在2016年1月的NAMM展會上,舒爾推出近50年來全球首創(chuàng)雙振膜動圈話筒。KSM8 Dualdyne?是始于2009年的一個代號為Kohlrabi的高級開發(fā)項目的最終產(chǎn)品。
我全程參與了這個項目。從專業(yè)角度來看,這是一次非常震撼人心的體驗。從聲學工程和制造到工業(yè)設(shè)計和環(huán)境測試,我們解決了多方面的問題,并在此過程中獲得了多個專利。現(xiàn)在我們已完成了這個項目,我很樂意與大家分享此項成就,KSM8 Dualdyne獨特之處的幾個故事。
受到一種蔬菜的啟發(fā)?
我們首先來看最初的項目代碼名稱,Kohlrabi(沒錯,這就是的卷心菜近親,苤藍)。它的形狀給Dualdyne振膜設(shè)計提供了一個關(guān)鍵靈感:使用許多軟管來反轉(zhuǎn)氣流。所以當我們的項目團隊成立時,便很自然地使用了Kohlrabi項目這個名字。
根據(jù)我們對動圈話筒的了解,我們必須從中篩選出應(yīng)該接受和摒棄的信息。
對于動圈話筒這種成熟的技術(shù),對其重新思考著實是一個龐大的項目。所以我們必須從已知信息中篩選出應(yīng)該接受和摒棄的部分。這意味著我們必須深入了解所有之前的設(shè)計,特別是SM58?中采用的Unidyne?III振膜和防震系統(tǒng)。與此同時,我們知道需要突破現(xiàn)狀,這讓我們很快意識到不能讓自己受到現(xiàn)有工具、零件和流程的限制。我們真的是從零開始。
靈活運用物理定律
動圈話筒是一個相對簡單的器件。它的部件很大:磁體、線圈、氣腔和磁體外殼。其中不含任何有源電子設(shè)備,所以無需“自由越獄”卡。動圈話筒在近些年里得到了很好的優(yōu)化。為了實現(xiàn)改變,你需要很好地運用物理定律。幸運的是,我們有一些想法。
我們從基礎(chǔ)開始。我們的一位工程師Roger Grinnip翻看了舒爾檔案,并找到了舒爾傳奇工程師Ben Bauer和Ernie Seeler的實驗室記錄。然后發(fā)現(xiàn)了著名的舒爾55型以及頗具傳奇色彩的SM58和SM57機型中使用的Unidyne和Unidyne III拾音器。
值得慶幸的是,Roger非常熱愛數(shù)學……他從數(shù)學中發(fā)現(xiàn)了樂趣。在Kohlrabi項目中,他用那些舊式的實驗室筆記本來研究自己的方程式——寫了有300多頁——這些方程式證明了可以進一步發(fā)展我們的概念:設(shè)計一款頂級動圈話筒,而它將具有以下關(guān)鍵品質(zhì):
1:忽略近講效應(yīng),實現(xiàn)自然原音和廣泛、深沉的“最佳拾音區(qū)”
2:典型的心形模式,將離軸聲響舞臺漏音轉(zhuǎn)變成覆蓋各種頻率范圍的愉悅、自然的音質(zhì)
3:精準、平坦的頻率響應(yīng)
4:無可識別的握持噪音
5:經(jīng)典舒爾品質(zhì),牢固可靠
由于這會是一款頂級話筒,我們還需要可匹配出色性能的工業(yè)設(shè)計。
由于這會是一款頂級話筒,我們還需要可匹配出色性能的工業(yè)設(shè)計。
Dualdyne概念
過去,舒爾在動圈話筒設(shè)計方面的所有主要進步都源自Unidyne振膜。Unidyne的特別之處在于:它僅使用一個話筒元件就能提供始終如一的心形拾音模式。實際上,當今世界的每一款指向型動圈話筒都基于舒爾Unidyne原始專利。
實際上,當今世界的每一款指向型動圈話筒都基于1939年的舒爾Unidyne原始專利。
Dualdyne概念將這向前推進了一步。正如它的名字所表示的那樣,這款全新的設(shè)備擁有兩個振膜,但它的設(shè)置卻不同于人們的期待。
基本而言,一個超薄振膜不會影響高頻聲音,但會逐漸隔離低頻聲音。將這個振膜插入后方進入的氣流,我們就可以調(diào)諧并控制近講效應(yīng)。這種控制也會帶來另一個“杠桿”,從而引入聲學設(shè)計。
但困難在于,當將第二個振膜插入元件中時,動圈話筒的構(gòu)造就會受到全面的破壞。所以,我們又花了六年時間來修復(fù)所有遭受破壞的部分。
清除障礙
四通道氣流系統(tǒng)已被證明是一個解決方案。在第二個振膜“破壞”動圈話筒的地方,使用kohlrabi軟管將系統(tǒng)重新連接起來。下一個挑戰(zhàn)就是生產(chǎn)方式。我們無法將這作為一個整體建模。必須使用塑料,但膠粘結(jié)合不夠穩(wěn)固。超聲和外部激光焊接都不能發(fā)揮作用,并且還需要將其他零件連接到拾音器組件。
為了確保零件的生產(chǎn)在視覺和功能層面都正確無誤,唯一的方法就是開發(fā)一套全新的激光焊接流程。這個流程需要由內(nèi)而外焊接,以便為我們提供所需的氣密性和小尺寸,并且外觀隱蔽性足夠好。四個小鏡子將激光從每個軟管里面反射出來,將兩個零件焊接到一起。
另一個挑戰(zhàn)在于振膜,這是我們有史以來設(shè)計的最輕薄的一款動圈振膜。當使用高速視頻時,我們發(fā)現(xiàn)它在受到脈沖式?jīng)_擊時移動范圍有點大。因此,我們發(fā)明了一個全新零件——振膜穩(wěn)定系統(tǒng),并為其申請了專利。這個系統(tǒng)可以防止振膜發(fā)生不必要的震動,從而抑制機械雜音。
在我們?yōu)榱苏嬲龑崿F(xiàn)這款話筒的愿景而做出的努力中,這些只是其中一部分示例。
在舒爾,每位產(chǎn)品經(jīng)理都知道所有新產(chǎn)品必須通過掉落測試和一整套電池環(huán)境測試(超過 80 項測試)。對于像 KSM8 Dualdyne 這種全新產(chǎn)品,通過掉落測試——在話筒支架上或者松落時,從 6 英尺高的地方自由落體至硬木板地面——是一個巨大的挑戰(zhàn)。
過程可能如下:生產(chǎn) 10 支話筒進行測試。即便只有一支話筒掉落,也需要返回修改制圖板。這迫使我們開發(fā)出能滿足確切標準并可靠地重復(fù)使用的流程。經(jīng)過了一年多的時間,KSM8 才通過掉落測試。所以它像 SM58 一樣結(jié)實可靠。甚至更加堅固。
我們要解決的另一個問題是濕氣。我們沒有將開孔泡沫作為內(nèi)置防噴罩,而是在網(wǎng)罩里面設(shè)置了疏水性布料。并且由于聲音需從后方的振膜進入,所以整個話筒振膜形成了一個密封系統(tǒng)。憑借其疏水性網(wǎng)罩襯里,KSM8 Dualdyne是具有防水性。事實上,我們在測試時把它放在淋浴噴頭下達30分鐘,但話筒不僅能繼續(xù)工作,而且頻率響應(yīng)和心形模式也都沒有變化。這讓我們能保持大小合適的網(wǎng)罩,并且不受kohlrabi軟管網(wǎng)絡(luò)尺寸和其他振膜的影響。
質(zhì)量控制
當然,全套舒爾測試的強度要比這更大,并且還有濕度、汗液和極端溫度測試。KSM8 Dualdyne是唯一通過了我們高加速壽命測試室(HALT)的話筒。在測試期間,話筒會在60個G的重力下暴露10分鐘,然后冷卻至-70華氏攝氏度,接著再加熱至200華氏攝氏度以上。這個過程需重復(fù)數(shù)小時。KSM8 Dualdyne話筒通過了測試。
我們花了一年多的時間調(diào)整KSM8 Dualdyne,使其符合舒爾所要求的每一項物理、電氣和聲學標準。
我永遠不會忘記達到這些標準時自己有多么興奮。當質(zhì)量實驗室告知我們的話筒通過了所有測試時,我的第一句話就是“什么都不要碰!”
我們歷時七年的探險終于結(jié)束了。
只有舒爾能夠制造出這樣的話筒
現(xiàn)在,我得承認我的確是一個話筒geek,但當我說KSM8 Dualdyne能夠提供全新水平的動圈話筒性能時,請相信我。當你手握著外形靚麗的它時,你能感覺到特別的質(zhì)感。當你卸下網(wǎng)罩查看內(nèi)部時,會發(fā)現(xiàn)它簡直就是一件藝術(shù)品。但當你把它插上時,奇跡就出現(xiàn)了。
頻率響應(yīng)非常平坦,就好像電容話筒一般。所有頻率的離軸抑制性能都非常一致,所以來自打擊聲、人聲等的漏音會聽起來非常自然。如果講者偏離話筒,那么只會改變音量;音調(diào)將保持不變。
對于團隊而言,KSM8 Dualdyne的開發(fā)讓他們從付出中收獲喜悅。我們的舒爾工程師團隊首屈一指,這是真正由他們打造的產(chǎn)品。在這群才華橫溢的員工和智慧超群的工程師團隊中,我其實更像一個陪襯。舒爾是一家特別的公司,即便是面對看上去已頗顯成熟的動圈話筒產(chǎn)品,它仍然非常重視投入時間和資源對其進行創(chuàng)新。這就是舒爾的不同之處。所有音頻工程師、藝術(shù)家、表演者和觀眾都將從中獲益。