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    不起眼卻影響重大,揭秘新一代PEN振膜的真相
    更新:2021-11-24 9:11:31 稿件:Austrian Audio 調(diào)整大小:【

    當(dāng)你在選購一款錄音的專業(yè)麥克風(fēng),你會考慮哪些問題?我想答案無非就是價(jià)格、聲音、質(zhì)量、配置,當(dāng)然還包括顏值。但你要說這中間最看中的是什么,大部分人脫口而出的還得是話筒的聲音。沒錯(cuò),麥克風(fēng)的聲音說的就是音質(zhì)。虛有其表的麥克風(fēng)用起來絕對是折磨,畢竟長得好看但唱出來難聽的麥克風(fēng)完全是本末倒置對吧。今天我們就來聊聊影響麥克風(fēng)音質(zhì)的振膜的故事。

    第一支麥克風(fēng)的誕生

    初中的物理教科書就教過我們,聲音是通過振動而產(chǎn)生的。然后再將聲音振動采集到的信號轉(zhuǎn)換為電信號(換能器),這就是傳聲器最基本的原理。最早的麥克風(fēng)原型出現(xiàn)在19世紀(jì),包括大名鼎鼎的貝爾等一些當(dāng)時(shí)科學(xué)家們,正著力解決更好的拾音方法(主要用于改進(jìn)電話的通話質(zhì)量)。這其中尤以1876年埃米爾·貝林納發(fā)明的碳精電極麥克風(fēng)的性能最為出色。

    這種由兩個(gè)電觸頭構(gòu)成,中間由一層薄薄的碳層隔開,另一頭附在膜片上,然后利用膜片采集聲波振動的結(jié)構(gòu),成為現(xiàn)代麥克風(fēng)的鼻祖。

    現(xiàn)代的麥克風(fēng)中常見的電容式也同樣以此為基礎(chǔ)(當(dāng)然在麥克風(fēng)的發(fā)展史上,還誕生了其他的傳聲結(jié)構(gòu),包括動圈式、鋁帶式等)。在這個(gè)簡單的結(jié)構(gòu)中,振膜就是傳遞振動訊息的關(guān)鍵元件,也是整個(gè)電聲系統(tǒng)的入口。因此什么調(diào)音、增益、壓縮、動態(tài)之類的事情,首先還是得要振膜來提供最原始的信號。所以說,振膜的設(shè)計(jì)及質(zhì)量是麥克風(fēng)聲音質(zhì)量的基礎(chǔ)。

    正是振膜在聲學(xué)領(lǐng)域如此之高的重要性,使得這小小的方寸之間,成了工程師們和材料科學(xué)家們的必爭之地。

    貝爾實(shí)驗(yàn)室的Edward C.Wente拿著他的電容話筒

    而世界上首支電容麥克風(fēng)發(fā)明的時(shí)間則已經(jīng)來到了1916年。由Westen Electric(西電)E. C. Wente發(fā)明,這家公司的研發(fā)部門也就是大名鼎鼎的貝爾實(shí)驗(yàn)室。
    材料之爭

    在產(chǎn)品的應(yīng)用過程中,人們發(fā)現(xiàn)由于電容式的振膜材料要求極薄,脆弱易變形,對環(huán)境噪音也過于敏感,壽命短等諸多的缺點(diǎn)。在此之后,工程師們便嘗試著用各種不同的材料來制造振膜。理想中的振膜材料應(yīng)當(dāng)是延展性能好,抗各種物理腐蝕性,比如氧化、濕氣、酸堿性等,具有極好的動態(tài)響應(yīng)。不僅如此,這種材料要足夠的輕量化,還不能有雜質(zhì)且要有較長的使用壽命。顯然,在自然界中應(yīng)該是找不到這種看起來就不切實(shí)際的材料了。這些要求也確實(shí)給工程師們帶來了不小的挑戰(zhàn)。

    第29屆美國總統(tǒng)哈丁和WD 387麥克風(fēng)

    早期的麥克風(fēng)振膜材料相當(dāng)?shù)膹V泛。在1921年,當(dāng)時(shí)的第29屆美國總統(tǒng)哈丁就職演說時(shí)采用的Westen Electric(西電)387型麥克風(fēng)上,使用的是0.0017英寸厚度的杜拉鋁(Duralumin)的振膜。

    Westen Electric 640AA

    圖片來源美國佐治亞大學(xué)館藏

    1942年,貝爾實(shí)驗(yàn)室又成功開發(fā)出了640AA型號的電容麥克風(fēng)。他們將拾音振膜材料從鋁合金改為更高強(qiáng)度、耐腐蝕的鋼。從而降低了因環(huán)境氣壓、溫度、濕度等的波動對麥克風(fēng)產(chǎn)生的影響。這款產(chǎn)品優(yōu)異的性能和出色的可靠性使其一度成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)局等專業(yè)機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn)測試工具。

    很多年來,聲學(xué)大拿們便朝著這些目標(biāo)對電容麥克風(fēng)做出了諸多的改進(jìn),這中間誕生了眾多的高分子類、紙漿類、復(fù)合類的薄膜材料,但為了使這些材料能夠?qū)щ娨员悴杉駝有盘枺恍┎牧暇筒坏貌皇褂玫搅吮∧そ饘倩に。我們現(xiàn)在常見的麥克風(fēng)薄膜金屬化的主要方式是鍍金。

    經(jīng)典的CK12拾音器

    隨著材料科學(xué)的發(fā)展,美國杜邦(Dupont)在50年代開始制造一種叫Mylar的材料,也叫PET聚酯薄膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯)。

    這種PET材料在我們現(xiàn)在生活中仍然很常見,它具有很強(qiáng)的耐腐蝕性,能夠在零下70度到60度溫度范圍內(nèi)長期使用,也具有很好的抗沖擊力學(xué)性能。材料輕量化,具有良好的剛性,壽命長,顯然,這種材料用來作為振動媒介再合適不過了,它也目前最常見的麥克風(fēng)薄膜材料。

    在1951年,奧地利的AKG制造出了CK12這款經(jīng)典的拾音器。早期的CK12振膜采用的是10微米的PVC材料,后期則改用了9微米度的聚酯薄膜。直到今天,采用這種振膜的C12麥克風(fēng)仍然是市場上最昂貴、最受歡迎的錄音麥克風(fēng)。

    Austrian Audio CKR12 鍍金雙面大振膜

    PEN振膜,你可能不知道的秘密

    但材料科學(xué)的腳步并沒有止步于此,更強(qiáng)大的PEN材料也在70年代誕生了。PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)是由日本公司帝人公司開發(fā)的聚酯材料新品種。在物理性能上較PET更勝一籌,尤其是對氣體和水的阻隔性能更好,材料本身幾乎不受潮濕環(huán)境的影響。

    但由于生產(chǎn)成本的限制,在它被研發(fā)出來的幾十年里并沒有得到大規(guī)模的普及。從性價(jià)比角度來說,PEN仍然無法與PET相競爭。比如,90年代時(shí),PEN曾被用于制造高級相機(jī)的膠卷介質(zhì)和至今仍在使用的LTO規(guī)格的磁帶存儲技術(shù)。

    值得高興的是,Austrian Audio奧世聲專業(yè)音頻敢于突破傳統(tǒng),首次在自家的產(chǎn)品中引入了PEN這種能讓麥克風(fēng)性能再上一層的新型材料。

    由Austrian Audio開發(fā)的新款OCC7小振膜拾音器,采用了源自奧地利的經(jīng)典小振膜外觀設(shè)計(jì),融合了奧世聲自研的開放式聲學(xué)技術(shù),其振膜正是采用了具有3μm(微米)超薄鍍金的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)。也正是由于PEN的超穩(wěn)定特性,用它作為麥克風(fēng)振膜的材料,不僅讓麥克風(fēng)能夠始終保持設(shè)計(jì)之初就定下的性能目標(biāo),并可在各種使用環(huán)境中長期、穩(wěn)定的發(fā)揮。

    Austrian Audio OCC7小振膜拾音器

    該款OCC7小振膜拾音器將作為Austrian Audio麥克風(fēng)家族中的重要核心部件,出現(xiàn)在即將上市的多款奧地利制造的話筒中,包括OC707高性能手持人聲麥克風(fēng)以及CC8小振膜話筒。

    正如Austrian Audio首席執(zhí)行官M(fèi)artin Seild所說:

    奧世聲專業(yè)音頻的設(shè)計(jì)、制造中

    使用了我們擁有的最高質(zhì)量材料和技術(shù)

    而奧地利制造,是對世界級產(chǎn)品質(zhì)量和可持續(xù)性的保證

    電容麥克風(fēng)的進(jìn)化遠(yuǎn)沒有停止步伐,隨著科學(xué)理論的突破以及材料科學(xué)的發(fā)展,物理世界中的極限各種極限將會被不斷地打破。而Austrian Audio也將秉承著為全球音樂藝術(shù)家提供最好的音頻產(chǎn)品的初心。

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