各類傳聲器的優(yōu)缺點

　　1. 瞬態(tài)響應

　　由于電容傳聲器的振膜質(zhì)量較小并且阻尼較高，因此對于變化速度較快的聲源來說它們的響應速度比動圈傳聲器更快(瞬態(tài))。使用性能出色的電容傳聲器時，我們可以聽到敲擊镲片時的“砰”聲或者彈奏吉他和弦時撥弦的聲音。電容傳聲器能夠提供清晰、細節(jié)豐富的聲音，使得它們非常適合用于镲片、軍鼓、原聲樂器和人聲錄音等用途。

　　通常來說，動圈傳聲器的瞬態(tài)響應弱于電容傳聲器。因此，動圈傳聲器可以用于需要對細節(jié)過于豐富的聲音進行“軟化”的應用場合。

　　2.頻率響應

　　由于換能器結(jié)構(gòu)設計相對來說較為簡單，電容傳聲器通常來說能夠提供更為平滑的頻率響應特性。同樣，由于結(jié)構(gòu)較為簡單，帶式傳聲器的無峰值頻響特性使其廣受贊譽。此外，帶式傳聲器的金屬箔片振膜被設計為波紋型以降低破損的幾率。

　　與之相反，除了一些品質(zhì)非常出色的動圈傳聲器之外，一般來說動圈傳聲器的頻響特性沒有電容傳聲器或帶式傳聲器那么平坦。動圈傳聲器的換能器結(jié)構(gòu)中包含一個可與振膜活塞機構(gòu)脫離的線圈，或者說可以前后運動的線圈。這個結(jié)構(gòu)特性使得動圈傳聲器的頻率響應特性存在峰值的限制。此外，由于線圈在聲學上將振膜機構(gòu)分割為兩個聲腔，從而與磁隙慣量產(chǎn)生共振并導致頻率響應異常。電容傳聲器和帶式傳聲器的振膜同樣為可分離結(jié)構(gòu)，但通常來說對頻率響應的影響程度較低。

　　由于振膜質(zhì)量較小，因此電容傳聲器通常能夠提供比帶式或動圈傳聲器更出色的高頻響應特性。盡管帶式傳聲器的振膜質(zhì)量也較小，但由于振膜前端和后端之間的聲學相位干涉作用會導致在高頻區(qū)域形成抵消。這是由于高頻部分的波長很短，在帶式振膜兩側(cè)的信號有可能會形成極性相反，因此會產(chǎn)生聲學抵消現(xiàn)象。由于結(jié)構(gòu)設計的原因，這個問題在電容或動圈傳聲器當中并不會出現(xiàn)。在振膜后方的高頻能量或被傳聲器外殼衰減(全指向傳聲器)，或被聲學相位偏移網(wǎng)絡消除(單一指向傳聲器)。

　　動圈傳聲器的高頻響應特性可以通過設置在振膜前方的Helmholz諧振器實現(xiàn)擴展。Helmholz諧振器是擁有1個或多個聲波入口的小尺寸氣室，在高頻部分產(chǎn)生的諧振能夠改善動圈傳聲器的高頻響應表現(xiàn)。但是，這個設計仍然有一定的局限性，在高于諧振器共振點的頻段會出現(xiàn)衰減以及更高程度的相位偏移。Helmholz諧振器也經(jīng)常應用于電容傳聲器設計當中，但通常來說所需的高頻能量提升會小于動圈傳聲器。

　　3. 靈敏度

　　一般來說，電容傳聲器的靈敏度最高，其次是動圈傳聲器，而帶式傳聲器的靈敏度最低。以下是這三種類型傳聲器較為典型的開路靈敏度參數(shù)：

　　電容傳聲器

　　-65 dBV(5.6 mV/Pa)

　　動圈傳聲器

　　-75 dBV(1.8 mV/Pa)

　　帶式傳聲器

　　-80 dBV(1 mV/Pa)

　　電容傳聲器的靈敏度高于動圈傳聲器的原因是，電容傳聲器的換能器設計效率更高，并且內(nèi)置了相應的前置放大器使其能夠獲得更高的增益。電容傳聲器的輸出電壓可通過一下公式計算得出：

　　V = 通過電容器的電壓;

　　△V = 電壓變量或輸出信號電壓;

　　C  = 振膜和背面電極之間的電容量，單位為法拉;

　　△C  = 由于振膜移動使電容的兩極距離減少或增加，由此產(chǎn)生的電容量變化。

　　電壓越高，靈敏度越高。但是過高的電壓會導致振膜由于靜電斥力的原因被吸附在背面電極上，阻礙振膜的震動。

　　電容量變化越大，電壓變化越大(也就是說，輸出信號電壓越大)。振膜的面積越大或振膜與背面電極之間的距離越小，電容量的變化越大。不幸的是，大尺寸振膜由于衍射等因素影響，容易在偏軸方向產(chǎn)生聲染色;而降低振膜與背面電極之間的距離非常困難并且造價昂貴，需要在組裝過程中非常小心的避免微塵顆粒進入振膜和背面電極之間的空腔。因此，傳聲器制造廠商必須找尋一個適當?shù)恼壑越鉀Q方案。

　　為了獲取足夠的靈敏度，動圈傳聲器同樣需要從設計上尋找一個這種解決方案。動圈傳聲器的輸出電壓公式如下：

　　e = 輸出電壓(感應電動勢)

　　B = 磁通密度，單位為特斯拉

　　l = 導體長度，單位為米

　　v  = 運動速度，單位為米/秒

　　磁通密度越高，線圈的匝數(shù)越多，輸出電壓越高。但是尺寸過大的磁體可能會在聲學上影響頻率響應特性，同時也會增加傳聲器的尺寸和重量。同樣，線圈的匝數(shù)過多會增加動圈機構(gòu)的質(zhì)量，導致傳聲器對高頻響應的劣化。如果通過縮小磁隙來獲取更高的磁通密度的話，很難確保線圈不會與磁極產(chǎn)生摩擦。值得一提的是，例如釤鈷磁鐵等新型磁體材料能夠以較小的體積產(chǎn)生較高的磁通密度。

　　帶式傳聲器的靈敏度低于動圈傳聲器的原因是，帶式傳聲器只有1個低阻抗導體(帶狀金屬箔片)來產(chǎn)生電信號，需要大尺寸磁體和升壓器來提升輸出電壓。此外，帶狀金屬箔片依靠振膜正反兩側(cè)的壓差(壓力階差)驅(qū)動，這種壓差對于雙指向性的帶式傳聲器設計來說甚至小于單一指向設計的動圈傳聲器。

　　4.尺寸

　　與動圈傳聲器相比，電容傳聲器的體積可以小很多。動圈傳聲器需要一定體積的磁體和音圈才能夠提供足夠的輸出電壓，但即使振膜面積小于1cm2的電容傳聲器也能夠提供足夠的輸出電壓。

　　5.最大聲壓級

　　一個設計良好的動圈傳聲器可以承受非常大的聲壓而不會在輸出端產(chǎn)生過多的失真。即使是非常高的聲壓也只會使振膜產(chǎn)生輕微的震動。但是電容傳聲器所使用的電器元件很容易由于換能器產(chǎn)生的電信號導致過載。如果在換能器和電器元件之間插入衰減器來避免過載的話(譬如，用來增加最大聲壓級承受能力)，那么信噪比也會相應下降。如果傳聲器電器元件的動態(tài)余量采用最大化設計時，通常來說需要付出的代價就是消耗更多的電流和更高的本底噪聲。換能器制造商必須對所有這些影響因素進行綜合考慮，并根據(jù)實際應用需求來決定適合的設計方案。

　　本底噪聲–由于沒有需要外部供電的元器件，動圈傳聲器的本底噪聲與電容傳聲器相比非常低。動圈傳聲器產(chǎn)生的開路噪聲電壓可通過一下公式計算：

　　E = 噪聲信號電壓，單位為伏特;

　　k  = 波茲曼常數(shù)(1.38 x 10-23 J/K);

　　R = 傳聲器的內(nèi)阻，單位為歐姆;

　　T  = 溫度，單位為開爾文;

　　ΔF  = 頻率帶寬，單位為赫茲。

　　傳聲器輸出阻抗(在一個特定頻率的電阻，于傳聲器連接終端測量所得)越高，它的本底噪聲越大。本底噪聲可通過以下等式計算：

　　Vn = 噪聲信號電壓，單位為dBV;

　　S  = 傳聲器靈敏度，單位為dBV/μbar。

　　舉例：

　　如果一個噪聲信號電壓為-133 dBV、靈敏度為-75 dBV/μbar的傳聲器，其本底噪聲為16 dB SPL。這項數(shù)值是根據(jù)無計權(quán)測量結(jié)果進行計算的。如需要A計權(quán)參數(shù)則需要通過模擬人耳頻響曲線的計權(quán)網(wǎng)絡進行測量(在低于1 kHz以下的頻率進行滾降處理)。根據(jù)A計權(quán)測量結(jié)果計算所的數(shù)值相對來說更接近人耳的聽感。

　　一支本底噪聲極低的電容傳聲器指標為14 dBA。如果一支電容傳聲器的本底噪聲指標低于20 dBA的話，通常被認為是非常出色;如低于30 dBA，通常被認為是性能良好的電容傳聲器。

　　6.供電系統(tǒng)需求

　　電容傳聲器需要外接電源供應系統(tǒng)才能夠工作，譬如電池或外置的幻像電源系統(tǒng)?；孟耠娫词峭ㄟ^傳聲器連接器的pin 2和pin 3來傳輸?shù)?2 –48 V直流電。傳聲器使用相同的兩條導線接受幻像供電和發(fā)送音頻信號。很多調(diào)音臺都支持通過它們的信號輸入接口為傳聲器提供幻像電源，用戶只需要將傳聲器與調(diào)音臺的輸入端口連接就可以獲取幻像電源。

　　與之相反，動圈傳聲器不需要任何供電系統(tǒng)就可以工作，因此可靠性更加高。

　　7.兼顧與耐用

　　一只設計良好的動圈傳聲器通常來說都非常耐用，并且可以在一定程度的惡劣使用條件下保持性能完好。一些現(xiàn)代的電容傳聲器也具備相同的耐用性，盡管它們復雜的電氣組件可能看起來很脆弱。反之，帶式振膜則非常脆弱，大風或惡劣的使用習慣都有可能導致振膜變形。

　　高溫和高濕度都有可能導致駐極體損壞，但對動圈換能器來說則影響不大。過高的濕度會導致電容傳聲器的振膜與背面電極之間的狹小空間充滿水汽，從而導致?lián)Q能器失效。對于動圈換能器來說，線圈和磁體之間的空隙較大，因此在高濕度環(huán)境下受到的影響較小。