第五课传声器...ppt

广播电视系统原理第五课,第二章：广播电视基础知识,第三章：传声器与摄像机,第二章：广播电视基础知识,传声器把原声场中的声音转化成电信号，摄像机把实际生活中的图像转化成电信号，它们都是广播电视系统中的“门户”。,本章结构,传声器,摄像机,传声器概述,传声器的种类,传声器的特性,维护与保养,摄像机概述,光学镜头,电路调节部分,其它组成部分,维护和保养,一、传声器概述,第二章：广播电视基础知识,传声器是声电转化器材，它所完成的工作称为“拾音”。它和“录音”、“调音”、“放音”一起，构成广播系统中四个主要工作类型。,多种名称：如传声器、麦克风、话筒、微音器、咪等。,种类繁多，可以从多方面分类（见实例）,使用上技巧复杂多样,二、传声器的种类,从把声音转化成电信号的原理上来划分，传声器可以分成,碳粒式传声器,压电式传声器,电动式传声器,电容式传声器,第二章：广播电视基础知识,1、碳粒式传声器,结构,工作原理,振动膜就在声波的驱动下上下振动,碳粒层的松紧程度发生变化,碳粒之间的接触程度不同，导致层的总电阻发生变化,处于一个稳压电源的供电中,电路中的电流IU/R，R在变化，U不变，这样，电路中的电流I就要发生变化。,结论：由于这种电流的变化规律和振动膜的变化规律一致，振动膜的变化又与声波的变化规律一致，这样，声音的信息就被转化成电流的信息。,第二章：广播电视基础知识,碳粒式传声器的优、缺点是：,优点：输出信号大，对低声级的噪声不敏感，对非常强的声音有抑制作用；缺点：声电转化的线性差，信噪比低、频带窄,输出信号大,与工作电压有关，容易获得,对低声级的噪声不敏感,与碳粒压缩特点有关,对强的声音有抑制作用,与碳粒压缩特点有关,复习,声电转化的线性差,信噪比,频带窄,第二章：广播电视基础知识,2、晶体式传声器,结构,工作原理,结论：让声波来驱动机械轴运动，在电轴两端接上电极，这样声波的变化规律就在电压的变化规律中体现出来，这就完成了声电的转化。,这种传声器通常并不用于对空气中的声波接收，多用于接触式传声，如唱盘的拾音头、工业中的探测器等。,第二章：广播电视基础知识,3、电动式传声器,电动式传声器是利用电磁感应的方法来实现声电转化，它分成动圈式和铝带式两种，其中动圈式传声器是运用最广泛的一种。,结构组成,风罩、声阻、尼龙网栅、声电转化件、谐振腔和电缆接口,声电转化工作过程,风罩作用,金属罩可以抵抗外力的冲击，保护传声器；海棉体会减弱、阻止气流的进入,声阻、尼龙网栅、谐振腔都是传声器为了改进声音质量而设立的声学处理措施。,A、动圈式传声器,第二章：广播电视基础知识,B、铝带式传声器,这也是一种利用电磁感应原理制造的传声器，它的铝带既是振动膜又是线圈这条铝带的长大约是几cm、宽大约24mm，厚度只有几个微米。它的质量很轻，因此很能感知、传递声波的振动特性，所以音质很好，同样也容易损坏。,工作原理,它的声波的驱运方式也与动圈式不同，是双面驱动式。声波到达铝带双面的路程不同时，由于相位不同，可以造成声压差，依靠这个声压差铝带就产生振动。,使用特点,主要用于录音室内工作，在使用中对防风要求尤其严格。随着电容式传声器的出现，使用面已减少,第二章：广播电视基础知识,4、电容式传声器,电容式传声器是一种目前性能相对较好的传声器类别，它的工作核心是电容器。它主要有三种类型：声频式、射频式、驻极体式。,基础知识,电容器,电容器是电子技术中一种基本的元件，它是一种能储存电荷的元件。,当两块金属板相对放置，并保证二者是绝缘时，先给它们加上一定的电压（U），然后关闭电源，此时在它们的两板上就能储存一定的电荷（Q）。两板间加上的电压越大，储存的电荷就越多，Q/U维持一个恒量。这个恒量反映着这两板之间储存电荷的能力，被称为“电容量”（C）,电容量的大小与两板的面积大小、中间的绝缘介质、两板间的距离都有关系。其中与两板间距离（d）的关系是：当两板间距离d越大，C越小；两板间距离越小，C越大。,第二章：广播电视基础知识,结构组成,声电转化工作过程,A、声频式传声器,振膜是由轻质的塑料膜镀金而成，底极由金属制成；负载电阻很大，一般在10亿欧姆左右放大器也是一种非常高输入阻抗的放大电路。,第二章：广播电视基础知识,B、射频式电容传声器,声波驱动了振膜发生振动，振膜使电容量发生变化，电容量的变化使振荡电路的频率发生变化，这种变化的电流频率可以被鉴频器还原与电流的变化（和接收调频广播的原理相似）。最后的结果是，声音的信号转化成了电信号。射频式电容传声器较为复杂，但音质很好。主要表现在：频率响应好，灵敏度高。,C、驻极体式电容传声器,驻极体式传声器是利用能够永远保持电荷的物质来制成电容器的两极，如：荧光碳、聚四氟乙烯等物质，在紫外线的处理后，就会象永磁体一样永久带上电荷。这样的材料制成的电容，就无须外加电源。由于省去了电源，传声器体积可以做得很小，造价也低了很多。,幻相电源,电容式传声器的极化电源在实际工作中称为幻相电源，现在多由调音台或其它后级设备如摄像机等供给,第二章：广播电视基础知识,4、三种特殊传声器,1、无线传声器（系统）,无线式传声器是由无线传声头、便携式发射机、接收机组成。有的传声器的发射机与传声头合一，这样只有两个部分组成。,它的主要特点是：使用者手中的传声器由电缆线输出信号至腰间的便携式发射机，在这里把电信号先转化成无线电波，通过无线电波向远处的接收机传输。再由接收机解出电信号。,优点和缺点,第二章：广播电视基础知识,简化了拾音时的信号传输方法，利于舞台上（拾音现场）中多传声器的工作；利于移动声源的拾音，如电视采访、自由式移动式的演唱；在影视录音制作中，利于隐藏传声器；易受空间中干扰电波的影响，有信号失落的现象，造成接收信号的不稳定；保密性差。,改进方法,采用微波、红外线进行信号的传输，这样，电波是以视距传播的形式扩散，易于控制传播的范围采用多天线的“分集接收”法，可以在拾音现场的不同位置多设几路天线，然后把各路天线采集的信号加起来。在不是太复杂的地点（如舞台），用三路天线，接收的比例可达99.97%。,第二章：广播电视基础知识,2、佩戴式,佩戴式传声器的主要特点是传声器的体积特别小，可以象一个领带夹，或是一个项链坠一样使用。,它的主要特点是：对于一些不希望露出传声器，或是不希望传声器太抢眼的场合中，它就有很大的作用。自然，它常常是用于电视、电影这种声画结合的媒体中。,特点,体积小、性能优良,电缆线采用软质，对衣服的磨擦声不敏感,由于传声器不正对人的口部，它对高频声有特别提升；有时也设计成对700800Hz声音不敏感，这样有助于克服人的胸腔共鸣声。,第二章：广播电视基础知识,3、强指向性传声器（枪式传声器与抛物面传声器）,在一个杂音很大的环境中拾音，怎么办？,如何才能拾取远处的声音？,首先调整传声器的拾音位置，使干扰声和所要拾取的声音不在一个方向上,其次是使用有强烈方向性（指向性）的传声器，如枪式传声器，抛物面传声器等,能不能用加大录音电平的方法？,第二章：广播电视基础知识,A、枪式传声器,这种传声器与普通传声器的差别仅仅在于：它多了一根“干涉管”,干涉管的四周布满干涉孔，这些干涉孔的位置和大小都有声学上的设计，使得侧向来的声音会从多个孔中进入管中，由于路程上不同，它们之间的相位有差别，这时就会在管内发生干涉相消，使得传入拾音元件的部分减少。,直接从管的正方向进入的声音，它不会产生干涉相消的现象，因此直通到达了拾音元件。这样就起到抑制侧向干扰声的作用。相当于提高了信噪比。,直接声不变侧向声减少,第二章：广播电视基础知识,B、抛物面传声器,这种传声器与普通传声器的差别仅仅在于：它多了一个抛物型反射面,抛物面来汇集声音，这样，正前方的声音就会聚在焦点上，使得远处弱小的声音被放大,近处的干扰声也会会聚在一点上，但不是在焦点上，偏离了一个位置,直接声变大侧向声不变,这种传声器的不足之处在于用抛物面反射声波，为了达到好的效果，其面积应该很大。若面积不足，低频声就不易拾得。,三、传声器的特性,第二章：广播电视基础知识,A、传声器的灵敏度,定义,传声器的灵敏度指的是传声器的声电转化的能力。它的具体数值是：当10帕斯卡的声压作用于传声器振动膜时，传声器能转化出1伏的电压，这样的传声器灵敏度就是0dB。,数量级,普通的传声器灵敏度一般在70dB左右，高一些的有60dB，专业用的高灵敏度传声器可以达到40dB左右。,影响,高灵敏度的传声器在同样的条件下可以拾得更大的声音，这样就可以减小后级放大器的负担，容易得到高的信噪比。当然，太大的信号输出也要考虑后级设备的承受能力。,第二章：广播电视基础知识,B、传声器的指向性,定义,传声器的指向性是传声器最重要的一种特性。它指的是传声器对不同方向声音的灵敏度差异。,极座标用角度和离中心点的距离这两个量来确定座标中的任何一个点。在表达传声器的指向性时，相当于传声器放在O点上,0度角是传声器的正方向（在专业术语中称为主轴方向），与O点的距离就是灵敏度的大小。在使用极座标中，0度角这个方向上的长度规定为1,图中20度角的响应为主轴的80%；90度角的响应为主轴的50%,极坐标表达指向性,第二章：广播电视基础知识,指向性的意义,传声器的指向性使我们在工作中可以对不同方向的声源拾取不同大小的声音，这点在实际的拾音、录音工作中是很重要的。,传声器指向性用于克服现场中的噪声。,传声器指向性的产生,传声器的指向性产生源于振动膜的振动方式,传声器指向性的不同，还可以用来调节混响声的大小。,第二章：广播电视基础知识,压强式传声器,压强式传声器的特点是振动膜只对一个方向开放，它的侧面和背面是完全封闭的。这样，任何方向的声波都要绕到前方才能驱动振膜。如果理想化地考虑这个声电转化件是很小的，任何频率的声波都能自由绕过，这样，同样大小的声波，无论它来自哪个方向，都会在振膜上产生同样的作用。,这样的传声器指向性画出来就是一个正圆形。这种指向形称为“无方向型”。用极座标的数学公式表达就是：S1。,第二章：广播电视基础知识,压差式传声器,压差式传声器的振动膜是两面开口，声波可以从前面和背面同时作用于振动膜，由于路程差，前后声波的相位不同，这样就产生了压力差。,压力差与路程差的大小有关。侧向的声波能产生最大的压力差；而90度方向的声波由于路程差为0，所以压力差也是0；在090度之间的声波也有不同的大小的声压差,从背面入射的声波与正面入射的声波有相同的声压变化规律，但是对振膜驱动的方向相反,综合绘出的传声器对各方向声波的响应就象是一个8字型，不过前后瓣产生的作用相反。这种传声器被称为“8字形传声器”。它的指向性用数学公式来表达就是SCOS。,第二章：广播电视基础知识,心型传声器,如何产生单方向的指向性？,当两个相同灵敏度的全方向型传声器和8字型传声器输出信号的叠加平均时，两个图型的综合体就成为一个心形。理想中的心形传声器的背面输出为0,在实际制造中，心形传声器也是综合了前两种基本传声器的特点，它的振膜前后都有开口，但后面的开口较小，所以它形成一种介于两者之间的指向特性。,它的数学描述公式为S（1COS）/2,第二章：广播电视基础知识,指向性的加深理解,使用传声器时首先要注意它的主轴方向，这是传声器最灵敏的方向,8字型传声器在使用中要注意，它有横向和纵向主轴两种类型,常见的传声器指向型还有超心型（S1/4+3/4COS）和锐心型（S3/4+1/4COS）两种。,一些高级电容式传声器能够切换多种指向性,第二章：广播电视基础知识,C、传声器的近距效应,传声器的近距效应是含有压差式换能方法的传声器具有的一种特性。当这类传声器在近距离拾音时，它的低频灵敏度会明显的提高。距离越近，低频输出就越大。越是低的频率，这种近距的效应就越强。,解决的方法,传声器上有一个低频衰减开关，当这个开关打开时，传声器就衰减输出信号中的低音成分。这个开关一般分成两档：MUSIC与VOICE，有时也简写为M与V。前者是音乐的意思，它是不衰减低频信号，后者是声音，会衰减低频信号。,为什么要保留近距效应,根据心理学的研究发现，声音的高、低频段提升，声音会让人感到“亲切、甜蜜”；而适当衰减高、低频，声音会让人感到“距离感、响度感、穿透感”。,第二章：广播电视基础知识,D、传声器的信噪声比,传声器的信噪比指的是传声器在输出时，信号成分和噪声成分的比例。,了解一下拾音过程中的噪音类型,现场中噪声,指向性,传声器产生噪声,录音时产生的噪声,信噪比,灵敏度,第二章：广播电视基础知识,E、传声器的频率响应,传声器的频率响应是表征传声器对各种频率声音的处理能力。表达的方法为绘出频率响应曲线。观察曲线的平滑程度和保持在正负3分贝之内的频率范围。,F、传声器的输出阻抗,传声器的输出阻抗分成三类：高阻（1020K）；中阻（600）；低阻（200），传声器的输出阻抗会影响到它与后级设备连结的阻抗匹配方式。而且，对于传声器而言，高阻的传声器更容易感染噪声，专业用传声器多用低阻方式输出信号。,F、传声器的最大可承受声压,太大的声压会使拾音质量不良，并有可能损坏传声器，因此传声器都有一个“最大可承受声压”的技术指标。一般这个数值可以达到120dB以上，对于通常的拾音工作都是能够满足要求的。但是对于高声压的拾音（如：喷气发