CN208299962U - 一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构。包括音头组件、音头前振动组件，音头组件包括音头支架、安装于音头支架上的话筒音头以及震动膜片，其特征在于，在音头组件前方增设前腔共振器，前腔共振器是由网罩支架、网罩组成的音头前腔，所述音头前腔环绕音头组件形成一个封闭的腔体，音头前腔的末端与音头支架固定，实现前腔共振器与话筒音头合为一个整体，利用前腔共振效应改善话筒灵敏度和频响特性，音头前腔内在话筒音头的周侧增设一音头圈加强改善。本实用新型最大限度的拾取现场直达声信号和抑制本底噪声，让录音工程师轻松的拾取到一个高质量、高品质的声源。

Description

一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构

技术领域

本实用新型涉及录音技术领域，具体的说是一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构。

背景技术

话筒在录音系统中一直处于重要的地位，是录音设备系统中的第一节硬件设备，品质的好坏直接主宰着录音作品的成败。录音工程师们对话筒的使用和选择非常重视，除了好的频率响应特性外信噪比也是选择的重要指标。

话筒领域中大震膜音头一直受到录音工程师们的青睐，话筒主要有两部分组成1、声电换能器（以下简称音头），把空气中的物理震动声波转化为电信号的装置。2、阻抗变换电路，通过音头把声波的震动转化为电信号输出由于阻抗非常高普通的电路无法获取到微小的信号，所以要阻抗变换电路把音头输出的高阻抗信号转换成低阻信号往后级设备传输。所谓大震膜就是话筒音头的振动膜面积大，面积大可以获取较高的灵敏度和较好的低频特性等优点，缺点是直径大高频会产生谷点等现象，谷点的频率和音头直径有着密切的关系，往往这些谷点都落在人耳可听区域的中高频段，这个区域是大部分乐器重要的发声频段，谷点的出现直接导致音色的暗淡和模糊，严重的影响音乐作品的后期制作，针对这一现象我们利用前腔的共振效应除了可以弥补大震膜话筒在高频出现的谷点现象还能提升灵敏度和改善中频特性。

结合录音工程师们的经验和市场需求研发一款和音头能融为一体的前腔效应共振器来解决上述大震膜音头的不足之处，方便录音工程师们录制出高保真、高质量的音乐作品。

发明内容

本实用新型为改善话筒信噪比、中频频率响应和谷点现象利用前腔共振效应而开发的前腔效应共振器，以下简称前腔共振器，

一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构，包括音头组件、音头前振动组件，音头组件包括音头支架、安装于音头支架上的话筒音头以及震动膜片，其特征在于，在音头组件前方增设前腔共振器，前腔共振器是由网罩支架1、网罩2组成的音头前腔3，所述音头前腔3环绕音头组件形成一个封闭的腔体，音头前腔3的末端与音头支架5固定，实现前腔共振器与话筒音头合为一个整体，此前腔共振器安装在音头支架上和话筒音头合为一个整体除了具体上述描述的声学特性外还具有保护音头的目的；利用前腔共振效应改善话筒灵敏度和频响特性，音头前腔3内在话筒音头的周侧增设一音头圈4加强改善。

前腔共振器在轴向或者水平方向上高出音头表面。当话筒音头遇到外力冲击碰撞时前腔共振器随音头一起运动先碰到网罩，终止音头随外力继续往前移动，起到保护音头的作用。

前腔半径R控制为4mm深度。

音头支架固定在有橡胶材料作为减震效果的尖辟上，当话筒受到意外的外力冲击力时音头会随力的方向摇动；音头震动膜片是由6μm的振动薄膜和微米级薄膜组成，此面及其脆弱，一旦碰到外屏蔽网罩基本就是不可逆转的永久性损伤。

本实用新型的利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构，通过物理结构的方法提升话筒的灵敏度和中频特性来改善话筒的音色和信噪比，最大限度的拾取现场直达声信号和抑制本底噪声，让录音工程师轻松的拾取到一个高质量、高品质的声源。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为简化后的电力声类比特性图。

图3为频率特性曲线。

图中标记说明

1网罩支架，2网罩，3音头前腔，4音头圈，5音头支架，R是前腔的半径。

具体实施方式

现结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。

如图1所示，包括音头组件、音头前振动组件，音头组件包括音头支架、安装于音头支架上的话筒音头以及震动膜片，其特征在于，在音头组件前方增设前腔共振器，前腔共振器是由网罩支架1、网罩2组成的音头前腔3，所述音头前腔3环绕音头组件形成一个封闭的腔体，音头前腔3的末端与音头支架5固定，实现前腔共振器与话筒音头合为一个整体，此前腔共振器安装在音头支架上和话筒音头合为一个整体除了具体上述描述的声学特性外还具有保护音头的目的；利用前腔共振效应改善话筒灵敏度和频响特性，音头前腔3内在话筒音头的周侧增设一音头圈4加强改善。

图中环音头圈和膜片之间形成了一个封闭的腔体，在声学系统中图中的腔体有声质量、声阻和声顺，三者配合在高频处必然会产生共振效应，共振频率在话筒的有效带宽内。图中，声质量、声阻和声顺的共振使得作用在震动膜片上的声压P增加提高了话筒灵敏度而改善话筒的信噪比。

调节声质量、声阻和声顺三者间的参数来改变共振频率，使得共振点在音头谷点的频率处来填补谷点来解决频响下跌的现象。由于前腔的直径较大，声阻相对较小，计算时忽略。

声质量Ma为：

Ma=ρ（l+2*0.613R）/S

式中ρ为空气密度，2*0.613R为腔体修正量，表示附加空气质量对声质量Ma的贡献量，S为腔体的截面积，R为腔体半径。

腔体声顺Ca为：

Ca=Wo/C²ρ

式中Wo为前腔共振器的容积，C为声速，ρ为空气密度，

声质量Ma和声顺的共振频率为：

Fo=1/（2π）√MaCa

式中Ma为声质量，Ca为声顺。

从上式中发现想要调整共振频率Fo到谷点处只要调整Ma和Ca即可获得，由于Ma较小，Ca比较容易调节。声波先经过前腔共振器后改变了局部频率处的响应继续往后级声学系统传输，把声学的流程图通过电力声类比转成电路的方式更容易我们发现前腔共振器与后级之间的关系，如下面类比图所示。

根据图2所示的简化后的电力声类比特性图，图中Ma、Ra和Ca是前腔共振器的声质量、声阻和声顺，Mo、Co和Ro是前膜片的声质量声顺和声阻，M1、R1和C1是后振动系统的声质量声阻和声顺，Rm是薄流程阻尼。从图中发现前腔共振器的Ma、Ra和Ca是串联在音头正面的，所以音头的前腔共振器产生的共振效果是叠加在音头特性上的，通过改变前腔的Ca和Ma我们得出图3的实验数据。

根据图3所示的频率特性曲线来看，不同的Ca和Ma能控制共振频率和灵敏度，我们调整前腔控制器到4mm深度，曲线在5KHz处得到了较大的提升，填补频响的不足，完善了大震膜音头产品的频率响应特性。

Claims (4)

1.一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构，包括音头组件、音头前振动组件，音头组件包括音头支架、安装于音头支架上的话筒音头以及震动膜片，其特征在于，在音头组件前方增设前腔共振器，前腔共振器是由网罩支架（1）、网罩（2）组成的音头前腔（3），所述音头前腔（3）环绕音头组件形成一个封闭的腔体，音头前腔（3）的末端与音头支架（5）固定，实现前腔共振器与话筒音头合为一个整体；利用前腔共振效应改善话筒灵敏度和频响特性，音头前腔（3）内在话筒音头的周侧增设一音头圈（4）加强改善。

2.如权利要求1所述的一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构，其特征在于，前腔共振器在轴向或者水平方向上高出音头表面。

3.如权利要求1所述的一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构，其特征在于，前腔半径R控制为4mm深度。

4.如权利要求1所述的一种利用前腔效应改善话筒灵敏度和频响特性结构，其特征在于，音头支架固定在有橡胶材料作为减震效果的尖辟上，当话筒受到意外的外力冲击力时音头会随力的方向摇动；音头震动膜片是由6μm的振动薄膜和微米级薄膜组成。