王轶轩：传声器理论和分类

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内容大纲：

一、传声器和声能介绍

二、传声器的分类和常用传声器介绍

1、传声器的分类：

（1）按接收声波的方式进行分类

（2）转换声能到电能的工作方式进行分类

（3）按指向性进行分类

（4）按使用功能性分类

2、常用传声器介绍：

（1）动圈式麦克风

（2）铝带式麦克风

（3）电子管麦克风

什么是传声器呢？传声器也叫麦克风，我们也俗称传声器叫话筒或者拾音器。麦克风是音译的叫法，而拾音器就是对传声器功能的解释，传声器就是拾取声音的工具，是一种将声能转换成电能的换能器。

什么是声能?声能就是声音的能量，声音是一种物体振动产生的声波，并通过介质进行传播的波动现象，当我们演奏乐器，拍打门、墙面、桌面或者敲击物体，它们的振动会引起介质空气分子有节奏的振动,使周围的空气产生疏密变化,这就产生了声波。我们可以做个试验，找个空的铁罐或者饼干盒，用垃圾袋或者薄膜剪下来，把铁罐口封住，像封鼓皮那样用橡皮筋或者胶布紧紧的固定。剪些碎纸片放在上面，然后把铁罐放在音箱前面。放一首节奏强的音乐。我们会看见随着音乐，碎纸片会上下抖动。这就是形象化的声能。我们能看见的声波，不管什么样的传声器，它都是由一个振动膜片（也就是振膜）和一个能将振膜的机械振动转换成电能的换能器组成的。

当传声器的振膜接受到了声波，振膜把声能转换成机械能，然后通过换能器把机械能再转换成电能，这个过程就是传声器的工作原理。这个转换的过程是很快的，几乎同时完成。

传声器的用途广泛种类很多，在广播、录音、扩声中有很重要的地位，在一组音响设备、录音设备和扩声系统中，传声器都是第一个环节，所以选择合适的传声器和正确的使用方法，以及传声器的质量优劣，都会影响到整个系统最终呈现效果的好坏。

二、传声器的分类和常用传声器介绍

传声器有很多不同的分类和叫法：

第一种有按照传声器接收声波的方式来进行分类：分为压强式传声器、压差式传声器、压强压差混合式传声器。这种分类我们很少见。

第二种按照传声器转换声能到电能的工作方式来分类：这是我们常见的传声器主分类方式。有静电式、半导体式、电动式、压电式、电磁式、碳粒式。

静电式传声器，录音棚里面用的专业的电容麦克风就是静电式，还有手机耳机线控上的驻极体式麦克风，也是静电式传声器的一种。

半导体式传声器，是一种比较新的技术，比如iPhone 手机内置的麦克风、各种智能音响，比如亚马逊智能音响内置的麦克风阵列，我认为半导体式传声器是未来麦克风的发展趋势。

电动式传声器，也是一种比较常见的传声器，我们在KTV唱歌常见的动圈话筒就是电动式麦克风，还有昂贵的铝带式麦克风，也是电动式传声器。

压电式传声器，很多乐器的拾音器都是压电式传声器。吉他拾音器，它可以直接拾取物体振动的声音转换成电能，不需要拾取空气的声波和振动来拾音。

电磁式麦克风，比较小型坚固，一般可用于助听器和窃听器。

碳粒式麦克风，老式的电话使用的话筒都是碳粒式麦克风，传入话筒中不同强度的声音产生的压力不同，导致炭精颗粒之间的接触电阻变化，流过话筒的电流会跟着变化，这样就把声音变成了电信号。这就是碳粒式麦克风的工作原理。

第三种，按照传声器的指向性进行分类：这个分类就是按照传声器能拾取到哪个方向的声音进行分类，也是我们经常使用的分类方式。

全指向性，就是麦克风拾取声音没有方向限制，不管在麦克风的哪个方向都可以拾取声音，一般用于录制环境声，我们想用一只麦克风，录取一间房间的环境声的时候就会用它。

心形、超心形指向传声器，就是传声器会拾取大部分来自麦克风正面的声音。从麦克风的上方向下看，麦克风的拾音范围是一个爱心的形状。来自麦克风正面声音，麦克风就会很清晰的记录下来，而在麦克风的背面的声音，就不容拾取到。所以大部分时间我们都会使用心形麦克风来录音它使用简单，需要拾取哪个方向的声音，用心形麦克风的正面对准声音的方向就可以了。

8字形传声器，就是从传声器上方向下看，麦克风的拾音范围就像阿拉伯数字8一样。麦克风的正面和麦克风的背面都是8字形麦克风拾取声音的范围，当我们在采访录音的时候想用一个麦克风来拾取主持人和被采访人，也就是在话筒前后位置或者演出时候，想录取舞台上的演出和舞台下观众的反映，就会使用8字形指向传声器。

第四种，按传声器使用功能性分类：

测量用传声器，无线传声器、立体声传声器、近讲传声器、高清晰度传声器、厅堂扩声传声器、佩戴式传声器等等。这是按照麦克风的功能使用场合进行的分类。

以上就是传声器的分类方式，这些各种各样分类方法和名称会让初次接触麦克风的我们会有些糊涂摸不着方向，不知道如何选择。其实这就像人的分类，有按人性别分类、男性、女性，肤色分类，黑人、白人、黄种人，或者年龄分，老年人、青少年等等分类称呼。不管怎么样的分类和名称，都是为了更清楚的理解传声器的功能和种类，这样大家就能按照使用目的和使用环境、条件来选择合适的传声器。

下面我们重点了解下以下几种常见经常使用的传声器。

动圈式麦克风（Dynamic Microphone）基本的构造包含振膜，线圈，永磁铁三部分。当声波进入麦克风，麦克风的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开始在磁场中震动，根据法拉第定律以及冷次定律，这样在线圈的导线中会产生与声音信号相对应的电信号。就是把声能转换为机械能转最后换为电能电信号的过程，整个过程是十分迅速的，几乎同时发生。这就是动圈式麦克风的工作原理，这其实和扬声器喇叭的工作原理一样，只不过动圈式麦克风是把声能变成电信号，而扬声器是把电信号还原成声能声波。动圈式麦克风的结构比较简单，除了主要部件上面说的三部分以外，再加上麦克风头罩、外壳、一些简单配件就能组成一只动圈式麦克风。动圈式麦克风自身构造和技术性就决定了动圈式麦克风的特点，既性能稳定、可靠、价格便宜、适用范围广，不需要额外供电，使用方便，灵敏度相对低，能耐高声压级，不易损坏，动圈式麦克风低频响应扎实，对于中频段（大约5KHZ处）的峰值信号响应真实自然，不容易串入周围的杂音，所以通常用于近距离地拾取声压较大的乐器，如吉他音箱，架子鼓和现场人声，或者在嘈杂环境的近距离拾音。舒尔的SM58 SM57 是比较经典的动圈话筒很多现场演唱会都会看见它们的身影，十分的可靠耐用，不管拾取乐器还是人声都有很不错的表现，我们在室内有噪音，或者家里有宠物，空调，电冰箱等等的环境下工作录音，也可以使用动圈麦克风来避免拾取到不需要的噪音。

铝带式麦克风， 履带式麦克风的结构构造与动圈式麦克风相同，但是与动圈麦克风不一样的是，履带式麦克风的振膜是一条带状的金属薄片，当铝带薄片在磁场中振动，声音信号转化为微弱的电信号。铝带式麦克风一般适用于低频丰富的声源，如男声和贝斯。铝带式麦克风对空气的变化十分敏感，使用中一定要小心，如果声源的声压级过大，就会让铝带变形、损坏麦克风，虽然构造原理和动圈式麦克风相同。但是，铝带式麦克风远不如动圈式麦克风结实耐用。另外铝带式麦克风的特点是它还会对拾取的声音产生一种很自然的压缩效果。三十到五十年代的美国广播演讲电影里面就经常出现它的身影，美国人偏爱铝带式麦克风，形成一种行业习惯一直到今天。那些低频出色、衔接平缓、高频偏少，简单的说听上去比较舒服、不刺激的美国式声音就是铝带式麦克风的产物，也叫做美国的“国民话筒”。

电容式麦克风，相对于美国人喜欢铝带式麦克风，欧洲人则喜欢电容式麦克风。电容式麦克风并没有线圈和磁铁，它的内部有两块相邻的金属薄板，其中一块固定不动，另一块则随着麦克风接受的声波变化而振动-就是电容式麦克风的振膜，当给这两块极板加上直流极化电压（也就是幻象供电）之后，振膜的振动会使它与固定的极板之间的距离产生变化，从而得到一个随着声压变化而变化的电流电信号。电容式麦克风相对于动圈式麦克风结构，所以它没有动圈式麦克风结实耐用，而且电容式麦克风需要额外的供电才能工作，一般常见的电源为电池或者借由幻象电源（phantom Power）来供电，但是电容式麦克风具有超高灵敏度的特性，所能拾取到的声音频率范围更宽，具有极为宽广的频率响应范围，音质相对于动圈式麦克风来说比较温暖和润泽。所以我们通常用电容式麦克风来拾取人声、声学乐器、房间环境声以及小功率的电子乐器，用于影视录音、大型剧场扩声、录音棚录音制作等使用场合。电容话筒内部都有一个前置放大器，因此电容式麦克风的输出电压电信号远高于动圈式麦克风的输出电压电信号。