麥克風第二篇

kenny7190

麥克風第二篇_____________________________________________________主筆___吳榮宗
   


Hypercardioid polar pattern ( 廣角心型指向 )。  

Ultracardiod polar pattern ( 過度超指向 or Shotgun )。   
另外手頭上常會應用到的麥克風，就是所謂的 shot - gun，你看它的指向特性即可瞭解此收音的範圍很廣，
因此能拾取當下位置的聲訊，總歸前一篇的資料介紹，我們來把這些市面上麥克風的特性整理一下，
大概有這麼幾種型態，

1， Omnidirectional polar pattern ( 全指向 )。


2， Bidirectional polar pattern ( 雙指向，又名8字收音 )。


3， Unidirectional or cardiod polar pattern ( 單指向，或心型指向 )。


4， Supercardiod polar pattern ( 超心型指向 )。


5， Hypercardioid polar pattern ( 廣角心型指向 )。


6， Ultracardiod polar pattern ( 過度超指向，或稱 SHOTGUN )。
   
這一些麥克風的指向特性，我們以 AKG 的 Blue Line 來說明最適當不過了，因為這一型的麥克風是咱們圈內
同行幾乎都有購置的。它的配置是將一只麥克風的音訊放大電路分接出來，其型號為
AKG SE-300，然後依使用者的須求，一共可以轉接 5 種特性的音頭，非常的方便與經濟。

五種音頭的型號為


CK-91單指向。


CK-92全指向。


CK-93廣角心型指向。


CK-94雙指向，又名8字收音。


CK-98 SHOTGUN。
  
            從圖片裡就可以清楚
看到每顆音頭的指向
特性，以方便使用者
應用在各場合裡。

這種多用途的麥克風
結構，在每家廠牌裡都
有這樣的多用途型號，
取 AKG 來解釋的
原因，是因為它價格
便宜，同行之間用的
比較多罷了，
又實際上在真正應用的
實例，大家都比較能
體會得到。


   
過多超指向的麥克風，其深遠的極端
收音，側面的範圍也能拾音，這在一般的
用途裡，它的殘響泛音訊號值過高，
不容易調整供樂器使用，不過，
當大場合，桓境的終實表達，SHOTGUN的特性就可以應用上來，現在的麥克風
製程又是如此的先進，有很多這種的
指向特性已經都被應用在拾取合唱的
聲音了。
上方所介紹的麥克風都是一隻一隻的
使用，也因此當在身歷忠實表達當下場
景的技術，多個以上的麥克風應用就很
費時間及技巧來得到想要的音場，
因此建立起立體麥克風的須要，自然就
迎應而生，它們都是利用麥克風收音
指向的特性，將其組合起來，變成一個
音場立體的麥克風，它可應用在多方面的
場合，如後區喇叭的環境聲音設定，
舞台上表演者與觀看者的音場視覺定位
等，就我們的生活應用環境，
這方面的麥克風比較沒有讓我們接觸到，不過待會的文章看完後，STEREO MIC
的原理，各為自然就會明瞭了。   
另外也有單一製程的麥克風，然後其結構上
可以集多種的指向性在一身，如眾所皆知的
AKG - 414，其功能可依狀況調不同的指向特性，
在前一章節裡，我曾提過，麥克風拾音的指向性，
因範圍距離會對各頻率而有所多寡，
所以一隻好的麥克風，各種的指向性集於一身，
然後又要頻率響應有相當的水準，
在價格上自然就會較高些。   


AKG - 414   


從放大圖面上,可以輕便的選擇各種收音指向特性   
立體麥克風 Stereo Microphone 運用兩個以上的指向特性音頭，將其組合在一起所得到的音像，
這裡我會將相位表的圖示，隨文貼上，供各位快速瞭解其意義。
現今在立體聲音的拾取上，麥克風的製程一日日的好，當然延用下來就自有一些人們慣用的方式，
演變的過程也甚至牽涉到互別苗頭的地步，各家各出自己的立體收音模式，若要認真思考，
其實都是大同小異的，目前常被應用到的立體收音方式有以下幾種:


AB stereo
二只分開的麥克風，依中間距離與音像位置調整形成立體聲圖像。 A-B 立體又稱為不同時間立體。




A-B stereo 麥克風收音的意示簡圖。
_

   
Baffled stereo
間隔開的麥克風立體聲技術，使用一塊聲響系數的吸收擋板。利用尺規調整間隔可以使得收音類似
ORTF、DIN、NOS 的立體技術。
兩個麥克風之間隔置擋板，其材料內容、位置與軸心偏角效果都會有很大的影響能力，
也很容易製造出理性的立體聲。


Baffled stereo 麥克風收音的意示簡圖。
_
  
Binaural stereo
兩耳立體收音。 二個全指向麥克風安置在一個擬人頭像的耳朵裡，來形成合理的立體音像。
製作氣氛聲音，或在虛擬實境應用程式中，經常使用雙耳錄音。

__Binaural 立體收音的麥克風
_

  
Blumlein stereo
兩只雙指向的麥克風安置在同一垂直線面，兩者以90度區分收音面來產生全方位的立體。
以 AKG 414 麥克風為例，如圖，使用同一點中的兩個雙向麥克風而彼此在 90 ° 角。
在收音上有著極佳的立體技術，它的 XY 分離度高。

_利用 AKG-414 麥克風，可以快速得到 Blumlein 的立體音相。Baffled stereo
_
  
Din stereo
兩只在同一收音面，分隔一定的20公分，然後呈90度的彎面，來取得立體音相。
兩個 cardioid 麥克風在創建一個立體圖像 90 °，使用DIN 立體收音和時間延遲立體信號，在大的距離 DIN
立體收音技術會比較呈現不出來， DIN 立體技術在較短的距離，例如對鋼琴、 小型古典組合是很受用。

_典型DIN 麥克風擺設收音直立鋼琴。  
MS-stereo
一只單指向朝正前方，稱為 Mid，一只雙指向朝左右，稱為 Side，兩只麥克風的音圈軸心必須在同一位置，
相位電路的構成是 Left channel=M + S，Right channel=M - S
MS 立體指使用 2 不同麥克風和特殊的矩陣電路來形成立體聲。
Mid 麥克風大多是使用單指向，不過也有人採用全指向來得到更豐富的環境低頻，
Side 端是雙向麥克風，這兩路麥克風無法以左右音相來監聽到所謂立體的聲音，這兩只音頭的軸心組合構成
立體音相是必須藉由一個矩陣電路來形成立體聲的。
由於中心麥克風融合在環境拾音裡非常明確，這種技術在廣播領域裡是極受歡迎的。



利用單指向與雙指向麥克風組合，再利用 yamaha DM2000 通道裡的 MS 編碼電路，可以自製一個 M-S 立體
收因麥克風，就個人經驗，單指向麥克風的軸心高度與前後距離都會影響到立體的明確度。
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NOS stereo
兩只麥克風音頭在同一收音面，分隔一定的 30 公分，然後呈 90 度角，取得立體音相。
NOS = Nederlandse Omroep Stichting = Holland Radio 荷蘭無線電臺



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ORTF stereo

兩只麥克風音頭在同一收音面，分隔一定的17公分，然後呈110度交差角，取得立體音相。


ORTF = Office de Radiodiffusion T?l?vision Fran?aise 法國無線電視臺





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XY stereo
二只麥克風的指向位置同並在同一點， 形成立體聲圖像，以同一指向角度， 擴開 90 度以上，
會有不同的開闊音相。

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立體麥克風每家製造商幾乎都有自己的產品，最近 AKG 也出來一套立體的麥克風，在這些現成的立體麥克風
製品之前，我們基礎上，要瞭解一下是怎麼個立體的。

我們以 SHURE SM - 57 單指向心形麥克風來解說。當麥克風進入混音器時，相位置於中間，則在相位錶上會
得到一條直線的顯示訊號，此意表左右兩邊皆有輸出，因此即成為所謂的 MONO 單音平面音相訊號。
將相位往左轉，則會出現左邊輸出的音相，反之右邊也是如此。
現在我們再加入一支麥克風，( 請注意，麥克風規格條件確定要一樣的型號為優選 )。

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上方由左至右的圖示，分別說明一單音訊號在分析錶上的情形，各位不難看出，當你的系統是立體架構時，若有調整音相至左 or 右，
那麼時間導向將會是在 0 的位置，   
基本上，立體麥克風會佔掉混音器的音軌的兩路，也就是說，架構成立體的條件，基本上就要用掉兩路音軌，
煩雜的多相體麥克風，透過音場處理器甚至多達 5 個音軌，可以辨別上下的空間。
OK，這兩路麥克風輸入後，我們將其一支置於左方音相，一支置於右方音相，將兩支麥克風交叉成 90度如圖
所示，在兩支麥克風的交叉點發音你會得到 MONO 的音相，在左或右方發音，你會得到盡左或盡右的音相，
但是當你在這兩個指向位置任一點發音，你得到的音相就很寬廣，便得很有層次，這樣的原理是因為架構成
立體的收音模式，除了兩個單指向的特性外，在其中間位置會自動又形成一個單指向的收音點，
如此三個收音點因發音距離的多寡，收到聲音訊號後，在物理上，自然成為一個廣而寬的音像，從相位錶上的
指示，各位可以看出立體的音場與 MONO 的音場不同之處，在調整上，你還可以多寡的調整單一支麥克風的
相位，甚至反相其中的一支麥克風來取得你想要的聲音。
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Stereo_圖 2
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Stereo_圖 1
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圖-1，圖-2 是利用最容易取得的麥克風材料，我們來觀察其
立體音相因軸心距離不同的改變。
圖-1 的收音有如上述的 X-Y 收音，若我們佔立在中間位置說話
時，會得到如圖-3 的音相，即便是鄭中間位置，音相顯示圖
已經是不會再是一條線而已，當我們往圖-2 的方向改變時，
卻一直失去明亮的高頻清析值。
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圖-3 Stereo 麥克風擺脫在正中間位置發音
時，所得到的音相雖說 MONO，不過你可
以看出已經有一些粗線條的音相擺動。
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圖 -4，仿 ORTF 的收音模式。
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圖-5 仿 ORTF 的收音立體圖相可以看出很
容易就開出花來，這表示立體的明確度是
非常清楚，不過呢，有時候這樣的收音
模式是不考慮現場擴音的問題，
真正思考，要能應用在有大喇叭現場的
環境，可能要另當別論。
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立體麥克風後製的操作技術我們就不再進入，就現場實際面會碰到的技術問題，我們可以多留下一些，
以一般 MINI 麥克風的指向特性是屬於全指向的，原因無它，當發話者在一定的動作內，轉、仰、俯、側頭時，
他它的聲音必須還要有相當的音訊在，因此全指向的麥克風在這兒就非常的好用，唯獨須要注意的是當全指向
麥克風須要放送現場或監聽時，那就必須考量 P.A.G.要事先的調整這方面的迴授條件。 ( 在以前的 Feedback
迴授的問題文章裡有寫過 ) 技術問題，
或是成音上，你使用即有的全指向麥克風，在發音者桌上或是可利用的條件裡，置放單一指向的麥克風來提供
給現場放送用，亦或更換最基本的手握單指向麥克風來便利作業。
單一指向的麥克風是最最被應用到的，不過透徹的使用它們卻是錯誤的技巧常發生，我們來把它的一些最常出
錯的問題拿出來。
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Talk - 1  

Talk - 2   


Talk - 3  


Talk - 4   
Talk - 1 的收音是有什麼問題？它完全吸收發話者的訊號能量，又當研音源裡出現了 ㄅ / ㄙ 帶頭的字音時，
麥克風將會過份的放大這些訊號，產生所謂的噴麥及齒擦音 Popping and sibilance，這種過度的現象是等化器
修正不掉的，最快最好的方式就是改變收音位置及角度，Talk – 2 / 3 就是當下立刻可消弭這種問題，
至於角度問題，全世界每種技術人都有他們的見解，什麼 30度 / 35 / 70度等都有！總之你只要有做這麼一個
動作，除了問題解決外，鏡頭上也好看，麥克風的不收音點也適時的最大安全位置對著監廳喇叭，
就是這樣子去找出適切電平位置。
而 Talk – 4 的使用法一樣也可以解除問題，只是完全側收的音頭，它的中低頻響應就沒有那麼的好來著的。   


Talk - 5  

Talk - 6   


Talk - 7   
從俯視圖 Talk - 5 / 6 / 7 來觀看它們的擺設，各位就可以更清楚
的瞭解在使用一麥克風，即便是最平常的單指向動圈麥克風，
在你欲去調整 EQ 時，你可以事先的調整這麥克風的位置，
先讓它能夠自然的得到一個好的收音範圍，再去調整你因不同
的人所反應出不同的音質，平衡這其中的一個適當點，
如此整體的音場才不至於過多的相位時間差比，
演講上麥克風的技巧問題，依圖示 Talk - 8 / 9 它們的最佳收音
方式是這麼一回事，另外當運用兩支軟管然後插上動圈的
麥克風時，常常看到新聞轉播某些講話場合，桌面上左右各一支
麥克風，平行開著，這是大大的接近狀況發生的組合，
我來說明一下，
先說明那麥克風的梳形濾波效應，( 給予相同音源拾取的反射
迴響拾取與迴授之前的增益 )。
此種感覺，以人聲的聲音會感覺像是空空的或被過濾了般的。
那麼在什麼情況下會出現？   


Talk - 8  

Talk - 9   


Talk - 10  Talk - 8 的擺設是很多人時常無心犯的錯，唯這其中的問題是兩
音頭中間的距離不足形成另一個收音指向，又當發話者左或右偏
時，麥克風的音頭收音容易產生時間差而發聲抵消的物理現象，
Talk- 9 就是一個標準正確的擺法，這樣的組合可以產生一個很好
的收音空間，就算發話者稍偏位置，在一定的範圍內，它的收音
品質是可以放心的，你可以調整音相成為立體收音，你也可以
調整音相位於中央呈 mono 的模式，無論如何你怎麼應用麥克風，
梳形濾波效應避免掉後，問題就少很多了。
如果你使用電容式超指相的麥克風，那將會使得收音靈敏度增高，
大大提升演講放送的音質。
另外如果非要只能擺設一支麥克風，也無問題，依圖 - 10 的例子
是全世界走到那裡都會看到的方法，包括大型的國際頒獎典禮上，
在這應用上，你可以只開一支，或是兩支全開來調整好，
這樣的結構是最保險的，即便它是 mono 的。   
梳形濾波效應 ( Comb Filter Effect )
就演講桌上 ( Talk - 8 ) 的例子來說明，一支麥克風如圖的擺設時，那麼直接音的拾取外，那桌面的反射音也
同樣的被拾取，又這兩個音源拾取的時間不樣，產生所謂的相位差，不幸的是直接有效音訊就會被些許的抵銷，
又發音者的音頻並非固定，所以會有階段性的忽大忽小輸出，甚至響應不對，造成僅有中頻音域存在，
當你以同等電平位準使信號與它的延遲複製品結合時，某些頻率中和抵消了，這依據取決於延遲的情況而定。
在結合的聲音的頻率響應中，在那裡出現了一系列的凹如峽谷狀態的在頻率的那裡的聲音就抵消了。
這就叫作梳形濾波效應，因為頻率響應看起來像是倒置的梳子的齒狀般的 ( 請參閱下圖 )。  



Talk - 9 / 10 的放送會產生像左方的頻譜分析圖例,Talk - 8 就很容易產生右邊的頻譜.   
一般就大體而論，如果二隻麥克風在不同的距離拾取到同一個聲源時，而且它們的訊號是饋入到相同的聲道時，這就可能會引起相位抵消。這些在頻率響應上的下降或缺口是發生於聲波在某些頻率所結合處於異相的狀態。
結果就是上色的音質、音質被過濾了般的。這聲音聽起來像似 Mild flanging 事實上說的確切一點，
那就是 Flanger 的效果，它們是如何的工作的，你使用一個數位延遲設備那在　0　和　20毫秒之間掠過，
Flanger就會創造出了個梳形濾波器其凹陷如峽谷般的使聲頻頻譜滑上滑下的滑動產生缺口。

消弭方法3比1原則
在二隻麥克風之間為了減少相位抵消，依據 3 比 1 的規則：
在麥克風之間的距離應至少三倍的麥克風到音源的距離。例如，如果有二隻麥克風每隻距離它的音源是 4 英吋，
這兩隻麥克風應該相距至少 12 英吋以去防止相位抵消。 如何去判定 3 比 1 規則呢？
這先要從以下的真相開始：
當你添加個訊號是它的同等電平位準的延遲複製品的信號時，你得到嚴重的梳形濾波具有深陷的峽谷缺口。
但是，當你以不同的電平位準混合直接信號和延遲信號的時候，你得到較不深凹陷的峽谷。
( 在超低音的文章裡我也有寫到這個問題 )
較特別的是，如果這個延遲的信號是比直接信號小 9 dB 時，這些梳形濾波器的凹陷的峽谷只是＋ / －1 dB
而已，如此的儘管在實際上有這麼回事然而它們是聽不到的。
我們要如何去確定那是個延遲的信號，以遠距麥克風拾音，在以較近距麥克風拾音直接信號是至少 9 dB
以下嗎？設置遠距麥克風至少 3 倍的從音源到近距麥克風的距離。起因於平方反比定律，當距離到音源是增加
了 3 倍的時候電平位準下降了 9.54 dB。
所以 3 比 1 規則確定在遠距麥克風那的電平位準將會至少下降 9 dB，因此所以這些混合的信號將有＋ / －1 dB
或更少的梳形濾波。4 比 1 的比例或者更多的是更好的。要避免可聽聞的梳形濾波效應之最低限度是
3 比 1 的比例。到此為止結論是針對於此設置的比剛好 3 :1的或更多。
理想的是在麥克風電平位準之間對同一收音點的電平位準得到至少 9 dB 的差額。你想要的是至少 9 dB 的間隔
分離，不是只有9 dB 剛好的間隔分離。


   


此圖就是在說明 3:1的原則,   


Talk - 11  

Talk - 12   
桌面上的注意事項就是當你平行架設麥克風時 ( 如圖 Talk-11 )，那麼令人煩惱的梳形濾波效應就會出現，
圖 Talk -12 則會避免掉這樣的現象，請各位注意，現象並不是完全沒有，而是我們大大的降低了這樣的物理效
應而已，讓有校的能量電平大於干擾的電平值。   


Talk - 13  

Talk - 14   
多人以上的收音也是一樣的，每次你只要把握這個物理原則，那麼麥克風的收音效能將可以大大的提供出訊號
讓我們使用及調整，Talk – 14 說明了在大型合唱團體的編制下，如何運用麥克風來收取聲音，
另外就是這樣的組合你可以應用在平常的場子裡，話說 IEM 的文章裡，我有提到製作一個現場關眾環境的聲音，
在舞台的前緣你就可以如法泡製出環境的聲響提供給耳機用。
而 STEREO音相的拾取上，它的寬廣要求，你可以利用 M – S麥克風來拾取一個交響樂團錄音，沒有這樣的
設備，可以使用兩只特性一樣的電容麥克風，要採用荷蘭式、法國式、德意志等，要 X-Y 都可以的！
只要立體了，受用的有幫到忙就算是盡到善用立體麥克風的目的。
麥克風的應用真是千變萬化，有的人手頭上甚至都還有高貴的產品，兩篇麥克風的引述幾乎都沒有談到名牌，
我的出發點相信各位都很清楚了，這些基本的物理與其特性，各位藉由它來創造出自己新的正確應用方式，
如此讀書的目的就達到了。

小妖女

报告！别开枪，我就是路过来看看的。。。