不同類型的指向特性(有指向的拾取模式)同樣有各自的優點和缺點。在進行進一步探討之前，先來回顧一下常見的傳聲器指向特性。

　　1 指向特性概覽

　　全指向傳聲器對從所有方向傳來的聲音具備相同的靈敏度;單一指向傳聲器則只對從一個方向傳來的聲音靈敏度最高(如從傳聲器前方傳來的聲音靈敏度高，而對從側面或后方傳來的聲音靈敏度較低);雙指向傳聲器對于從兩個方向傳來的聲音靈敏度最高——前方和后方，但對從側方傳來的聲音進行衰減。圖8所示為不同類型的傳聲器指向特性。

　　圖8 不同類型的傳聲器指向特性

　　單一指向傳聲器器可以細分為三個子類型：心形、超心形和混合心形。心形指向傳聲器對前方較寬角度范圍內的聲音靈敏度較高，在側面的靈敏度衰減幅度為6 dB，后方的靈敏度衰減幅度為15 dB～25 dB。超心形指向傳聲器對側向聲波的衰減為8.7 dB，并在軸向125?區域出現兩個零拾取區域。混合心形指向傳聲器對側向聲波的衰減為12 dB，并在軸向110?區域出現兩個零拾取區域。

　　由于單一指向傳聲器和雙指向傳聲器可以隔離來自后方和側向的聲波，所以能夠幫助用戶去除不需要的聲音，例如房間反射聲、反饋或聲泄露(來自位于傳聲器偏軸區域的其他樂器)。這些傳聲器能夠在各聲軌之間保持良好的聲隔離或分離度。

　　在混合心形傳聲器的聲腔前端安裝開縫管(波干涉管)之后就成為超指向傳聲器，例如槍式傳聲器或線性指向傳聲器。這些傳聲器通常用于電影制作、電視制作和新聞采訪時對語音信號進行遠距離拾取。

　　2 近講效應

　　當與聲源的距離非常近的時候，大多數單一指向傳聲器和雙指向傳聲器都會出現低頻部分提升的現象。最常見的就是歌手在距離傳聲器很近的距離演唱時，聲音會變得較為渾厚。這種由于距離聲源較近而導致低頻部分得到提升的現象被稱為近講效應。這種現象通常出現在single-D類型的單一指向傳聲器上，這類型傳聲器的振膜與前端和后端的聲波入口距離固定。

　　近講效應可以使鼓的聲音變得更加溫暖和飽滿。但在大多數錄音應用當中，近講效應會導致樂器的聲音或人聲過于渾濁、不自然。為了降低近講效應的影響，一些采用特殊設計的Multiple-D類型傳聲器開始出現;其他類型的傳聲器則通過內置的低頻滾降開關對低頻提升現象進行增益補償。當然，用戶也可以使用調音臺上的均衡器來對過多的低頻能量進行衰減，同時也可以衰減傳聲器拾取到的聲泄露當中的低頻能量。

　　3 選擇指向特性最合適的傳聲器

　　全指向傳聲器的一些特性使其非常適合在某些特定場合使用。

　　在以下應用場合，使用全指向傳聲器

　　是較好的選擇：

　　全向拾音;

　　拾取房間的混響聲;

　　希望降低pop聲(爆發性的呼吸聲)對聲音拾取的影響;

　　較低的機械噪聲;

　　無近講效應;

　　擴展的低頻響應(電容傳聲器);

　　相對來說較低的成本。

　　在以下應用場合，使用單一指向傳聲器

　　是較好的選擇：

　　有選擇性的聲音拾取;

　　避免房間混響聲、背景噪聲和聲泄露的影響;

　　近講效應對聲音質量有幫助時;

　　與擴聲系統配合使用時，獲取更好的反饋前增益;

　　同步立體聲拾音。

　　以下應用場合，使用心形指向傳聲器

　　是較好的選擇：

　　對傳聲器前方較寬的區域對聲源進行拾取;

　　對來自傳聲器后方的聲音進行最大程度的隔離。

　　在以下應用場合，使用超心形指向傳聲器

　　是較好的選擇：

　　需要實現前半區和后半區聲音拾取差異最大化;

　　尋求在隔離來自后方的聲音(來自地面返送揚聲器)和隨機突發的聲音(來自主擴聲系統揚聲器)之間的適當的平衡點。

　　在以下應用場合，使用混合心形指向傳聲器

　　是較好的選擇：

　　希望通過單一指向傳聲器實現側向隔離最大化;

　　對房間混響、聲泄露、反饋和背景噪聲實現最大化隔離。混合心形傳聲器擁有最佳隨機能量效率(對隨機出現的突發性聲音具有最佳隔離度)特性。

　　在以下應用場合，使用雙指向傳聲器

　　是較好的選擇：

　　需要同時拾取傳聲器前方和后方的聲音信號，同時還需要對側向的聲音進行隔離(如面對面訪談);

　　以軸向向下傾斜、吊裝的方式拾取交響樂團坐席聲音信號時，實現對側向聲音的隔離;

　　布魯姆林立體聲拾取方式。

　　在以下應用場合，使用槍式傳聲器

　　是較好的選擇：

　　從較遠的距離拾取所需的聲音信號;

　　在電影、電視和新聞制作中進行遠距離拾音;

　　希望對背景噪聲和房間反射聲進行最大化隔離。

　　需要注意的是，無論是電容傳聲器還是動圈傳聲器，都可以被設計為任意指向特性(除了雙指向動線圈設計外)。帶式傳聲器或是雙指向設計，或是混合心形指向設計。圖9是根據換能器類型和指向特性劃分的傳聲器分類表。

　　圖9 傳聲器分類表

　　4 指向特性是如何形成的

　　在傳聲器振膜后方設置不同類型的氣孔、氣管和阻尼材料，通過這種方式可以使傳聲器對來自不同方向的聲音的響應發生變化。

　　全指向傳聲器(電容或動圈)只在振膜前端采取開放式設計，因此，振膜只對來自外界的壓力產生響應。從所有方向到達振膜前端的聲波壓力都是相等的，因此，對于從任意角度到達振膜前端的聲音信號來說，傳聲器的輸出電壓是相同的，也就是說，傳聲器對來自所有方向的聲音信號具有相同的響應特性。但是，在高頻部分全指向傳聲器的指向特性會變成雙指向，這是由于對于聲波的高頻部分來說傳聲器本身就是一個障礙物。

　　與之相反，單一指向傳聲器(電容或動圈)在振膜的兩側都采用開放式設計。振膜通過其正反兩面的壓差驅動。在振膜的后端入口帶有一個聲學相位偏移網絡(RC或RLC低通濾波器)。這個濾波器在其拐角頻率以下會產生一個恒定的延時。這個恒定的延時就是使傳聲器產生單一指向特性的原因：聲波不但從前端擠壓振膜，同時也從后端入口擠壓振膜，聲波到達前端和后端的時間差異和后端入口處的相位偏移網絡會產生相位偏移。因此，振膜同時受到到達前端的聲波以及經過相位偏移的后端聲波擠壓，見圖10。由于相位偏移在振膜正反兩側產生的瞬時壓差驅動振膜進行振動。

　　圖10 聲波從前面傳來的指向性傳聲器示意圖

　　從后方傳來的聲波通過兩個路徑到達傳聲器的振膜位置：①繞過傳聲器腔體后到達振膜前端入口，②通過后端入口和相位偏移網絡。聲音信號被加入了由于聲波輻射需要繞過傳聲器腔體所產生的外部延時和相位偏移網絡產生的內部延時，見圖11。

　　圖11 聲波從后面傳來的指向性傳聲器示意圖

　　在心形指向傳聲器設計中，內部延時被設置為與外部延時相等，因此，聲波同時到達振膜前端和后端。由于從前方傳來的聲波和從后方傳來的聲波極性相反，因此產生抵消現象，從而使得從后方傳來的聲波不會產生或產生非常小的輸出電壓。這就是心形指向傳聲器隔離后方聲音信號的原理。

　　相位偏移網絡僅對中高頻以下的頻段起作用。對高于中高頻段的聲音信號來說，傳聲器腔體本身就是一個物理上的障礙物，可以對來自后方的高頻信號進行隔離。

　　通過外部延時和內部延時的比例調整(通過調整聲波入口的空間尺寸和聲學優化)，可以形成其他類型的指向特性。每一種指向特性都有一個特定的角度，在這個角度上兩個延時相等(產生抵消)。雙指向傳聲器的最佳抵消角度在側面(偏離軸向90o)，心形指向傳聲器的最佳抵消角度在后端(180o)，混合心型指向傳聲器的最佳抵消角度為110o。

　　一般來說，傳聲器的指向特性可通過下列等式計算得出：

　　通過上面的等式可以得出以下結果：

　　需要注意的是，對于雙指向傳聲器來說A = 0，因為這一類型的傳聲器沒有相位偏移網絡;對于全指向傳聲器來說B = 0，因為這一類型的傳聲器振膜的后端位于密封艙體。對于心形指向傳聲器來說，A/B = 1。

　　5 全指向傳聲器的優勢

　　全指向傳聲器的優勢使其在常規應用場合成為第一選擇。由于結構簡單(沒有后端入口或相位偏移網絡)，全指向傳聲器的價格通常會低于指向性傳聲器，并且能夠提供更為平滑的頻響曲線。此外，全指向傳聲器對機械噪聲和pop噪聲的靈敏度比單一指向傳聲器低15 dB～20 dB。原因在于，全指向動圈傳聲器的共振頻率大約在500 Hz～1 000 Hz范圍內，并有針對性地采取了大幅度阻尼衰減處理;而單一指向傳聲器的共振頻率大約在150 Hz，并且阻尼衰減處理幅度較小，因此，低頻機械沖擊較容易導致振膜振動。

　　對任何尺寸的全指向電容傳聲器來說，振膜部分的剛度都被控制在共振頻率之下(通常來說在8 kHz～10 kHz)。振膜的速率在到達共振頻率之前都保持每倍頻程提升6 dB的特性，見圖12。由于振膜位移產生的是層速度，因此振膜位移幅度在低于共振頻點時與頻率變化為恒定關系。輸出電壓與振膜位移呈正比，因此在低于共振頻點時輸出電壓也與頻率變化保持恒定關系。

　　圖12 全指向電容傳聲器振膜速率與頻率的關系

　　換句話說，全指向電容傳聲器在低于共振頻率的頻段能夠提供平滑的頻響曲線(有意對低頻進行滾降處理除外)，這一特性是所有尺寸規格的傳聲器的共性(盡管對于揚聲器來說，較小的尺寸意味著低頻響應受到限制，但即使是微型全指向傳聲器，也可以在低至約20 Hz的頻段內提供平滑的頻響曲線)。圖13所示為一個微型全指向電容傳聲器的振幅/頻率響應曲線。

　　圖13 微型全指向電容傳聲器的振幅/頻率響應曲線

　　與之相反，采用指向性設計的傳聲器通常在低頻部分出現滾降的趨勢，特別是當距離聲源只有幾英尺時。這是因為，采用指向性設計的傳聲器振膜依靠振膜前端和后端的壓差來驅動。對于聲波中的低頻部分來說，在振膜前端和后端形成的壓力同相。由于作用于振膜兩側的瞬間壓力幾乎相等，因此，振膜的振動幅度非常小，也就意味著輸出電壓非常低。

　　此外，全指向傳聲器相對于單一指向傳聲器來說，在離軸區域的聲染色程度較低。全指向傳聲器在離軸方向出現聲染色的表現為在高頻部分出現滾降。振膜尺寸越大，高頻能量滾降幅度越大。單一指向傳聲器的離軸區域聲染色，除了同樣具備高頻滾降的特征，還會在整個頻響范圍內出現波峰和波谷。這是由于到達振膜前端和后端的聲波之間的相位關系與頻率變化不一致所導致的。