话筒录音时注意相位相互抵制

红灯记

) f) x; {/ T3 `设想一下你以单声道的模式为一个吉他歌手做扩声，一支话筒拾取人声，另一支话筒拾取箱琴。
% o8 d$ X5 n! i& B6 H3 d- `5 |0 m人声听起来比较古怪，有点“空”，同时有滤波器之类的效果声。为什么会这样？主唱话筒拾取歌手的演唱，同时拾取箱琴的话筒也串入了歌手的声音（见图1）。吉他话筒离主唱话筒的距离大概有一英尺。因此，吉他话筒中拾取的人声相对于主唱话筒有一定的延时。所以，有两个“人声”混合在一起，一个是直接声，一个是含有延时的声音。
2 p; O6 i3 y0 d
2 f" O$ r6 [0 ]- A( s, q

                               
登录/注册后可看大图

* E) j7 Q/ N/ p( s7 a
图1

当两支话筒的声音混合在一起，等电平延时信号的中心频率将抵消。从频谱上看，在两个信号频率重合的地方会出现连续的凹陷，这里就是声音抵消频率。这种现象称作“梳状滤波器效应”，因为从频谱上看象是朝下的梳齿。


+ u: E# g+ t. w8 R, Z+ i- h* Q6 f! Q; j一般来说，如果两支话筒以不同的距离拾取了同一个声源，而且它们的信号被混合到一个通道，就可能出现相位抵消。频谱上凹陷的位置，是声波中心频率反相的结果。声音听起来像是加了少量的柔软的flanging效果。
事实上，我们分析一下flanger效果的原理就知道其中的道理。Flanger效果是通过一个0到20毫秒之间自动扫描的数字延时产生的，flanger效果就是“梳状滤波器效应”，在软件的频谱上看是一个上下滑动的滤波器。
# w7 G- C" Q( [: e. B: T" Y
6 w1 X+ X) H1 z5 k" \( k3:1原则
7 }6 E/ W8 k$ C7 o5 D, h& c
* y/ @2 _3 W! Y& `为了减少两支话筒之间的相位抵消，我们必须遵守话筒摆位的3:1原则：话筒之间的距离不少于单个话筒与声源距离的3倍（见图2）。例如，两支话筒离声源的距离都是4英寸，那么话筒之间的距离至少是12英寸才可以避免相位抵消。
: L. V/ E# }) N0 W$ i" w6 ]

5 M2 |2 Z) a7 x5 Y9 n7 m! a                               
登录/注册后可看大图

图2
; ^% D& S; p9 P/ P" L
3:1原则是怎么被定义的？它是由下面这些事实决定的：
1 K: h/ ~' n% Z5 t3 c! B2 r4 }
当你将一个延时信号等电平的与直接声混合，将会产生一个严重的梳状滤波器效应。但是当你将直接声和延时信号按不同的电平来混合，梳状滤波器效应就会减小。
- }' n$ h" _. t" o- F8 T

; F' R2 Y; c. [4 e& Q                               
登录/注册后可看大图

5 H4 j8 v8 t  E3 Z# A+ O一支话筒拾取的干净的声音，下载: 干净的声音音频文件
http://www.ogdev.net/download/2006/clear.rar

$ b8 Y- q) q( Y
. i) Z5 Y( w" \3 I7 J* V! H

                               
登录/注册后可看大图

我对下面的通道加了5毫秒的延时,模拟两支话筒不同距离拾音时产生的梳状滤波器效应。下载: 梳状滤波器效应音频文件
http://www.ogdev.net/download/2006/kh0o_comb_filter_effects.rar
  ?) l4 d& ]! X; o" V5 i- A- k# \9 D
* f: l4 P1 r' u; |. \+ T' p一般来说，当延时信号低于直接信号9dB的时候，梳状滤波器效应大概在+/- 1 dB左右，几乎听不出来。（穿插我以前的研究成果：在一次录音中，我突然发现了梳状滤波器效应，于是开始检查录音系统。后来我发现数字录像机的返回监听信号，又被按送入录像机。因为数字录像机的带后延时，就造成了梳状滤波器效应。经过研究，延时信号在低于直接信号12dB的情况下，梳状滤波器效应就已经不太明显。后来我在电视台做嘉宾访谈类节目录音的时候，就将这个研究成果应用到实践中。当某人讲话出现梳状滤波器效应的时候，我利用调音台上的Solo功能分析出哪个话筒过多串入了这个人的语言信号，并努力将这个串入的电平维持在低于说话人电平的12dB以下。）

                               
登录/注册后可看大图

. A, o) T/ o6 {0 B1 k) G) ~
, t2 Y% V( \3 X) E2 r: P5 R对延时信号通道衰减9dB，梳妆滤波器效应变的不明显。下载： 衰减9dB音频文件
( }" ?( Q" P, t8 Zhttp://www.ogdev.net/download/2006/nkdr_fu9dBu.rar

我们是如何确定那个远处话筒拾取的延时信号，低于近距离拾音话筒9dB？只要两支话筒符合3:1原则，根据反平方定律，当距离增加到三倍的时候电平衰减9.54 dB。（这里有个条件，两支话筒的增益和灵敏度完全一样。）

; p3 V$ h5 Z7 b- o  a所以3:1原则保证了远处话筒的拾取的延时电平低于9 dB，因此混合信号的梳状滤波在+/- 1 dB或更低，如果话筒的摆位按照4:1以上的比例声音会更好。3:1原则只是避免容易被听见的梳状滤波器效应的最低标准。
/ L# J1 ?" h- Z
" P+ L* G$ y1 z  U) o" v; j2 W) l设想一下下面的这种情况，主唱话筒近距离拾音，歌手的声音非常大，远处话筒拾取吉他，但吉他的声音很小。话筒虽然按照3:1原则摆放，但是你不得不增大吉他话筒的增益，因为吉他的声音太小。如果这样，你可能就破坏了9 dB的电平标准，因为吉他话筒的增益太高，歌手演唱的声音很大。

4 r3 p* C6 T+ K7 q5 N/ l  ^这个时候就不光是3:1摆位原则可以解决的了。理想情况下，两支话筒拾取同一乐器的电平低于9 dB可以得到不错的音质。但9 dB只是最低要求，不是正好达到9 dB就可以获得好的效果。
# J. @" N; G2 x  R9 |% Z
这里有一些避免两支话筒之间相位抵消的技巧
6 \  B; ^" ~! Q+ Y3 c# w
-近距离拾音，利用EQ衰减过度的低频。
8 Z- L# n- Y- M) X-将乐器之间距离拉开。
8 A2 [, q2 O5 l1 T( f! }1 Q-利用拾音器代替话筒。
-对主唱话筒做1毫秒的延时。主唱话筒和吉他话筒拾取的信号，在时间上就对位了。
/ ^/ x6 ^4 M9 D3 Q9 w-使用指向性话筒，一支向上，一支向下。例如，主唱话筒从下往上，吉他话筒从上往下。-如果使用两支心型指向话筒，方向相反，两支话筒之间的距离在低于3:1原则的情况下，还是可以得到不错的音质。
7 ~! y  K9 W8 x6 f+ {; a! ]9 |8 Q
另外一些防止相位抵消的技巧：不要用两支话筒拾取一个声源。例如，只用一个话筒拾取演讲者的语言。在某些情况下，如果你必须使用两支话筒混合到一个通道，请将两支话筒的话筒头靠在一起。通过这样的方法，两支话筒之间没有延时，也就自然不会出现梳状滤波器效应。

一些例外的情况

1 h9 x: Q9 V+ i( Q0 {7 ~什么情况下可以用两支话筒以不同的距离拾取同一声源？在立体声录音的时候。这时，你得到的不是相位抵消，是声像。乐器在音箱中的位置取决于两支话筒之间的延时，电平和你控制的声相位置。
4 B7 }/ R# l/ {; E) ^; d& ]; \, Q
* a; w' y1 S( o. N4 J* k设想将一支话筒的声相放到极左，另外一支放到极右。如果两支话筒之间的延时位0毫秒，两支话筒的电平一样，声相将在两只音箱中间。如果有0.5毫秒的延时，声相将偏离中间一半的位置。如果延时达到1.5毫秒，声相将完全偏到某一只音箱。
1 j: @! O3 v- M9 n
你即使只用一支话筒也无法防止相位抵消，想想为什么？

(Bruce Bartlett是国际顶级的话筒技术工程师/自由撰稿人，同时他也是录音师，音频杂志记者。.)
转自: http://www.guitarscustom.com/ztjz_show.asp?tid=ff6&ztid=67
0 o8 }2 I2 K2 `) m2 g
- H. k, d5 Z* J  ?' U

yjwu

话筒相位抵消的現象討論起來也挺複雜，一般錄音工程師養成教育會深入嗎？還是由實務中慢慢累積經驗？
2 l. w% O# T1 I5 g- I  E要從學理上了解，基礎的物理知識得相當紮實才行。我覺得錄音工程應該是橫跨工程與藝術美學的混合專業。

明主任

很好的资料,从中学习了录音是不简单.