[麦克风] 麦克风波束成形的基本原理

麦克风波束成形是一个丰富而复杂的课题。所有MEMS麦克风都具有全向拾音响应，也就是能够均等地响应来自四面八方的声音。多个麦克风可以配置成阵列，形成定向响应或波束场型。经过设计，波束成形麦克风阵列可以对来自一个或多个特定方向的声音更敏感。本应用笔记仅讨论基本概念和阵列配置，包括宽边求和阵列和差分端射阵列，内容涵盖设计考虑、空间和频率响应以及差分阵列配置的优缺点。

阵列和差分端射阵列，内容涵盖设计考虑、空间和频率响应以及差分阵列配置的优缺点。方向性描述麦克风或阵列的输出电平随消声空间中声源位置的改变而变化的模式。ADI公司的所有MEMS麦克风都是全向麦克风，即它们对来自所有方向的声音都同样敏感，与麦克风所处的方位无关。图2所示为全向麦克风响应的2轴极坐标图。无论麦克风的收音孔位于x-y平面、x-z平面还是y-z平面，此图看起来都相同。

本应用笔记中，阵列的“前方”称为轴上方向，指拾取目标音频的方向，在极坐标图上标为0°；“后方”为180°方向；“侧边”指前后方之间的空间，中心方向分别位于90°和270°。本应用笔记中的所有极坐标图均归一化到0°响应水平。涉及声音频率和波长的所有公式都使用以下关系式：c = f × λ，其中c为343 m/s，即声音在20℃的空气中的传播速度。

宽边麦克风阵列是指一系列麦克风的排列方向与要拾取的声波方向垂直(见图3)。图中，d是阵列中两个麦克风元件的间距。来自阵列宽边的声音通常就是要拾取的声音。

一、使用前应注意的问题

　　操作人员应在演出前对无线话筒进行仔细检查，正确联接系统，合理架设天线，保证话筒处于正常工怍状态，主要注意以下几点。以免在演出时无线话筒发生无声音的现象。
       （1） 检查电池盒是否接触良好，电池是否有电。
　　（2） 开机时应先打开接收机，检查RF表头，确定此通道无RF射频干扰，再开发射器。
　　（3） 检查话筒哑音开关，确保无线发射机和话筒始终处于工作状态。
　　（4） 将腰包发射器天线朝下挂在腰带上，避免因重力作用而下垂打弯，影响发射效果。不要让腰包发射器与人体皮肤直接接触，因为演员演出时容易出汗，影响电子设备的正常工作。
　　（5） 为避免载波频偏，请不要将腰包发射器与金属物体直接接触，如钥匙，皮带扣等。
　　（6） 不要将接收机堆放在一起，以免接收机之间相互干扰。

二、使用中应注意的问题
　　（1） 在演出过程中，要注意观察RF射频信号指示灯是否正常，防止外来无线信号的干扰。
　　（2） 在话筒交接时，应避免将多支开启的无线话筒堆放在一起，且不要靠近接收天线，以免产生互调干扰，影响无线话筒的使用。5 v4 M7 O2 }2 M: H5 \: R# S
　　（3） 如声音中有杂音，可能是话筒头未安装到位，或话筒头灵敏度设定过高，也有可能是所用频点被干扰，主要有以下几方面的原因。
　　场地内存在干扰源（如手机、对讲机、无绳电话等），碰到这种情况，可以换一套频率试试，在更换新的频率时，不错先改接收机的频率，找到接收机的RF信号灯没有干扰的频率，再改发射器的频率。
场地接收条件不好（如场内有立柱阻挡，或场内有金属器材、玻璃的反射，音控室离开会场较远有墙阻挡或者拐弯等等）都会影响到信号的正常接收。通常用以下几种方法可以解决问题：
　　① 尽量使用分集式无线系统（即一个话筒、两根天线），因为两根天线的接收范围较大。
　　② 可以变换一下天线的方向、角度等，这样可改善接收效果。
　　③ 如果接收环境实在太差，如音控室不在会场里，只要延长天线就能解决问题，应急方法：取一根视频电缆线10—15 m，与原来接收机的天线相连接，并安装在能接收到信号的地方即可。
　　（4）当需要更换使用中的无线话筒电池时，应先把话筒电源关闭，然后进行更换，再打开话筒开关。