2021年1月18日 星期一 03:34

枪式话筒的工作原理

深入研讨 理论知识 枪式话筒的工作原理

对比其他的设计,为什么枪式话筒有更为紧缩的极性指向?为什么它们变得越来越短了?

枪式话筒更应该叫做“干涉管”话筒,它们有着现实中并不存在的极性指向。枪式话筒有着独特的用法,使用时必须注意它们所做的妥协。

所有枪式话筒都使用了标准的指向性话筒头——通常是超心形——但在它的前面,是一个长长的、中空的、有沟槽的“干涉管”。虽然这种设置会让话筒头远离声源——导致直接声/回响声的比例有点糟糕——但它获得了更紧缩的指向(在高频处),能减少氛围噪声,相比之下,是更为有利的。

干涉管的概念是,轴上的声音可以直接经过管道,畅通无阻地抵达话筒振膜,而离轴的声音,则需要从侧边的槽口进入。因为这些不需要的轴外声音会从多个槽口进入,而这些槽口到振膜的距离不同,所以,轴外声音会以不同的相位关系抵达振膜,发生一部分的抵消——这就是叫做“干涉管”的原因!因此,相对轴上声音,轴外声音发生了衰减。因此,极性指向会比通常的超心形话筒更紧缩。

枪式原理——轴外声音通过不同路径长度抵达话筒振膜,因此具有不同的相位状况。
枪式原理——轴外声音通过不同路径长度抵达话筒振膜,因此具有不同的相位状况。

然而,这个方案是很粗糙的,因为实际的抵消量要根据声音的波长、入射的角度、管道的长度以及槽口的间隔而定。大部分标准长度的枪式管道,对2kHz以下的声音并没有什么效果。在这个频率点以下,它的指向性跟基本的超心形话筒头设计无异。虽然存在更长的枪式话筒,对较低频率的指向性也更好,(比如,Sennheiser MKH816),但它们使用起来不方便,而且管道越长,话筒头离声源就越远,在一定程度上抵消了指向性提升带来的优势。

“行业标准”的MKH416枪式话筒。更长的设计让它使用起来不太方便,但它的频率响应比短枪式型号要低得多。
“行业标准”的MKH416枪式话筒。更长的设计让它使用起来不太方便,但它的频率响应比短枪式型号要低得多。

而且,如果你看过干涉管话筒在不同频率的极坐标图——而不是许多制造商给出的理想化的设计图——看起来像是压扁的蜘蛛,在不同角度下,对不同频率的灵敏性有着非常极端的变化。这是干涉管原理导致的直接结果:实际上,轴外声源在内部发生更多染色。更糟糕的是,如果轴外声音移动(或者,话筒相对固定的轴外声源移动),声染也会变化,产生相位效果。

所以,在轴外声音与轴上声音差异明显时,枪式话筒的效果最好——没有移动!枪式话筒在小房间或混响很大的空间里效果不好,因为轴上和轴外声音在本质上很接近。当清晰的轴外声音相对于话筒发生移动,或话筒移动,追踪目标声源,相对静态的轴外声音发生距离变化时,它们的效果都不理想。在这些情况下,指向性不能达到你的要求,轴外衰减不能达到预期,轴外声音会有明显的声染。

枪式话筒长度的缩减基本上只是样式的变化,而非功能变化,是一种将“专业”技术与消费者便利结合的市场化策略。这当然是不利的,因为干涉管的长度只取决于声音波长的物理特性,别无其他。短枪式只对更高频率有效,如果你希望录制的声源包含了中频和低频,那就完全没有意义了。

不得不说,数字技术的采用,让枪式话筒的性能有了一些提升,Schoeps Super CMIT就是很好的例子。这支话筒在标准的干涉管下使用了超心形话筒头。而在其下方,放置了第二个心形话筒头,朝向后方。两个话筒头使用了智能的DSP处理进行合并,提升了低频的指向性——这就是Schoeps所谓的“波束成形(Beamforming)”——在更宽的频段上保留了紧缩的极性指向。

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乐极客创办人,独立音乐制作人,混音师。

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