静电式(electrostatic)(电容式)
电容式传声器只有一个可移动部分——振膜。振膜的运动是通过测量振膜和固定的后极板之间的一个电容量而产生的。电容器(condenser)反映的是由绝缘体分开的两个导体储存电荷电子的能力。在使用电容传声器的情况下,有一个由无声状态下振膜与后极板之间的间距所给出的固定电容量,这个电容量通过由声音引起的振膜运动而大小改变。使用以下三种方法中的一种,可使电容随所测声音的变化而改变。

图4.4 来自schoeps公司的这一系列的传声器拾音头提供了各种指向性以及频响,可以适应各种需要。其中包括纯声压式(全指向性)、压差式(双指向性),以及心形、超心形、次心形,还有界面传声器的类型。其它的变化还包括低频衰减拾音头,有些则突出高频,有些则有着平直的频响曲线。
第一种改变电容的方法,是给由振膜和后极板形成的电容器加上一个通常为45~200Vdc的极化电压。空气是振膜和后极板之间的绝缘体。通常在后极板的正后方提供一组电子,电容器可以检测到由于振膜与后极板之间空间距离的变化而引起的电荷的变化,并将其转化为一个输出电压。这种方法非常稳定,常使用在设备测置中以及录音的传声器中。
第二种方法,是使用由声音引起的电容变化来改变振荡器转为10MHz左右的瞬时频率。这一变化由频率调制探测器所测得。这有点像是调频收音机的收音过程,然后,将音频转换为输出信号。这种方法避免了极化电压的使用,而且使用此方法,传声器的稳定性得到了不断增长。制造商森海泽尔已申请了这种技术的专利。
第三种方法,常使用在价格低廉的电容传声器中,比如那些应答机器上。不过也有一些应用此方法、但是较为便宜的专业录音传声器。在这种类型中,利用电化学的原理制造出永久使用的极化电压。这样,就不需要外部提供极化电压了(虽然接在拾音头后的电子放大器仍然需要供电)。这些预先极化的传声器被称作驻极体电容器(electret capacitor)传声器。在振膜或是后极板中都可以采用储存电荷的极化处理。虽然这些类型中最好的传声器,在实际运用中可与空气电容传声器相媲美,但是没有多少高质量的传声器使用此方法。
所有这三种把电容变化转换为输出电压的方法,都需要电子设备来协助完成这些转换。因此,需要直流电源的支持。供电电源包括在传声器内、外部电池盒中,或者是与传声器相连接的一些设备中的电池。
供电方式不止一种。最简单的方法是将一块电池放入传声器内,或者将电池放入与一根专用传声器电缆的另一端相接的连接装置内。这些电池很容易被人忘记,因为它们能持续工作几百小时,是专业类型的电池,应用范围不太广。所以,基本上都要准备其它的备用品。
还有一些价格非常低廉的驻极体电容传声器类型。如果有两根导线,则通过给信号导线提供直流电供电。如果他们有三根导线,那么一根接地,一根是输出,第三根用于电池电源。例如,它们非常适合设置在一个演播棚或者外景节目中,在那里它们或许被毁坏或者被消耗。[2]
还有一些为传声器提供沿平衡线路远距离供电的方法。最常用的方法是幻相供电(phantom powering)。正极电压被提供给传声器的两个平衡导线,负极电压则与接地的屏蔽层(地线)相连。用这种电源的传声器常常在它们型号代码中使用了一个字母P。这种传声器非常适合与提供幻相供电的传声器前置放大器相连接(这种传声器通常有开关)。
第二种较为常用的供电方法是为其中的一个平衡导线提供正极电压,给另外一个平衡导线提供负极电压,被称作A-B型(A-B)或T型供电(T powering)。由于对误接的传声器会造成损害,所以这种方法不如幻相供电那样流行。将一个带式传声器和一个提供A-B供电的传声器输入端相连会对带式传声器的振膜造成损伤。因为,金属带是要反过来将一个提供给其的电压进行能量转换为其它形态的,就像一个扬声器一样。这种供电也会对动圈式传声器有损害。使用此种供电方法的传声器在其型号代码中常使用字母“T”。
幻相供电的安全特性在于用这种供电方式连接动圈式传声器或带式传声器到输出的时候,从音圈间隙中和金属带两侧的电压是一样的,没有电流被拾取。因此,音圈和金属带一般是安全的。而且,动圈传声器或者带式传声器都不需要额外的供电方式。

图4.5 图4.4中所展示的任何一种传声器拾音头都可以与具有多种供电选择的“电子体”相匹配,从而构成完整的传声器。
因为没有关于特定的传声器使用哪种供电类型的通用设计,所以,如果不去注意传声器的特性标识,就无法知道应该使用哪种供电方式。例如,一个尾数标有P48字样的传声器,表示需要48V的幻相供电。
静电式传声器(Electrostatic Microphone)的镍振膜和后极板之间以空气为绝缘体所以十分稳定,这种结构通常被用来测试传声器的稳定性。录音传声器通常使用一种涂有金属导体比如金的塑料振膜。这两种物质也是十分稳定的。另一方面,电容传声器质量好坏的关键,取决于导体之间的绝缘质量。绝缘质量一降低,就会导致噪声甚至故障。例如,两个振膜之间的湿气就会极大的降低绝缘性,并且使传声器产生噪声。当传声器进行外景录音工作时,外部环境条件的好坏将会决定传声器是否能正常工作。通常传声器的生产厂家都会预先声明,这些问题是不会发生的。如果导致传声器不正常工作的主要原因是潮湿的空气,那么通过小心地加热烘干,就可以使电容传声器恢复到正常工作状态。
总的来讲,电容传声器的工作原理符合典型的高品质传声器的要求。因为,它以振膜的最小振动以及最高效地将声能转换为电能的能力来工作。但与电动式传声器相比,它的成本较高,而且需要供电。
电容传声器可以被作为多种极性的声压式或压差式换能器来制造。有的压差式类型的传声器是通过紧挨着的双重振膜工作,而另外一些传声器则运用振膜后面的声音相位转换网络来接收和延迟来自后方的声音,以此形成心形、超心形,次心形或者强指向性。有些双振膜的设计相对于单振膜的设计来说,要求更好的信噪比。