傳聲器的主要技術指標 錄音手冊-第二章

傳聲器的主要技術指標包括傳聲器的輸出阻抗.靈敏度.頻率響應,順態響應,動態范圍等.

（1）.輸出阻抗(output impedance)
輸出阻抗又叫源阻抗,用來表明一個信號源對下級負載(輸入阻抗)呈現的信號提供能力.傳聲器的輸出阻抗通常用1kHz信號測得,它是傳聲器對1kHz信號的交流內阻,以(Ω)為單位.源阻抗在150～600Ω之間的傳聲器是低阻抗型的;在1kΩ～5kΩ之間是中阻抗型的;在25 kΩ～15 0 kΩ之間是高阻抗型的. 過去,高阻抗傳聲器用起來較便宜,因為電子管放大器的輸入阻抗很高,在使用低阻抗傳聲器時,電子管放大器需要較貴的輸入變壓器.應注意的是,所有的電動式傳聲器都是低阻抗器件,那些有高阻抗輸出的電動式傳聲器使用一個內置阻抗升高變換器.高阻抗傳聲器的缺點是它們的高阻抗電纜線容易拾取到靜電噪聲,諸如發動機和熒光燈等引起的噪聲,這就是要求使用帶屏蔽的電纜.另外,圍繞屏蔽的導體會形成一個電容器,它實際上是跨接在傳聲器的輸出上.當電纜的長度增加時,電容量就變大,直到6至8米長時,電容量開始短路掉由傳聲器拾取的許多高頻信號.因此,使用高阻抗傳聲器應避免用長電纜來連接,這種限制有時會給錄音帶來不便.
極低阻抗(50Ω)傳聲器的優點是它的連接線對于拾取靜電噪聲不敏感,但是,它對于拾取交流電源線產生的電磁場所感應的噪聲又是頗為敏感的,這種交流聲的拾取可通過使用雙紐絞線對來消除,因為紐絞線對于電磁感應昌盛的電流方向相反,在調音臺的傳聲器平衡輸入端上互相抵消.
150到250Ω的傳聲器信號損失低,可使用長到數百米的電纜線.他們比50Ω的線路較不易拾取到電磁感應,但對經典噪聲的 拾取相對明顯,因此,使用紐絞線對電纜,并采用平衡信號線而獲得最低的噪聲.在這樣的線路內,兩條線運載信號,而屏蔽線接地,其工作原理是在兩條導線中聲頻信號的交變電流極性是相反的.而任何靜電的或電磁的拾音會同時以同極性感應在相關的兩條導線中.輸入變壓器或平衡放大器只對兩條導線間的差電壓起響應,結果是感應的信號互相抵消,而聲頻信號不受影響.大多數錄音棚中所用的傳聲器線是200Ω的平衡線,屏蔽線只在前置放大器端和傳聲器手柄上接地.由于采用電壓匹配的連接方式,即襖求負載的輸入阻抗高于傳聲器輸出阻抗的5倍以上,因而負載阻抗大多為1kΩ.另外,高阻抗傳聲器使用的是不平衡電路,由一條信號線向負載提供正電勢,而第二條線屏蔽線用來完成信號的回流電路.
（2）.靈敏度(sensitivity)
靈敏度表示傳聲器的聲電轉換效率.它是指在自由聲場中,當向傳聲器施加一個聲壓為0.1Pa的聲信號時,傳聲器的開路輸出電壓.從靈敏度可看出將傳聲器拾取的信號電平提升到線路電平所于要的放大量.這個值也使錄音師容易判斷兩個傳聲器輸出電平的差異,在相同聲壓級的激勵下,具有較高靈敏度的傳聲器比較低靈敏度的傳聲器產生的輸出電壓大.一般情況下,電容式傳聲器比電動式傳聲器的靈敏度高,高阻抗傳聲器比低阻抗傳聲器的靈敏度高.
采用靈敏度高的傳聲器拾音,可以對較低聲壓級的聲音獲得較高的信噪比,有利于改善聲音質量,但對于拾取大動態大聲壓級的聲音就容易產生失真.靈敏度高的傳聲器由利于反映出聲源的種種細節,但同時也容易拾取到更多的噪聲.在音色上兩者的效果也不相同.靈敏度高的音色較明亮,色彩性強,靈敏度低的音色較暗,但有時也會使音色柔和,帶來良好的溫暖感.
靈敏度與聲波入射角的關系反映出傳聲器的指向性.全指向性傳聲器對各個方向的聲波靈敏度相同,8字形指向性傳聲器對主軸上的聲音最為敏感,心形,超心形,銳心形指向性傳聲器對主軸正前方聲音最敏感,對主軸后方的聲音有所抑制.傳聲器拾取信號的前后軸響應比叫做傳聲器的前后比.用分貝來表示.
（3）.頻率響應
頻率響應指傳聲器靈敏度隨頻率變化的特征,即對于恒定的不同頻率輸入信號傳聲器輸出電壓的大小.頻率響應的范圍使指傳聲器正常工作的頻帶寬度,又叫帶寬.一只傳聲器的頻率響應可以設計成平直的,也可根據需要對高,中,低頻又適當的提升或衰減,傳聲器的頻率響應與測量的角度又關,即對不同角度輸入信號頻率響應不同.下圖示出了某種全指向性,心形指向性和8字形指向性傳聲器在不同角度下測量到的頻率響應曲線.
（4）.瞬態響應(transient response)
瞬態響應是指傳聲器的輸出電壓跟隨輸入聲壓級急劇變化的能力,是傳聲器振膜對聲波波形反映快慢的量度,該響應能體現出不同的音色.電容式傳聲器的振動系統質量小,對聲波的機械阻抗小,瞬態響應好,音色清晰明亮.電動式傳聲器的振膜刻可以做的很大,再加上線圈和芯體,質量往往教大,對聲波的響應就慢,因而得到的聲音較粗實.相比之下,鋁帶傳聲器的振膜輕的多.同異類形傳聲器振膜的大小也對瞬態響應有影響.大膜片傳聲器的瞬態影響劣于小膜片傳聲器,聲音解析力因而不如小膜片傳聲器.
（5）.動態范圍(dynamic range)
傳聲器的動態范圍上限由拾音系統(傳聲器與前置放大器)的失真容許值決定,下限由拾音系統的噪聲電平決定.
對電動式(包括動圈式和鋁帶式)傳聲器來說,當激勵聲壓很高時,動圈或鋁帶的振動已到達磁路的非線性區域,因而產生非線性畸變.對電容式傳聲器來說,由于電容極頭后面緊跟著內裝的前置放大器,因而非線性畸變往往是由于前置放大器的過載而引起的.傳聲器的失真通常以諧波失真系數1%為容許上限,也就是說,以傳聲器產生1%的諧波畸變時的輸入聲級,為最大容許聲壓級.就失真而言,動圈傳聲器是一種極結實的傳聲器,經常能達140dB的總動態范圍.其對于高聲壓級和強振動的承受能力遠大于電容傳聲器,因而常用于高聲壓級的現場演出.
近講效應
聲源在空間某點所產生的聲壓與該點與聲源的距離成正比關系,因而距離聲源越近,聲壓的變化量就越大.當傳聲器距聲源很近進行拾音時,振膜處在球面聲場中,對壓差式或復合式聲波接收方式而言,到達振膜兩表面的聲波除了相位差之外還有振幅差.對于低頻段信號,其相位差很小,振幅差起主要作用,音而受距離影響較大,表現為近距離拾音低頻提升,且隨著距離的減小提升越為明顯.在高頻段,相位差的影響較大,因而近距離拾音對高頻沒有影響.這種由于近距離拾音而造成的壓差式或復合式聲波接收方式的方向性傳聲器低頻提升現象,叫“近講效應”,見下圖,
低于200Hz的頻率所受的影響比較嚴重.另外,該效應對壓差式聲波接收方式的9字形指向性傳聲器比對復合式聲波接收方式的心形指向性傳聲器而言,低頻提升更為顯著,見下圖.
在實際錄音中,近講效應所引起的低頻提升會使得聲音的清晰度降低,尤其是在語言錄音中,為了避免低音過重,有些傳聲器上有低頻滾降濾波器開關,可衰減由近講效應產生的低頻聲,以恢復平坦,自然的聲音平衡.另一方面,有些歌唱演員也利用近講效應提升低頻聲的比重,以求得歌聲的溫暖并使聲音更為飽滿,因而故意靠近傳聲器拾音.
幻象電源
電容傳聲器工作時,需要給極板加直流極化電壓.幻象電源,時指使用傳輸聲頻信號的電纜來傳輸直流極化電源的供電方式.其在同一跟電纜里既包括有聲頻信號電壓,又有直流電源電壓.幻象供電的應用使錄音師無須為每個電容傳聲器單獨配備電源,并且該供電不會對同一條通路上的其他傳聲器如電動式傳聲器產生影響.