在某些應(yīng)用場(chǎng)合當(dāng)中，大振膜(振膜直徑超過(guò)1 cm)比小振膜有更多的優(yōu)勢(shì)，反之亦然。

　　1  選擇合適的振膜尺寸

　　在以下應(yīng)用當(dāng)中，選擇大振膜傳聲器是較好的選擇：

　　希望采用指向性設(shè)計(jì)的傳聲器能夠提供擴(kuò)展的低頻響應(yīng)(通常來(lái)說(shuō));

　　降低對(duì)風(fēng)噪和pop噪聲的靈敏度;

　　獲得更高的靈敏度;

　　獲得更低的本底噪聲;

　　獲得更高的信噪比。

　　后面三個(gè)特性是相互關(guān)聯(lián)的：振膜尺寸越大，換能器越能夠提供比傳聲器本身電器元件所產(chǎn)的本底噪聲能量更高的音頻信號(hào)。

　　在以下應(yīng)用當(dāng)中，選擇小振膜傳聲器(微型傳聲器)是較好的選擇：

　　不希望傳聲器影響視覺(jué)效果(用夾子固定在新聞廣播員身上或樂(lè)器上);

　　對(duì)持續(xù)移動(dòng)的聲源進(jìn)行穩(wěn)定一致的拾取(用夾子固定在新聞廣播員身上或樂(lè)器上);

　　最小化離軸聲染色對(duì)音質(zhì)的影響(對(duì)一個(gè)寬角度聲源進(jìn)行拾取，例如大型合唱團(tuán)或鼓組中的镲片);

　　在對(duì)聲源采用界面拾取方式時(shí)，希望獲得擴(kuò)展的高頻響應(yīng);

　　在對(duì)聲源采用界面拾取方式時(shí)，希望在整個(gè)頻率范圍內(nèi)獲得一致的指向特性。

　　2  微型傳聲器的優(yōu)勢(shì)

　　對(duì)于尺寸較大的同類傳聲器來(lái)說(shuō)，小型全指向傳聲器的離軸聲染色程度較低(高頻滾降)。原因在于：由于衍射的原因，軸向上的高頻能量出現(xiàn)提升，而在離軸區(qū)域則不會(huì)出現(xiàn)提升。

　　當(dāng)振膜直徑等于波長(zhǎng)時(shí)，相對(duì)應(yīng)的頻率能量提升最大。對(duì)于小振膜傳聲器來(lái)說(shuō)，最大能量提升現(xiàn)象發(fā)生在可聞?lì)l段之上;大振膜傳聲器的高頻能量最大提升現(xiàn)象通常發(fā)生在11 kHz～18 kHz，因此，對(duì)于大振膜傳聲器來(lái)說(shuō)，軸向和離軸區(qū)域的高頻響應(yīng)變化更容易被察覺(jué)。此外，小振膜傳聲器在離軸區(qū)域的相位差小于大振膜傳聲器，因此，在其離軸區(qū)域的高頻部分產(chǎn)生的抵消更少。簡(jiǎn)單的說(shuō)，換能器尺寸越小，離軸區(qū)域的高頻滾降幅度越小。

　　小型指向性傳聲器在離軸區(qū)域的聲染色程度低于大尺寸指向性傳聲器。原因是：大尺寸傳聲器的指向特性在低頻部分是通過(guò)相位偏移網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，在高頻部分則通過(guò)衍射實(shí)現(xiàn);而小尺寸傳聲器的指向特性即便是在非常高的頻段也是通過(guò)相位偏移網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。

　　由于使相位偏移網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的相位差與通過(guò)衍射產(chǎn)生的相位差相等非常困難，因此，大尺寸傳聲器的指向特性會(huì)隨著頻率的變化而發(fā)生變化。對(duì)于小尺寸傳聲器來(lái)說(shuō)，指向特性在大部分可聞?lì)l段內(nèi)都可以通過(guò)相位偏移網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，因此，其指向特性與頻率之間的關(guān)系能夠保持相對(duì)恒定。由此產(chǎn)生的結(jié)果就是，小尺寸傳聲器在離軸區(qū)域的聲染色程度低于大尺寸傳聲器。

　　圖1顯示了一支振膜直徑為1.19英尺(約3 cm)的心形指向傳聲器的指向特性隨頻率變化而發(fā)生變化的情形。圖2顯示了一支微型混合心形指向傳聲器在同樣條件下的指向特性變化情況。從圖中可以清楚地看到，尺寸較小的傳聲器的指向特性在頻率變化時(shí)保持了較高的一致性，尤其是在前半?yún)^(qū)。

圖1  心形指向傳聲器在不同頻率下的指向特性

圖2  微型混合心形指向傳聲器在不同頻率下的指向特性

　　在被安裝在一個(gè)反射面作為界面?zhèn)髀暺魇褂脮r(shí)，小尺寸傳聲器能夠提供比大尺寸傳聲器更平滑的高頻響應(yīng)特性。原理如下：在一些界面?zhèn)髀暺鞯慕Y(jié)構(gòu)當(dāng)中，傳聲器的換能器的軸線與邊界平面平行，振膜的中軸略高于邊界平面。因此，界面反射聲到達(dá)振膜的時(shí)間晚于直達(dá)聲，也就是說(shuō)反射聲與直達(dá)聲之間存在時(shí)間差，見(jiàn)圖3。

圖3  反射聲與直達(dá)聲之間的時(shí)間差示意圖

　　當(dāng)直達(dá)聲和反射聲在振膜中心點(diǎn)進(jìn)行融合時(shí)，會(huì)在高頻部分出現(xiàn)相位干涉現(xiàn)象。振膜尺寸越小，延時(shí)也越小，并且產(chǎn)生最大抵消的頻率越高。如果振膜直徑為1 cm或更小時(shí)，產(chǎn)生最大抵消的頻率就會(huì)出現(xiàn)在可聞?lì)l譜之上，因此，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的界面?zhèn)髀暺髟诟哳l部分的頻響曲線相對(duì)來(lái)說(shuō)較為平坦。

　　在其他使用條件相同的情況下，小尺寸傳聲器在被水平放置在平面上時(shí)，相較于大尺寸傳聲器所產(chǎn)生的高頻滾降幅度較小。

　　當(dāng)傳聲器被向下指向安裝時(shí)(換能器指向反射平面)，會(huì)在振膜和平面之間形成一個(gè)細(xì)縫和復(fù)合腔體。這個(gè)細(xì)縫和腔體在聲學(xué)上會(huì)構(gòu)成一個(gè)RLC網(wǎng)絡(luò)(低頻濾波器)，導(dǎo)致在高頻部分出現(xiàn)滾降現(xiàn)象。傳聲器尺寸越小，聲學(xué)腔體越小、細(xì)縫越短，因此，在可聞?lì)l段內(nèi)的高頻滾降幅度也越小。

　　在作為界面?zhèn)髀暺魇褂脮r(shí)，微型傳聲器在高頻區(qū)域的指向特性的一致性優(yōu)于大尺寸傳聲器。對(duì)于大尺寸傳聲器來(lái)說(shuō)，由于界面反射產(chǎn)生的相位抵消發(fā)生在可聞?lì)l段內(nèi)，同時(shí)這種相位干涉也會(huì)影響指向特性。

　　3  微型傳聲器的缺點(diǎn)

　　微型指向性傳聲器會(huì)在低頻區(qū)域出現(xiàn)滾降現(xiàn)象，主要是由于對(duì)于小尺寸換能器來(lái)說(shuō)，需要較低的振膜振動(dòng)阻尼來(lái)獲得合適的靈敏度。但這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)在傳聲器電氣部分加入校正均衡(提升低頻)或借助近講效應(yīng)來(lái)獲得更平滑的頻響曲線。因此，對(duì)于近距離拾音的樂(lè)器來(lái)說(shuō)，低頻部分的聲音信號(hào)能夠被真實(shí)地還原。

　　傳聲器的靈敏度與振膜面積成正比。因此，相對(duì)來(lái)說(shuō)小尺寸換能器的信噪比低于大尺寸換能器。小尺寸換能器的等效噪聲通常為28 dBA～33 dBA，大尺寸換能器的等效噪聲通常為14 dBA～18 dBA。

　　在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，微型傳聲器較低的信噪比并不會(huì)產(chǎn)生明顯的問(wèn)題。安裝距離非常近的微型傳聲器會(huì)接收到樂(lè)器的非常高的輸入聲壓，因此能夠有效提高拾取信號(hào)的信噪比。另一個(gè)辦法是將換能器安裝在反射界面，直達(dá)聲與反射聲的耦合疊加會(huì)提供額外的6 dB輸入聲壓。換句話說(shuō)，表面安裝方式可以有效地將信噪比提高6 dB。