第十二篇 选择监控拾音器要注意的几个问题

选择监控拾音器要注意的几个问题

    监控拾音器主要用于话音拾取，追求的是远距离大范围拾音的方便性和工程实用性。我们使用监控拾音器不是因为它效果 多么好多么保真，而是因为除此之外别无它法。远距离大范围拾音的方便性是以牺牲话音质量为代价的，好的监控拾音器要在降低噪音、提高清晰度、减少室内建筑 物回声干扰的同时尽量减少对话音损伤，并同时具有工程实用性。

 
一、话音音频降噪－监控拾音器的重中之重

   监控拾音器的噪声源自电路噪声和环境背景噪声。使用普通驻极体电容咪头和设计合理的低噪声放大电路，可以很容易将电路噪声控制在30dBSPL(等效噪声级)以下，远低于环境背景噪声。环境背景噪声是监控拾音器面临的主要问题，复杂且难于解决。

影响话音质量好坏及能否被听到的关键因素是话音对环境噪声的信噪比。正常谈话时，相距1米处的统计平均话音强度为66dBSPL，话音强度随距离增加而降低，话音对环境噪声的信噪比也同步降低。当距离达到一定程度时，话音就会因信噪比过低而“淹没”在环境背景噪声中无法听清。室内环境背景噪声级通常在 35～55dBSPL，城市及道路两侧室外环境背景噪声级则更高。在35～55dBSPL的室内背景噪声环境下，人耳可以在大约3米～0.3米内满意地听到正常谈话的声音，在大约17米～2米内听清辨析正常谈话的声音。室内正常谈话时话音质量的“满意距离”与“辨析距离”随环境变化，室外差异更大。

   拾音器通过对声音放大，提高声音的响度，可以使弱声音信号听起来更容易。但简单的高保真放大，无法提高话音对环境噪声的信噪比，“满意距离”及“辨析距离”也无法增加。采用模似或DSP数字降噪技术，对拾取的原始话音信号进行处理，提高输出信号的信噪比，增加拾音的“满意距离”及“辨析距离”，是监控拾音器设计的核心。信噪比每提高6dB，满意度相同的拾音距离便增加1倍。如果能将信噪比提高10dB, 55dB以下室内背景噪声环境的最小“辨析距离”便可达到5～6米。

二、高保真、低噪声、高清晰度、灵敏度之间的相互关系

   “高保真、低噪声、高清晰度、高灵敏度”是监控拾音器产品宣传中最为流行的词汇。

监控拾音器本质上是以牺牲话音质量换取使用方便性的产品，根本无法做到“高保真”。“高保真”在很在程度上意味着噪声大、清晰度低。频响20Hz～200000Hz拾音器，从保真角度看是好的，但拾音效果却很差。

   低噪音与清晰度有一定的关联性，一些降低噪音的方法会提高清晰度，但另一些降噪方法则有可能降低清晰度。降噪通常是以牺牲“保真性”为代价的，话音降噪处理必须兼顾低噪声和话音真实性，不能对话音造成过大损伤。

   清晰度的提高，就意味着保真性的下降。过度追求清晰的拾音器会成话音严重损伤，甚至造成特定人群话音的丢失。

   拾音器灵敏度高就能听得远是一种表面现象，但由此认定灵敏度决定拾音距离却是一个错误。拾音距离最终是由信噪比决定的。拾音器灵敏度反映的是声音信号强度 与拾音器输出信号电平的关系，相同声音强度下灵敏度高的拾音器输出信号电平高，仅此而已。从音频监控系统的整体角度看，拾音器灵敏度既不能过高也不能过 低，而是要与使用环境及整个系统的设备状态匹配。

三、方便实用性及工程可实现性

   监控拾音器是追求方便实用性及实用工程可实现性的产物，应该具有以下特殊征：

1. 低成本 

   低成本的重要性无需多言。监控拾音器由前端麦克风咪头和后端低噪声放大电路组成,放大电路对环境背景噪声的降噪处理是决定拾音器品质好坏的关键。麦克风咪 头的作用是将声音信号转换成电信号，只要信噪比高于60dB,便足以满足实用环境的需要。在监控拾音器实际使用环境中，环境背景噪声是主要问题，高端麦克 风咪头对降低环境噪声没有任何作用，只有在专业降噪隔音的30dBSPL以下低噪声环境(录音棚、播音室、剧院等)高端麦克风咪头的性能优势才会体现出 来。拾音器麦克风咪头的选择应避免盲目追求高端以有效控制成本。
2. 远距离传输

   信号放大是主要的远距离传输手段，拾音器中均已采用。监控拾音器信号接口通常采用非平衡Line电平接口，这种电压型音频信号接口对阻抗匹配要求很低，通常只要求拾音器输出阻抗小于等于200Ω，后端设备输入阻抗大于等于1KΩ便可。600Ω输出阻抗并不是好的Line电平接口设计，会造成不必要的信号衰减和抗干扰性能下降。

   在工程实践中，影响传输距离的主要因素是传输线的分布电容及抗干扰性能。分布电容决定了信号的最大传输距离，应尽量选择分布电容小的传输线，但实际操作很 困难。用户应重点关注传输线的抗干扰性能，并根据布线路由的干扰情况选择相应线材。在传输距离不足200米，没有外部干扰的情况下，双绞线、4芯电话线、 网线、同轴线、RVV线、RVVP线等线材差别很小。只要线材抗干扰屏蔽性能足够好，拾音器输出阻抗和后端设备输入阻抗在合理范围内，拾音器话音信号3公 里传输距离轻而易举。

   拾音器技术指标中的传输距离，用户完全无需理会。
3. 宽电压范围无需专用供电电源

   拾音器供电经常采用集中供电，传输线长度线径不同，供电电源传输压降也不同。好的拾音器设计一定是宽电压范围的。考虑到节能环保的需要，尽量要使用12VDC或以下供电电源。

   好的拾音器设计不需要专用的供电电源的，市场上价格在10.00元左右的12VDC/400mA变压器型稳压电源就足已满足拾音器的供电需求。“拾音器专用电源”一般是内置了变压器型稳压电源，并根据拾音器工作电流通常小于50mA的特点选用功率更小的变压器，以达到降低成本的目的。

   开关型稳压电源要在专业指导下，经测试无问题才能使用。
4. 适用不同的后端设备

   拾音器后端连接的设备有硬盘录像机、采集卡、编码器、网络视频服务器、网络摄像机、电脑声卡、有源音箱、调音台、光端机、音频矩阵等，这些设备要求的输入信号电平范围差别很大，这就要求拾音器灵敏度是可调的。

   拾音器中使用的麦克风咪头灵敏度存在差异。依据现行标准，标称灵敏度相同的麦克风咪头，相同声压强度下输出信号的幅度最大允许相差一倍。这种差异性必须通过调整加以弥补。
5. 外观符合实用需求。

   监控拾音器外观设计“美观实用便于安装”是重点，通常采用半圆型、扁圆型或长方型设计，这种外观声学结构可以满足话音拾取的需要，但无论如何都做不到高保真。

定向拾音器是一种较为特殊的拾音器，声波作用于定向麦克风咪头膜片前后两面的抵消作用产生方向性，麦克风咪头前后透声是定向拾音器的基本结构要求。

四、监控拾音器的局限性

   监控拾音器噪声及回声处理的技术瓶颈，决定了监控拾音器不是万能的，对此应有充分的认识。人声噪杂的公用场所、空旷大厅其效果通常很难令人满意，室外天气 及昼夜环境噪声变化对拾音距离有非常大影响。这些问题绝非简单的“高端”“数字”“DSP降噪回声消除”“ASIC设计”“专业语音芯片”等说词所能解决的。 与其幻想“高端DSP降噪数字回声消除专业语音芯片拾音器”创造奇迹，不如用合理的工程设计布局加以改善，必要时放弃才是明智之举。

   对音质要求高的场所，是不能使用监控拾音器的。不仅是拾音器，现有的监控系统设备也无法满足高保真的要求。专业演出转播录音，语言及音乐类的远程教学考试系统也不能使用拾音器、监控设备及普通电脑录音卡。一般性远程教学系统，如果对音质要求不高，可以使用。