我們都認識心形指向性的麥克風,但是你知道它的工作原理嗎?

我們都認識心形指向性的麥克風,但是你知道它的工作原理嗎?

如同施了魔法一樣,心型指向麥克風可以只拾取它們正前方的聲音,屏蔽其後方和側方的聲音。

讓我們來做個小測試:從心型指向麥克風的各個方向對著麥克風發聲,然後聽一聽麥克風輸出的聲音。你會發現,你對著麥克風正面所發出的聲音會很響亮,而對著麥克風後面所發出聲音則非常微弱。

這是因為心型指向麥克風對其後方和側方的聲音有屏蔽作用,其心型設計可以剔除室內環境聲(反射聲)、聲反饋以及其他樂器的聲音等。基於此,心型指向麥克風是最受音樂人歡迎的麥克風。

心型指向麥克風的工作原理是怎樣的?

換句話說,你如何使麥克風有指向性?

為了便於理解,我們可以先做個全指向式的。取一個麥克風傳感器,這個傳感器由能將振膜的振動轉換成信號的振膜以及一些硬件製成。之後將傳感器放入到一個密封罐的末端,以便傳入的聲音只能接觸振膜的前表面。來自前方的聲音擠壓振膜的前表面併產生信號。來自側面和後面的聲音則成弧線到達振膜的前表面。

來自側面和後面的聲音也會擠壓振膜的前表面併產生信號。所以麥克風對來自四面八方的聲音的反應是一樣的。也就是說,這款麥克風是全指向式的。

需要注意的是,全指向麥克風如果遇到較高的頻率會變成定向的,這是因為麥克風的外殼阻擋了到達離軸的高頻。

現在假設我們在振膜後方的密封罐上打一些孔。這些孔的大小要非常精確,之後加一些諸如毛氈或隔音棉等聲阻尼,以此來創建一個聲相移網絡。

它就像一個能延遲通過它的信號的RLC電路。這些孔(或稱之為“後端口” )能使聲音進入到振膜的後面。同時,這些後端口會使到達振膜後面的聲音延遲。

那麼這個裝置是如何消後面的聲音的呢?假設聲波從後方靠近麥克風,它會從兩條路徑抵達振膜:從麥克風的外部和麥克風的內部(聲音從端口進入)。(如圖1)

一些聲波從麥克風的外部(也就是麥克風的前面)到達振膜。聲波從後端口位置到達振膜前面的時間我們稱之為T。

一些聲波也會從進入到後端口,這些聲波將會被延遲。如果麥克風內部的延遲與麥克風外部的延遲相同,則聲音會同時到振膜的前部和後部。

聲音同時擠壓振膜的前後兩面,振膜就無法移動,所以來自後方的聲音的信號會非常微弱,後方的聲音就被抵消掉了,就成為了一個心型指向。

那麼為什麼來自前面的聲音不會被抵消掉呢?正面聲波在T期間內到達後面端口。在麥克風內部,相移網絡在T時間內進一步延遲了聲波。

我們都認識心形指向性的麥克風,但是你知道它的工作原理嗎?

圖1:聲波在心型指向麥克風內部和外部抵達振膜。

那麼總的延遲就變成了2T。因為在振膜的前後面的信號有比較大的延遲和相移,所以麥克風前方的聲音會產生比較強的信號。因為高頻會被後端口的RLC過濾器過濾掉,所以它們不會到達振膜的後面。心型指向麥克風在遇到高頻時會有指向性,是因為麥克風的外殼阻擋了離軸高頻。

那麼雙指向性的鋁帶麥克風的工作原理又是怎樣的呢?鋁帶麥克風的前後面都可以拾音,來自前方和後方的聲音在經過鋁帶時會經歷一個相移過程,因此產生輸出信號。

來自側面的聲音同樣也會擠壓鋁帶的前方和後方,使得鋁帶不能移動,所以來自側面聲音的信號就會比較微弱。

通過改變後端口的延遲,可以得到幾乎任何雙指向和心型指向之間的模式,如超心形指向。


分享到:


相關文章: