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科普 | 电子管麦克风为何能够“暖入人心”?

电子管麦克风是一种有源麦克风,可通过电容膜盒和真空管电子器件将声音(机械波能)转换为音频(电能)。电子管麦克风因其温暖的音色和准确的拾音效果而受到喜爱,并在世界各地的录音室中受到追捧。

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什么是电子管麦克风?



电子管电容式麦克风就是带有电子管电子器件的电容式麦克风。在之前的文章中我们已经介绍过什么是电容麦克风,那什么是电子管呢?


电子管涉及真空管(也称为阀门、热电子管或电子管)。真空管是一种在施加电压时控制电极之间真空中电流流动的装置。“管”一词源于该设备看起来像密封的陶瓷或玻璃管。


电子管麦克风原理图解



在电子管麦克风中,基本电子管是三极管,这意味着电子管具有三个不同的电极。三极管以其放大能力而闻名。电容麦克风振膜通常输出高阻抗信号,那么,真空管主要用来降低这个信号阻抗,以便麦克风信号可以被正确使用。真空管还起到放大信号电平的作用。电子管会自然地压缩音频信号并添加轻微的谐波饱和/失真,使声音听起来更悦耳。


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电子管麦克风的一般特性


每个麦克风型号都有其独特的设计、特性以及优缺点。然而,电子管麦克风之间有一些显着的共性:


1、宽广的频率响应


电子管麦克风因其宽广的频率响应而受到青睐。这实际上是所有录音室级电容麦克风的共性,而不仅仅是电子管电容麦克风。


音头隔膜的低质量和惯性使整个可听频谱的声音频率可以轻松移动隔膜。隔膜相对紧密的张紧也提高了对大范围频率的反应性。隔膜的张力也会在音头处产生精确的瞬态响应。


尽管电子管电子器件会自然地压缩麦克风信号中的这些尖峰,但电子管电容器确实具有准确的瞬态响应及其宽频率响应。


电容式麦克风的频率响应主要由其音头决定,而不是由其电路决定。小振膜电容器往往比大振膜电容器具有更平坦的高端频率响应,因为高频声波(波长短)在移动较小振膜方面更有效。



2、饱和的“暖”色调



真空管因其“温暖”的声音而在音频界受到喜爱。这种温暖是由真空管电子器件固有的两个因素引起的:


热噪声:热噪声是指环境热量导致导体中的电子振动并产生电噪声的现象。这种噪声自然发生在运行中的真空管中,并在整个增益级的其余部分的信号中携带。热噪声具有均匀的功率密度,这意味着它在所有频率中都同样存在。这样,听起来就像白噪音。


尽管噪声通常被认为是音频信号中的敌人,但电子管麦克风中的宽带热噪声如果不是过多存在,可能会为麦克风的音调增加一定的温暖度和平滑度。


饱和失真:饱和失真是指模拟信号失真的一种微妙形式。当从音头传递更高的信号水平时,真空管往往会饱和。


音频饱和度为音频信号添加了悦耳的谐波。电子管饱和有助于温暖声音,并具有自然压缩声音的额外好处,使其更饱满、更具临场感。




3、自然压缩



说到压缩,我将在这里重申电子管将在饱和期间压缩信号。压缩有效地降低了信号的动态范围(最强或最响的点与最弱或最安静的点之间的差异)。压缩实际上会降低最高级别(导致饱和的级别),但声音效果会提高较安静的部分。


正如前面提到的,其结果是一个完整、流畅、真实的声音。出于这个原因,所以音频爱好者会更喜欢电子管。



4、高灵敏度



电子管麦克风的内部放大功能使其具有高灵敏度。麦克风的灵敏度等级是指其在给定声压水平下的输出水平。通过内部放大,电子管电容器能够在给定的声压下输出非常强的信号。




5、相对较高的自噪声



电子管放大器的热噪声导致电子管电容麦克风的自噪声额定值相对较高。



6、高价位



高品质的电容音头、真空管和变压器都非常昂贵。当组件如此昂贵时,麦克风的其他电气和外壳组件也不能太“掉价”。因此为了产生利润,电子管麦克风也只能以高价出售。


除此之外,世界上许多最伟大的麦克风都是已经停产的老式电子管麦克风。这些麦克风因其收藏价值而具有较高的价格。



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电子管麦克风的应用


在电子管麦克风的早期,录音实践和我们现在不太一样。音乐录音或广播系统通常是把单个麦克风放在一个音乐家或播音员面前来完成。后来才出现近距离拾音或者其他方式隔离声源的方法。



电子管麦克风技术随着录音行业的发展而不断进步,在几乎所有声源的录制上听起来都很自然。以下列表包括一些常见的电子管麦克风应用:人声、画外音、铜管乐器、木管乐器、原声吉他、钢琴、乐队、吉他和贝斯放大器等。