2017年5月29日星期一

咪高峰的結構和原理

咪高峰與我們大小生活息息相關。 每一部電話和手提電腦,都內置咪高峰, 甚至大部分耳機線,如︰「錫安劍」有線耳機黑線版, 及第藍牙耳機,均有內置咪高峰。即使耳機能完美地演繹和種音色出來,但大前題下,亦要配有精湛的錄音儀器,無遺地收錄所有音式,所以一支高質素的咪高峰亦是重要的一環!


咪高峰的原理
基本上,咪高峰與喇叭或耳機的原理和結構完全一樣, 只是,喇叭會利用線圈,將擴音機的電子訊號化為磁場, 而磁場的變動,就會使喇叭膜震動產生聲音。 基本上,咪高峰使用的裝置,與喇叭和耳機完全一樣,只是將這個程序倒轉而已。

當聲音對咪高峰振膜產生壓力而震動, 推動包圍著磁石的線圈上下移動,並產生電子訊號, 再經過電線傳送到錄音機,將聲音記錄下來,或傳送到喇叭作現場擴音。

所以,只要使用一些日常生活中的簡單物品,足以製造一個 DIY 的咪高峰。 製作工具與方法可參閱以下影片:

YouTube 影片: Build Your Own Cup Microphone


咪高峰的結構
市場上的咪高峰,一般分為兩種主要結構:

第一種,動圈式咪高峰(Dynamic Microphone)
原理與動圈式喇叭差不多, 利用聲音推動振膜,再由振膜推動線圈,產生電子訊號。
只是,動圈式咪高峰的線圈,對比動圈式喇叭,長十倍至一百倍, 從而產生更大電阻,將振動產生的訊號擴大,令收錄的聲音減少雜訊。

一般而言,喇叭的電阻是 4 至 8ohm,但咪高峰的電阻則是 80ohm 或以上, 所以,動圈式咪高峰的結構,與一個耳罩式動圈耳機一樣,只是外型不同。 我們最常見用來唱歌的手握咪,一般都是動圈式咪高峰。

第二種,電容咪高峰(Condenser Microphone)
結構比動圈式更簡單,好像靜電耳機和靜電喇叭,結構是完全一樣,只是過程剛好相反。
電容咪高峰是由一片帶電的振膜,和另一片帶電的固定金屬片組成, 當聲音振動振膜的時候,振膜與金屬片之間的距離就會產生變動,從而產生電子訊號。

然而,日華牧師指出,過去 50 年,咪高峰的技術,如同喇叭和耳機的技術一樣, 基本上都沒有進步過,亦沒有人真正嘗試作出改善。 正如喇叭和耳機一樣,廠商於過去只是藉著所謂的市場區隔、裝作專業的廣告字眼、華麗和奢侈的包裝, 將本來成本只需要港幣數十元的咪高峰,倍翻成上千、上萬元級的價格出售。

例如︰這一枝 Neumann M149 咪高峰,售價高達港幣 40,000 元以上。


又例如︰一套兩枝的 Shure UR124 無線咪組合,售價高達港幣 50,000 元。


又例如︰這一枝 Manley REFGOLD 電容咪,售價亦高達港幣 40,000 元。


其實咪高峰的結構,基本上都離不開振膜、線圈和金屬片, 無論價格高與低的咪高峰,所用的振膜、線圈和金屬片,都是完全一樣的材料。

所以,即使售價為最貴,達數萬元一枝的咪高峰,與只需數十元一枝的咪高峰, 兩者之間的成本差別,並非基本結構, 而是在於廠商將產品定位在哪一個級別, 就會使用不同包裝來區分高低。

無論是數十元的咪高峰,或是數萬元的咪高峰, 最主要用於收音的部分,對音色有著最決定性影響的配件, 即振膜、線圈或金屬片,其實成本都不會超過港幣十數元。廠商只需數十元成本, 就能比媲一枝售價為數十萬元、最高級的咪高峰。

廠商將不同價格的咪高峰造成不同音色, 高價就造得靚聲一點、低價就刻意造得差一點,令顧客以為「一分錢一分貨」。 殊不知,廠商的目的,並非為顧客提供最優質的咪高峰, 只是廠商欺騙顧客的藉口, 刻意製造市場區隔,志在盡量賺取不同階層顧客的金錢。

因此,牧師成功製造多款世上最靚聲的「錫安劍」系列耳機後, 為了要製作更優質的錫安新歌,來配合「錫安劍」耳機的優美音色, 亦決定自行研製擁有世上最完美音色的咪高峰。經過牧師研究後,他發現現今市面上,所有咪高峰仍然有四大瓶頸位,至今仍未突破。
延伸閱讀:水瓶星謎(一)前言- 錫安劍耳機出鞘

打破瓶頸位
第一個瓶頸,就如耳機和喇叭一樣, 所有咪高峰都一定要經過最少五百小時的「煲機」, 振膜才會被開聲而進入最佳狀態。

但現今世上,竟然從未有任何音響專家或製造商,曾經在任何場合提及咪高峰是需要煲機。 由此可見,現今的音響專家或廠商, 從未以製造靚聲咪高峰為目來進行研究。

第二個瓶頸,所有咪高峰的外殼,特別是咪高峰收音部分的金屬防風罩, 都是令音色劣化的最主要元凶。 咪高峰亦一樣,其實咪高峰的外殼, 特別是金屬的防風罩、內裡的海綿或用來手握的外殼,全部都會使音色劣化。厚重金屬外殼,會直接把大量的超高音,超低音, 微超高音和微超低音隔走,只有中音的部份可較完整地保留。 因為聲音是波頻,如果聲音的波頻發出後, 沒有直接將壓力傳到振膜,而是被一個金屬網或金屬殼阻隔, 豈不是九成波頻都會被反彈,而無法進入振膜嗎? 就好像海浪一樣,如果遇上防波堤,波浪就會被打散。同樣,一個金屬防風網、防風殼或海綿,都會將聲頻打散。

只要去除金屬防風罩和內裡的海綿,只用一片常見的圓形防風綿,就可以決決這問題。

經過日華牧師多番研究,嘗試過市面上能夠買到的不同品牌和類型, 以及購入市場上過百種不同種類的咪高峰零件, 經過無數次不同組合試驗、再加上自行研發零件。 終於成功製造了第一批「錫安劍」咪高峰,供錫安教會的音樂部錄製錫安新歌之用。 而「錫安劍」咪高峰,並不會公開派發,只會留給錫安教會的音樂部專用。

由錫安新歌編號「1480 盡我力傳揚」開始, 往後錄製的所有詩歌,其實都使用了「錫安劍」咪高峰, 音色比以往的錫安新歌更超卓,但製作成本亦只是港幣數十元而已。但以往教會領詩展鳴策略家所用,的咪高峰加升壓牛(Phantom Power), 價值是高達港幣兩萬元以上。但音色的質素, 卻被牧師製作的第一代「錫安劍」咪高峰遠遠抛離。
以下你可親嘗以「錫安咪」收錄的錫安新歌1480 盡我力傳揚」,如能配合「錫安劍」聆聽,必定有驚喜。

親身參與咪高峰製作

以下節錄,錫安教會音響部及錫安新歌音響技術顧問 Vessel 吳志雄弟兄, 分享牧師研製「錫安劍」咪高峰期間的點滴。

訪問片段: 試咪高峰當晚可說是大場面, 正如大家看照片也見到,一邊是工場,當晚有很多咪高峰桿, 很多不同的咪高峰頭,工場在不斷製造咪高峰出來。 另一邊在育嬰房內是錄音室,就是展鳴策略家的位置。因為他要不停唱著同一首歌的幾句錄音, 讓日華牧師可以憑著這些錄音來判斷哪個咪高峰頭較為合適。

當天那種做法是一個淘汰賽,每次將四支咪高峰拿進去,展鳴策略家就會唱歌, 接著就會將四個錄音交給日華牧師,四支咪高峰中選一支效果最好的,那支就能進入複賽。 如是者,進入複賽同樣用四支咪高峰來比試,直到最後我們找到最合適的咪高峰, 就是今時今日大家開始在錫安新歌已經聽到那支咪高峰錄出來的效果了。

再說當晚,其實頗緊湊, 因為咪高峰數量真的很多,生產上有必須的流程。結果當晚很順利。

到最後找出這支咪高峰時,大家都很滿意,也可說是很有滿足感的測試。

我的其中一個心願,就是在完成耳機的研究後, 開始著手在咪高峰上。而當我知道該朝什麼方向發展後, 便用了數個月來採購物料,測試哪些咪高峰可以達到我心目中的方向。 所以,製造出「錫安劍」後,我就利用我當時知道的副產品,立即尋找當今世上所有的咪高峰, 研究到底哪一款咪高峰只要稍作改善,即能達到我所說的改善程度。 當時,即幾個月前,便作出這個研究,並製造出「錫安咪第一代」讓展鳴策略家錄音。 所以,「錫安新歌」編號 1480 之後的歌,都是用這個新的咪高峰去錄音。

當你一聽的時候,便會發現聲音更加透徹、清晰,以及全音域範圍更廣,就是因為用了新方法。 基本上,一百元以內便製造到世上音質最好的咪高峰,其他咪高峰無可媲美。

你會覺得聲音混濁,之前你還會覺得音質很好。現在你聽詩歌編號 1480 之後的錫安新歌, 便會發現音色竟會如此宏偉、清晰和清朗。

影片:咪高峰的原理和結構 (55:29 - 01:11:16 )


結語:
從錫安詩歌,到錫安劍系列,甚至開始製造錫安咪,每一步彰顯出神實質給予錫安教會的祝福、智慧和獨一無二的帶領。由錄音以至播放, 接直搖撼撒旦自以為傲的 屬世音樂界,讓人能尋找到屬神的完美音式!

參考文章:2012 榮耀盼望 vol. 379 ── 「星際啟示錄」的第三部份(35)

延伸閱讀:
信步星圖 (35) 前言-錫安劍錄音咪
普世音樂家的限制
人類對音樂的錯誤理解


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