音头的正确选择及其使用

音头（换能极头）作为传声器的核心部件，直接决定传声器的性能指数。如何正确选择和使用，是我们最关注的话题。

人类靠耳朵来感知声音，而电声技术中则靠传声器来接收一切声音信息。譬如录音、播音、通讯、助听等等其实无一不是依靠传声器来拾取声音。甚至有人说，没有传声器就不会有电声技术。由于传声器往往总是工作在音响、电声系统的第一个环节，其质量的优劣实际上就是声源的保真程度。所以，传声器在电声技术，尤其是高保真技术中是一道关键环节，我们在生产传声器及有关拾音的电子产品的时候，正确地认识音头和选择音头将会让你获得事半功倍的收益！

传声器的种类和工作原理

传声器是一种把声信号转换为电信号的换能器件。在过去，有很多种类，其中根据换能方式分为碳粒式、半导体式、压电式（晶体式、陶瓷式、高聚物式）电动式（动圈式和铝带式）、和电容式（包括电容式，驻极电容式和硅微驻极式）等。现代科技尤其是电声科技在高速发展，人们对声音质量的要求越来越高，其他种类的传声器已经逐斩淘汰。今天，在音响和通讯领域中实际使用的传声器主要是动圈式和电容传声器两种。其中电容传声器换能性能好，特别是频率响应平直，音质保真，不但性能价格比高而且能满足每一个领域的不同使用要求。它是各类传声器之中最优良的一种形式。

电容传声器（Condenser Microphone）的换能原理和特点

电容传声器（Condenser Microphone）的换能原理和特点

如图，振膜和背极形成一个储能系统，当声波振动时，由于空气介质的作用，振膜会发生振动位移，电容量随之变化，电容储存的电荷量也就发生变化。在负载电阻两端获得随声压变化的交流电压，完成声电转换过程。这就是电容传声器的基本原理。

为了使电容传声器能正常工作，必须给它提供极化电压。极化电压通常为48-200V。

电容传声器最大的优点是灵敏度高、频率响应平直、动态范围大、瞬态响应好、音质优美，常常用于高质量的拾音场合。缺点是价格偏高，必须外加电压，许多地方使用不方便。

驻极式电容传声器（Electret Condenser Microphone）

驻极式电容传声器和电容传声器从名称的区别是多了驻极式三个字。它是在电容传声器优良的基础上融合了现代化工技术而诞生的新一代电容传声器。它应用了高聚物材料的永久性储存电荷的特性，从而省略了传统电容传声器的外加电压，即图中的E。

驻极体电容传声器具有传统电容传声器的一切优点外，而且省略了传统电容传声器的外加极化电压，适合了高品质，低造价，微型化的发展方向。尤其是背极式传声器，近年来得到了蓬勃的发展，已迅猛地占领了传声器需求总额的90%以上的市场位置，已是当今的主流。

驻极式电容传声器又分为振膜驻极式和背极驻极式两种形式。振膜驻极式电容传声器是早期的产品，它在振膜上直接进行电荷极化，特点是生产工艺简单，成本比较低廉。由于振膜肩负着接受声波和储存电荷双重任务，薄有利与接收声波，厚有利于储存电荷。而事实上驻极振膜无法同时满足这样的要求，只能在二者之中兼顾选择。所以这类传声器通常音质偏低，稳定性也比较差。主要用在对音质要求不高的场合使用。

背极驻极式电容传声器是针对振膜驻极式电容传声器的不足而进行优化的升级产品。将驻极体材料与振膜分开，振膜采用纯金属薄膜或者非常薄的电镀塑料薄膜。而将储存电荷的驻体极材料采用特殊的工艺设置在背极上。这样，振膜就完全可以选择音频特性好的材料而不受其他问题制约，由于驻极体设置在传声器里面的背极板上，不暴露于外界空气中，储存电荷的稳定性也大大提高，经过测试传声器灵敏度的衰减特性达到0.1dB/10年的水平。

硅微驻极式电容传声器（SiliconElectretCondenserMicrophone）

驻极式电容传声器还有一种硅微传声器，是最新研发的科技产品。以集成电路的工艺技术MEMS为基础，通过现代工艺将驻体极材料设置在作为背极的硅衬底上，振膜则通过氧化等手段生成。硅微传声器的音质比常规背极驻极式电容传声器略差，但更加容易趋向超微型化发展，非常适合微型电子产品使用。

传声器的性能参数

衡量传声器性能通常用客观的测量和感观的听音两种方法。由于听音是一种感觉上的东西，而且与听音者的艺术素养、心情、环境等有关，会常常引起许多争议。常用数据来表征。

（A）灵敏度（B）频率响应（C）固有噪声（D）等效噪声级

（E）谐波失真（F）输出阻抗（G）最大声压级（H）动态范围

（I）信噪比（J）瞬态响应

正确配备音头和使用传声器

由于传声器用途各异，声源，使用环境，效果要求不尽相同，因而音头的设计也各有不同，各有特点。所以，当您设计传声器产品或者需要使用传声器的时候，您最好事先对传声器的用途，要求，使用环境了解清楚，然后根据实际情况，所配备的音响器材等合理地选择音头或者传声器产品。

录音传声器的选择

录音有高保真艺术录音和实况录音和业余录音几种情况。艺术录音（是一门技术和艺术的学课，通常要经过专业的学习。）艺术录音通常在声场条件比较好的录音室内进行，采用耳机****。不需要考虑声回授问题。人声拾音可选用频率响应平直，瞬太好的全向性大振膜电容传声器或者背极驻极式电容传声器。全指向性传声器工作在压强梯度，不存在轴向偏差，有利于保真。音头的口径较大，振膜初始应力比较低，对声音全息中的谐波分量比较容易接收，音质有具有充沛的深度感。但是口径较大会造成动态范围变小，信噪比变低。器乐拾音要复杂一些，器乐有许多种类，有弦乐，管乐，打击乐等数十种之多。每种乐器都有本身特有的频谱，如频率范围，各频率的声强幅度，动态范围等。文艺节目中会同时用到多种乐器，如果要分类录音的话，就要根据每种乐器的特性来选择合适的传声器。如果是集中录音可以选择心形的中小口径的背极驻极式电容传声器。

实况录音，这种情况下通常阵容比较大，声学环境差，声源能量小，噪声大。如果在室内还存在反射声的影响。可以选择接收角度小的超心形或者超指向性背极驻极式电容传声器；如果声源混沌可以选用PZM结构的上述音头的传声器，并应对低频作适当的衰减（高通滤波器），用以尽量保证声音的快速语言传输指数性能要求（可懂度）。

摄录设备、新闻采访、远距离拾音这种情况与实况录音基本类似，有所区别的是通常一般不存在较大的声音反射问题。可以选择接收角度小的超心形或者超指向性背极驻极式电容传声器。

公共广播传输、电台演播室内、调度这种情况声学条件相对良好。选择大振膜或者中振膜心形背极驻极式电容传声器。如果其他器材配备精良，能达到很高的音质量水平。

现场扩声中传声器的选择

首先我们来了解一下表征扩声系统音质的几个参数：

（A）总噪声（B）系统噪声（C）传输频率响应（D）传声增益

（E）声场不均匀度（F）系统谐波失真（G）最大声压级

（H）快速语言传输指数（RASTI）

扩声与录音最大的区别是后者不存在而前者存在着声回授，也即常说的啸叫。在现场扩声中，尤其是室内都会存在声回授，它是扩声系统正反馈而产生的震荡。一旦出现声回授，就会破坏了系统的正常工作，甚至还会损坏人的听力或者器材。声回授是扩声系统必然存在的问题，只要KU>1,同相位，足够的时间就会形成声回授。然而对于一套优质的扩声系统，最根本的是应有足够的传声增益，（发生声回授之前所能贡献的声音功率），低的噪声和系统谐波失真，以及良好的RASTI性能。也即是：合适的响度、满意的清晰度、全场有均匀的效果、没有音质缺陷和噪音干扰等。当然构成理想的扩声系统涉及到前期建筑，音响设备配搭，以及传声器性能水平几方面的问题。在这里我们重点介绍传声器对整个扩声系统的影响和如何针对各种场合正确选择音头和传声器产品

扩声系统按其声源性质、工作环境、、声道、扩声的用途、功率放大器输出方式和音箱分散式扩声和集中式扩声。

1）语言扩声、音乐与语言兼用扩声

语言扩声系统着重考虑清晰度、可懂度的要求，频率响应通常达到250-4500Hz，声压级达到75dB一般就能满足。音乐扩声的要求相对比较高，比如，通常频率响应不少于80-12500Hz，声压级不少于80-85dB。对于音乐而言清晰度是声音层次感、力度及声象定位的保证。此外对声场不均匀度、系统谐波失真等也有较高的要求。热而，语言扩声关键考虑采用指向性指数好的心形指向性的背极驻极式电容传声器。音乐扩声则还有考虑符合乐器的频率特性的要求。

2）室外扩声与室内厅堂扩声

室外扩声系统的特点是：反射声少、有回声干扰、扩声区域条件复杂、噪音大和音质受气候条件影响。室内扩声系统的特点是对音质要求高，存在混响干扰，扩声质量受房间的建筑声学条件的影响较大。通常选择应选择指向性指数优良的心形背极驻极式电容传声器。

3）分散式扩声和集中式扩声

分散式扩声，传声器与扬声器的距离比较远，声场功率分配比较均匀，反射声相对较少。一般可选择心形指向性的背极驻极式电容传声器，也可以考虑采用无指向传声器。集中式扩声由于存在严重的声反射、声溢射、高频（4000HZ以上）段声音随传送距离增加而衰减，等现象。应选择指向性指数优良的心形或者超心形的背极驻极式电容传声器。

4）单声道扩声与双声声道扩声无线传声器音头的选择

文艺节目和比较大的管场通常采用双声道扩声，双声道扩声带来的麻烦比较多些。针对小型语言扩声系统，如果能满足功率要求，采用单声道扩声，往往效果更加好。

5）无线传声器音头的选择

无线传声器使用方便，可以任意靠近声源，如果用于播音，扩声中还能明显地提高系统的整体水平。因而无线传声器越来越受到电声界的青睐。无线传声器有几种形式

1、手持式无线传声器

通常可选择口径14、16毫米心型、超心型的背极驻极式电容传声器音头。但必须指出，手持式无线传声器利用高频载波来传输音频信号，由于换能电容极头阻抗甚高，换能过程中必然会受到载波信号干扰。是不能将电容音头直接上机使用的，必须设置一隔离匹配电路。另外，传声器在离声源比较时使用会产生近讲效应，在设计传声器时也应考虑。

2、领夹式、桌面式和头戴式无线传声器

领夹式可选择中、小口径的超心型背极驻极式电容传声器音头，拾音距离放在首位考虑，同时由于衣服（柔软物体）对高频（3500-6000Hz）有明显的吸收，视情况选择有高频提升的音头，就会有良好的清晰度。如果在比较宽阔的场合也可以考虑使用超小口径（4mm以下）的全指向音头有会有意想不到的效果;桌面式无线传声器的情况与领夹式相似，还有一个有利的条件，利用桌面反射特性做成PZM形式的无线传声器，大大提升拾音能力；头戴式传声器似乎比较容易达到使用要求，但有注意近距效应的影响，以免造成低频过冲，影响了清晰度的要求。

3、KTV娱乐传声器

卡拉OK房间的空间通常较小，尤其是Hi房，常规的传声器在此很容易产生啸叫。这种情况要选择指向性好和阻抗低的传声器。音乐的掩蔽效应严重，保真不是重要，频率响应范围在150-4000Hz就可以，由于人声的能量集中在低端，提升低频段的增益（150-400Hz附近）可使人声丰满洪亮。KTV设备一般配置有激励器，其再生的高频成分一般已可以满足娱乐的要求。

传声器的应用无处不在，还有许多种使用形式，譬如，声学测量传声器、军事上的超强抗噪、防水、水下传声器，仿生学和医学上用的传声器等。

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