Er bestaat niet zoiets als een microfoon die in alle maten past. Als zo’n apparaat zou bestaan, dan zou het een heleboel vakjes moeten aankruisen; zoveel, dat het praktisch van de ene vorm in de andere zou moeten overgaan. Er zijn gewoon te veel variabelen in de toepassing om één toestel te produceren dat in elk scenario kan presteren. Daarom, bij gebrek aan een magische microfoon die alles kan, is het belangrijk om een paar basisprincipes te begrijpen die zullen helpen bij de keuze en het gebruik van de juiste microfoon voor uw toepassing. Het volgende artikel zal behandelen wat u moet weten.
Er zijn 3 belangrijke technische punten die fundamenteel zijn als het gaat om microfoon selectie: 1. Transducer type, 2. Directionaliteit (of polair patroon), en 3. Frequentie response. Deze 3 dingen spelen een grote rol in het geluid en de geschiktheid van je microfoon voor een bepaalde toepassing.

Uitleg Microfoon Transducers

Een microfoon is in wezen een transducer, die akoestische energie omzet in elektrische energie. Het type transducer wordt bepaald door het werkingsprincipe, waarbij de twee belangrijkste configuraties dynamische en condensatormicrofoonelementen zijn.

Dynamische microfoons

Dynamische microfoons zijn er in twee verschillende soorten: moving-coil en ribbon. Zo werken ze:
Dynamische microfoons met bewegende spoel bestaan uit een membraan, spreekspoel en magneet die samen een geluidsgedreven elektrische generator vormen. Als geluidsgolven het diafragma raken, beweegt de spreekspoel binnen het magnetische veld om een elektrisch signaal op te wekken dat overeenkomt met de oorspronkelijke geluidsgolven. Dit ontwerp zorgt voor een zeer eenvoudige en robuuste microfoon die hoge geluidsdrukniveaus aankan zonder te vervormen.
Ribbonmicrofoons zijn een variatie op het werkingsprincipe van de dynamische microfoon en bestaan uit een dun stuk metaal – meestal gegolfd aluminium – dat tussen twee magnetische poolstukken hangt. Wanneer het stuk metaal trilt als reactie op een geluidsgolf, worden de magnetische krachtlijnen verbroken – waardoor een elektrische spanning wordt opgewekt. De output van ribbon microfoons is over het algemeen vrij laag en afhankelijk van de gain van je mixer of opname-apparaat, kan extra voorversterking nodig zijn.
Het is belangrijk om te weten dat ribbon microfoons minder duurzaam zijn dan dynamische microfoons met een bewegende spoel. Het ribbon element is meestal niet meer dan een paar micron dik en kan worden vervormd door een sterke luchtstoot, of door in de microfoon te blazen. Ook kan fantoomvoeding op een ribbon microfoon schadelijk zijn.
Ribbon microfoons worden in studio opnamen zeer gewaardeerd om hun “warmte” en brede frequentie response. Hun voordeel ligt in de lage massa van het lint, waardoor ze beter reageren op snelle transiënten dankzij minder inertie. Ribbon microfoons hebben daarom een meer lineaire frequentierespons dan moving-coil dynamische microfoons – waardoor ze een populair alternatief zijn voor condensatormicrofoons wanneer een warmere toon gewenst is.

Condenser microfoons

Condenser microfoonelementen maken gebruik van een geleidend diafragma en een elektrisch geladen achterplaat om een geluidsgevoelige condensator te vormen. Als het membraan trilt in reactie op geluidsgolven, fluctueert de afstand tussen de microfoon en de achterplaat binnen het elektrische veld om het signaal te creëren. Om dit signaal te kunnen gebruiken, zijn alle condensatoren voorzien van actieve elektronische schakelingen; vaak aangeduid als de “voorversterker”. De aanwezigheid van een voorversterker betekent dat condensatormicrofoons fantoomvoeding of een batterij nodig hebben om te kunnen werken. (Voor een gedetailleerde uitleg van fantoomvoeding, zie onze vorige post.)
Condensermicrofoon ontwerpen maken kleinere microfoon elementen mogelijk, een hogere gevoeligheid en een vloeiende respons over een zeer breed frequentie bereik. De belangrijkste beperkingen van een condensator microfoon hebben te maken met de elektronica. Deze circuits kunnen een bepaald maximaal signaalniveau van het condensorelement aan; daarom heeft een condensatormicrofoon een maximaal geluidsniveau voordat zijn output begint te vervormen. Sommige condensors hebben schakelbare pads of attenuators tussen het element en de electronica om ze in staat te stellen hogere geluidsniveaus aan te kunnen.
Om de verschillen tussen dynamisch en condensator te horen, zie onze post, “Wat zijn Transducers?”

Directionaliteit of Polair-Patroon

Directionaliteit heeft betrekking op de gevoeligheid ten opzichte van de richting of hoek van het geluid dat bij de microfoon aankomt. Directionaliteit wordt meestal uitgezet in een grafiek die polar pattern wordt genoemd. Een polair patroon grafiek laat de variatie in gevoeligheid zien als je 360 graden rond de microfoon beweegt.
Er zijn een aantal verschillende directionele patronen beschikbaar. De drie meest voorkomende patronen zijn omnidirectioneel, unidirectioneel, en bidirectioneel.

Omnidirectionele microfoons hebben een gelijke respons onder alle hoeken. Het bereik of de opneemhoek is 360 graden, wat een aantal voor- of nadelen heeft, afhankelijk van de toepassing. Aan de positieve kant hebben omnidirectionele microfoons een zeer natuurlijk en open geluid dat perfect is voor het vastleggen van organische geluiden, zoals een akoestische gitaar. Aan de andere kant pikken omnidirectionele microfoons meer omgevingsgeluiden op, wat wenselijk kan zijn zolang de akoestiek in de ruimte goed is. In ieder geval kan de balans tussen direct en omgevingsgeluid worden geregeld door de afstand van de microfoon tot het instrument te variëren.
In een live-scenario ben je met omnidirectionele microfoons erg gevoelig voor feedback; vooral als je podiummonitors gebruikt. Om een lang verhaal kort te maken, als je meer controle wilt over het geluid dat je microfoon binnenkomt, is een unidirectionele microfoon waarschijnlijk het meest geschikt.
Unidirectionele microfoons zijn het meest gevoelig voor geluid dat uit één bepaalde richting komt. Het meest voorkomende type is een cardioïde (hartvormige) respons. Dit polaire patroon heeft volledige gevoeligheid bij 0 graden (on-axis) en is het minst gevoelig bij 180 graden (off-axis). Unidirectionele microfoons worden gebruikt om het gewenste on-axis geluid te isoleren van ongewenst off-axis geluid. Om dit punt verder te benadrukken: de cardioïde microfoon pikt ongeveer een derde van het omgevingsgeluid op als een omni. Door de microfoon direct op de gewenste geluidsbron te richten en weg van het ongewenste kamer- of omgevingsgeluid, is het mogelijk om bleed aanzienlijk te verminderen.

Andere varianten op het unidirectionele polaire patroon zijn supercardioïde en hypercardioïde opties. Beide patronen bieden smallere voorste pickuphoeken dan cardioïde – 115 graden voor supercardioïde en 105 graden voor hypercardioïde – naast een grotere afstoting van omgevingsgeluid. Bovendien is de cardioïde het minst gevoelig aan de achterzijde (180 graden off-axis), terwijl de supercardioïde het minst gevoelig is bij 125 graden en de hypercardioïde bij 110 graden. Bij een juiste plaatsing kunnen deze patronen een meer ‘gerichte’ pick-up leveren dan het cardioïde patroon, maar ze hebben ook minder afstoting aan de achterzijde. Als je een van deze polaire patronen op het podium gebruikt met wedge monitors, is het belangrijk dat je de wedges niet direct achter de microfoon plaatst. Plaats ze in plaats daarvan aan weerszijden op de minst gevoelige hoek van de microfoon.
Bidirectionele microfoons hebben een volledige respons op zowel 0 graden (voor) als 180 graden (achter). Ze zijn het minst gevoelig aan de zijkanten. Deze microfoon kan in uw voordeel worden gebruikt bij het oppikken van twee geluidsbronnen, zoals twee zangers die tegenover elkaar staan; in de meeste gevallen is het echter gebruikelijk om slechts één kant te gebruiken.

Andere richtmicrofoonkenmerken:

Off-axis kleuring – De frequentierespons van een microfoon is mogelijk niet uniform onder alle hoeken. Meestal worden hoge frequenties het meest beïnvloed, wat kan resulteren in een onnatuurlijk geluid voor off-axis instrumenten of kamer ambiance.
Bijheidseffect – Voor unidirectionele microfoontypes neemt de basrespons toe naarmate de microfoon dichter bij de geluidsbron wordt geplaatst. Wanneer u microfoons van dichtbij gebruikt met eenrichtingsmicrofoons (minder dan een meter), moet u rekening houden met het nabijheidseffect; het kan helpen om de lage tonen af te rollen tot u een natuurlijker geluid krijgt. U kunt 1. de lage frequenties bij het mengpaneel wegdraaien, 2. een microfoon met een bass roll-off schakelaar gebruiken, of 3. een omnidirectionele microfoon gebruiken, die geen proximity effect heeft.

Frequency Response

Last but not least is frequency response. Deze term verwijst naar de variatie in uitgangsniveau of gevoeligheid van een microfoon over zijn bruikbare bereik van de laagste tot de hoogste frequentie.
Virtueel gezien zullen alle microfoonfabrikanten de frequentierespons van hun microfoons vermelden als een bereik, bijvoorbeeld 20 – 20.000Hz. Dit bereik wordt meestal geïllustreerd met een grafiek die de relatieve amplitude bij elke frequentie aangeeft. Twee hoofdcategorieën zijn hier van toepassing: 1) vlakke frequentierespons en 2) gevormde frequentierespons.
Een microfoon met een gelijke respons op alle frequenties wordt een ‘vlakke’ frequentierespons genoemd. Deze microfoons hebben meestal een breed frequentiebereik en worden meestal gebruikt om geluidsbronnen te reproduceren zonder de oorspronkelijke bron te kleuren. Deze eigenschappen zijn wenselijk bij het opnemen van instrumenten zoals akoestische gitaren of piano’s en voor microfoontechnieken op afstand.
Van een microfoon met pieken of dalen bij bepaalde frequenties wordt gezegd dat hij een ‘gevormde’ respons heeft. Deze respons is ontworpen om een frequentiegebied te versterken dat specifiek is voor een bepaalde geluidsbron. Een microfoon kan bijvoorbeeld een piek hebben in het bereik van 2-10Khz om de verstaanbaarheid of de aanwezigheid van zang te verbeteren. Een ander voorbeeld zijn kickdrummicrofoons, die vaak een versterkte basrespons hebben, gecombineerd met een piek in het midden- en aanwezigheidsbereik. Dankzij deze vormgegeven frequentierespons kunnen we ons concentreren op de gewenste frequenties voor een aantal toepassingen.

Een ander punt van overweging, is dat dynamische, condensator- en ribbonmicrofoons weliswaar vergelijkbare gepubliceerde frequentieresponsspecificaties hebben, maar dat hun geluidskwaliteit behoorlijk kan verschillen. Een belangrijk aspect van dit verschil is hun transiëntrespons. Condensatormicrofoons en ribbonmicrofoons klinken natuurlijker, omdat het membraan of de ribbon sneller op geluid reageren. Dit resulteert in een hogere gevoeligheid en meer detail in de hoge frequenties.
Om de verschillen in vlakke versus gevormde frequentierespons te beluisteren, zie onze post “Wat is frequentierespons?”

The Bottom Line

Daar heb je het; je spoedcursus in microfoontransducers, polaire patronen en frequentierespons is compleet. Het beheersen van de basis in dit stadium van de signaalketen is essentieel voor het verkrijgen van een geweldig eindresultaat. Als je maar één ding meeneemt uit dit artikel, dan moet het zijn dat inputs belangrijker zijn dan outputs. Als je de zaken aan het begin van de signaalketen niet goed aanpakt, krijg je later alleen maar hoofdpijn. Gelukkig kun je nu, gewapend met de basisprincipes, een beter geïnformeerde keuze maken om ervoor te zorgen dat je signaal – of het nu voor live- of studiodoeleinden is – op de juiste voet begint.