动圈话筒和电容话筒设计原理

麦克风依照内部结构的不同可分为动圈式麦克风与电容式麦克风两种,前者原理是利用声波去推动震膜,然后震膜带动线圈,利用磁力线的改变产生微弱的电压。这种麦克风就是市面上最常见的麦克风,一般舞台或手握式的麦克风大部分都是这种,它不需要有外在的供电而 直接可以插入扬声系统中发音,由于这种麦克风较为轻便,频率响应又还不错,所以普及程度高;

后者利用电容间的距离改变而产生电压,声波一样去推动镀金的震膜,而电容的两块金属版的距离只要有些许的改变,就会改变麦克风的输出电压,由于电容本身需要先供电,所以你会看到有的有线麦克风需要装电池,有的则必须依靠混音座上的虚拟供电来提供,所以如果你买了一支电容式麦克风,记得要检查自己的混音座是否支持它。通常录音室在收音时都会偏向使用电容式麦克风,因为它们的灵敏度很高,一般来说动态与频率响应都比动圈式要好些,不过如果录音棚隔音装置不够好,那么你将会发现用电容式麦克风反而是一种困扰。

 

电容话筒

动圈话筒和电容话筒使用的差别

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。

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。绝大多数电容话筒都能够精细捕捉到很多人耳根本听不到的声音信号。

相比之下,动圈话筒的工作原理要简单的多。它主要通过导体在磁场中的运动来产生声音信号。实际上,动圈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。

 

动圈话筒

铝带式话筒(Ribbon MICrophones)也是动圈话筒的一种。它与动圈式话筒(moving-coil microphone)的区别主要在于,它用一个很薄的金属片代替了后者所使用的振膜和线圈。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。

动圈话筒的灵敏度低于电容话筒。主要是因为它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。

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。

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。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。

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。