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話筒指標與調音臺工作電平的關系
發布日期:2016-07-26    瀏覽人數:2118
話筒的技術指標是選擇和使用話筒的重要依據。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換關系,并把話筒所在聲場的聲壓級準確地換算成調音臺輸入 端的電平,從而確定調音臺的輸入增益,得到最高信噪比、最低失真的線性信號。 那么話筒的哪些 指標與調音臺的輸入密切相關?同時如何據之確定調音臺的工作電平呢?
一、幾個重要指標的含義
廣播級話筒的技術指標有近10個,對于聲源和調音臺來說,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到0.5%總諧波失真的最大聲壓級的 度量,它與聲壓的關系定義為: 
0dBSPL=2×10-5Pa 
專業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,就不會產生可聞的失 真。因此這里我們重點討論直接影響調音臺工作電平的后兩種指標。 
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輸入聲壓下產生的1V電壓輸出定義為0dB。 
現在的分貝則以單位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 轉換后的電平度量,統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,我們都可將它轉換為dBμ,前提是行輸入統一到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低于0dBμ。
二、調音臺工作電平的確定
技術上講,調音臺的工作電平是以其上最大信號電平不超過廠家設定的最大動態余量上限來規定的( 實際中工作電平還得根據節目的需要才能確定)。這里,最大動態余量指總諧波失真指標下最大電平 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,就可算出其相應的最大輸出電平; 這一電平與調音臺動態余量上限的差值,便是調音臺輸入級,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調音臺為例,對此進行說明:假如距離話筒 70cm處聲源的最大聲壓級是112dBSPL(峰值,A加權),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 
這個電平聯接到70dB話放增益、話放級的動態余量在總諧波失真是0.017%時為12dBμ的調音臺后(該 調音臺線路放大級的動態余量為28dBμ),與+12dBμ的上限尚有34dB的余量(+12dB-(-22dB)=34dB), 這便是調音臺應有的輸入增益。由此便確定了調音臺的工作電平。 
實際操作中,為確保調音臺在最大信號電平時總諧波失真低于0.017%,一般應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,以其指示在正常區域為參照,確定其降幅的分貝數。
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