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話筒指標(biāo)與調(diào)音臺工作電平的關(guān)系
發(fā)布日期:2016-07-26    瀏覽人數(shù):3824
話筒的技術(shù)指標(biāo)是選擇和使用話筒的重要依據(jù)。只有明白了它的確切含義,才能合理地處置話筒 與聲源的距離,掌握其聲壓與電壓的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并把話筒所在聲場的聲壓級準(zhǔn)確地?fù)Q算成調(diào)音臺輸入 端的電平,從而確定調(diào)音臺的輸入增益,得到最高信噪比、最低失真的線性信號。 那么話筒的哪些 指標(biāo)與調(diào)音臺的輸入密切相關(guān)?同時如何據(jù)之確定調(diào)音臺的工作電平呢?
一、幾個重要指標(biāo)的含義
廣播級話筒的技術(shù)指標(biāo)有近10個,對于聲源和調(diào)音臺來說,最重要的是以下3個:最大輸入聲壓 級、靈敏度和最大輸出電平。最大輸入聲壓級是話筒所能承受的達(dá)到0.5%總諧波失真的最大聲壓級的 度量,它與聲壓的關(guān)系定義為: 
0dBSPL=2×10-5Pa 
專業(yè)話筒的最大輸入聲壓級一般定得較高,只要它和聲源間的距離得當(dāng),就不會產(chǎn)生可聞的失 真。因此這里我們重點討論直接影響調(diào)音臺工作電平的后兩種指標(biāo)。 
1.靈敏度 
靈敏度是話筒在單位聲壓激勵下輸出電壓與輸入聲壓的比值,其單位是mV/Pa。為與電路中電平 的度量一致,靈敏度也可以分貝值表示。早期分貝多以單位dBm和dBV表示: 
0dBm=1mW/Pa,即把1Pa輸入聲壓下給600Ω負(fù)載帶來的1mW功率輸出定義為0dB; 
0dBV=1V/μbar,把在1μbar輸入聲壓下產(chǎn)生的1V電壓輸出定義為0dB。 
現(xiàn)在的分貝則以單位dBμ表示: 
0dBμ=0.775V/Pa,即將1Pa輸入聲壓下話筒0.775V電壓輸出定義為0dB(這樣就把話筒聲壓—電壓 轉(zhuǎn)換后的電平度量,統(tǒng)一到電路中普遍采用的0dBμ=0.775V這一參考單位)。
顯然,不論靈敏度如何表示,我們都可將它轉(zhuǎn)換為dBμ,前提是行輸入統(tǒng)一到Pa這個單位。 
例如:NEUMANNU89話筒的靈敏度是8mV/Pa,可直接由 
20lg[(0.008V/Pa)÷(0.775V/Pa)] 
得出其靈敏度約為-40dBμ。 
再如:AKGC414話筒的靈敏度為-60dBV,由 
0dBV=1V/μbar=10V/Pa 
先求出1Pa聲壓下-60dBV的輸出電壓X: 
20lg[(XV/Pa)÷(10V/Pa)]=-60 
得出X=0.01(V),即它的靈敏度為10mV/Pa。再由式 
20lg[(0.01V/Pa)÷(0.775V/Pa)] 
可得其靈敏度約為-37dBμ 
2.最大輸出電平 
話筒在最大輸入聲壓級下的輸出電平即最大輸出電平。如同最大輸入聲壓級限定了話筒與聲源間 的距離一樣,最大輸出電平直接決定了調(diào)音臺的輸入工作電平。對于一個給定的話筒來說,只要已知 其靈敏度與最高聲壓級,就可算出它的最大輸出電平。 
仍以NEUMANNU89話筒為例:其靈敏度為8mV/Pa,最大輸入聲壓級為134dBSPL(在10dB輸入衰減檔)。先 將輸入聲壓級轉(zhuǎn)換成聲壓,再由靈敏度求出最大輸出電平:因為0dBSPL=2×10-5Pa,則最大輸入聲壓 X可由 
134dBSPL=20lgX/2×10-5Pa 
得出X=100(Pa)。由靈敏度8mV/Pa知,100Pa時最大輸出為800mV,化成輸出電平即: 
20lg[(0.8V/Pa)÷(0.775V/Pa)] 
約為0dBμ。此即U89話筒理論上的最大輸出電平。實際上,正常使用時一般不選擇10dB衰減檔(以減 少輸入噪聲),所以只要話筒的擺放距離合適,U89前的最大聲壓級一般不會超過其正常檔位下的 124dBSPL,因此它的最大輸出電平一般遠(yuǎn)低于0dBμ。
二、調(diào)音臺工作電平的確定
技術(shù)上講,調(diào)音臺的工作電平是以其上最大信號電平不超過廠家設(shè)定的最大動態(tài)余量上限來規(guī)定的( 實際中工作電平還得根據(jù)節(jié)目的需要才能確定)。這里,最大動態(tài)余量指總諧波失真指標(biāo)下最大電平 與0dBμ之上的一段電平范圍,如圖示。 
這樣,只要在話筒端已知聲源可能的最大聲壓級與話筒的靈敏度,就可算出其相應(yīng)的最大輸出電平; 這一電平與調(diào)音臺動態(tài)余量上限的差值,便是調(diào)音臺輸入級,即話筒放大器(簡稱話放)的輸入增益; 在此增益下的信號電平就是調(diào)音臺的工作電平。 
以所錄聲源為花腔女高音、采用U89話筒和AMEKRemBandt調(diào)音臺為例,對此進(jìn)行說明:假如距離話筒 70cm處聲源的最大聲壓級是112dBSPL(峰值,A加權(quán)),話筒所能承受的最大輸入聲壓級是124dB、靈敏 度是8mV/Pa,由公式 
112dBSPL=20lgX/2×10-5 
可知112dB聲壓級相當(dāng)于8Pa聲壓,它可有8Pa×8mV/Pa=64mV的電壓輸出,也即有電平輸出: 
20lg[(0.064V/Pa)÷(0.775V/Pa)]=-22dBμ 
這個電平聯(lián)接到70dB話放增益、話放級的動態(tài)余量在總諧波失真是0.017%時為12dBμ的調(diào)音臺后(該 調(diào)音臺線路放大級的動態(tài)余量為28dBμ),與+12dBμ的上限尚有34dB的余量(+12dB-(-22dB)=34dB), 這便是調(diào)音臺應(yīng)有的輸入增益。由此便確定了調(diào)音臺的工作電平。 
實際操作中,為確保調(diào)音臺在最大信號電平時總諧波失真低于0.017%,一般應(yīng)把上述話放增益再降低 幾分貝。降低的幅度由以下方法確定:首先將通道、監(jiān)聽及總輸出三部分的推拉衰減器都置于0dB工 作位置,然后觀察此時輸入、輸出的音量表,以其指示在正常區(qū)域為參照,確定其降幅的分貝數(shù)。
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