科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

2022-09-30 15:23:48 1点赞 4收藏 0评论

评价一个麦克风的时候,我们经常能看到这个灵敏度这个参数。那么麦克风灵敏度究竟是什么参数,有什么含义呢?

麦克风灵敏度是衡量麦克风作为换能器效率的指标(将声能转换为电能的能力)。麦克风的灵敏度等级取决于其输出电压(音频信号强度)相对于它所承受的声压级。

简单来说就是,麦克风灵敏度是给定输入的输出量。输入的是麦克风振膜处的声压级,输出的是麦克风音频信号。

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

麦克风的声压级随着与声源距离的增加而降低

麦克风输入的是振膜处的声压级(以 dB SPL 或 Pa 为单位测量)。

麦克风输出的是其输出连接上的电压(以 mV 或 dBV 为单位测量)。

参数越大,灵敏度越高。

到底是什么决定了麦克风的灵敏度?

麦克风内部能量转换的三个关键过程,会影响麦克风的灵敏度:

• 振膜对不同声压级的反应性

• 换能器类型及其效率

• 麦克风内音频信号的放大

我们一般按照换能器类型将麦克风分为三类:

动圈麦克风

铝带麦克风

电容麦克风

三种麦克风灵敏度比较

一般来说,有源麦克风的灵敏度等级要比无源麦克风高得多。

有源麦克风振膜不一定比无源麦克风振膜对声音更敏感。相反,有源麦克风的更高灵敏度是由于麦克风在音频输出之前的放大。

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

• 无源铝带麦克风通常灵敏度最低,灵敏度等级在 0.5-6 mV/Pa 范围内。

• 动圈(无源)麦克风的典型灵敏度等级在 1-6 mV/Pa 之间。

• 电容式麦克风或有源铝带麦克风的灵敏度差异范围很大。典型范围在 8 到 32 mV/Pa 之间。

灵敏度等级比较:

电容式麦克风或有源铝带麦克风>动圈麦克风>无源铝带麦克风

01

动圈麦克风灵敏度

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动圈麦克风的工作原理是电磁原理。动圈音头由连接在磁场中的可动膜片上的铜线线圈制成。当铜线在磁场中来回移动时,会产生交流电压(音频信号)。振膜/线圈组合很重,并且不像其他麦克风类型的振膜那样反应灵敏。

其典型灵敏度规格为:

1 至 6 mV/Pa 或

-60 至 -44 dBV/Pa

02

铝带麦克风灵敏度

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铝带麦克风通常不如动圈麦克风敏感。铝带麦克风的挡板由悬挂在两个磁铁之间的薄波纹铝带制成。不同的声压使铝片在磁场中来回移动,从而产生交流电压(音频信号)。铝带非常脆弱,但是振膜易碎性和麦克风灵敏度这两个概念没有关系。

由于电磁感应而在铝带上产生的电压微乎其微。有两类铝带麦克风,每一种都有自己的方法将这种微小的电压增加到可行的水平。

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

• 无源铝带麦克风利用无源升变压器来增加其输出电压。

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

• 有源铝带麦克风利用有源电子设备(包括放大器)来增加其输出电压。

无源铝带典型灵敏度规格为:

0.5 至 6 mV/Pa 或

-60 至 -44 dBV/Pa

有源铝带麦克风的典型灵敏度规格为:

8 至 32 mV/Pa 或

-42 至 -30 dBV/Pa

03

电容麦克风灵敏度

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电容麦克风根据静电原理工作。当振膜响应变化的声压而移动时,隔板之间的间隙会发生变化,因此电容也会发生变化。电容与电压的比例关系导致输出交流电压(音频信号)的波动。紧密拉伸的振膜板可能比动圈振膜对声压更敏感,但输出电压仍然很低。电容麦克风利用有源电子设备(包括放大器)在麦克风的最终输出之前增加电容器振膜的输出电压。

其典型灵敏度规格为:

8 至 32 mV/Pa 或

-42 至 -30 dBV/Pa

灵敏度是越高越好吗?

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

如果你想录制响亮的声源,不想录制其他无关声音时,首选低灵敏度麦克风。但是,在录制比较细微的声音时,低灵敏度麦克风输出的音频信号可能不够响亮。如果调高前置放大器的增益,那么环境噪音也会增加,从而增加了麦克风的信噪比。

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

如果你想录制安静、细微或遥远的声音,首选高灵敏度麦克风。但是,这些麦克风可能“太热”而无法捕捉到响亮的声源。尽管相互排斥,但高灵敏度麦克风的最大声压级通常比低灵敏度麦克风低得多。

具体适用场合:

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低灵敏度麦克风通常更适合:

• 近距离拾取鼓、吉他、贝斯等乐器

• 在响亮的现场乐队环境中使用人声和喇叭麦克风

• 录制高声压级音源(如枪声)

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

高灵敏度麦克风通常更适合:

• 配音工作

• 记录环境和自然的声音

• 远距离“枪式麦克风”录音

• 录制原声吉他等乐器

麦克风灵敏度不可调节

很多人误以为调整麦克风的灵敏度,就等于调整麦克风的音量。其实两者是完全不同的概念。Windows 操作系统控制面板中麦克风的“灵敏度”,实际上调整的是增益而不是麦克风灵敏度。

麦克风灵敏度一般是保持不变的,它是在给定的声压级下输出一定的信号。但是有一种多模式麦克风,在切换极性模式时,灵敏度可能会发生变化。

麦克风灵敏度≠振膜的脆弱性、反应性

麦克风振膜的脆弱性与其灵敏度等级无关。振膜在破裂之前可以承受的创伤量与麦克风将声学声音转换为电流的效率相互排斥。例如,铝带非常脆弱,因此我们可以说它是“敏感的”。然而,无源铝带麦克风通常是最不敏感的,因为我们在上文说过,它的灵敏度最低。

科普 | 麦克风灵敏度到底是什么意思?灵敏度真的越高越好吗?

振膜的脆弱性与麦克风灵敏度无关,反应灵敏性也不是决定灵敏度的重要因素。

麦克风振膜的反应性在能量转换中起着重要作用。然而,它的作用更集中于确定信号的质量(频率响应、瞬态响应等)。振膜的反应性并不是决定麦克风灵敏度的重要因素。同样以铝带为例,铝带可以说比电容和动圈振膜更具反应性。但是,铝带麦克风通常具有最低的灵敏度等级。

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