DIY之铝带话筒.doc

趣味DIY：铝带式话筒
文：边际362141916
铝带式话筒是一种古老的专业话筒，有8字形的拾音特性图，能拾取来自前方和后方的信号，声音温和动听，频响平直，相位、瞬态失真小，能拾取动态极大的声音而不失真，3、40年代曾经广泛应用在电台、录音棚等专业场合，为那个时代的著名音乐家以及歌手记录下不朽乐章，但铝带话筒有输出信号小，怕风，铝带易受潮损坏的缺点，限制了它的使用范围，随着性能更好，对环境适应能力更强的动圈和电容式话筒的出现，铝带话筒被人们放进仓库，逐渐遗忘。直到近期，在怀旧风的吹拂下，又有录音师使用这种古老的话筒，以追求那种模拟味道浓厚的，带有独特光辉的声音。
铝带式话筒的身世是个传奇，但它的工作原理很简单：一段铝箔作为导体，在均匀磁场里与声波共振，产生振动位移，运动过程中切割磁力线，铝箔两端就感应出与声波同频率的电信号，这几乎是中学课本里右手定则实验直接的复刻，只不过用铝箔代替了那根悬挂的铜棒，而铝箔通常是窄窄的一条，呈带状，所以被称为“铝带式话筒”。实际的铝带话筒，由于铝箔的阻抗低至1欧姆以下，需要一只变压器，把阻抗转换到几百欧姆，跟后边的放大电路匹配。
知道了工作原理，我们就完全可以在业余条件下，DIY一只出来，体会动手的乐趣。我做的铝带话筒，主要部件由铝箔、磁钢、支架、外壳、变压器及电路部分组成。
话筒的核心部件铝带，其实是一段很薄的，带状的，有折痕的纯铝箔，在成品话筒里，厚度通常是2—5微米，长度50毫米，宽5毫米左右，业余条件下能找到的铝箔，最方便的当然是香烟盒里的包装纸，我测过几种铝箔的厚度，都达到了10微米以下，最后选用的厚度是6微米，这是我找到的最薄的，最接近成品振膜的厚度，我做的铝带尺寸为50*5MM，在做铝带之前，先用10MM厚的软木板做了两块弧长50毫米左右的扇形模具，用三角什锦锉锉出相互啮合的，齿距2毫米的木齿（图一），这个模具，用来压制铝箔上的折痕。用锋利的壁纸刀，把铝箔裁下5MM宽100MM长左右的一条，泡在水中几秒钟，用镊子把衬纸揭下来，然后用脱脂棉沾水，轻轻擦拭几遍，把粘衬纸的胶洗掉，晾干，就可以压制折痕了，用手指把铝箔固定在模具的一端，用另一个模具像齿轮滚动一样，轻轻碾过铝箔（图二），就可压制出均匀的折痕，。因为铝箔相当脆弱，很容易损坏，所以最好多压几条备用（图三）。在最初的试验中，我都是直接往磁场中固定铝箔，但是几微米厚的铝箔，脆弱不堪，强磁场中的螺丝刀又很难控制，轻轻一碰铝箔就变形或者断裂，后来我用绝缘板做了一块支架，两端用小螺丝固定铝箔并接出引线，再把支架固定到磁场中，就方便多了（图四），在把铝带固定到支架上之后，还有个重要的步骤：退火。专业的热处理设备很昂贵，非普通爱好者能接受，我使用了很简单的退火方法：把铝带在酒精灯的火焰上匀速而快速移动，均匀加热，到光泽消失，呈现铝板的那种白色，如果使用金色铝箔，将更容易观察，只要烤到那层金色消失，就可以了。这个过程要相当小心，铝带很薄，热容量极小，稍微过热就会变形报废，这需要一点经验，所以有可能会多做几次，才能成功，退火后的铝带将失去大部分弹性，固有共振频率将大大低于20HZ，这样声音不会有金属声，频响更平直。
磁钢的磁场强度与尺寸，决定了话筒的灵敏度和动态范围，磁力越强灵敏度越高，铝带在磁场里的运动范围越大，动态范围越大，目前磁性最强的磁钢，就是钕铁硼磁钢，但是价格稍贵，我使用两块5*10*50MM的钕磁，磁场极性在5*10的两面，用1毫米厚的铝板做成磁钢支架（图五），磁钢放进支架后，S、N极相对放置，形成均匀磁场，中间用3*6MM小块橡胶撑住，磁钢间距6MM，这样固定好铝带后，两边各有0.5MM的间隙，防止铝带碰在磁钢上产生噪音，最后用502胶水固定。
输出变压器是除了铝带第二重要的元件，它的作用有两个，一是阻抗转换，二
是把单端信号转换成平衡信号。铁心材质，初次级绕的圈数、电感量，乃至绕制方法，对音质都有很大影响。我试验了几种材料，包括铁氧体罐式铁芯，旧收音机里拆下的输入变压器铁芯，以及铁镍合金（坡莫合金），这几种材料音质各有特点，铁镍合金最好，价格较贵且不易找到，线圈参照胆机输出变压器的分段绕法，匝数较多的次级分成两段，用0.07的漆包线，双线并绕，先绕总匝数的一半，然后用0.25的漆包线绕初级，固定好出线后，用透明胶纸，做一层绝缘，再继续绕完次级，最后把次级分清同名端，串联后中间接地，两端输出。由于话筒输出信号很低，变压器极易捡拾周边设备中的电源变压器漏磁，使放大后的信号里夹杂很大噪音，所以要对变压器做磁场屏蔽，我截了一段1.5MM厚的铁管，加工成2CM长，把变压器放入后，两端用铁板封住，效果不错。
话筒外壳，先用电工用的3*30铝排做框，前后用1MM铝板做成，尺寸是MM*MM，把变压器固定在壳内，装上一只卡农插座，这个话筒就算做好了，但是，这个话筒的信号很低，对话放要求较高，直接用在调音台或者电脑声卡上，声音偏小，信噪比不够高，要解决这个问题，可以在话筒壳内放进一个预防大电路