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    如何防止話筒拾音的聲學相位抵消
    更新:2021-1-29 9:35:48 稿件:音響網 調整大小:【

    設想一下你以單聲道的模式為一個吉他歌手做擴聲,一支話筒拾取人聲,另一支話筒拾取箱琴。

    人聲聽起來比較古怪,有點“空”,同時有濾波器之類的效果聲。為什么會這樣?主唱話筒拾取歌手的演唱,同時拾取箱琴的話筒也串入了歌手的聲音(見圖1)。吉他話筒離主唱話筒的距離大概有一英尺。因此,吉他話筒中拾取的人聲相對于主唱話筒有一定的延時。所以,有兩個“人聲”混合在一起,一個是直接聲,一個是含有延時的聲音。

    當兩支話筒的聲音混合在一起,等電平延時信號的中心頻率將抵消。從頻譜上看,在兩個信號頻率重合的地方會出現連續的凹陷,這里就是聲音抵消頻率。這種現象稱作“梳狀濾波器效應”,因為從頻譜上看象是朝下的梳齒。

    一般來說,如果兩支話筒以不同的距離拾取了同一個聲源,而且它們的信號被混合到一個通道,就可能出現相位抵消。頻譜上凹陷的位置,是聲波中心頻率反相的結果。聲音聽起來像是加了少量的柔軟的flanging效果。

    事實上,我們分析一下flanger效果的原理就知道其中的道理。Flanger效果是通過一個0到20毫秒之間自動掃描的數字延時產生的,flanger效果就是“梳狀濾波器效應”,在軟件的頻譜上看是一個上下滑動的濾波器。

    3:1原則

    為了減少兩支話筒之間的相位抵消,我們必須遵守話筒擺位的3:1原則:話筒之間的距離不少于單個話筒與聲源距離的3倍(見圖2)。例如,兩支話筒離聲源的距離都是4英寸,那么話筒之間的距離至少是12英寸才可以避免相位抵消。

    3:1原則是怎么被定義的?它是由下面這些事實決定的

    當你將一個延時信號等電平的與直接聲混合,將會產生一個嚴重的梳狀濾波器效應。但是當你將直接聲和延時信號按不同的電平來混合,梳狀濾波器效應就會減小。

    一支話筒拾取的干凈的聲音,我對下面的通道加了5毫秒的延時,模擬兩支話筒不同距離拾音時產生的梳狀濾波器效應。

    一般來說,當延時信號低于直接信號9dB的時候,梳狀濾波器效應大概在+/- 1 dB左右,幾乎聽不出來。(穿插我以前的研究成果:在一次錄音中,我突然發現了梳狀濾波器效應,于是開始檢查錄音系統。后來我發現數字錄像機的返回監聽信 號,又被按送入錄像機。因為數字錄像機的帶后延時,就造成了梳狀濾波器效應。經過研究,延時信號在低于直接信號12dB的情況下,梳狀濾波器效應就已經不 太明顯。后來我在電視臺做嘉賓訪談類節目錄音的時候,就將這個研究成果應用到實踐中。當某人講話出現梳狀濾波器效應的時候,我利用調音臺上的Solo功能 分析出哪個話筒過多串入了這個人的語言信號,并努力將這個串入的電平維持在低于說話人電平的12dB以下。)

    對延時信號通道衰減9dB,梳妝濾波器效應變的不明顯。

    我們是如何確定那個遠處話筒拾取的延時信號,低于近距離拾音話筒9dB?只要兩支話筒符合3:1原則,根據反平方定律,當距離增加到三倍的時候電平衰減9.54 dB。(這里有個條件,兩支話筒的增益和靈敏度完全一樣。)

    所以3:1原則保證了遠處話筒的拾取的延時電平低于9 dB,因此混合信號的梳狀濾波在+/- 1 dB或更低,如果話筒的擺位按照4:1以上的比例聲音會更好。3:1原則只是避免容易被聽見的梳狀濾波器效應的最低標準。

    設想一下下面的這種情況,主唱話筒近距離拾音,歌手的聲音非常大,遠處話筒拾取吉他,但吉他的聲音很小。話筒雖然按照3:1原則擺放,但是你不得不增大吉他 話筒的增益,因為吉他的聲音太小。如果這樣,你可能就破壞了9 dB的電平標準,因為吉他話筒的增益太高,歌手演唱的聲音很大。

    這個時候就不光是3:1擺位原則可以解決的了。理想情況下,兩支話筒拾取同一樂器的電平低于9 dB可以得到不錯的音質。但9 dB只是最低要求,不是正好達到9 dB就可以獲得好的效果。

     

    這里有一些避免兩支話筒之間相位抵消的技巧

    -近距離拾音,利用EQ衰減過度的低頻。

    -將樂器之間距離拉開。

    -利用拾音器代替話筒。

    -對主唱話筒做1毫秒的延時。主唱話筒和吉他話筒拾取的信號,在時間上就對位了。

    -使用指向性話筒,一支向上,一支向下。例如,主唱話筒從下往上,吉他話筒從上往下。-如果使用兩支心型指向話筒,方向相反,兩支話筒之間的距離在低于3:1原則的情況下,還是可以得到不錯的音質。

    另外一些防止相位抵消的技巧:不要用兩支話筒拾取一個聲源。例如,只用一個話筒拾取演講者的語言。在某些情況下,如果你必須使用兩支話筒混合到一個通道,請將兩支話筒的話筒頭靠在一起。通過這樣的方法,兩支話筒之間沒有延時,也就自然不會出現梳狀濾波器效應。

    一些例外的情況

    什么情況下可以用兩支話筒以不同的距離拾取同一聲源?在立體聲錄音的時候。這時,你得到的不是相位抵消,是聲像。樂器在音箱中的位置取決于兩支話筒之間的延時,電平和你控制的聲相位置。

    設想將一支話筒的聲相放到極左,另外一支放到極右。如果兩支話筒之間的延時位0毫秒,兩支話筒的電平一樣,聲相將在兩只音箱中間。如果有0.5毫秒的延時,聲相將偏離中間一半的位置。如果延時達到1.5毫秒,聲相將完全偏到某一只音箱。

    (Bruce Bartlett是國際頂級的話筒技術工程師/自由撰稿人,同時他也是錄音師,音頻雜志記者。)

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