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1、传声器与摄像机第六章 传声器 传声器的功能是把声音转化成电信号，它是广播电视系统中的“门户”之一，因此它的质量关系到整个广播电视系统中声音的传输质量。同时，它也是广播电视新闻工作者最常用的工具。它的作用就象文字工作者手中的笔一样重要，因此一定要掌握好它的使用方法。 用任何一种器材进行工作，第一步是学习怎么用，即掌握它的性能和使用方法；第二步是学习怎么用好，即学习运用的技巧。本章的重点是第一步，学习器材的原理和基本操作。第一节 传声器概述 传声器是声电转化器材，有时也被称为“麦克风”、“话筒”、“微音器”等。它所完成的工作称为“拾音”。它和“录音”、“调音”、“放音”一起，构成广播系统中四个主要

2、工作类型。它的使用范围很广，从大规模的音乐会拾音到记者的个人采访；从广播系统到电视系统，都离不开传声器。 和扬声器一样，它也是一个信号载体的转换环节，因此它的质量水平也是广播系统中的瓶颈。为了获得高质量的录音，传声器要选择高质量的。 就传声器的拾音质量而言，应该从两个方面来看，一是性能质量；二是使用质量。性能质量和器材有关，而使用质量与操作方法有关，只有二者都达了高的水平，所得到的拾音结果才是高质量的。 就性能质量而言，传声器等级很多。从几十元一支的家用型到几万元一套的广播级传声器；为了工作的需要，满足不同的拾音条件，传声器的种类很多，具体应更具场合和要求进行合理选择。 要求工作可靠的，应选用

3、动圈式传声器。有的传声器抗振动能力特别差，如带式传声器。 要求音质清脆的，应选用电容式传声器，其高频性能好，适宜录制音乐类节目，但对语音频段反应不佳，这类场合不选用。 有些传声器要求特殊电源供应（48V直流），有些传声器则接上电缆线就可使用； 有的传声器抗环境噪声能力强（强指向），有的传声器体积小（卡片式、领夹式、钮扣式）、有的传声器可以无线传输声音等。 传声器还有指向性、灵敏度、最大可承受声压等不同的技术指标，这要求使用者掌握原理，并进一步去认识每一种传声器的特点和使用范围，以便在具体工作时选用。第二节 传声器的种类 传声器的种类很多，按换能原理可分为电动式、电容式、电磁式、压电式、半导体式

4、传声器；按接收声波的方向性可分为无指向性和有方向性两种，有方向性传声器包括心形指向性、强指向、双指向性等；按用途可分为立体声、近讲、无线传声器等。一、动圈传声器 这是一种最常用的传声器。主要由振动膜片、音圈、永义磁铁和升压变压器等组成。它的工作原理是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音前后颤动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的运动。根据电磁感应原理，在线圈两端就会产生感应音频电动势，从而完成了声电转换。为了提高传声器的输出感应电动势和阻抗，还需装置一只升压变压器。 图33 动圈式传声器的声电转化器件动圈传声器结构简单、稳定靠、使用方便、固有噪声小。早期的动圈式传声器灵敏度较低、频率范围窄，随着

5、制造工艺的成熟，近几年出现了许多专业动圈传声器，其特性和技术指标都很好，被广泛用于语言广播和扩声系统中。 在户外拾音或进行人声拾音时，风和人发声时的气流会冲击声电转化件的膜片，使传声器产生很大的杂音，甚至使振膜无法自由运动，这时需要进行防风。风罩就是起到这个作用。它是由外壳的金属罩和内部的海棉体组成，金属罩可以抵抗外力的冲击，保护传声器；海棉体会减弱、阻止气流的进入。这样，人讲话时的气流运动和风的气流运动就不会影响拾音的效果。由于声音不是气流的定向运动，而是一种机械波动，所以它受到风罩的影响很小。若是在强风的天气下，气流的干扰作用可能很大，这时需要在传声器的外壳上再加一层防风器件（防风篮）。

6、另外，声阻、尼龙网栅、谐振腔都是传声器为了改进声音质量而设立的声学处理措施。二、铝带式传声器 这也是一种利用电磁感应原理制造的传声器，由于它有非常优异的音质，在60年代以前前广泛应用在专业领域。但它有一个最大的缺点是非常娇嫩，很容易损坏。使用这种传声器时，要非常注意防风措施，否则一个爆破音，如：迫、扑，都有可能造成传声器的损坏，当然它也不能用于室外的拾音工作。造成这种特点的原因是结构上的，带式传声器用一条薄薄的铝质带代替了动圈式传声器的线圈，当这条铝条在磁场中振动时，它也能感应出电流。这条铝带的长大约是几cm、宽大约24mm，厚度只有几个微米。它的质量很轻，因此很能感知、传递声波的振动特性，所

7、以音质很好，同样也容易损坏。图34 带式传声器的双面驱动铝带式传声器没有振动膜，它的铝带既是振动膜又是线圈。它的声波的驱运方式也与动圈式不同，是双面驱动式。声波到达铝带双面的路程不同时，由于相位不同，可以造成声压差，依靠这个声压差铝带就产生振动。三、电容式传声器 电容式传声器是一种目前性能相对较好的传声器类别，它的工作核心是电容器。它主要有三种类型：声频式、射频式、驻极体式。在讲解三种传声器工作原理前，有必要先认识电容器的原理。 电容器是电子技术中一种基本的元件，它是一种能储存电荷的元件。科学家发现，当两块金属板相对放置，并保证二者绝缘时，如果先给它们加上一定的电压（U），然后断开电源，此时两

8、板上就能储存一定的电荷（Q）。两板间加上的电压越大，储存的电荷就越多，QU维持一个恒量。这个恒量反映着这两板之间储存电荷的能力，被称为“电容量”（C）。进一步研究发现，电容量的大小与两板的面积大小、中间的绝缘介质、两板间的距离都有关系。其中与两板间距离（d）的关系是：当两板间距离d越大，C越小：反之，C越大，正式这一点造就了电容式传声器。 电容传声器的频率范围宽、灵敏度高、失真小、音质好，但结构复杂、成本高，多用于高质量的广播、录音、扩音中。1、 普通电容式传声器图35电容式传声器原理图 图中虚线框住的部分是电容器，它由振膜和底极组成，其中振膜是由轻质的塑料膜镀金而成，底极由金属制成；它们处于

9、一个极化电源的供电状态中，电容器的两端与负载电阻相连，这个负载电阻很大，一般在1 10 9欧姆左右，这样，电压能加载在电容器上，而电容器上的电荷却很难运动；这一组器件最后与放大器相连，放大器也是一种非常高输入阻抗的放大电路。声频式电容传声器工作原理： 当声波到来时，振动膜在声压的驱动下前后运动，两个极板之间的距离就发生了变化； 极板距离变化导致电容器的电容量发生变化； 由于负载电阻极大，电容器上的电荷很难运动，此时可以认为电容器上的电量Q不变； 根据公式UQC，电容量C的变化导致电容器两端的电压U发生变化。 这样，声压的变化电容量的变化电压的变化，声音信号转化成电信号。2、驻极体式电容传声器

10、驻极体式传声器是利用能够永远保持电荷的物质来制成电容器的两极，如：荧光碳、聚四氟乙烯等物质，在紫外线的处理后，就会象永磁体一样永久带上电荷。这样的材料制成的电容，就无须外加电源。由于省去了电源，传声器体积可以做得很小，造价也低了很电容式和动圈式传声器是工作中使用最多的两种传声器，下面对它们的性能进行比较。表6 电容式传声器与动圈式传声器性能的比较电容式传声器动圈式传声器机械强度较差，使用寿命短、使用相对麻烦、价格高牢固、抗机械冲击、不易被摔坏、工作稳定、寿命长、使用方便频率响应好，音色清脆、灵敏度高、信噪比高、失真小灵敏度低、频率响应较好、音色浑厚四、特殊传声器 这一小节中，以用途的分类方法区

11、分出三种传声器，它们在使用中有自己独特的优势，不过这三种传声器可以是电动式，也可以是电容式。1、无线传声器(系统) 无线式传声器是由无线传声头、便携式发射机、接收机组成。有的传声器的发射机与传声头合一，这样只有两个部分组成。它的主要特点是：使用者手中或领夹上的的传声器由电缆线输送声音信号至腰间的便携式发射机，在这里把电信号先转化成无线电波向远处的接收机传输。再由接收机解出电信号。接下去的步骤就和普通传声器一样，把电信号送给其它器材（如：放大器，调音台）做下一步处理。图36 无线传声器组成 用这种方法进行拾音，省去了电缆线的拖累，大大方便了拾音工作。具体的优点和缺点概括如下： 简化了拾音时的信号

12、传输方法，利于舞台上(拾音现场)中多传声器的工作； 利于移动声源的拾音，如电视采访、自由式移动式的演唱； 在影视录音制作中，利于隐藏传声器； 易受空间中干扰电波的影响，有信号失落的现象，造成接收信号的不稳定； 保密性差。 前三条优点，也就是这种传声器广泛运用的场合，针对后两者的缺点，可以做如下的改进：采用微波、红外线进行信号的传输，这样，电波是以视距传播的形式扩散，易于控制传播的范围；采用多天线的“分集接收”法。可以在拾音现场的不同位置多设几路天线，然后把各路天线采集的信号加起来。在不是太复杂的地点(如舞台)，用三路天线，接收的比例可达9997。2、佩戴式传声器 佩戴式传声器的主要特点是传声器

13、酌体积特别小，可以象一个领带夹，或是一个项链坠一样使用。这样，对于一些不希望露出传声器，或是不希望传声器太抢眼的场合中，它就有很大的作用。自然，它常常是用于电视、电影这种声画结合的媒体中。它的技术上特点是： 领夹式无线话筒 耳戴式无线话筒 体积小、性能优良； 电缆线采用软质，对衣服的磨擦声不敏感 由于传声器不正对人的口部，它对高频声有特别提升；有时也设计成对700800Hz声音不敏感，这样有助于克服人的胸腔共鸣声。3、枪式传声器（强指向性传声器） 在一个不够安静的场合下拾音（如在人群中采访某一个人），或是要拾取远距离的声音（如野外拍摄时拾取动物的声音，体育场中对运动员的拾音），都会遇到一个如何

14、排除干扰声的问题。一般做法是：首先调整传声器的拾音位置，使干扰声和所要拾取的声音不在一个方向上；最有效的方法是使用指向性传声器，如枪式传声器，抛物面传声器等。 在实际运用中，枪式传声器使用最多。这种传声器与普通传声器的差别在于它多了一根长长的“干涉管”。如下图所示：右图显示，干涉管的四周布满干涉孔，这些干涉孔的位置和大小都有声学上的设计，使得侧向来的声音会从多个孔中进入管中，由于路程上不同，它们之间的相位有差别，这时就会在管内发生干涉而互相抵消，使得传入拾音元件的侧音减少；而直接从管的正方向进入的声音，它不会产生干涉相消的现象，因此直通到达了拾音元。 一个大小减弱、一个大小不变，实际上是增大了

15、正方向声音（声源A）的比例，相当于提高了信噪比。这样就起到抑制侧向干扰声（声源B）的作用。 图37 干涉管示意图与工作原理另外还有一种抛物面型传声器也可以起到类似的效果。它的原理是利用抛物面来汇集声音，这样，正前方的声音就会聚在焦点上，使得远处弱小的声音被放大；而近处的干扰声也会会聚在一点上，但不是在焦点上，偏离了一个位置。这样，在焦点处放置传声器就可以拾到我们想要录的声音（正方向的）这种传声器的不足之处在于用抛物面反射声波，为了达到较好的效果，其面积应该很大。第三节传声器的指标 传声器的种类知识帮助我们正确选用合适的传声器，传声器特性的知识也同样指导选择，而且还会在很大程度上影响使用传声器的

16、方法。一、传声器的灵敏度 传声器的灵敏度指的是传声器的声电转化的能力。它的具体数值是：当10帕斯卡的声压作用于传声器振动膜时，传声器能转化出1伏的电压，这样的传声器灵敏度就是0dB。这是一个很大的数值，传声器一般是达不到的。普通的传声器灵敏度一般在70dB左右，高一些的有60dB，专业用的高灵敏度传声器可以达到40dB左右。 高灵敏度的传声器在同样的条件下可以拾得更大的声音，这样就可以减小后级放大器的负担，容易得到高的信噪比。当然，太大的信号输出也要考虑后级设备的承受能力。二、传声器的指向性 传声器的指向性是传声器最重要的一种特性。它指的是传声器对不同方向声音的敏感度差异。这种抽象的含义通常可

17、以用极坐标图来直观地表达。图38 传声器指向性极座标图 极座标用角度和离中心点的距离这两个量来确定座标中的任何一个点。在表达传声器的指向性时，相当于传声器放在O点上，0度角是传声器的正方向(在专业术语中称为主轴方向)，与O点的距离就是灵敏度的大小。在使用极座标中，0度角这个方向上的长度规定为1，这样就容易看出其它方向上灵敏度的差异。如果20度角的的灵敏度是0度角的80，就在座标中20度角的地方描一个长度是0.8的点；如果90度角的的灵敏度是0度角的50，就在座标中90度角的地方描一个长度是0.5的点，以相同的方法，就可以描出360度角内灵敏度的数值，这个图形就是传声器指向性的极座标图。 同样道

18、理，若指向图型为正圆形，表示该传声器对所有方向的声音灵敏度一致。（一）指向性的意义 传声器的指向性使我们在工作中可以对不同方向的声源拾取不同大小的声音，这点在实际的拾音、录音工作中是很重要的。 例如：用一只传声器录制两个人（A、B）的对白，若A的声音太大，B的声音太小，把主轴方向朝向B，A便是90度侧向。若这个传声器的指向性是上图所示，那么实际录得的声音中，B就相对A扩大了一倍。这就是指向性带来的对不同方向的声源拾音程度的控制。强指向型传声器的工作目的也是如此。另外，传声器指向性的不同，还可以用来调节混响声的大小。由于混响声是无方向的，也就是从四面八方向传声器传来，一支指向图形为圆形的传声器和

19、上图中的传声器相比，当然无方向的传声器拾取的混响声多些。 (调节混响声和直达声比例是拾音工作中一个很重要的内容。)其实传声器指向性的运用还有很多方面，它是属于传声器使用技巧课程的内容。（二）传声器指向性的产生传声器的指向性产生源于振动膜的振动方式，下面根据这一性质来分类传声器。1、 压强式传声器图39 压强式传声器的工作示意图压强式传声器的特点是振动膜只对一个方向开放，它的侧面和背面是完全封闭的。这样，任何方向的声波都要绕到前方才能驱动振膜。如果理想化地考虑这个声电转化件是很小的，任何频率的声波都能自由绕过，这样，同样大小的声波，无论它来自哪个方向，都会在振膜上产生同样的作用。这样的传声器指向

20、性画出来就是一个正圆形。这种指向形称为“无方向型”。用极座标的数学公式表达就是：S1。2、压差式传声器图40 压差式传器的工作示意图压差式传声器的振动膜是两面开口，声波可以从前面和背面同时作用于振动膜，由于路程差，前后声波的相位不同，这样就产生了压力差。这个压力差与路程差的大小有关。侧向的声波能产生最大的压力差；而90度方向的声波由于路程差为0，所以压力差也是0；在090度之间的声波也有不同的大小的声压差；从背面入射的声波与正面入射的声波有相同的声压变化规律，但是对振膜驱动的方向相反。这样，综合绘出的传声器对各方向声波的响应就象是一个8字型，不过前后瓣产生的作用相反。这种传声器被称为“8字形传

21、声器”。它的指向性用数学公式来表达就是SCOS。图41 心形传声器的指向图形上面两种传声器在广播电视领域中都有很多的运用，但在普通的拾音工作中，还有一种指向型的传声器应用是最多的，那就是单方向指向性的传声器。 这种传声器的代表是“心形传声器”。它的数学描述公式为S(1+COS )2，它等于两个相同灵敏度的全方向型传声器和8字型传声器输出信号的叠加平均。 在实际制造中，心形传声器也是综合了前两种基本传声器的特点，它的振膜前后都有开口，但后面的开口较小，所以它形成一种介于两者之间的指向特性。在理解传声器指向性中，还有以下几个要点： 使用传声器时首先要注意它的主轴方向，这是传声器最灵敏的方向。 8字

22、型传声器在使用中要注意，它有横向和纵向主轴两种类型。 一些高级电容式传声器能够切换多种指向性。 枪式传声器的指向性不是由于振动膜片的驱动方式引起的，它是由于干涉管的作用。 常见的传声器指向型还有超心型(S14+34COS)和锐心型(S34+14COS)两种。三、传声器的近距效应传声器的近距效应是含有压差式换能方法的传声器具有的一种特性。当这类传声器在近距离拾音时，它的低频灵敏度会明显的提高，距离越近，低频输出就越大。越是低的频率，这种近距的效应就越强。近距效应破坏了传声器良好的频率响应，也就是说经过这种传声器后，原声场中的低频部分会不正常的增加。这样，对于心型、8字型的传声器，拾音的距离就不能

23、太近。特别是对于低音乐器的拾音，过强的低频声会形成严重的干扰，破坏对整个乐队拾音的平衡性。解决的方法是：传声器上有一个低频衰减开关，当这个开关打开时，传声器就用电信号处理的方法，衰减输出信号中的低音成分。这个开关一般分成三档：OFF、MUSIC与VOICE，后两者有时也简写为M与V。前者是音乐的意思，它是不衰减低频信号，后者是衰减低频信号。为什么传声器还要有MUSIC档，保留低距效应呢?这是因为近距效应也有其有利的一面。根据心理学的研究发现，声音的高、低频段提升，声音会让人感到“亲切、甜蜜”；而适当衰减高、低频，声音会让人感到“距离感、响度感、穿透感”。因此，有些通俗的歌曲演唱者喜欢把传声器放

24、在离口部很近的位置拾音，也达到歌曲内容所要求的感情氛围。四、信噪比传声器的信噪比指的是传声器在输出时，信号成分和噪声成分的比例。这是传声器的一项重要技术指标，信噪比越高，传声器的质量越好。因为当拾音对象是很微弱的声音时，为了录音时、扩音时能够听的清楚，提高放大量是再所难免，此时高信噪比的传声器就能少把噪声带入下一级。高灵敏度的传声器可以减少因为提升放大量后，后级设备的噪声，高灵敏度传声器并不能使输出的信号噪声减少。综合起来就是这样的关系：高信噪比可以减少传声器的噪声输出，而高灵敏度可以减少后级设备因为放大而产生的噪声。五、频率响应传声器在不同频率的声波作用下的灵敏度是不同的。一般在中音频（如1

25、千赫）时灵敏度高，而在低音频（如几十赫）或高音频（十几千赫）时灵敏度降低。我们以中音频的灵敏度为基准，把灵敏度下降为某一规定值的频率范围叫做传声器的频率特性。表达的方法为绘出频率响应曲线。观察曲线的平滑程度和保持在正负3分贝之内的频率范围。如：某传声器的频响是5518KHz，表明这种传声器在5518KHz内输出信号变化是在3分贝以内。六、输出阻抗和天线系统中讲过的一样，传声器，或是其它任何设备都有输入、输出阻抗的问题。传声器的输出阻抗分成三类：高阻(1020K);中阻(600);低阻(200)，传声器的输出阻抗会影响到它与后级设备连结的阻抗匹配方式。而且，对于传声器而言，高阻的传声器更容易感染

26、噪声，专业用传声器多用低阻方式输出信号。七、最大承受声压太大的声压会使拾音质量不良，并有可能损坏传声器，因此传声器都有一个“最大可承受声压”的技术指标。一般这个数值可以达到120dB以上，对于通常的拾音工作都是能够满足要求的。但是对于高声压的拾音(如：喷气发动机、汽锤之类)还是要考虑，对于极近距的拾音，尽管声源的声压不很大，由于距离太近，也有可能变成很大的声压，这时也要考虑这项指标。第四节 传声器的维护与保养一、传声器的选用：选择传声器，应根据使用的场合和对声音质量的要求，结合各种传声器的特点，综合考虑选用。例如，高质量的录音和播音，主要要求音质好，应选用电容式传声器、铝带传声器或高级动圈式传

27、声器；作一般扩音时，选用普通动圈式即可；当讲话人位置不时移动或讲话时与扩音机距离较大，如卡拉OK演唱，应选用单方向性、灵敏度较低的传声器，以减小杂音干扰等。在使用中应注意： 1、阻抗匹配 在使用传用器时，传声器的输出阻抗与放大器的输入阻抗两者相同是最佳的匹配，如果失配比在3：1以上，则会影响传输效果。例如把50传声器接至输入阻抗为150放大器时，虽然输出可增加近7db，但高低频的声音都会受到明显的损失。 2、连接线 传声器的输出电压很低，为了免受损失和干扰，连接线必须尽量短，高质量的传声器应选择双芯绞合金属隔离线，一般传声器可采用单芯金属隔离线。高阻抗式传声器传输线长度不宜超过5米，否则高音将

28、显著损失。低阻传声器的连线可延长至3050m。 3、工作距离与近距效应 通常，传声器与嘴之间的工作距离在30cm40cm为宜，如果距离太远，则回响增加，噪音相对增长；工作距离过近，会因信号过强而失真，低频声过重而影响语言的清晰度。这是因为指向性传声器存在着“近距效应”，即近距离播讲时，低频声会得到明显的提高。不过，有时歌唱家有意利用“近距效应”使演唱效果更加美妙、动听。 4、声源与话筒之间的角度 每个话筒都有它的有效角度，一般声源应对准话筒中心线，两者间偏角越大，高音损失越大。有时使用话筒时，带有隆嘤的声音，这时把话筒偏转一些角度，就可减轻一些。 5、话筒位置和高度 在扩音时，话筒不要先靠近扬

29、声器放置或对准扬声器，否则会引起啸叫。 话筒放置的高度应依声源高度而定，如果是一个人讲话或几个人演唱，话筒的高度应与演唱者口部一致；当人数众多时，话筒应选择平均高度放置，并适当调配演唱者和伴奏以及队中各种乐器的位置，勿使响的过响，轻的过轻，而且要使全部声响都在话筒有效角度以内。如果有领唱或领奏，必要时，应放置专用话筒。 在需要几个话筒同时使用时，可采取并联接法，但必须注意几个话筒的相位问题。相位一致时才能互相并联，否则将互相干扰，使输出减小，失真。不同型号和不同阻抗的话筒，不宜并联使用，因为高阻抗话筒“短路”，使输出电压降到很低。通常状况下，话筒直接并联使用，其效果不如单只话筒。 如果同时用几

30、个话筒供一个人讲演使用，而不是分开几个地方作不同用途，那么话筒还是选择同一型号为宜。否则，由于演讲者的走动或角度改变，会改变讲话的音调。 6、室外使用传声器时，应该使用防风罩，避免录进风的“噗噗”声。防风罩还能防止灰尘沾污传声器。 使用无线传声器时应注意： （1）选择安放接收器的位置，要使其避开“死点”。 （2）接收时，调整接收天线的角度，调准频率，调好音量使其处在最佳状态。 （3）无线传声器的天线应自然下垂，露出衣外。 （4）正确选用电池，并防止电池极性接反。 有些传声器（如驻极体电容传声器、无线传声器）是用电池供电的。如果电压下降，会使灵敏度降低，失真度增大。所以，当声音变差时，应及时更换

31、新电池。 二、传声器的保养：传声器最娇嫩的部件是振膜和线圈。振动膜为了能够良好的传递声音的振动，它的形状都有经过精心设计，表面上铸造有许多起伏；而且为了振动性能好，一般都很薄，以便质量轻，惯性小。过强的外力很容易使它发生变形、损坏，轻者使传声器质量下降，重者会完全损坏传声器的拾音能力。对于专业工作而言，对拾音的质量的要求是很苛刻的，因此保护传声器是一个很重要的工作。对于动圈式传声器的线圈也是一样，由于它在狭窄的磁铁缝隙中要求自由振动，它的平衡位置同样不能被外力破坏。它的变形和脱落就很难修复了。因此：传声器维护的第一要点是切忌剧烈的振动和使用中的吹气、敲击。传声器为了良好地传递声音信息，它的内部是一个精密的声学谐振腔，有一些小孔和外界相通，以便实现某种声学上的设计要求（如：心形传声器就有使声音绕到振膜背面的声学通道），这样，在使用中不能人为堵住这些通道。使用中常见的错误是：布包和不正确的手执方法。对于传声器的保管最重要的是防潮和防尘。尤其是电容式传声器，在潮湿的天气中，要把它放在干燥箱中保存，箱中湿度不能太高也不能太低。话筒不用时应关掉电源开关，长时间不用时应将电池取出。常见传使其产