2020年2月25日 星期二 17:40

现场扩声中的铝带话筒:另一种尝试

深入研讨 技巧教学 现场扩声中的铝带话筒:另一种尝试

在以前,脆弱的铝带话筒一般不太适合大部分的现场演出,但近来很多型号已经增强了其坚硬度,所以在现场扩声中,我们可以更加充分地利用铝带话筒给观众们带来独特的声音体验。让我们来看看一些有特色的铝带话筒,包括他们的设计,技术,应用以及在使用中需要注意的地方。

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Royer R-122铝带式传声器在演唱会现场拾取Keith Urban的吉它放大器 

结构设计

大多数的动圈传声器的设计都是依据振动的线圈,铝带话筒实际上还是一种动圈式传声器,利用一块磁铁和一个振动导体把声音转换成电流。在铝带话筒的振膜中,有一个细的带状铝箔被悬挂在磁场中图1,声波使磁场中的铝带振动继而产生电流信号,当铝带振动时就会切割磁场中的磁感线,通过铝带成比例的速度振动,最终感应出来了电压,所以铝带既是振膜又是换能器。

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图1:铝带话筒结构, 起皱的铝带以及阻尼屏障

典型铝带的规格长为1-2.4英寸,0.2英寸宽,0.6-2.5微米薄。(微米是毫米的1/1000倍)。由于铝带尺寸很小,很细,使得它可以产生非常快速的瞬态响应,从而产生细节清晰且足够温暖的声音。铝带被折起来后就像是手风琴,这样的结构可以减少共振以及避免边缘处的弯曲,如果有些许浅浅的起皱,则会加快铝带的劳损。

作为一个非常小的导体,铝带阻抗很低。话筒内部逐渐增加的变压器增加了它的输出阻抗以及信号大小的有效利用值。早些时候的设计由于是比较弱的铝镍钴合金磁场,所以有着较低的灵敏度。而近来的设计则使用钕磁铁,很高的波动性,提供了很高的输出。主动模式通过使用嵌入的幻象供电传声器前置放大器更大程度上的提高了输出大小,这个前置放大器可以隔绝铝带的过载现象以及幻象错误的供电连接。铝带话筒的本底噪声一般都小于17dB(A计权下)。[sl paid=true]

响应

铝带话筒的频率响应比较平缓,高频处有些许滚降,由于铝带很容易被拉伸,所以共振频率较低大约在30Hz或者高一点处。共振由于电阻结构或者铝带周边的屏障,以及铝带和磁极片之间缝隙产生的阻抗会有些许减弱。当然话筒前置放大器的输入阻抗也会导致共振的减弱,当超过共振后,铝带的振动速率每倍频程会降低6dB。

铝带接受来自前方和后方的声音,它对振膜前方和振膜后方之间所产生的压力梯度(不同于声压)作出响应,在低频段由于较长的波长,声压梯度较低。在高频段有着较短的波长,声压梯度一般比较高,每倍频程升高6dB,接着在非常高的频段(短的波长)处有些许降低,这是由于铝带的两面都需要被暴露在连续的声波压缩作用下。

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图2:两个因素结合得到的铝带话筒的频率响应

图2表明了铝带话筒的频率响应如何产生的。当铝带超过自身共振频率后,振动速率相对于频率每倍频程降低6dB,而压力梯度每倍频程升高6dB。当把这两种因素叠加在一起,就得到了铝带传声器最终的频率响应。从图中可看出超过共振频率后,响应逐渐趋于平稳,接着在更高的频段处滚降,得到了一个光滑的,柔和的高频段截止。在高频,声压都聚集在了铝带上,在磁极片的帮助下高度得到了提升,而话筒的网罩就像其他话筒一样,会在整体的响应中引起一些极高以及极低的频段。

移动的线圈和电容器会在振膜前方形成一个空气共振腔体,这个亥姆霍兹共振器(腔体中的空气共振)将会提升较高的频段以产生一个更加宽广的高频响应。

但是,在铝带的设计中忽略了共振器,所以信号在高频的相位转变就会比较少,所以耳朵很容易听到不谐和的声音。一些混音工程师说,这个声音尤其对于数字录音起到了互补的作用。

指向特性

由于铝带可以接受来自前方和后方的声音,有双指向性或者是八字指向性的特点,对于前方和后方的声音是最敏感的,而两边则几乎是“死区”(离轴90度的左右上下)。因为来自侧面的声波相同的敲击了铝带的前后方,使其向相反的方向振动,然而这两个力量相互抵消,最终导致铝带无法振动。所以放置铝带时,如果两侧所指向的是不需要的声源,这时铝带就提供了非常好的隔离作用。一些制造商还会部分地抑制后方区域以此形成一个超心型的指向特性。

另外,由于铝带非常的精密,水平面上的指向特性随着频率的变化趋于不变-不像是振动的音圈和电容话筒。所以铝带话筒只有很小程度的离轴染色,而且相对一般的声泄漏和声染色,听感也会自然很多。

八字形指向性相对于心型或者超心型有着更多的近讲效应(距离很近时低频会适当提升),而这个缺点在铝带话筒上可以被当做优点使用。当放置铝带话筒接近声源后,低频被提升,这时通过EQ调整降低低频-这样就创造了一个噪声消除传声器!

图3是一个典型铝带话筒的指向特性和频率响应,图4是外一个指向特性和近讲效应的测量,注意的一点是大部分的铝带话筒是侧向拾取,但拜亚动力这款则是尾部拾取。

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图3:八字指向特性(2kHz—8kHz)和频率响应来自Shure KSM313/NE
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图4:拜亚动力M 160末尾拾取的指向特性,频率响应和近讲效应

结构

铝带极其薄并且易于拉伸,导致很容易变形,即使是起皱的设计,一阵猛烈的风或者使劲的吹气也会伤害铝带。但现在,新的设计开始使用一些较厚的材料,例如,Royer公司在他们的现场话筒R-121上使用了新的铝带厚度,增加了耐久性而且只会微微影响增益和瞬时响应,而由此带来的声音差别也是可以忽略的。

另外,Audio-Technica公司的专利MicroLinear铝带有着可以保护铝带材料对抗来自侧面扭曲和失真的特点。同时Shure公司的KSM313使用”Rosewellite”铝带材料来替代传统的箔制铝带,这样带来的好处是在非常高的声压级时还可以产生额外的恢复力,高的抗拉伸强度及坚韧度和形状记忆能力。

一些新的产品有着更厚的金属线网罩,更加强壮的外壳,以及耐用的防震底座。铝带传声器一般不受热量或者潮湿度的影响,也可以承受住非常高的声压级,普遍可以达到146dB SPL。

运用

在现场演出中,当利用铝带话筒从声源背后拾取真的会有问题吗?不一定。当近距离摆放话筒会提供很好的隔绝声泄漏和声反馈的好处,同时也不需要去注重传声器指向特性图的后瓣。这个隔绝的特点和两个因素有关:

  • 在指向特性图两侧有非常深的空缺。
  • 强烈的近讲效应,滚降后就可以移出低频段任何泄漏的信号中。

由于铝带话筒以消除边缘声音为特点,所以高频会有适当的滚降,当用于吉它放大器,立式贝司,弦乐器以及号筒乐器时,效果还是不错的。当柔和了来自吉它放大器的声音后,给人声留出了一定的空间。

在上方拾取鼓组以及人声时也会经常看到铝带话筒的身影,由于他们平滑的高频响应,可以增加一些温和的EQ,并且也可以减少来自人声中的咝咝声。

许多的铝带话筒都不是完全对称的,在前方的拾取中会得到更温和点的声音,而后方则会更明亮些,给用户们提供了不同的声音选择。后方产生的信号和前方的极性是相反的,所以如果用铝带话筒的后方拾取乐器或人声,一定要确保极性的转换。

防震底座是应当使用的小配件,由于铝带对机械振动很敏感,在拿的时候要多加小心。储存时也应当把他们垂直地放置在保护盒中,以避免由于重力作用导致振膜中心部分的下垂。

不要用力吹,远离电源变压器以避免哼声,当然也不要把铝带话筒放在底鼓中,强烈的空气振动会使振膜变形。

放置

当使用side-address八字指向特性的铝带话筒时,对于不想拾取到的声音,瞄准铝带话筒90度侧向的位置。

例如在舞台上有几个并排的吉它放大器,将每个铝带话筒对准相对应的放大器以防拾取到临近的放大器的声音,尽管近距离拾音可以有最好的隔绝效果,但最好还是离放大器6-8英寸,以免得到较多的嗡嗡声。

铝带话筒确实在垂直面会有一些离轴染色(极高和极低处),所以为了得到最平坦的响应,把话筒笔直的对准声源而不是向上或向下的微微倾斜。这样子做也可以得到最好的瞬时响应,因为这样可以使声波瞬时触碰整个铝带。但是Royer公司表示到如果让传声器和声源有15度的夹角或者更多一些的话,当面临极大声压级时可以保护传声器。

对于号筒乐器,放置在接近于喇叭口的中心处,可以得到更加明亮的声音,远离一些则得到稍微暗淡一些的音色。

对于鼓组可以利用两支铝带话筒在上方拾取,周边的乐器人声以及扬声器的声音则会被抑制。当然可以在高频做一些适当的提升来补偿话筒本身的高频滚降或者就让这个平缓的高频响应来缓解一些刺耳的镲的音色。

当歌手使用超心型指向时,把返送扬声器放置在离轴110度的两侧,也就是无效的指向性区域(图5),这样可以提供最大的反馈前增益,如果扬声器直直的在歌手前方,那么就让传声器在水平方向上指向扬声器的无效区域。

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图5:在超心型传声器周围舞台返送扬声器的摆放

假设利用一个人声话筒和一个吉他话筒拾取一个歌手/吉他演奏家,由于吉他话筒会拾取到泄漏的并且有着延迟的人声,这样就产生了相位抵消。为了避免这样的情况,使用完全相同的一对双指向的铝带话筒,放置在水平面上,并且顶部互相接触,吉他话筒对准人声传声器的无效区域,人声话筒对准吉他传声器的无效区域。

现在坚固的铝带在旅途的颠簸中也可以保持很好的品质,所提供的温暖柔和的声音也越来越被音响师们所喜爱,以及足够宽的频响去得到更富有创造性的声音。

Bruce Bartlett是一位录音工程师,现场工程师,音频记者以及话筒工程师(http://www.bartlettaudio.com/)。他刚发行了Practical Recording Techniques 6th Edition and Recording Music On Location的第二版。 [/sl]

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