02-17-2023, 10:17 AM
GF. Hall和JJ. Zaalberg van Zelst分别在1946年和1947年对这种实验室技术进行了改进，但直到1960年代早期，这种技术才真正应用在了录音麦克风上。其推力来源从笨重的电子管阻抗转换器替换成了更小的晶体管化电路。双极晶体管都是低阻抗元件，虽然不能与传统的电容系统一起使用，不过非常适合射频电容技术。Sennheiser开创了录音麦克风的技术，并在后续生产了非常多不同型号的射频电容麦克风。
至于传统电容麦克风的微型化，是到了后来场效应晶体管（FET，具有极高的输入栅极阻抗）足以取代电子管阻抗转换器时才得以实现的。其中许多微型化的尝试，都聚焦于换能器和放大电路的紧密集成上，许多尝试甚至可以追溯到1950年代。在一个比较早的例子中，Olson将一个振膜耦合到了热电子管内部的旋转束电极上，直接根据振膜的位移来调制电流变化。随后，Sikorski使用了一个振膜来振动连接在晶体管发射区上的蓝宝石别针，由此引发机械应力来影响其导电性。Rogers在1960年代用“通道二极管”（Tunnel Diode）做了类似的事情，而在最近，人们更是使用了专门设计的应变仪来进行测量。例如，National Semiconductor制造了一种构建在柔性基板上的压阻式硅应变仪，并声称其具有高达20kHz的平坦频率响应表现（尽管灵敏度相对较低）。
正统的电容麦克风，过去是麦克风中质量最好的存在，不过在过去20年中，却一直在遭受着愈发复杂的预极化（背驻极体）振膜舱的挑战。著名的B&K（现在叫DPA）4000系列麦克风是首批被认可用于高质量录音应用的驻极体麦克风产品之一，而AKG最近也推出了C4000——世界上首款具有多振膜、可切换极性的预极化麦克风。
DPA 4003
AKG C4000B
历史沿革
目前市场对高采样率系统的追求（96kHz和192kHz，以及Sony DSD格式），使得麦克风制造商也开始标榜他们的产品具有高保真的优势。Sony的C2三振膜麦克风据说能够达到100kHz，并且一直被用于某些DSD录音当中；而Sennheiser则对其高度标志性的MKH80射频电容麦克风做了翻新，全新的MKH800标榜称可以获得超过50kHz的平坦频响表现。Earthworks的许多麦克风也有着可以高达40kHz的频率响应表现。
目前麦克风设计中最重要的革新就是Soundfield振膜舱，这是一种由Michael Gerzon（牛津数学研究所）和P.B. Fellgett教授（雷丁大学）开发的技术，原于1970年代构思开发，用于制作Ambisonic环绕声素材。尽管实现起来十分复杂，且高度数学化，但Ambisonic的底层概念还是相对较为简单的（在根源上，可以追溯到40年前Blumleim巧合的立体声研究）。
Soundfield的麦克风由四个心型电容麦克风的四面体阵列组成，可以产生“A格式”的信号。这些麦克风的信号也可以通过电气方式进行组合（并对振膜舱之间的物理分离进行补偿），产生“UHJ Ambisonic”编码的立体声素材基础的“B格式”信号。这些信号分别代表着四个（完美的）虚拟麦克风的输出，其由三个互相垂直的8字形指向麦克风元素组成，分别为左/右（X轴）、前/后（Y轴）和上/下（Z轴），外加一个全指向分量（W轴）。这些形式都可以看作是Blumlein原始MS配置形式的三维拓展。而Ambisonics编码器则会计算将不同B格式信号的组合路由至不同的扬声器（“D格式”信号），并给出其数量和大致位置的信息，以及如何对这些信息进行处理，以制作出十分稳定、准确的环绕声像的方法。
后来，Soundfield的技术取得了进一步发展，出现了一种专用的解码器，可以从Soundfield的麦克风（或其它“B格式”声源）中生成兼容5.1声道的输出。其中一个应用就是可以让Soundfield的麦克风生成确切位置上的环绕声，或者用在拟音工作室中，协助电影在声音方面的制作。此解码器通过有效配置，可以产生与传统5.1扬声器阵列相对应的5个扬声器输出，而这种阵列，也就是我们所说的“G格式”。
Soundfield MKV
在撰写本文的当下，最好的传统麦克风设计在噪声和动态范围方面，是远超模拟话放的表现的，而比起数字转换器，二者的性能又要明显超出不少。
Neumann TLM103
Neumann的TLM103电容麦克风的自噪声只有7dBA，而动态范围有131dB。不过，数字技术与复杂的转换技术依然在不断发展着，所以机电换能器在未来还是很有可能被光电设备所取代的。
展望未来
最近几年中，出现了一些更为激进的麦克风设计，其中就包括一种类似于离子扬声器的系统，其原理为对带电粒子的声压变化所对应的运动进行探测。还有一种思路是使用激光速率换能器，通过低能激光对振动的反射表面进行扫描，由最终产生的多普勒频移现象传输音频信号，而在过去十年中，有关“光学麦克风”的研究也已经开始取得一些进展。这些方式在实验室中已经应用了有些时间了，不过对于实际的录音麦克风系统来说，目前还是太过笨重。Sennheiser已经开发出了一种紧凑型光学麦克风，可用于气泵站检测气体泄露时的声音，而且可以避免传统麦克风偏置电压所带来的爆炸风险。还有许多类似的发展在人们对剧院应用的期待中不断进行着，毕竟艺人的妆容和汗水，都会迅速对传统的驻极体振膜舱产生损伤！不过，专为电信行业而开发的微型光学接口和相关设备，例如微型激光二极管、偏振分束器和光电二极管，现在是足以用来构建高质量的光学麦克风的。目前我们所使用的传统干涉测量技术和低能激光，比起传统的麦克风，在可实现的动态范围上要偏小一些，而且失真更加严重，不过固有噪声是更低的。尽管在目前的技术程度下，分辨率是相当有限的，但今天关于通过光感原件来探测振膜不同部分的运动量以提供直接数字输出的研究也非常广泛。
在未来，或许结合了“力反馈”与光学原理的麦克风，才是更有前途的形式。光学干涉测量技术可以用来检测振膜（针对电容振膜舱而言）因声压变化所产生的运动。而反馈电路会对振膜舱施加一个电压，产生与运动相反的静电力，其所需的力与声音成正比，具体取决于电路设计。这种技术，目前可以实现超过135dB的声压级，并且系统的频率响应完全由所使用的反馈电子元件所决定，但不幸的是，由于售价太过昂贵，目前并不能被市场所接受。
Hugh Robjohns曾在BBC的Wood Norton培训机构担任讲师多年。如今他成为了一名技术作家与顾问，为许多技术出版物撰稿，并担任着Sound on Sound的技术编辑和广播之声协会期刊LineUp的编辑。
至于传统电容麦克风的微型化，是到了后来场效应晶体管（FET，具有极高的输入栅极阻抗）足以取代电子管阻抗转换器时才得以实现的。其中许多微型化的尝试，都聚焦于换能器和放大电路的紧密集成上，许多尝试甚至可以追溯到1950年代。在一个比较早的例子中，Olson将一个振膜耦合到了热电子管内部的旋转束电极上，直接根据振膜的位移来调制电流变化。随后，Sikorski使用了一个振膜来振动连接在晶体管发射区上的蓝宝石别针，由此引发机械应力来影响其导电性。Rogers在1960年代用“通道二极管”（Tunnel Diode）做了类似的事情，而在最近，人们更是使用了专门设计的应变仪来进行测量。例如，National Semiconductor制造了一种构建在柔性基板上的压阻式硅应变仪，并声称其具有高达20kHz的平坦频率响应表现（尽管灵敏度相对较低）。
正统的电容麦克风，过去是麦克风中质量最好的存在，不过在过去20年中，却一直在遭受着愈发复杂的预极化（背驻极体）振膜舱的挑战。著名的B&K（现在叫DPA）4000系列麦克风是首批被认可用于高质量录音应用的驻极体麦克风产品之一，而AKG最近也推出了C4000——世界上首款具有多振膜、可切换极性的预极化麦克风。
DPA 4003
AKG C4000B
历史沿革
目前市场对高采样率系统的追求（96kHz和192kHz，以及Sony DSD格式），使得麦克风制造商也开始标榜他们的产品具有高保真的优势。Sony的C2三振膜麦克风据说能够达到100kHz，并且一直被用于某些DSD录音当中；而Sennheiser则对其高度标志性的MKH80射频电容麦克风做了翻新，全新的MKH800标榜称可以获得超过50kHz的平坦频响表现。Earthworks的许多麦克风也有着可以高达40kHz的频率响应表现。
目前麦克风设计中最重要的革新就是Soundfield振膜舱，这是一种由Michael Gerzon（牛津数学研究所）和P.B. Fellgett教授（雷丁大学）开发的技术，原于1970年代构思开发，用于制作Ambisonic环绕声素材。尽管实现起来十分复杂，且高度数学化，但Ambisonic的底层概念还是相对较为简单的（在根源上，可以追溯到40年前Blumleim巧合的立体声研究）。
Soundfield的麦克风由四个心型电容麦克风的四面体阵列组成，可以产生“A格式”的信号。这些麦克风的信号也可以通过电气方式进行组合（并对振膜舱之间的物理分离进行补偿），产生“UHJ Ambisonic”编码的立体声素材基础的“B格式”信号。这些信号分别代表着四个（完美的）虚拟麦克风的输出，其由三个互相垂直的8字形指向麦克风元素组成，分别为左/右（X轴）、前/后（Y轴）和上/下（Z轴），外加一个全指向分量（W轴）。这些形式都可以看作是Blumlein原始MS配置形式的三维拓展。而Ambisonics编码器则会计算将不同B格式信号的组合路由至不同的扬声器（“D格式”信号），并给出其数量和大致位置的信息，以及如何对这些信息进行处理，以制作出十分稳定、准确的环绕声像的方法。
后来，Soundfield的技术取得了进一步发展，出现了一种专用的解码器，可以从Soundfield的麦克风（或其它“B格式”声源）中生成兼容5.1声道的输出。其中一个应用就是可以让Soundfield的麦克风生成确切位置上的环绕声，或者用在拟音工作室中，协助电影在声音方面的制作。此解码器通过有效配置，可以产生与传统5.1扬声器阵列相对应的5个扬声器输出，而这种阵列，也就是我们所说的“G格式”。
Soundfield MKV
在撰写本文的当下，最好的传统麦克风设计在噪声和动态范围方面，是远超模拟话放的表现的，而比起数字转换器，二者的性能又要明显超出不少。
Neumann TLM103
Neumann的TLM103电容麦克风的自噪声只有7dBA，而动态范围有131dB。不过，数字技术与复杂的转换技术依然在不断发展着，所以机电换能器在未来还是很有可能被光电设备所取代的。
展望未来
最近几年中，出现了一些更为激进的麦克风设计，其中就包括一种类似于离子扬声器的系统，其原理为对带电粒子的声压变化所对应的运动进行探测。还有一种思路是使用激光速率换能器，通过低能激光对振动的反射表面进行扫描，由最终产生的多普勒频移现象传输音频信号，而在过去十年中，有关“光学麦克风”的研究也已经开始取得一些进展。这些方式在实验室中已经应用了有些时间了，不过对于实际的录音麦克风系统来说，目前还是太过笨重。Sennheiser已经开发出了一种紧凑型光学麦克风，可用于气泵站检测气体泄露时的声音，而且可以避免传统麦克风偏置电压所带来的爆炸风险。还有许多类似的发展在人们对剧院应用的期待中不断进行着，毕竟艺人的妆容和汗水，都会迅速对传统的驻极体振膜舱产生损伤！不过，专为电信行业而开发的微型光学接口和相关设备，例如微型激光二极管、偏振分束器和光电二极管，现在是足以用来构建高质量的光学麦克风的。目前我们所使用的传统干涉测量技术和低能激光，比起传统的麦克风，在可实现的动态范围上要偏小一些，而且失真更加严重，不过固有噪声是更低的。尽管在目前的技术程度下，分辨率是相当有限的，但今天关于通过光感原件来探测振膜不同部分的运动量以提供直接数字输出的研究也非常广泛。
在未来，或许结合了“力反馈”与光学原理的麦克风，才是更有前途的形式。光学干涉测量技术可以用来检测振膜（针对电容振膜舱而言）因声压变化所产生的运动。而反馈电路会对振膜舱施加一个电压，产生与运动相反的静电力，其所需的力与声音成正比，具体取决于电路设计。这种技术，目前可以实现超过135dB的声压级，并且系统的频率响应完全由所使用的反馈电子元件所决定，但不幸的是，由于售价太过昂贵，目前并不能被市场所接受。
Hugh Robjohns曾在BBC的Wood Norton培训机构担任讲师多年。如今他成为了一名技术作家与顾问，为许多技术出版物撰稿，并担任着Sound on Sound的技术编辑和广播之声协会期刊LineUp的编辑。
甘愿背负骂名的他人口中的纸片人/虚拟人物人权斗士。
直至完成悲愿为止，会持续为幻想乡的大家以及所有不存在于这世间的大家争取他们于这世间之间应有的人权。
直至完成悲愿为止，会持续为幻想乡的大家以及所有不存在于这世间的大家争取他们于这世间之间应有的人权。