“PAD”是Passive Attenuation Device被動式衰減設備的縮寫,是一種衰減音訊的被動式設備(不需用電), 完全由電阻組成的特殊電路。如果麥克風震膜輸入前級放大器的訊號太強,電容式麥克風中的前級放大電路可能會過載,從而使音訊失真。PAD 可以在主動式(前級)放大過程之前,降低訊號電平,以避免麥克風前級放大電路過載。

 

 

被動式PAD的意思是:它不需要電源,即可工作。在其他電子元件當下損壞之前,被動式電路也不會失真。音訊強度永遠不會超過損壞PAD電路之點。 因此,PAD可通過任何音訊,不會使音訊失真
 

 

PAD的功能:

 

 1.  提高麥克風靈敏度,提高信噪比。

 2.  增加麥克風在失真之前,能處理的最大聲壓級。

 

衰減意味著降低音訊的電平。PAD很容易被概念化為放大器的相反。PAD的功能重點是輸出與輸入相同的訊號,只是電平比較低,盡可能地保持最佳的訊噪比。

 

PAD的認識及使用注意事項

 

以電路來說,被動式衰減設備PAD是一種輸入/輸出電阻電路,PAD在不失真的情況下衰減音訊,並且所有頻率都均等地衰減,沒有相位偏移。PAD的電阻應由純無感材料製成,不得繞線,以避免非線性頻率衰減。旨在將信號衰減到適合連接負載的水平。它降低了輸入和輸出之間的信號強度,而不會改變信號的其他特性。

 

麥克風震膜充當換能器,將聲能(聲音振動)轉換為電能(音訊)。 震膜輸出的交流電壓與震膜所承受的聲壓級成正比。

 

如果可切換衰減程度的Pad是電容式麥克風設計的一部分,它們將串聯在麥克風震膜和主動式前級電路之間。

 

當我們發現來自震膜的電壓,會使主動式前級放大電路過載時,就需要使用PAD。

 

典型的PAD通過電阻分壓器電路降低增益。衰減器基本上與放大器相反。PAD分壓電路降低了通過它的電壓。減少值以負分貝表示。

 

麥克風上內建的PAD,通常是原廠預設的開關。有的PAD 電路具有不同的衰減程度,在麥克風主體上可用撥動鈕作選擇不同程度的衰減或用與不用,可改變麥克風PAD電路內的電流!

 

為什麼電容式麥克風受益於PAD

 

由於PAD提供給主動式電路過載的保護,Pad降低了這個交流電壓,從而大大降低了這種失真的風險。

 

為什麼麥克風需要主動式電路(要送幻象電源)

 

所有電容式麥克風都是主動式的(要送幻象電源)。 麥克風震膜產生的電子信號通常太弱,而且阻抗極高。 電容式麥克風震膜經常深受其害,總是需要主動式電子電路。一些現代的絲帶麥克風設計也要送幻象電源!Austrian Audio 的主動式動圈麥克風,是雙震膜設計,也要送幻象電源。

 

主動式電路旨在以兩種方式改變音訊:

 

 1. 將震膜的音訊號(交流電壓)放大到可用的麥克風電平。

 

與麥克風產生的可以工作的音訊相比,麥克風震膜產生的音訊微不足道。 出於這個原因,主動式放大器的設計目的:是在麥克風輸出訊號之前,立即將音訊提升到可工作的水平。

 

 2.  將交流電壓的阻抗降低到可工作的水平。主動式電路設計還包括降低交流電壓阻抗的功能。這部分的主動式電路稱為阻抗轉換器。

 

音訊中超高的阻抗無法將訊號傳播很遠,也會產生嚴重退化。這就是為什麼我們不能的完全只依靠麥克風前級放大器來提升麥克風的整體音訊。因為,當信號通過訊號線到達混音機或錄音機時,高頻將已經損失了。

 

電路過載的不同

 

“被動式麥克風”(動圈麥克風)的被動式電路很少過載。未放大音訊的電壓極不可能發生過載。被動式麥克風通常使用升壓變壓器來增強其輸出信號。變壓器是根據電磁原理工作的被動式元件。當很強的交流電壓通過變壓器時,可能會發生飽和作用(溫和的“暖”壓縮)。然而,主動式電路中發生的失真,就不是那麼“溫和”或“溫暖”。

 

麥克風震膜的交流電壓輸出與麥克風震膜所承受的聲壓級成正比。因爲這個原因,主動式麥克風幾乎都具有最大 SPL(聲壓級)等級。 通常,最大 SPL 被評為通過主動式電路和麥克風輸出發生 0.5% 總諧波失真的點。

 

使用PAD衰減訊號的原因:

 

 1. 麥克風震膜將聲能(聲音)轉換為微弱的電能(音訊/交流電壓)。

 2. 電容式麥克風通過主動式電路(前級放大器和阻抗轉換器)增強信號。

 3. 主動電路可能無法處理過多的音訊,而導致失真。

 

PAD減少發送到主動式放大電路的訊號量,是麥克風震膜和主動式電路之間的設計。看起來,這似乎互相矛盾:減少信號以便我們可以放大它。 然而,這是在主動式麥克風中實現衰減Pad的標準方式。

 

 

PAD 的使用

 

並非所有麥克風都有內建PAD衰減器開關。麥克風訊號需要衰減,有幾個選項:

 

第一,許多電容式麥克風前級放大器的輸入端都有PAD電路。 如果前級放大器輸入端的麥克風信號非常強,使用PAD可以幫助減弱/平順電平,並使前級放大器增益更有效。

 

Shure KSM137就是一個好例子, 有 3 段式可切換PAD(0 dB、15 dB 和 25 dB)用於處理極高聲壓級 (SPL)

 

第二,可以在麥克風震膜和前級放大器之間,連接被動式衰減設備,以在麥克風信號到達前置放大器輸入之前,降低麥克風訊號。

 

Schoeps PAD 10 就是一個好例子,在極端條件下,即使是世界級專業SCHOEPS Colette 系列麥克風,也會因非常高的聲壓級而過載。 這裡的限制因素不是震膜,而是麥克風放大器。 他的過載點的範圍在128 – 135 dB-SPL(最大 SPL,0.5% THD)之間,為免失真,PAD 10 衰減器(-10dB)接在麥克風震膜(例如:MK22)與前級放大器(例如:CMC1)之間,音源在震膜拾音未放大之前衰減,之後再由麥克風前級放大,這樣,PAD 10不會影響麥克風靈敏度,訊噪比,或最大耐聲壓級,收音更清楚,更自然,更有勁。

 

 

那麼,為什麼不設計出具有最大 SPL 值的麥克風,就不用外加衰減器選項呢? 答案與盡可能地保持高訊噪比有關,同時避免不必要的信號失真。

 

電容式麥克風電路本質上也有雜訊的。 只要打開幻象電源電路通電,就會產生微量的噪聲。 這被稱為麥克風底噪,前級放大器也有底噪,兩者接在一起,其底噪之合,就是電容式麥克底噪的規格。被前級放大底噪蓋過去的麥克風訊號,就聽不見了。

 

 

底噪以 A 加權分貝 (dBA) 為單位。 dBA 以人類聽覺最小值為參考,用人類聽到的頻譜,以不同頻率的方式表示。

 

麥克風的底噪音量是固定的。因此,訊噪比取決於主動式電路放大的音訊量(麥克風靈敏度)。如果訊號衰減,則訊噪比會受到影響。因此,音源聲壓級未高於麥克風的最大 SPL 等級時,就應避免使用PAD。音源聲壓級高於麥克風的最大 SPL 等級(例如麥克風放在大鼓前面),則應使用PAD。 在這種情況下,訊號足夠強,可提供強大的訊噪比,而PAD可保護訊號免受主動式電路的失真!

 

所以切換式衰減PAD選項是好地選項。但是,需經由音響技術人員選擇適合的PAD,以適應麥克風和相關音源的搭配。