压差式传声器

与声压传声器不同，压差式（pressure-gradient）传声器振膜的两个表面都暴露在声场里面。这种设计是为了测量振动膜两个表面的压力差（difference）。对两面之间的压力差起反应的振膜，和声压传声器振膜的工作方式不同，导致其具有不同指向性的性质，这些指向性对于电影和电视的工作是非常重要的。如果熟悉了这些指向性拾音的不同效果，就可以自由地进行操作了。

第一种开发出来的压差式传声器是带式传声器（ribbon microphone）。带式传声器内的振膜由一条很薄很轻（2毫克）的传导性金属带构成，被悬挂在强磁场中。从前方而来的挤压声波，垂直于金属带并在金属带上挤压，这一运动穿过磁场，并在金属带的末端感应出一个正极电压，从而将声音转换为电流。后方而来的压缩声波同样挤压金属带振膜，但是，因为与从前方传来的声音方向正好相反，因而产生了一个负极电压。这种差异将在后面进行讨论。

图4.1　声压传声器和压差式传声器的基本形式。在声压传声器中，振膜被绷紧在一个空腔，而压差式传声器，振膜的两面全部暴露在空气里。

我们看到，从前方和后方传来的声音都被转换成电能。但是，从金属带两边传来的声音情况又会怎样呢？在金属带两边，声场面对着金属带的边缘，实际上振膜没有运动，所有没有电流输出。通过移动传声器测绘出的不同角度的输出特性，叫作传声器的极坐标图（polar pattern）。带式传声器的极坐标图是一个8字形（figure-eight），又叫作双指向性（bi-directional）或者两极性（dipolar）。从两侧到达的声音被严重地衰减了，这表明它对前方和后方的声音都很敏感。

要注意的是8字形指向传声器是三维的，其三维度表面可以通过与8字形垂直的轴线旋转而得。

压差式传声器具有声压传声器所不具备的特性，因为它是对压力的差异特别敏感，而不是对压力本身。随着声源和传声器之间的距离的缩小，低频响应就提升，这叫作近讲效应（proximity effect）。

这种效应的出现是因为弯曲的波阵面离声源很近，并且它在空间中应对两点进行测量，而不是一点。距离较远时，散布的波阵面——实际上是球面状的——在由振膜尺寸小的传声器拾取时，则显示为平直的响应。

传声器设计者以许多方式来调整近讲效应。在完全没有调整的情况下，传声器拾取远距离的声音时，频响是平直的；随着它离音源越来越近，低频逐步增加。另一方面，设计者可以调整这种响应，使低频在长距离拾音时会逐渐衰减，在中等距离时为平直，在近距离则提升。遗憾的是，制造商并未给用户提供更多的信息使用户知道最平直时的距离是多少？虽然从其它方面可以获得这方面的信息，但是这是一个需要知道的重要信息。旧时的收音机播音员利用近讲效应给他们的职业带来了益处。他们说话时离带式传声器很近，从而提升低频，而丰满的低频同时也提高了他们的知名度。

对在同一空间内使用的一个全指向性声压传声器和一个8字形指向性的压差式传声器进行比较，可得出一些重要的差异。房间内有直达声、反射声和混响声。直达声的方向是已知的，但是混响声是无方向的。如果将一个全指向性的传声器和一个8字形的传声器紧挨着装在一起，它们的灵敏度相同，并且对准直达声，所获得的直达声是相等的；但是全指向性的传声器获得的混响声要比8字形传声器多很多。这显然是因为全指向性传声器对所有方向的声音都非常敏感的缘故。而在8字形传声器中，来自侧面的部分混响声被削弱了。这一特性在电影录音中非常有价值。因为，它意味着压差式传声器可以用在远距离拾音的场合，所获得的直达声与混响声的比例与一个近距离的、用全指向性传声器所拾取的声音是一样的。

根据后期制作中混响声基本不可能被消除的这一事实，在录音时，通常应该尽量保持较低的混响量。而加上混响则非常简单，它是一项常规的工作。所以这是录音时的“死”规定。

这两种传声器之间的另一个差异也出现在室内。对于这个讨论，我们通常先假设有一个直达声的自由声场，或是一个混响声的扩散声场。在低频时，驻波占据了整个空间，我们观察的不是自由声场或是扩散声场，而是驻波。且压力和压差相差很远。在有驻波的房间内，仅让压差式传声器绕轴向旋转也能使低频产生显著的变化，因为，驻波都有精确的方向性。对不同声场，两种类型反应的输出也大不相同。例如，在某些低频范围内它们的差异很大，导致并肩放置的这两种传声器的音质也不同。