DPA 话筒大学
立体声录音技术和设置
如何确定间距和角度
使用两个话筒创建立体声图像取决于话筒的方向特性、它们的角度以及它们之间的距离。目的是产生水平差、时间差或其组合。根据心理声学研究 [1]，我们知道要追求哪些价值观。它的艺术和科学在于在扬声器之间创造正确的声音分布。其他参数（如音色和包络度）也很重要。然而，我们只会关注在标准扬声器设置中创建正确分布的电平和时间，如图 1 所示。
图 1 立体声聆听的基本设置
从图中的曲线可以看出结果。 2. 如果左右之间不存在时间或电平差异，则以 0°（硬中心）再现声源。要使声源出现在偏离中心 30°（沿扬声器之一的方向）的位置，左声道和右声道之间的电平差应约为 15 dB。此外，如果左右声道之间的时间差约为 1.1 MS（毫秒），则声音会被感知为以 30° 再现。
另外，时间差和电平差的组合可以一起作用。例如，如果一个通道中的信号延迟 0.5 毫秒，并且电平比另一通道低约 6 dB，则声音将被感知为以 30° 再现（参见图 2 中的虚线）。
图 2 通过两个扬声器设置提供特定方向信息的通道间差异。
在图中。在图2中，还示出了分别适合10°和20°再现的通道间差异。一旦量化，这些信息就可以与双话筒设置中话筒的方向特性相结合。然后，可以确定用于立体声录音的话筒的最佳位置。
如前所述，立体声录音不仅仅是在左或右再现的问题。当然，“中间”分布很重要。否则会发生角度扭曲。这在图 2 中得到了直观的解释。 3.
图 3 角度畸变的感知。
以下信息基于 Michael Williams 的工作 [2]。
立体声设置：AB
图 4 AB 设置。
AB 立体声录音基于一对间隔开的全指向话筒。在吊杆上，话筒正常安装，保持外壳平行。
螺纹中心到话筒杆中心线的距离可以分别在两个支架外侧的条上读取（图4）。
图5 距吊臂中心的距离在支架外侧读取
AB 设置可再现令人愉悦的混响声场并提供有用的空间信息。该设置利用了全指向（压力）话筒丰富的低频响应。然而，与其他设置相比，方向信息的独特性稍差。
AB 通常不适合单声道，因为求和信号可能会受到梳状滤波的影响。 （对于单声道，只需使用其中一个通道）。
两个全指向话筒之间的间距可以从（图 6）中的曲线中选择。
图 6 用于确定 AB 设置的两个全指向话筒之间距离的图表。
水平轴上的刻度表示话筒之间的时间差（以毫秒为单位），垂直轴上的刻度表示要记录的声源的位置（宽度）（以度为单位）。
程序
第一步是确定声源与话筒阵列之间的距离。请注意，话筒对到声源的理想距离不仅取决于声源的类型和大小以及录音环境，还取决于个人喜好。
录音中直达声和扩散声场之间的平衡至关重要。因此，应花费大量时间来确定话筒的最佳位置。
请注意，房间中的所有方向信息都将在 2 通道立体声播放系统中再现在您面前。因此，AB 设置的放置位置比最初预期的更近可能会提供更合适的直接到扩散声音平衡。在这里也可以考虑 AB 立体声套件的多功能性。使用不同的话筒声学修改装置，可以在不增加任何噪音的情况下调整录音的氛围量和音色。立体声吊杆可选择地板式和天花板式安装，让您在放置话筒时更加灵活。还要记住通过话筒收听。话筒拾取声音的方式与您的耳朵拾取声音的方式不同。
当话筒与声源之间的距离较大时，通常首选全指向话筒和 AB 立体声。这是因为全指向话筒无论距离如何都能捕捉到声源的真实低频，而定向话筒则受到邻近效应的影响。因此，定向话筒通常会在较远的距离处表现出低频损失。
现在我们来看图表（图 7）：测量可以观察到的声源的角度，通常称为录音角度。如果总角度为 140°，则应称为 ±70°。现在，决定再现角度并找到话筒之间的相关距离。
图 7 用于确定 AB 设置的两个全指向话筒之间距离的图表。
示例：记录角度为±70°。记录角度的外部限制应在±30°处再现（时间差约1.1 MS）。交叉点标记为 (•)：因此，间距 (d) 应为 40 厘米（16 英寸）。
立体声设置：XY
图 8 XY 设置
XY 立体声录音使用一对重合的定向或双向、有角度的话筒。因此，方向信息仅从信号之间的电平差获得。
实际上，“重合”意味着话筒振膜必须靠近放置，并且通常略高于彼此（图 8）。
请注意：避免话筒相互接触，因为这可能会导致机械噪音。图 9 显示了吊杆上两个心形话筒的典型布置。
图 9 紧密安装话筒，但没有任何物理接触。
XY 设置提供了稳定的方向图像，但与 AB 设置相比，产生的空间和混响效果稍弱。
请注意，定向话筒在较远的距离上会出现低频损失，并会导致声音缺乏丰富度和能量。与 AB 相反，将 XY 信号求和至单声道时不存在梳状滤波效果。
在最常用的 XY 设置中，一对一阶心形话筒以 90° 角 (±45°) 排列。
90° 以外的其他角度可能适用于 XY 设置，从而导致记录角度发生变化。如果您希望声像填满扬声器之间的空间，规则是：声源越宽，话筒之间的角度越窄。或者：声源的宽度限制越多，话筒之间的角度就越大。
下图（图10）显示了话筒角度、声源位置（宽度）和再现角度之间的关系。红色标记表示话筒之间的角度为 90° 时覆盖 180° (±90°) 声源。这称为标准 XY 设置。
录制单个声源（例如人声）时，不要尝试将声像从一个扬声器拉伸到另一个扬声器。在这种情况下，声音应该保持在中间。声音周围的氛围遍布前方。
图 10 一组曲线，用于确定 XY 设置的两个心形话筒之间的角度。红点标记话筒之间的 90° 标准角度。
如前所述，双向话筒（8 字形特性）也用于 XY 设置中。图11示出了提供话筒角度、声源位置（宽度）和再现角度之间关系的一组曲线。红色标记表示声场的覆盖范围为 70° (±35°) 宽。话筒之间的角度为 90°。这种特定的设置称为 Blumlein 设置，由英国工程师 Alan Dover Blumlein 描述。这种设置的想法来自他对天线的研究（二战期间发现潜艇）。
图 11 一组曲线，用于确定 XY 设置的两个双向话筒（或使用四个心形话筒的特定布置）之间的角度。红点表示 Blumlein 设置。
双向天线和双向话筒在两个方向上都很敏感。然而，如果前瓣与输入同相，则根据定义，后环路是异相的。 Blumlein 关于天线的想法是利用电平和相位来描述 360° 视图中的信号。当涉及到两声道立体声时，基本上只有同相信号（±45°）的再现才是正确的。后方声音（135°-225°）呈现在听者面前。两侧的声场异相再现。尽管如此，布鲁姆林设置还是很受欢迎，因为它提供了正面声场的良好分辨率并增加了一些有趣的氛围。
图12
图 12 一组曲线，显示角度为 ±45° (Blumlein) 的两个双向话筒之间的电平差和相位，具体取决于声源位置。灰色区域中的虚线表示再现的声音异相。灰色区域中的实线表示来自后面的声音是同相的，因此将在前面再现。
注意：可以从两个心形话筒创建 8 字形拾音模式，请参见图 13。指向后部的话筒必须反相（交换引脚 2 和 3）。两个话筒路由至同一通道。
图 13 此处，两个心形话筒取代了一个 8 字形话筒。原则上需要两个话筒输入。不过，您可以通过使用一根话筒连接器中引脚 2 和 3 颠倒的 Y 型电缆来“作弊”。
图 14 DUA0019 话筒吊杆垫片。
立体声设置：MS
MS 是（“中/侧”）的缩写。该原理是由丹麦音响工程师 Holger Lauridsen 发明的。实际上，MS 系统具有一个指向轴向方向并提供“中”信号的心形话筒，以及一个横向面向并提供“侧”信号的具有 8 字形特性的话筒。惯例是，8 字形话筒的方向应使同相侧必须面向左侧。
图 15 MS 配置
话筒输出的简单转换即可创建从中侧到左右的立体声信号。两个信号 M 和 S 通过一个矩阵，其中左声道由 M 和 S 相加 (M+S) 得出，而右声道由 M 信号减去 S 信号 (M-S) 组成，见图 x。 （在音频中执行加法就是混频器的作用：将两个通道的输出相加。实际上，减法将两个信号相加，其中一个信号被反转（M+(-S) = M-S = R；M 加负 S 等于 R）。
如果不应用矩阵，可以在 S 话筒上使用常规调音台和 Y 分离器。 M 信号被放入一个通道并平移到中心。分离的 S 信号的一部分被放入平移至最左侧的通道中。分离 S 信号的第二部分被反转并放入第三通道并向右平移。输出现在是传统的立体声。
另一种选择是使用由两个变压器组成的矩阵。用于此目的的典型现成产品是增益比为 1+1:1+1 的线路变压器。
图16 MS矩阵图
此外，大多数 DAW 都包含矩阵函数。插件也可用。
使用 MS，您可以将立体声宽度从硬单声道更改为两个通道中极其扩散的异相声音。此外，作为唯一的立体声系统，使用 MS，可以在录音后增加立体声宽度 - 甚至在矩阵到 LR 后也是如此。矩阵方程如下所示：
除以 √2 与从总和或差值中减去 3 dB 相同，即 (M + S) – 3 dB 或 (M – S) – 3 dB。
控制录音角度可以通过两种方式完成，一种是选择与标准心形指向不同的 M 话筒；另一种是选择与标准心形指向话筒不同的 M 话筒。它可能是宽心形（加宽记录角度）或使用超心形（缩小记录角度）。或者：通过改变 M 和 S 之间的比率。参见下图 17。
图 17 改变 M 和 S 之间的比率
MS原理有几个优点：
• MS 是唯一在录音后还可以控制宽度 (±) 的立体声系统
• MS 是一致的并且兼容单声道（从这个意义上说，S 信号在求和到单声道时会抵消）
• 对于 MS，一个话筒直接指向主方向。 （在其他系统中，主方向由离轴话筒覆盖）
MS 不应与 XY 进行比较，因为 MS 在 180° 处始终表现出零值，并且单声道内容由一个心形话筒确定（XY 单声道是两个有角度心形话筒的总和）。
立体声设置：接近重合
可以在通常称为“接近重合”的设置中结合 AB 和 XY 的原理。一些成功的配置以首先描述它们的机构命名，例如 ORTF（法国广播电视局）、NOS（荷兰 Omroep Stichting）、DIN（德国规范研究所）等。
近乎重合技术的优点是将良好的环境再现与精确的图像定位相结合。
无论采用哪种技术，话筒胶囊都必须彼此远离，因为左话筒必须比右话筒更早、更响亮地再现左信息，反之亦然。
定义立体图像的位置时，很容易放置外部限制（图像的“边缘”），并且很容易放置中心。但中心与外缘之间可能会出现微小的错位，一般为4-10°；这称为角度畸变。近乎重合设置的优点之一是可以最大限度地减少角度失真 — 图 12 和 13 显示了如何单独选择话筒间距和角度。水平轴上的刻度与间距有关，垂直轴上的刻度与角度有关。在每条曲线上，显示了一些带圆圈的数字，指示距离和角度的不同组合的理论角度畸变。
图 18 示例，心形话筒：通过将心形话筒间隔 20 厘米（7.87 英寸）并倾斜 50°，可以实现 ±70° 的记录角度。角度畸变由包含数字的圆圈标记：与最佳角度位置的最大偏差。
图 19 示例，宽心形话筒：通过将宽心形话筒间隔 20 厘米并倾斜 90° 可以实现 ±70° 的录音。
图 20 在某些情况下，XLR 可以用作外壳的延伸。
图 21 在吊杆上应用减震装置的近乎重合的设置。
立体声设置：ORTF
图 22 ORTF 设置。
此设置使用两个一阶心形话筒，间距为 17 厘米（7 英寸），角度为 ±110°。
该技术背后的想法是，它非常适合再现类似于人耳用来感知水平面方向信息的立体声线索。话筒的间距模拟人耳之间的距离，两个定向话筒之间的角度模拟人头部的阴影效果。
ORTF 立体声技术为录音提供了比 XY 立体声更宽的立体声图像，同时仍然保留了合理数量的单声道信息。请注意，定向话筒在较远的距离上会出现低频损失，并会导致声音缺乏丰富度和能量。
例如，在录制三角钢琴时，将 ORTF 设置放置在钢琴的曲线中，并将盖子置于“全棒”位置，通常会产生非常直接的声音，并在乐器的低音和高音之间产生良好的平衡。
图 23 在用于 XY 设置的心形话筒的总图中标记的 ORTF 设置。
立体声设置：DIN
图 24 DIN 立体声。
DIN 立体声使用两个间隔 20 厘米（7.8 英寸）且成 90° 角度的一阶心形话筒来创建立体声图像。
由于心形话筒的离轴衰减以及 20 厘米的间距，DIN 立体声产生强度立体声信号和时间延迟立体声信号的混合。请注意，定向话筒在较远的距离上会出现低频损失，并会导致声音缺乏丰富度和能量。
图 25 在 XY 设置的心形话筒总图中标记的 DIN 设置。
DIN 立体声技术在较短距离内更有用，例如在钢琴、小型合奏中或用于在古典管弦乐队的乐器部分创建立体声。
例如，在录制合唱团时，使用心形话筒，可以在录音角度约为 100° 的距离内实现直达声场和扩散声场之间的完美平衡。合唱团的再现图像应均匀分布在左右扬声器之间。
立体声设置：NOS
图 26 NOS 设置。
NOS 立体声技术使用两个间隔 30 厘米（11.8 英寸）、角度为 90° 的一阶心形话筒来创建立体声图像，这意味着电平差立体声和时间差立体声的组合。
请注意，定向话筒在较远的距离上会出现低频损失，并会导致声音缺乏丰富度和能量。
在对架子鼓进行俯拍录音时，您可能想要创建一个广泛的图像。在这种情况下，NOS 设置是一个很好的解决方案，只需将话筒放置在镲片上方约 50 厘米（20 英寸）处即可实现。
图 27 心形话筒总图中标记的 DIN 设置。
立体声录音的重要配件
立体声吊杆
UA0836 立体声吊杆是一款精工制作的话筒吊杆，可轻松安全地安装话筒对以进行立体声录音。它可以精确调整话筒的间距和角度。
吊杆可以安装在支架上或用电线悬挂。它在吊杆上有厘米刻度，在话筒支架上有角度刻度，可以精确、快速、轻松地配置录音设置。
UA0897 防震架也可与其一起使用。
图 28 UA0836 带支架的立体声吊杆。
SB0400 是一款轻型立体声吊杆（带或不带防震话筒支架），满足快速、精确和可重复方式在不同设置之间切换的需求。
该解决方案中包含的防震支架可容纳全指向和定向话筒 - 紧凑型和大型型。基于 Rycote® Lyre™ 悬挂系统，只需添加另一个 Lyre™ 橡胶件即可使用几乎任何话筒。
标记指示平行话筒定位以及 XY 和 ORTF 配置的 90° 和 110° 偏移。带有旋转接头的中央底座允许话筒均匀地倾斜。立体声吊杆具有用于将吊杆悬挂在电线上的挂钩。
SB0400 长 40 厘米（1.3 英尺）。可以附加更多支架以安装两个以上话筒。
对于重合 XY 立体声或近重合（包括 ORTF 或 NOS）立体声配置的布置，立体声吊杆可配备两个定向话筒和用于立体声吊杆的 DUA0019 垫片。
轻型立体声吊杆 SB0400 是另一种解决方案。
图 29 SB0400 轻型立体声吊杆，不带支架。
话筒配件
声压均衡器
声压均衡器（APE）是无源声学处理器，可用作空间均衡器和频谱均衡器。他们利用表面的衍射来改变话筒振膜附近的声场。该技术仅适用于全指向压力话筒。
图 30 声压均衡器。
使用 APE 时，会发生两个主要变化： 1. 由于根据元件尺寸在某些频率上产生压力，因此中高频/高频增强（不改变低频） 2. 在较高频率下更具方向性（重点）
在节奏流派中，临场感（中高频）提升通常是可取的，可以使声音或乐器穿过混音，或者只是使其更容易理解或定义更清晰。对于交响乐，可以使用其中一种 APE 获得某些传奇老式话筒的频率响应。然而，当使用精密手工制作的 4006 全指向话筒时，您将获得更高程度的自然度和细节。
鼻锥
鼻锥为您的话筒提供了在整个音频范围内完美的全指向响应。它抵消了全指向话筒在较高频率下表现出的方向特性。它还保证了到达所有入射角度的声音的均匀音调平衡，但轴上没有高频增强。
鼻锥专为与 4006 全指向话筒型号一起使用而设计。
图 31 4006 全指向话筒的鼻锥。
该鼻锥特别适合增加录音的氛围或对话筒周围的各种声源进行拾音。
图 32 UA0897 减震架。
防风屏
防风罩可提供出色的防风噪声和爆裂噪声保护，而不会衰减超出话筒频率响应容差范围的较高频率。它非常适合户外应用以及短距离讲话和唱歌。防风罩专为紧凑型话筒而设计，例如落地式话筒。
图 33 用于 DPA 19 毫米话筒的防风罩 DUA0020。
安装话筒
安装在支架上
只需使用居中的标准话筒螺纹或使用随附的 3/8” NS27 螺纹适配器进行连接即可。
图 34 将吊杆安装在话筒支架上。
暂停
使用杆端部的吊孔可以轻松悬挂吊杆。将支架倒置以获得平衡。
图 35 在钢丝上吊起吊杆。
立体声录音套件
3532-SP 立体声套件，带 DPA 4041 大振膜话筒
3506A 立体声套件，带 4006A 全指向话筒
3511A 立体声套件，带 4011A 心形话筒
3511ES 立体声套件，带 4011ES 心形话筒
ST2011A 立体声对与 2011A 双膜片心形话筒
3515A 立体声对与 4015A 宽心形话筒
推荐的话筒和配件
AB 立体声
• 3532-SP 立体声套件，带 4041 全指向s*
• 3506A 立体声套件与 4006A 全指向s
• 4006A 全指向话筒
• 4041-SP 全指向大振膜话筒*
* 由于 4041 大振膜话筒在较高频率下并非完全全指向，并且具有轴上中频提升，因此与大多数其他全指向话筒相比，感知的方向性会发生变化。它要求与所示图表有一点偏差。对于定位环境，4041 可被视为宽心形话筒（图 16）。
如果将声压均衡器（见图 27）与 4006A 全指向话筒结合使用，则必须考虑相同的事项。这些配件提供了更多的方向信息。
XY 立体声
• 带有 4011A 心形指向的 3511A 立体声套件
• 带有 4011ES 心形指向的 3511ES 立体声套件
• ST2011A 立体声与 2011A 心形指向器对
• 4011A 心形指向话筒
为了保持话筒的垂直瞄准相同，应使用用于立体声吊杆的 DUA0019 垫片（图 14）。
几乎重合
• 3515A 立体声对与 4015A 宽心形音箱
• 4015A 宽心形话筒
• UA0897 减震架 ***
* 由于 4041 大振膜话筒在较高频率下并非完全全指向，并且具有轴上中频提升，因此与大多数其他全指向话筒相比，感知的方向性会发生变化。它要求与所示图表有一点偏差。对于定位环境，4041 可被视为宽心形话筒（图 16）。 *** 使用 UA0897 减震支架时，可能需要在橡胶支架之一的电缆上使用母 XLR 连接器，因为减震支架比普通支架占用更多空间（图 17 和 18）。
ORTF 立体声
• UA0897 减震架 **
** 如果使用 UA0897 防震架，还必须使用额外的 XLR 扩展单元，见图 1。 18. 滑块标记为 ORTF 角位置。
DIN 立体声
NOS立体声
参考
[1] 格特·西蒙森。博士论文。丹麦技术大学。 [2] 迈克尔·威廉姆斯：立体声变焦。 1991年。作者出版。