走進(jìn)KSM8，了解 Dualdyne技術(shù)背后的故事

   在2016年1月的NAMM展會(huì)上，舒爾推出近50年來全球首創(chuàng)雙振膜動(dòng)圈話筒。KSM8 Dualdyne?是始于2009年的一個(gè)代號(hào)為Kohlrabi的高級(jí)開發(fā)項(xiàng)目的最終產(chǎn)品。

    我全程參與了這個(gè)項(xiàng)目。從專業(yè)角度來看，這是一次非常震撼人心的體驗(yàn)。從聲學(xué)工程和制造到工業(yè)設(shè)計(jì)和環(huán)境測(cè)試，我們解決了多方面的問題，并在此過程中獲得了多個(gè)專利。現(xiàn)在我們已完成了這個(gè)項(xiàng)目，我很樂意與大家分享此項(xiàng)成就，KSM8 Dualdyne獨(dú)特之處的幾個(gè)故事。

    受到一種蔬菜的啟發(fā)？

    我們首先來看最初的項(xiàng)目代碼名稱，Kohlrabi（沒錯(cuò)，這就是的卷心菜近親，苤藍(lán)）。它的形狀給Dualdyne振膜設(shè)計(jì)提供了一個(gè)關(guān)鍵靈感：使用許多軟管來反轉(zhuǎn)氣流。所以當(dāng)我們的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成立時(shí)，便很自然地使用了Kohlrabi項(xiàng)目這個(gè)名字。

    根據(jù)我們對(duì)動(dòng)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(duì)于動(dòng)圈話筒這種成熟的技術(shù)，對(duì)其重新思考著實(shí)是一個(gè)龐大的項(xiàng)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(jì)，特別是SM58?中采用的Unidyne?III振膜和防震系統(tǒng)。與此同時(shí)，我們知道需要突破現(xiàn)狀，這讓我們很快意識(shí)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(yùn)用物理定律

    動(dòng)圈話筒是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)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(dòng)圈話筒在近些年里得到了很好的優(yōu)化。為了實(shí)現(xiàn)改變，你需要很好地運(yùn)用物理定律。幸運(yùn)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(xué)……他從數(shù)學(xué)中發(fā)現(xiàn)了樂趣。在Kohlrabi項(xiàng)目中，他用那些舊式的實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步發(fā)展我們的概念：設(shè)計(jì)一款頂級(jí)動(dòng)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(shí)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(tái)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(zhǔn)、平坦的頻率響應(yīng)

    4：無可識(shí)別的握持噪音

    5：經(jīng)典舒爾品質(zhì)，牢固可靠

    由于這會(huì)是一款頂級(jí)話筒，我們還需要可匹配出色性能的工業(yè)設(shè)計(jì)。

    由于這會(huì)是一款頂級(jí)話筒，我們還需要可匹配出色性能的工業(yè)設(shè)計(jì)。

    Dualdyne概念

    過去，舒爾在動(dòng)圈話筒設(shè)計(jì)方面的所有主要進(jìn)步都源自Unidyne振膜。Unidyne的特別之處在于：它僅使用一個(gè)話筒元件就能提供始終如一的心形拾音模式。實(shí)際上，當(dāng)今世界的每一款指向型動(dòng)圈話筒都基于舒爾Unidyne原始專利。

    實(shí)際上，當(dāng)今世界的每一款指向型動(dòng)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(jìn)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(gè)振膜，但它的設(shè)置卻不同于人們的期待。

    基本而言，一個(gè)超薄振膜不會(huì)影響高頻聲音，但會(huì)逐漸隔離低頻聲音。將這個(gè)振膜插入后方進(jìn)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(huì)帶來另一個(gè)“杠桿”，從而引入聲學(xué)設(shè)計(jì)。

    但困難在于，當(dāng)將第二個(gè)振膜插入元件中時(shí)，動(dòng)圈話筒的構(gòu)造就會(huì)受到全面的破壞。所以，我們又花了六年時(shí)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(gè)解決方案。在第二個(gè)振膜“破壞”動(dòng)圈話筒的地方，使用kohlrabi軟管將系統(tǒng)重新連接起來。下一個(gè)挑戰(zhàn)就是生產(chǎn)方式。我們無法將這作為一個(gè)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(gè)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(gè)小鏡子將激光從每個(gè)軟管里面反射出來，將兩個(gè)零件焊接到一起。

    另一個(gè)挑戰(zhàn)在于振膜，這是我們有史以來設(shè)計(jì)的最輕薄的一款動(dòng)圈振膜。當(dāng)使用高速視頻時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)它在受到脈沖式?jīng)_擊時(shí)移動(dòng)范圍有點(diǎn)大。因此，我們發(fā)明了一個(gè)全新零件——振膜穩(wěn)定系統(tǒng)，并為其申請(qǐng)了專利。這個(gè)系統(tǒng)可以防止振膜發(fā)生不必要的震動(dòng)，從而抑制機(jī)械雜音。

    在我們?yōu)榱苏嬲龑?shí)現(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(cè)試和一整套電池環(huán)境測(cè)試（超過 80 項(xiàng)測(cè)試）。對(duì)于像 KSM8 Dualdyne 這種全新產(chǎn)品，通過掉落測(cè)試——在話筒支架上或者松落時(shí)，從 6 英尺高的地方自由落體至硬木板地面——是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

    過程可能如下：生產(chǎn) 10 支話筒進(jìn)行測(cè)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(biāo)準(zhǔn)并可靠地重復(fù)使用的流程。經(jīng)過了一年多的時(shí)間，KSM8 才通過掉落測(cè)試。所以它像 SM58 一樣結(jié)實(shí)可靠。甚至更加堅(jiān)固。

    我們要解決的另一個(gè)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(jìn)入，所以整個(gè)話筒振膜形成了一個(gè)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(shí)上，我們?cè)跍y(cè)試時(shí)把它放在淋浴噴頭下達(dá)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(dāng)然，全套舒爾測(cè)試的強(qiáng)度要比這更大，并且還有濕度、汗液和極端溫度測(cè)試。KSM8 Dualdyne是唯一通過了我們高加速壽命測(cè)試室(HALT)的話筒。在測(cè)試期間，話筒會(huì)在60個(gè)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(gè)過程需重復(fù)數(shù)小時(shí)。KSM8 Dualdyne話筒通過了測(cè)試。

    我們花了一年多的時(shí)間調(diào)整KSM8 Dualdyne，使其符合舒爾所要求的每一項(xiàng)物理、電氣和聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

    我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)自己有多么興奮。當(dāng)質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室告知我們的話筒通過了所有測(cè)試時(shí)，我的第一句話就是“什么都不要碰！”

    我們歷時(shí)七年的探險(xiǎn)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(rèn)我的確是一個(gè)話筒geek，但當(dāng)我說KSM8 Dualdyne能夠提供全新水平的動(dòng)圈話筒性能時(shí)，請(qǐng)相信我。當(dāng)你手握著外形靚麗的它時(shí)，你能感覺到特別的質(zhì)感。當(dāng)你卸下網(wǎng)罩查看內(nèi)部時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它簡(jiǎn)直就是一件藝術(shù)品。但當(dāng)你把它插上時(shí)，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(huì)聽起來非常自然。如果講者偏離話筒，那么只會(huì)改變音量；音調(diào)將保持不變。

    對(duì)于團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)中，我其實(shí)更像一個(gè)陪襯。舒爾是一家特別的公司，即便是面對(duì)看上去已頗顯成熟的動(dòng)圈話筒產(chǎn)品，它仍然非常重視投入時(shí)間和資源對(duì)其進(jìn)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。