精品电视音响装备

精品电视音响装备 第十一章 电视音响设备 本章要求 , 掌握传声器的功能、技术特性及其分类和应用范围。 , 掌握调音台的基本原理、结构和功能。 , 掌握电视音响合成系统的种类及基本操作方法。 一个完整的电视节目，其图像和伴音是有机地结合在一起的。因此，电视制作还应当包括电视伴音制作。电视伴音制作需用到的设备，我们称之为音响设备，主要包括:传声器、调音控制台及各种信号处理设备、磁带录音机或磁带、扬声器(耳机)和监听放大器等。本章主要对传声器和调音控制台作较详细的介绍。 11(1 传声器 传声器(Microphone)俗称话筒。它的功能，是将声源发出的声波转换成电信号。 11(1(1 传声器的技术特性 1(传声器的灵敏度(sensitivity) 传声器的灵敏度是指在自由声场中，单位声压作用下传声器的输出电压或输出功率的数值。一般来说，灵敏度高的传声器比灵敏度低的在同样场合下输出电平高，信噪比大，因此使用效果较好，但有时也要考虑信号本身的大小，对大动态的声音信号，如果使用灵敏度太高的话筒，反而容易造成失真。 (1)开路灵敏度 开路灵敏度是目前大多数传声器生产工厂提供的技术说明中，用以表示传声器灵敏度的一种方法。它是指传声器在开路状态时，单位声压作用下的输出电压。声压的单位常用μbar(微巴)或pa(帕)，10μbar=1Pa。若电压单位用2mV(毫伏)表示，则传声器开路灵敏度的单位可表示为mV,μbar或mV,Pa。 (2)带载灵敏度 带载灵敏度是灵敏度的功率表示法。在国外的传声器说明书中，也有用有效输出电平(Effective Output level)来表示的。它是指在单位声压作用下，在传声器输出端的额定负载上的输出功率，单位是mW,μbar或mW,Pa。 (3)灵敏度的dB或dBm表示法 在某些使用场合，传声器的灵敏度也可用dB或dBm来表示。通常以0dB:1V,μbar或0dB=1V,Pa作为传声器开路输出的参考电平，这样开路灵敏度为lmV,μbar的传声器就可表示为—0dB或—40dB。其他的数值，换算方法相同。dBm表示的是传声器的功率级灵敏度。通常以0dBm=lmW,μbar(毫瓦,微巴)或0dBm=lmW,Pa、lmW,10Vbar作为参考值。使用时务必注意参考值的单位，否则数值上可能相差20dB。 2(传声器的输出阻抗(Output impedance) 传声器的输出阻抗又称源阻抗，即传声器的交流内阻。考虑到传声器信号的输出与后面连接的音响设备(例如调音台、录音机等)的输入级的配接关系，应该是电压匹配，因此传声器的负载阻抗，即调音台或录音机等音响设备的输入阻抗应远大于传声器的输出阻抗。通常要求负载阻抗应比传声器的输出阻抗大5倍以上，这样的负载阻抗一般在传声器的说明书中称为推荐的负载阻抗(Recommended load impedance)。专业性传声器，为了避免导线感应交流声，通常取200Ω或更低一些作为其输出阻抗，这样的传声器俗称低阻传声器。这也就是调音台、录音机等音响设备传声器输入端的输入阻抗通常取为1kΩ的原因。 3(传声器的固有噪声(Inherent noise)和信噪比(Signal—to—noise ratio)S,N 由于传声器的内部或外部导线中分子的热运动，以及周围空气压力的骚动，使传声器在没有声压作用于振膜时仍有电压输出，这个电压称为传声器的固有噪声电压。一般用等效噪声声压级来衡量传声器固有噪声的大小。等效噪声声压级是指传声器输出的噪声电压折算到输入端，其相应的输入噪声的声压级。 4(传声器的方向性(Directivity) 传声器的方向性又称指向性，是指声源的声波以不同的θ角(θ为声波与传声器振膜的法线间的夹角，见下图)向传声器的振膜入射时，由于振膜受到声压作用的大小是不同的，因此传声器输出的电压数值也不相同。显然，声波在轴向(θ=0度)入射时，传声器以最大的输出电压输出信号，即具有最大的灵敏度E;而声波以θ角入射时，传声器的灵敏度0 为E(小于E)。E，相对于E的比值，称为传声器的方向性或指向性D。θ0θ0 5(传声器的频率响应(Frequency response) 传声器的灵敏度与频率的关系，称为传声器的频率响应。表示灵敏度与频率之间关系的曲线，称为频率响应曲线。在给定的频率范围内，频率响应的不均匀度是用dB来度量的，它是衡量传声器质量的一项重要指标。在电视、电影、广播等专业中使用的传声器，通常要 —16kHz频率范围内的不均匀度应小于?2dB。求在30 11(1(2 传声器的分类和应用 1(根据不同的能量转换原理，可以把传声器分为动圈式传声器和电容式传声器。 动圈式传声器是一种最常用的传声器，它的特点是结构简单、牢固、工作可靠，具有较大的动态范围和平直的频响特性，价格比较低，它与电容式传声器相比可以不需要极化电源，因此使用方便，但高频端灵敏度比电容式传声器要低。 电容式传声器是目前各项指标都比较优越的一种传声器，使用时需要交流或蓄电池供电，在广播电台、电视台、厅堂扩声等许多场合被广泛使用，它的特点是结构比较简单，输出噪声电压低，失真小，具有很高的灵敏度，宽而平直的频响特性，瞬态响应好以及很宽的动态范围，录音音色明亮。 近年来驻极体电容传声器(电容式传声器的一种)得到了广泛的应用。驻极体是一种可以较长时间存储表面电荷的材料，所以驻极体电容传声器可省去普通电容传声器的直流极化电源，较一般电容式传声器结构更简单、体制更小、使用更方便。驻极体电容传声器的主要缺点是极化电压的保持时间有一定限度，因此驻极体电容传声器有一定的使用寿命期限，要延长驻极体电容传声器的使用寿命应避免在高温和高湿环境储存和使用。 2(根据指向性不同，可以分为无指向性(全方向性)、双指向性(8字指向性)、心形指向性、锐心形指向性(超指向性)等，如下图所示。 (1)无指向性(全方向性) 无指向性传声器对任何方向都具有同样的灵敏度，它的拾音范围是全方向性的，在以话筒为中心的球形范围内来自各个方向的声音均可被拾起，各方向的传声效果是一样的。拾音的质量只与声源距离有关，而与声源方向无关。一般用在不拾取特定方向音频信号的场合使用。使用无指向性话筒进行工作时，为了使拾音具有较好的音质应进行近距离拾音。这是因为无方向性传声器距声源很近时，相对来说，直达声要比混响声或其他杂散干扰声强得多，可保证除声源外，其他各方向来的干扰声影响不会太大。当声源距离加大时，由于混响声或杂散干扰声相对加大，会使传声器输出的声源的音质下降。这种方向性仅适用于使用一个传声器来拾取可能来自各个方向的声音信号。 (2)双指向性 俗称8字形传声器，它对左右方向来的音频信号灵敏度低，对前后方向来的音频信号的灵敏度高，拾音范围是话筒的正前方和正后方(0度和180度)。两侧方向(90度或270度)拾音最弱。一般用在只需要拾取前后方向来的音频信号而不需要拾取左右方向来的音频信号的场合。使用时一般将传声器位置固定不变。例如，在录音棚内，乐队可以在传声器的两侧排列进行录音。 (3)心形指向性 心形指向性传声器，也称“单一指向性传声器”。它对左右或后面方向来的音频信号灵敏度极低，对前面来的音频信号的灵敏度高，其拾音范围是单方向的，只拾取话筒正前方一个很宽角度范围内的声音，而话筒后面的声音几乎不能拾取。它的拾音范围大约在140度-160度以内(130度时灵敏度约下降3dB)。一般用在有选择地拾取某一特定方向音频信号的场合，是传声器使用最普遍的一种方向特性。由于大多数传声器需要 拾取的声音都来自于传声器的正前方，对其他方向来的声音并不希望收录进来，因此它能获得较好音质的拾音。 (4)锐心形指向性 锐心形指向性(俗称超指向性)传声器拾音范围比心形指向性话筒的指向性更强，对侧向入射声有较好的抑制性，正前方的拾音距离增加了。 对于心形和锐心形这两种方向性来说，心形方向性更适用于要求抑制来自传声器后面的 声音。例如，剧场、舞台上的传声器，不希望观众席上杂散干扰声被收录进来，这时应采用心形方向性。对于各个方向强度相同的室内混响声或环境噪声，由于锐心形传声器主轴的正前方灵敏度最高，需要拾取的声源的直达声相对是加强的，因此就能使处在这种环境中的歌唱或乐器演奏声，很好地从室内混响声或环境中区别开。对于抑制侧向(方向性图的90度或270度方向)来的声音，锐心形较心形为好:另外，在多个传声器拾音时，对于心形方向性来说，只要将传声器尽量靠近声源进行近距离拾音，由于加大了直达声，可以有效地抑制各传声器之间的串音电平，因此这种特性也适用于多传声器和多声道录音。 注意:很多专业性传声器(电容传声器)具有方向性转换开关。通常可以在无向(圆形)—心形(包括锐心形)—8字形方向性中间来选择适合于录音要求的方向性。 3(根据不同的用途又可将传声器分为立式传声器、手握式传声器、佩戴式传声器(颈挂式传声器、项链式传声器)、枪式传声器、吊杆式传声器、立体声传声器等等。按电视节目的画面特点可以选用不同的传声器。 (1)佩戴式传声器 佩戴式传声器包括颈挂式或项链式传声器。这种传声器是佩戴在演员的衣领或口袋上，或挂带在胸前使用的，因此体积很小。在电视同期声录制时，使用这种传声器可以避免传声器对画面的影响。另外，在某些录音场合，因安装固定传声器较为困难，或者演员需要移动、转身等情况，不能随时对准固定传声器，使用佩戴式传声器是比较方便的。佩戴式传声器可以佩戴在演员服装的各个不同部位，因此它应该是无方向性的。考虑到衣服对声音的高频吸收以及演员声音的高频部分不一定正好对准传声器，因此这种传声器的频率特性通常不是平直的，而是在2—10kHz频段内需要将高频提升8-10dB左右。有些设计更周全的一些佩戴式传声器，考虑到人体胸腔辐射，在700—800Hz附近还要作一些均衡处理。在使用这种传声器时，还需注意佩戴位置必须恰当，虽然传声器设计时已经使用了特殊的防振装置，但还是应该尽量避免衣服摩擦声等杂音而影响音质。 佩戴式传声器声音信号的传输方法通常有有线式和无线式两种。有线式是指传声器输出直接通过音频传输电缆和调音台、录音机或录像机等设备相接。在电视节目制作中，有线佩戴式传声器对报告会、讲座或教师讲课等情况比较适用。无线式是指传声器输出经过一套小型无线发射、接收设备再和后面的电声设备相连接，传声器和发射机连接，接收机和调音或记录设备相接，发射机和天线都带在演员身上，并由电池供电。无线传输方法特别适用于大场面的电视剧等节目同期声录制时使用。 (2)枪式传声器 播音员进行现场新闻采访，就可以采用超指向性的枪式传声器。枪式传声器在声音的主轴方向具有高灵敏度而对其他方向有很强的噪声抑制能力，所以超指向性的枪式传声器能够拾取较远距离及较大无规则背景噪声中的声音。 (3)立式传声器 在电视画面中，如果演员(或播音员)无需走动，且传声器可以被摄入镜头，则可采用立式传声器，这时要注意传声器的外形、颜色及传声器支架的合理性。 (4)握式传声器 如果电视画面中不反对出现传声器，而使用传声器支架又会限制演员动作时可采用手握式传声器，但传声器电缆要有足够的柔软性，避免引起金属摩擦声。 (5)无线传声器 如果电视画面中演员(或播音员)活动范围很大，为避免引起颈挂式传声器传输线布设 的困难，可以使用无线传声器。无线传声器包括发射和接收两部分。佩带在演员身上的是微型超高频发射机。电容传声器的电容头即为发射机的槽路电容，发射机把音频信号以调频方式对超高频载频进行调制并发射。然后由一台接收机进行接收并解调。在使用无线传声器之前应进行一下场地检查，以避免干扰。 (6)吊杆式传声器 如果需要使用静止传声器拾音，但又不能使传声器出现在画面中(如拍摄电视剧)，这时可采用吊杆式传声器。将吊杆式传声器放置在演员的上方，但要注意传声器的影子不要进入画面。 11(2 调音台 调音台又称音频混合器，在电视音响节目制作中，调音台是对所需录制节目的声音信号进行控制和实现艺术加工的一种重要的音响设备。在电视节目制作中，声音部分的制作可分为同期(包括先期)和后期制作两个阶段。在这两个阶段中，不论是语言对白、各种效果声以及音乐的录制或合成都需通过各种不同类型的调音台，对各种声音素材进行技术加工和艺术处理。 11(2(1 调音台的基本原理 调音台是通过电子线路，根据节目的要求，以适当的电平把各个被输入的音频信号汇集在一起，进行控制调整、音质加工，并混合到所需要的通路(声道)输出的一种设施。 11(2(2 调音台的结构 根据调音台的基本功能要求，调音台必须具备相应的各种功能单元，如输入通路、各种补偿音质的均衡器，以及组合或总输出母线和相应的输出放大器。此外，每个调音台还应有一个监听切换(分配)单元，至少每个输出通路有一个电平指示器(VU表或峰值表)。对于立体声节目和多声道录音，还必须具有声、像移动和定位的特殊单元。为了人工延时和混响设备的应用，以及进行提示返送，调音台还应设置辅助输出母线。性能更完善一些的调音台，还设置有特殊的音响加工用的输入、输出插口等。正确地运用和操作这些功能单元，将会直接地影响节目制作的艺术效果。当然，对用途范围较窄或级别较低的调音台，也可省略某些功能单元或组合。例如，便携式外出录音调音台，它主要用于外出同期录音，那么在现场录音时，对于音质加工中的人工延时、混响信号的加入不一定是必要的，因此就不一定设置用于这些功能的辅助输出母线。使用中，应根据需要选择不同的调音台。 具体来说，在音响节目制作中，调音台的结构和各部分功能如下: 1(信号的放大和调整 调音台的多路输入端口中，可以分为两类:高电平(线路输入)和低电平(传声器输入)。高电平输入插口主要接收来自磁带录音机、唱机、录像机音频声道等设备的放音输出信号，也可接收来自延时器、混响器等效果装置返回的信号。通常线路输入的信号电平较高，可以不再进行放大(需要时也可进行放大)，直接或经过均衡器送到音量调节器进行音量平衡控制。低电平输入插口插接来自传声器输出的微弱的音频信号，调音台输入组件中的前置放大器必须先将此信号不失真地放大到预定的额定电平，然后经均衡器或直接送到音量调节器进行音量平衡控制。这种先将弱信号电平放大到足够的信号电平后再进行电平调整控制的方式，可以避免各种感应噪声的引入，以保证信号的传输通路有最佳的信噪比。 2(频率均衡 调音台的每条输入通路都具有简易或复杂程度不同的频率均衡和滤波网络。均衡和滤波 电路的作用是:补偿在录音或转录过程中，由于各电声设备的性能和使用条件的限制而引起的频率损失;按节目内容的要求对声源的音色进行加工处理和创造特殊的效果;滤除节目中的某些噪声。 3(信号的混合和分配 调音台每条输入通路中的信号经过频率均衡和增益控制(音量平衡)后，根据节目内容要求，由录音师操纵母线选择按钮将各输入信号混合并分配到指定的母线和相应的输出通路上去。根据需要也可将一个信号同时分配到几条母线上去，如送到辅助母线、监听母线等。 4(信号的传送 调音台的输出组件将完整的节目信号进行总音量调整(对应总输出母线)，并按要求的电平以及适当的输出阻抗和输出方式，将节目信号传送给录音机、录像机等设备进行记录。大部分调音台为了能接入人工延时、混响等设备，也可将各输入组件的信号汇合到辅助输出母线上，然后经电平控制后输出，去激励延时器和混响器等设备。延时器和混响器返回的信号，可由专门设置的辅助输入通路或输入组件的线路输入端输入，再和直接声相混合，以得到加有人工延时、混响声的节目信号。 5(调音台附属电路的功能 调音台除完成主通道节目信号的电平和音质处理外，在录音或合成(混录或缩混)过程中，还需具有完善的监听系统。在录制过程中，为了使录音室、演播室和控制室之间工作和监听方便，调音台应提供对讲联络(便携式除外)、传声器和监听(录音室、演播室)开闭时的连锁控制(避免系统自激)、各种电声设备和工作信号的遥控等功能。 11(2(3 调音台的技术特性 1(增益 调音台的增益根据各种传声器灵敏度的不同是可以调整的，它必须能满足灵敏度最低的传声器的放大要求。因此，调音台在传声器输入时最大增益至少应有60dB，较高的可以在80dB以上。通常调音台在正常工作时，应有约20dB左右的动态余量，相应地约有20dB的电平控制余量。因此，较好的调音台其额定增益必须在60dB以上。在线路输入时，调音台的增益通常为0dB。 2(噪声 衡量调音台噪声大小的方法，对传声器输入通路是用等效输入噪声电平来表示的，即将输出端总的输出噪声电平折算到输入端来衡量。这是由于调音台的传声器放大器在不同的增益位置时，噪声电平随增益的不同而变化，测量到的信噪比也就不同。但调音台输入端的等效噪声电平是固定不变的，因此用等效输入噪声电平能比较确切地反映调音台噪声电平的大小。 调音台线路输入通路的噪声质量是以单独一路的输入、输出组件，在0dB增益时的信噪比来表示的，通常可优于80dB。 3(频率特性 调音台的频率特性的不均匀度，一般在全部工作频段范围内约为lldB左右。如果有的调音台传声器输入通路和线路输入通路稍有差别，那么在该机的技术说明书中应给予注明。 4(非线性谐波失真 调音台的非线性谐波失真通常是指额定输出电平时，在整个工作频段内的全部谐波失真值。有的调音台在不同的频段非线性谐波失真数值稍有差别，在技术说明书中对测试频率应作出相应的。专业用调音台非线性谐波失真一般需要小于0(1,。 5(动态余量(电平储备量) 调音台的动态余量是指最大的不失真输出电平和额定输出电平之差，以dB表示。动态余量愈大，节目的降值储备量也就愈大，声音的自然度也就愈好。通常调音台的动态余量至少应有15-20dB，较高档的调音台可在20dB以上。 6(串音 调音台的串音是指相邻通路间的隔离度。隔离度的优劣和信号的频段有关，高频段的串音较中、低频严重。 11(2(4 调音台的使用和操作 节目制作用的调音台，不论是用于单声轨录音、双声轨(立体声)录音或是多声轨录音，除一些特殊功能单元和母线数量外，组件的基本结构是类同的。有些简单的调音台，只是省略了部分功能单元。 11(3 电视音响的合成 电视音响的合成系统一般有两类，即有调音台的合成系统和没有调音台的合成系统。 11(3(1 有调音台的合成系统 将调音台接入电子编辑系统，即构成了一套常见的电视音响合成系统。使用这种系统，可以通过编辑系统的控制，完成解说、效果、音乐的合成。实际操作时，要根据节目的要求，注意调节各种声音音量的相对大小。如当解说词出现时，应将音乐电位器平缓地拉下至最低音量，解说完毕后，音乐量再逐渐恢复;效果声与解说词并存时，也可做同样处理。 11(3(2 没有调音台的合成系统 没有调音台设备时，可以利用录像机的混合(mix)输出作简单的混音工作。具体操作是:编辑工作完毕后，首先播出版声道2为同期效果声，在声道1录制解说、复制工作版;工作版声道2上录制音乐;留出声道1。混音时，将播出版放于放像机中，混合(mix)输出接到录机的工作版声道1输入，则播出版上的声道1与声道2进行混音后，进入工作版的声道1上。可调整放音、录音音量钮，保证音质、音量。然后，将工作版放于放像机中，播出版放于录像机中，进行混音。则工作版上的声道1(同期声、解说)与声道2上的音乐混合成一路进入到播出版的声道2上，完成混音工作，同时将播出版的声道1抹音。 本章小结 本章在对电视音响设备作出概述的基础上，重点介绍了传声器和调音控制台两类主要音响设备的工作原理、特性、结构、功能、分类及适用范围和基本操作方法。 复习思考题 1(根据不同的能量转换原理，传声器可以分为哪几类?各类传声器有何特性? 2(请画出全方向性、8字指向性、心形指向性、锐心形指向性传声器的方向图，并说出按指向性分类的各种传声器的特性和适用范围。 3(试述调音台的基本工作原理。 4(试述调音台的主要功能。