消除传声器拾取声音信号影响的间距优化方案

在同时使用多个辅助传声器时，应遵守 3∶1规则，这是个常识。因为笔者经常被问到这个问题，所以有必要将3∶1规则进行较详尽的阐述。

林达悃先生在他著的《录音声学》^[1]中对“3∶1规则”进行了清楚的解释：“……尽管要消除传声器之间的相互作用是不可能的，但遵循所谓的‘3∶1’定律则可将大多数相位抵消问题减到最小限度。……如果传声器与声源之间的距离为D，则不应将其他传声器放置在距这个传声器的3D范围内……”

林达悃先生指的“相位抵消”就是常说的“梳状滤波器效应”。关于“梳状滤波器效应”产生的机理本书已进行了相近的阐述（参照4.1.6“梳状滤波器效应”）。由于在录音时同时使用多个辅助传声器，很可能产生“梳状滤波器效应”，造成声音品质的降低。

如图9-9所示，在录音中，录音师需要对乐队中铜管乐器组的每一件乐器加一个辅助传声器，使用传声器1拾取小号的声音（图9-9中只标出一支小号，其他乐器未标出），传声器2～5分别拾取其他乐器的声音。图中传声器1距小号的距离为X，5个传声器的间距也都为X。在录音中，当传声器1拾取小号声音的同时，传声器2～5也会拾取到小号的声音，且各传声器因距小号的距离依次增加，拾取的小号声音的时间差∆t也依次增加，参照4.1.6“梳状滤波器效应”中的计算公式，根据时间差∆t可以计算出产生相位差为360°的最低频率fo和相位差为180°的最低频率fn。若图9-9中小号距传声器1的距离为l₁，小号距传声器2（或3、4、5）的距离为l₂，那么，传声器1与传声器2（或3、4、5）拾取小号声音信号的电平差∆L的计算公式为：

图9-9 “3∶1规则”示意图

图9-10为各传声器间声音信号的“梳状滤波器效应”曲线比较。曲线①为传声器1拾取的正常声音频率特性曲线。曲线②～⑤为传声器2～5拾取的具有“梳状滤波器效应”现象的频率特性曲线。根据公式9-1可以计算出传声器2、3、4、5与传声器1的强度∆L。分析图9-10中的各条曲线得出结论：因传声器2、3、4、5距小号的距离依次增加，拾取的小号声音与传声器1相比较强度依次减少，且“梳状滤波器效应”依次减弱。因为传声器4与传声器1的电平相比下降了10dB，“梳状滤波器效应”现象减小对声音信号的影响不大，此时，传声器4与传声器1的距离恰好是传声器1与小号距离的3倍。那么，当两传声器的间距大于其中一个传声器与声源的距离的3倍以上时，传声器拾取的声音信号被认为基本消除了“梳状滤波器效应”的影响，这被称为“3∶1规则”。

图9-10 各传声器间声音信号的“梳状滤波器效应”曲线比较(www.xing528.com)

【思考题】

1.不同拾音方法拾取的声音信号有什么区别？

2.房间（扬声器）立体声和人头（耳机）立体声的区别是什么？

3.扬声器立体声重放声音信号的畸变包括哪些方面？

4.如何理解声音信号各种畸变之间的关系？

5.如何理解主传声器和辅助传声器在拾音中各自的作用？

6.如何理解3∶1规则？

[1] 林达悃.录音声学[M].北京：中国电影出版社，1995：269.