
麦克风(又称微音器和话筒,正式的中文名是传声器),是一种将声音转换成电子信号的换能器。
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基本的构造包含线圈、振膜、永久磁铁三部份。当声波进入麦克风,振膜受到声波的压力而产生振动,与振膜连接在一起的线圈则开始在磁场中移动,根据法拉第定律以及冷次定律,线圈会产生感应电流。
动圈式麦克风因为含有线圈和磁铁,不像电容式麦克风轻便,灵敏度较低,高低频响应表现较差。优点是价格较便宜,声音较为柔润,适合用来收录人声。
电容式麦克风并没有线圈及磁铁,靠着电容两片隔板间距离的改变来产生电压变化。当声波进入麦克风,振动膜产生振动,因为基板是固定的,使得振动膜和基板之间的距离会随着振动而改变,根据电容的特性

(A是隔板面积,d为隔板距离)。当两块隔板距离发生变化时,电容值C会产生改变。再经由

(Q为电量,在电容式麦克风中会维持一个定值)可知,当C改变时,就会造成电压V的改变。因为在电容式麦克风中需要维持固定的电量Q,所以此类型麦克风需要额外的电源才能运作,一般常见的电源为电池,或是借由幻象电源(Phantom Power)来供电。电容式麦克风因灵敏度较高,常用于高品质的录音。
指麦克风的开路电压与作用在其膜片上的声压之比。实际上,麦克风在声场必然会引起声场散射,所以灵敏度有两种定义。一种是实际作用于膜片上的声压,称为声压灵敏度,另一种是指麦克风未置入声场的声场声压,称为声场灵敏度,其中声场灵敏度又分为自由场灵敏度和扩散场灵敏度。通常录音用麦克风给出声压灵敏度,测量用麦克风因应用类型给出声压或声场灵敏度。
灵敏度的单位是伏/帕(伏特/帕斯卡,V/Pa),通常使用灵敏度级来表示,参考灵敏度为1V/Pa。
| Omnidirectional 全指向式 |
Cardioid 心型指向 |
Hypercardioid 超心型指向 |
Shotgun 枪型指向 |
Bi-directional 双指向式 |
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指向性描述麦克风对于来自不同角度声音的灵敏度,规格上常用如上的polar pattern来表示,在每个示意图中,虚线圆形的上方代表麦克风前方,下方则代表麦克风的后方。
全向式(Omnidirectional)对于来自不同角度的声音,其灵敏度是相同的。常见于需要收录整个环境声音的录音工程;或是声源在移动时,希望能保持良好收音的情况;演讲者在演说时配带的领夹式麦克风也属此类。全向式的缺点在于容易收到四周环境的噪音,而在价格方面相对较为便宜。
常见的单一指向式为心型指向(Cardioid)或超心型指向(Hypercardioid),对于来自麦克风前方的声音有最佳的收音效果,而来自其他方向的声音则会被衰减,常见于手持式麦克风和卡拉OK场合,此类型的极端为枪型指向(Shotgun)。
双指向式(Bi-directional或Figure-of-8)可接受来自麦克风前方和后方的声音,实际应用场合不多。
频率响应是指麦克风接受到不同频率声音时,输出信号会随着频率的变化而发生放大或衰减。最理想的频率响应曲线为一条水平线,代表输出信号能直实呈现原始声音的特性,但这种理想情况不容易实现。一般来说,电容式麦克风的频率响应曲线会比动圈式的来得平坦。常见的麦克风频率响应曲线大多为高低频衰减,而中高频略为放大;低频衰减可以减少录音环境周遭低频噪音的干扰。
频率响应曲线图中,横轴为频率,单位为赫兹,大部份情况取对数来表示;纵轴则为灵敏度,单位为分贝。
在麦克风规格中,都会列出阻抗值(单位为欧姆),根据最大功率传输定理(Maximum Power Transfer Theorem),当负载阻抗和麦克风阻抗批配时,负载的功率将达到最大值。不过在大部份阻抗不批配的情况下,麦克风依然能使用,也因此造成这项规格并未受到太大的重视。一般而言,低于600欧姆为低阻抗;介于600至10,000欧姆为中阻抗;高于10,000欧姆为高阻抗。例如像Shure SM58这支麦克风的阻抗值为300欧姆。
| 图1. 3-pin XLR接头 |
图2. 1/4吋(6.3mm)接头 |
图3.由左至右 2.5mm单声道接头 3.5mm单声道接头 3.5mm立体声接头 6.3mm立体声接头 |
3-pin XLR接头可以产生平衡输出信号,可有效消除外来的噪声干扰。三支针脚会标明1、2、3三个数字;在美规中,1代表接地线,2代表正相(hot)讯号,3代表反相(cold)讯号;欧规中,1代表接地线,2代表反相(cold)讯号,3代表正相(hot)讯号。
1/4吋(6.3mm)接头以及3.5mm接头有分单声道(mono)和立体声(stereo)两种,简单的区分方式是看接头上有几个黑色的绝缘环,两个绝缘环代表立体声,一个绝缘环则代表单声道。在图2中,各个数字代表的部位功用如下:
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