O& z, U$ F; n下一步是选择极性图形。在价格相同的各类话筒中，全向话筒通常具有最宽广、最平滑的响应，同时对喘息、手持噪声和风的灵敏度也较低。如果无过多的外部噪声或太多的混响，它们都非常适用于大多数应用场合。例如，AKG D 230动圈式全向话筒在记者中得到了广泛使用。
  i9 D, Q9 Z- E+ }1 p8 k9 o2 P虽然全向话筒很好地接受来自所有方向的声波，但某些用户可能喜欢接受来自一个（单向）或两个（双向、8字形）方向的的声波。这意味着为了获得直接声与混响声的相同比率，心型和双向话筒、超心型话筒和高超心型话筒位置离声源的距离分别是全向话筒位置离声源的距离的1.7倍、1.9倍和2倍。
+ O7 s% u' G" Y6 [" a电输出阻抗非常重要，因为它应该与调音台、磁带录音机或放大器的输入阻抗匹配。此阻抗单位为Ω，通常在1kHz的频率处。动圈式话筒典型阻抗值为600Ω。
+ F4 i- _- N9 a8 ]4 x- g作为一个经验法则，设备的输入阻抗应该至少是话筒阻抗的3倍。目前市面上的所有调音台都满足这个要求。
& {* _, D& h- x% I" T" k" Z& r( I% O此外，还有高阻抗话筒及可在低和高阻抗之间切换的双阻抗话筒。与高阻抗话筒相连的电缆长度不应超过7m，因为电缆电容会导致高频衰减。
内置放大器的话筒可插进高于或等于最小负载阻抗的任何负载中工作。如果话筒连接到带一个低于最小负载阻抗的负载之输入端，频率响应将受到损害。
过载声平主要对电容式话筒非常重要。电容式话筒工作在一个一直到某个声压级（SPL）的线性状态，此SPL称为过载或最大SPL，频率通常在1kHz。声平超过此值，输出信号将会由于谐波失真而变坏。
在最大SPL，总谐波失真系数不应超过0.5%或1%。在通常的应用场合不可能过载动圈式话筒，它们实际上永远不会使信号失真。
6 c/ o! P2 X% `1 p, e3 b% x灵敏度是某SPL下的话筒输出电压。它一般在1kHz测量，单位是V/Pa或dBV。在某一增益设置下，较灵敏的话筒发声较大，但用户此时应该仔细使用，因为反馈危险也随之按比例增大。

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