Основные характеристики микрофонов
Определившись с типом микрофона, и тем самым существенно сузив круг предлагаемых моделей, остановимся на основных технических характеристиках, на которые следует опираться при выборе микрофона.
Основные характеристики:
-
частотный диапазон и АЧХ
-
чувствительность
-
диаграмма направленности
-
импеданс (сопротивление)
-
максимальный уровень звукового давления
-
эквивалентный уровень шума
-
тип питания.
1. Частотный диапазон – это диапазон звуков, которые микрофон способен воспринять и передать. Измеряется интервалом частот, выражается в герцах (Гц). Идеальное человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне 20 – 20000 Гц. Человеческий голос вписывается в гораздо более узкий диапазон (60-1300 Гц), диапазон музыкальных инструментов существенно шире, но индивидуален для каждого типа инструмента.
Обычно новички выбирают микрофон с максимально широким частотным диапазоном, что правильно, ведь тогда микрофон становится универсальным. Если же отбросить универсальность и подбирать микрофон для определенного инструмента, то можно выбрать модель с частотным диапазоном, который максимально охватывает весь спектр звучания инструмента.
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и уровень искажений определяют чувствительность микрофона по всему рабочему частотному диапазону и нюансы звука, характерные для определенной модели микрофона. На АЧХ влияют особенности мембраны, вес и материал, из которого она изготовлена, особенности конструкции внутренних цепей и блоков микрофона.
В этом отношении микрофоны делятся на два типа: те, которые имеют одинаковый уровень по всему диапазону частот, и те, которые имеют пиковый уровень или, наоборот, провалы на определенных частотах. Вторые используют под определенные задачи, например, чтобы усилить определенный источник звука (разборчивость вокала или конкретного инструмента).
АЧХ представляет собой график, на котором можно увидеть на каких именно частотах и насколько децибел происходит отклонение амплитуды сигнала от оригинала. Иногда АЧХ может быть представлена не графиком, а числовыми значениями. Например, запись 80Hz — 20kHz ( /- 2dB) говорит о том, то в указанном диапазоне отклонение от линейности может составлять максимум 2 дБ, без указания определенных частот, на которых происходит это отклонение.
2. Чувствительность – это величина, равная отношению напряжения (в В) на выходе микрофона к звуковому давлению (в Па), действующему на его вход. Данный параметр показывает насколько тихий звук (выраженный в дБ или мВ/Па) микрофон способен уловить и преобразовать в сигнал электрический.
Чем ближе указываемое значение в децибелах (дБ) к нулю, тем более чувствителен микрофон, который способен уловить даже очень тихий звуковой сигнал, для значений, указанных в мВ/Па (милливольт на паскаль) цифра, наоборот, должна быть максимальной. Как понять, необходим вам сверхчувствительный микрофон или можно обойтись меньшей суммой?
3. Направленность определяет чувствительность микрофона на определенных расстояниях вокруг него, образующих конкретный рисунок (диаграмму). Направленность микрофона определяется конструкцией капсулы и влияет на такие параметры микрофона, как подавление шума, эффект поворота микрофона относительно источника звука, определение оптимального расстояния до источника.
Если вам кажется, что чувствительность микрофона одинакова по всему радиусу, то есть микрофон расположен как бы в центре звукового круга, то такие микрофоны называются ненаправленными или всенаправленными. Применяются они нечасто, так как захватывают много посторонних шумов и чувствительны к обратной связи, обычно их используют для стереозаписи или записи звуков живой природы.
Обычно микрофоны имеют направленность, диаграммы которых образуют следующие рисунки:
-
Кардиоида
-
Суперкардиоида
-
Гиперкардиоида
-
Полукардиоида
-
Восьмерка.
Кардиоида — название данной диаграммы говорит о том, что ее форма напоминает форму сердца. При такой диаграмме микрофон записывает звук, поступающий во фронтальную часть капсулы с углом работы в 130 градусов, отсекая посторонние шумы. Поэтому микрофоны с кардиоидой обычно используют для записи вокала в студии. Важно помнить, что такие микрофоны нельзя располагать вблизи динамиков и слишком близко к источнику звука.
Суперкардиоида и гиперкардиоида отличаются более узкой зоной охвата в задней части, угол работы также сужен и составляет 115 и 105 градусов, соответственно. Суперкадиода хорошо изолирует посторонние звуки во фронтальной части, но при этом улавливает их в задней части. У гиперкардиоиды же появляются боковые зоны с минимальным улавливанием звука.
Полукардиоида отсекает всё, что расположено сзади микрофона, воспринимая только фронт. При этом по бокам не должно присутствовать источников звука. Идеальная направленность для микрофонов, применяемых на лекциях и конференциях.
Восьмерка — диаграмма, название которой говорит само за себя. Одинаковая чувствительность во фронтальной части и сзади, нулевая – по бокам. Подобные микрофоны чаще всего используются для стереофонической записи, а также дл одновременной записи двух вокалистов.
Некоторые модели микрофонов являются универсальными и их направленность можно переключать.
4. Импеданс или сопротивление микрофона (обозначается буквой Z) влияет на качество передачи звука между микрофоном и предусилителем. Для безупречной работы, рекомендуется подобрать пару «микрофон -предусилитель» так, чтобы входное сопротивление усилителя превышало выходное сопротивление микрофона в 10 раз. Если предусилитель уже есть, подбирайте к нему микрофон, и наоборот, учитывая данную рекомендацию.
Профессиональные микрофоны всегда имеют низкое сопротивление на выходе (Lo-Z), не превышающее 600 Ом, чтобы была возможность передать сигнал без потери качества на расстояния до 100 метров.
5. Максимальный уровень звукового давления (dBSPL) – значение (в дБ) максимальной силы звука, которую микрофон способен передать без потери качества. Это важный параметр для подзвучивания, например, ударных и духовых инструментов.
6. Эквивалентный уровень шума или уровень собственного шума (dB/dBA). Конечно, чем ниже этот параметр, тем лучше. Обычно его значение не выше 30 dBA.
7. Тип питания: фантомное (от усилителя или микшера), батарейки, аккумулятор и т.д.
Динамические микрофоны
Являются простыми и очень прочными конструкциями. В основе такого микрофона находится тонкая мембрана, к которой прикреплена катушка. Оба эти элементы находятся в рамках создаваемого магнитного поля.
Акустические волны вызывают колебания мембраны, результатом чего является появление напряжения на катушке. Возникающее, таким образом, импульсы принимает регистратор. В отличие от конденсаторных микрофонов динамические чаще всего имеют в батареи.
Допустим, мы поняли, как работают динамические и конденсаторные микрофоны. Но, как это влияет на использование таких аксессуаров и свойства записываемого звука?
Самая большая разница между динамическим и конденсаторным микрофоном проявляется в чувствительности и громкости. Здесь преимущество получают первые. Тем не менее, важно упомянуть о других свойствах.
Конденсаторные микрофоны позволяют сохранить очень высокую точность записанных звуков. Они точно реагируют на модуляции голоса и изменения тембра. В добавок, они отличаются небольшим весом, благодаря чему их удобно использовать. Потенциальным недостатком можно считать тот факт, что в случае конденсаторных микрофонов слишком сильные звуковые волны могут сильно влиять на качество записи.
Из-за высокой чувствительности, конденсаторные микрофоны также часто регистрируют звуки окружающей среды. Поэтому ими, в основном, пользуются в студиях звукозаписи, где можно устранить нежелательные звуки окружающей среды.
Динамические микрофоны обладают более низкой чувствительностью и громкостью. Однако, они отлично справляются с высоким акустическим давлением, кроме того, они прочные и устойчивые к повреждениям и неблагоприятным погодным условиям. Это делает их идеальными для выступлений на сцене и во время записи вокала. Подойдут также для домашнего использования.
Помните, что для того, чтобы подключить их к компьютеру и наслаждаться действительно хорошим качеством звука, нужен не только адаптер (XLR → jack 3,5 мм), но и предусилитель. В некоторых ситуациях, чтобы услышать свой голос во время записи, потребуются также дополнительные драйверы.
Микрофоны специального назначения
Существуют такие микрофоны, у которых имеется строго определенное предназначение и конкретные задачи, которые он призвать решать. Рассмотрим некоторые из них.
1. Микрофон граничного слоя предназначен для звукоусиления в театре, подзвучивания рояля, с возможностью прикрепить микрофон к крышке инструмента. Особенность его в том, что капсула микрофона расположена над металлической поверхностью, что позволяет предотвратить попадание на диафрагму отраженных волн и, как следствие, фазовых искажений.
2. Стерео – микрофон, особенность которого заключается в наличии сразу двух капсул, ориентированных в противоположных направлениях. Такой микрофон позволяет записывать объемный звук, когда один микрофон может заменить пару или даже тройку микрофонов.
3. Микрофон-пушка предназначен для использования на открытом пространстве, поэтому нашел широкое применение в кинематографе и журналистике. Это конденсаторный микрофон с очень узкой направленностью, он воспринимает звук, идущий только с фронтальной стороны, остальные звуки заглушаются, благодаря фронтальному сдвигу.
Это далеко не все виды микрофонов специального назначения, а лишь основные. Дополнительные функции, такие как возможность переключать диаграмму направленности, изменять уровень выходного сигнала, встроенные фильтры для обрезания низких частот являются приятным бонусом, а иногда и необходимостью для профессиональной работы, но при этом увеличивают не только сложность конструкции микрофона, но и его стоимость.
Особенности применения микрофонов
Очень приближенно применение микрофонов можно разделить на три сферы:
-
звукоусиление (концерты, шоу, выступления на сцене),
-
студийная запись,
-
теле- и радиовещание
Каждая сфера имеет свою специфику и определенные требования к применяемым микрофонам.
Во время выступления на сцене обычно используются сразу несколько микрофонов, поэтому микрофоны подбирают односторонне направленные, чтобы захватить только нужный звук, избежав посторонних шумов и обратной связи. Выбор направленности микрофонов – суперкардиоида и гиперкардиоида. Для каждого источника звука нужен свой микрофон, с индивидуально подобранными параметрами.
Чаще всего используются динамические микрофоны в силу их универсальности, доступности и надежности. И хотя существует условное разделение микрофонов на вокальные и инструментальные, они зачастую оказываются универсальными. Однако, некоторые инструменты, например, басовые (контрабас, тромбон, бочка), требуют особой частотной характеристики и для них необходимы специализированные микрофоны.
Студийная звукозапись обычно осуществляется с конденсаторными микрофонами с их высокой чувствительностью, хотя для записи, например, ударных используют микрофоны динамические. Интересно, что взаимное расположение источника звука и микрофона (расстояние, угол) дают разнообразные эффекты, которые обнаруживаются только на практике.
Телевизионные студийные микрофоны — однонаправленные, компактные, с беспроводной гарнитурой. Для радиовещания – габаритные, расположенные на стойке, с переключаемой диаграммой направленности и частотным диапазоном, максимально подходящим для передачи речи.
