新人课堂:教你读懂麦克风的技术指标(一)DPA大学堂
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麦克风的技术指标能告诉用户有关这款麦克风的一切。从这些指标中,你能了解到这个麦克风的基本性能以及它能如何适配你的需求和其它设备。当你阅读麦克风的规格指标时,你需要理解它们都是什么意思。在大多数情况下,虽然标准是IEC 60.268-4,但这些指标可以用不同的方法测量和计算。而且,在比较不同麦克风的规格时,同一术语有时也会因品牌不同而异。
在新人课堂:教你读懂麦克风的技术指标(二)中,主要说明了麦克风的工作原理、换能类型和频率响应,并给大家科普了麦克风Capsule(拾音体)与振膜的区别。
在新人课堂:教你读懂麦克风的技术指标(三)中,我们接着介绍了麦克风的灵敏度(感应度)、等效噪声和失真。并解答了一些诸如:“麦克风的灵敏度是越高越好吗?”;“等效噪声低于多少比较好?”;“失真是哪些原因造成的?”等问题。
在新人课堂:教你读懂麦克风的技术指标(四)将介绍最大声压级、阻抗、平衡输出、CMRR、电缆驱动能力等更多指标,并简单总结。
今天的文章是读懂麦克风技术指标连载的第一篇,主要介绍麦克风的分贝标度和指向性,并教大家通过极性图区分不同拾音类型的麦克风;
分贝标度The decibel (dB) scale
分贝标度与人类的听觉方式有关,因此标度是对数的,这提供了相等大小增量感知。
大多数麦克风规格中最基础的一项就是分贝标度。分贝标度是对数的,因为大多数人的感官——包括听觉——都接近对数。使用对数标度意味着每个标度单位之间有一个固定的比率(例如,比率是10,则为:1-10-100-1000,等等;或比率是2,则为:1-2-4-8-16,等等)。这种对数标度对麦克风很重要,同时适用于许多电气或声学的测量(即伏特、帕斯卡、瓦特、安培等)。
这种标度的好处是:1 dB是能听到的最小的电平变化,3 dB是可听的明显变化,10 dB从主观听感上被认为是加倍或减半。总的来说,量表上的每一步都被认为大小相等。在现实生活中,最大分贝数
分贝标度是相对标度。因此,可以用dB来表示任何变化。0 dB表示没有变化。任何正的分贝数都表示正变化(现在的值比以前高);任何负的分贝值都表示负变化(现在的值比以前低)。
你可以通过应用参考值将dB设为绝对标度,例如,声压级参考值为20μPa。现在0 dB表示存在声压,它是20μPa(近似于中频听力阈值)。描述声压级的“dB re 20μPa”也可以写成“dB SPL”。
对于电气测量,另一个参考值为1V,写为“0 dBV”或“0 dB re 1V”。这个绝对值可以适用于麦克风灵敏度的规格等。
指向性Directional pattern
麦克风的指向性是指麦克风从不同的方向拾取声音,用来描述麦克风对于不同角度声音的灵敏度,指标上常用polar pattern来表示。
麦克风的指向性可以通过极性图来显示,如下图。极性图是基于同心圆的网格,每个圆圈代表同分贝的电平,通常从外圈0 dB开始。标记为0°的参考点在外圈的顶部,0°表示麦克风的同轴方向。
所有测量数据均在0°处标准化。这意味着,即使麦克风的灵敏度在不同频率下可能不同(频响不均匀),在0°时,它们也在0 dB处对齐(电平图形会升高或降低,以获得曲线的对齐)。除非另有说明,否则相邻圆圈之间的每次偏移通常是5 dB。这样,你就可以确定录下的声音会在任何离轴方向上衰减多少。
通常,会根据拾音极性图中显示的模式来命名麦克风的指向性:
◆全向型:频响曲线始终沿着外圈,麦克风能从各个方向均匀地拾取声音。详细介绍请看:麦克风拾音类型详解—全指向麦克风
◆心形:麦克风从前面和侧面拾取声音,但不能从后面拾取。详细介绍请看:麦克风拾音类型详解—心形指向麦克风
◆超高心形:麦克风从前面拾取声音,也从后面拾取一点声音,但大约±135°的声音拾取不到。详细介绍请看:麦克风拾音类型详解—超高心形指向麦克风
◆8字形(双指向):麦克风从前面和后面同样地拾取声音,但不从侧面拾取。详细介绍请看:麦克风拾音类型详解—双指向麦克风
上图分别是线性的标度(绝对)和对数的标度(相对),可以看出它们是有区别的。
它不仅是一个二维图表,实质上更具有三维特性,我们应该将其想象成三维的球形,这样更有助于对麦克风指向的理解。(如上面几个3D模型图所呈现的)
通常情况下,只用一个极性图描述一款麦克风。然而,麦克风的指向性可能随频率而发生变化(如图)。因此,极性图在不同频率下看起来可能有些不同,通常由麦克风的相关频率范围内的标准倍频程频带(即250hz、500hz、1khz、2khz、4khz、8khz和16khz)决定。
极性图中的频响线应平滑对称,以提供非染色声音。频响曲线不应互相交叉,也最好没有极峰。所呈现的曲线可能已经过了曲线平滑处理,曲线平滑的效果可能会导致曲线非常平滑(有时过于平滑)。仔细看一条曲线,看看它是否来源于实际测量。
在1-2米距离处测量指向性是最常见的。即使是手持式麦克风,也是在这样的距离上测量的。因为声音总是录在轴上,而背景声音(应该会衰减)来自各个角度。
从极性图中,你还可以看到,全向型麦克风通常在更高频率下变得更有指向性。振膜尺寸更大的麦克风在高频会表现出更大的指向性,这是由于振膜前部的压力积聚所致。
原则上,极性图只表示指向性的一个“部分”。一般来说,由于外壳的形状,所有的小振膜电容麦克风(也叫pencil microphone)都围绕旋转轴呈现对称的图案。但某些麦克风(有非对称的麦克风外壳)可能具有不同的水平和垂直模式。
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