Nie ma czegoś takiego jak jeden rozmiar dla wszystkich mikrofonów. Gdyby takie urządzenie istniało, musiałoby spełniać wiele warunków; tak wiele, że praktycznie musiałoby się zmieniać z jednej formy w drugą. Jest po prostu zbyt wiele zmiennych w aplikacji, aby wyprodukować jedno urządzenie, które sprawdzi się w każdym scenariuszu. Dlatego, w przypadku braku magicznego mikrofonu, który rządzi nimi wszystkimi, ważne jest, aby zrozumieć kilka podstaw, które pomogą w wyborze i eksploatacji odpowiedniego mikrofonu dla danej aplikacji. Poniższy artykuł będzie obejmować to, co musisz wiedzieć.
Istnieją 3 główne punkty techniczne, które są fundamentalne, jeśli chodzi o wybór mikrofonu: 1. Typ przetwornika, 2. Kierunkowość (lub wzór polarny), i 3. Te 3 rzeczy odgrywają ogromną rolę w dźwięku i przydatności mikrofonu do danego zastosowania.

Zrozumienie przetworników mikrofonowych

Mikrofon jest zasadniczo przetwornikiem, który przekształca energię akustyczną w energię elektryczną. Typ przetwornika jest określony przez zasadę działania, z dwoma podstawowymi konfiguracjami dynamicznymi i kondensatorowymi elementami mikrofonu.

Mikrofony dynamiczne

Mikrofony dynamiczne występują w dwóch różnych odmianach: z ruchomą cewką i wstęgą. Oto jak one działają:
Mikrofony dynamiczne z ruchomą cewką składają się z membrany, cewki i magnesu, które tworzą generator elektryczny napędzany dźwiękiem. Zasadniczo, gdy fale dźwiękowe uderzają w membranę, dołączona cewka drgająca porusza się w polu magnetycznym, generując sygnał elektryczny, który odpowiada oryginalnym falom dźwiękowym. Ta konstrukcja sprawia, że bardzo prosty i wytrzymały mikrofon, który może obsługiwać wysokie poziomy ciśnienia akustycznego bez zniekształceń.
Mikrofony wstęgowe są odmianą zasady działania mikrofonu dynamicznego, który składa się z cienkiego kawałka metalu – zazwyczaj falistego aluminium – zawieszonego między dwoma magnetycznymi elementami biegunowymi. Gdy kawałek metalu wibruje w odpowiedzi na falę dźwiękową, linie sił magnetycznych są przerwane – generując napięcie elektryczne. Wyjście mikrofonów wstęgowych jest zwykle dość niskie i w zależności od wzmocnienia miksera lub urządzenia nagrywającego może być konieczne dodatkowe wzmocnienie wstępne.
Należy pamiętać, że mikrofony wstęgowe są mniej trwałe niż mikrofony dynamiczne z ruchomą cewką. Element wstążki jest zazwyczaj nie więcej niż kilka mikronów grubości i może być zdeformowany przez silny podmuch powietrza, lub przez dmuchanie w mikrofon. Ponadto, zasilanie fantomowe zastosowane do mikrofonu wstęgowego może być szkodliwe.
Mikrofony wstęgowe są wysoko cenione w nagraniach studyjnych za ich „ciepło” i szerokie pasmo przenoszenia. Ich zaletą jest niska masa wstążki, która umożliwia lepszą reakcję na szybkie transjenty dzięki mniejszej bezwładności. Mikrofony wstęgowe mają zatem bardziej liniową odpowiedź częstotliwościową niż mikrofony dynamiczne z ruchomą cewką – co czyni je popularną alternatywą dla mikrofonów pojemnościowych, gdy pożądane jest cieplejsze brzmienie.

Mikrofony kondensatorowe

Mikrofony kondensatorowe wykorzystują przewodzącą membranę i elektrycznie naładowaną płytę tylną, tworząc kondensator wrażliwy na dźwięk. Ponieważ membrana wibruje w odpowiedzi na fale dźwiękowe, odległość między mikrofonem a płytą tylną zmienia się w polu elektrycznym, tworząc sygnał. Aby wykorzystać ten sygnał, wszystkie kondensatory posiadają aktywny układ elektroniczny; często określany jako „przedwzmacniacz”. Włączenie przedwzmacniacza oznacza, że mikrofony pojemnościowe wymagają zasilania fantomowego lub baterii do działania. (Szczegółowe wyjaśnienie zasilania fantomowego znajduje się w naszym poprzednim poście.)
Kondensatorowe konstrukcje mikrofonów pozwalają na zastosowanie mniejszych elementów mikrofonu, wyższej czułości i płynnej odpowiedzi w bardzo szerokim zakresie częstotliwości. Główne ograniczenia mikrofonu pojemnościowego związane są z jego elektroniką. Obwody te mogą obsługiwać określony maksymalny poziom sygnału z elementu kondensatorowego; dlatego mikrofon kondensatorowy ma maksymalny poziom dźwięku, zanim jego wyjście zacznie się zniekształcać. Niektóre kondensatory mają przełączalne podkładki lub tłumiki między elementem a elektroniką, aby umożliwić im obsługę wyższych poziomów dźwięku.
Aby posłuchać o różnicach między dynamicznymi i kondensatorowymi, odwiedź nasz post „Czym są przetworniki?”

Kierunkowość lub Polar-Pattern

Kierunkowość odnosi się do czułości w stosunku do kierunku lub kąta dźwięku docierającego do mikrofonu. Kierunkowość jest zazwyczaj przedstawiana na wykresie zwanym wzorcem biegunowym. Wykres wzorca biegunowego pokazuje zmiany w czułości, jak poruszać się 360 stopni wokół mikrofonu.
Istnieje wiele różnych wzorców kierunkowych dostępne. Trzy najczęściej spotykane wzory to dookólny, jednokierunkowy i dwukierunkowy.

Mikrofony dookólne mają równą odpowiedź pod każdym kątem. Jego zasięg lub kąt odbioru wynosi pełne 360 stopni, co wiąże się z szeregiem wyraźnych zalet lub wad w zależności od zastosowania. Z pozytywnej strony, mikrofony dookólne mają bardzo naturalny i otwarty dźwięk, który jest idealny do przechwytywania dźwięków organicznych, takich jak gitara akustyczna. Z drugiej strony, mikrofony dookólne zbierają więcej atmosfery pomieszczenia, co może być pożądane, o ile dysponujesz świetną akustyką pomieszczenia. W każdym przypadku, równowaga bezpośrednich i otoczenia dźwięku może być kontrolowana przez zmianę odległości mikrofonu od instrumentu.
W scenariuszu na żywo, wielokierunkowe mikrofony pozostawi bardzo podatne na sprzężenia; szczególnie, gdy przy użyciu monitorów scenicznych. Aby wyciąć długą historię krótko, jeśli chcesz większą kontrolę nad dźwiękiem wchodzącym do mikrofonu, jednokierunkowy mikrofon jest bardziej prawdopodobne, aby dopasować rachunek.
Unidirectional mikrofony są najbardziej wrażliwe na dźwięk przybywający z jednego konkretnego kierunku. Najczęstszym typem jest odpowiedź kardioidalna (w kształcie serca). Ten wzór polaryzacji ma pełną czułość przy 0 stopniach (na osi) i jest najmniej czuły przy 180 stopniach (poza osią). Mikrofony jednokierunkowe są używane do izolowania pożądanego dźwięku na osi od niepożądanego dźwięku poza osią. Aby jeszcze bardziej podkreślić ten punkt, mikrofon kardioidalny zbiera około jednej trzeciej więcej dźwięków z otoczenia niż mikrofon dookólny. Kierując mikrofon bezpośrednio na pożądane źródło dźwięku i z dala od niepożądanych dźwięków z pomieszczenia lub otoczenia, można znacznie zredukować „bleed”.

Inne warianty jednokierunkowego wzorca biegunowego obejmują opcje superkardioidalne i hiperkardioidalne. Oba wzorce oferują węższe kąty odbioru przedniego niż kardioida – 115 stopni dla superkardioidy i 105 stopni dla hiperkardioidy – wraz z większym odrzuceniem dźwięków otoczenia. Dodatkowo, podczas gdy kardioida jest najmniej czuła z tyłu (180 stopni poza osią), superkardioida jest najmniej czuła przy 125 stopniach, a hiperkardioida przy 110 stopniach. Przy odpowiednim rozmieszczeniu mogą one zapewnić bardziej „skupiony” odbiór niż wzór kardioidalny, ale mają również mniejsze odrzucenie z tyłu. Jeśli używasz któregoś z tych wzorców polaryzacji na scenie z monitorami klinowymi, ważne jest, abyś unikał umieszczania ich bezpośrednio za mikrofonem. Zamiast tego umieść je po obu stronach pod najmniej czułym kątem.
Mikrofony dwukierunkowe mają pełną odpowiedź zarówno pod kątem 0 stopni (z przodu), jak i 180 stopni (z tyłu). Są one najmniej wrażliwe po bokach. Ten mikrofon może być używany z korzyścią dla Ciebie, gdy zbiera dwa źródła dźwięku, takie jak dwaj wokaliści stojący naprzeciwko siebie; jednak w większości przypadków typowe jest użycie tylko jednej strony.

Inne charakterystyki mikrofonu związane z kierunkiem:

Kolorowanie poza osią – Odpowiedź częstotliwościowa mikrofonu może nie być jednolita pod wszystkimi kątami. Zazwyczaj najbardziej dotknięte są wysokie częstotliwości, co może skutkować nienaturalnym dźwiękiem dla instrumentów znajdujących się poza osią lub atmosferą pomieszczenia.
Efekt bliskości – W przypadku jednokierunkowych typów mikrofonów odpowiedź basowa wzrasta, gdy mikrofon jest przesuwany bliżej źródła dźwięku. Podczas mikrofonowania blisko za pomocą mikrofonów jednokierunkowych (mniej niż 1 stopa) należy pamiętać o efekcie zbliżeniowym; pomocne może być wyciszenie basów do momentu uzyskania bardziej naturalnego dźwięku. Możesz 1. wyłączyć niskie częstotliwości w mikserze, 2. użyć mikrofonu z przełącznikiem wyciszania basów, lub 3. użyć mikrofonu dookólnego, który nie wykazuje efektu zbliżeniowego.

Odpowiedź częstotliwościowa

Ostatnim, ale nie najmniej ważnym elementem jest odpowiedź częstotliwościowa. Termin ten odnosi się do zmian w poziomie wyjściowym lub czułości mikrofonu w jego użytecznym zakresie od najniższej do najwyższej częstotliwości.
Prawie wszyscy producenci mikrofonów podają odpowiedź częstotliwościową swoich mikrofonów jako zakres, na przykład 20-20,000Hz. Zakres ten jest zwykle ilustrowany wykresem, który wskazuje względną amplitudę przy każdej częstotliwości. Stosuje się tutaj dwie główne kategorie: 1) płaskie odpowiedzi częstotliwościowe i 2) kształtowane odpowiedzi częstotliwościowe.
Mikrofon o równej odpowiedzi na wszystkich częstotliwościach jest określany jako mający „płaską” odpowiedź częstotliwościową. Mikrofony te mają zazwyczaj szeroki zakres częstotliwości i zwykle są wykorzystywane do reprodukcji źródeł dźwięku bez podbarwiania oryginalnego źródła. Te cechy są pożądane podczas przechwytywania instrumentów, takich jak gitary akustycznej lub pianina i dla odległych technik micing.
Mikrofon z szczytów lub spadki w niektórych częstotliwościach mówi się mieć „ukształtowany” odpowiedź. Ta odpowiedź jest przeznaczona do wzmocnienia zakresu częstotliwości, który jest specyficzny dla danego źródła dźwięku. Na przykład, mikrofon może mieć szczyt w zakresie 2-10Khz w celu zwiększenia zrozumiałości lub obecności wokalu. Innym przykładem są mikrofony do bębnów kopiących, które często mają zwiększoną charakterystykę basową w połączeniu z obniżoną charakterystyką środkową i szczytową. Kształtowane odpowiedzi częstotliwościowe pozwalają nam skupić się na pożądanych częstotliwościach dla wielu danych aplikacji.

Warto również wziąć pod uwagę, że chociaż mikrofony dynamiczne, pojemnościowe i wstęgowe mogą mieć podobną charakterystykę częstotliwościową, to ich właściwości brzmieniowe mogą być zupełnie inne. Podstawowym aspektem tej różnicy jest w ich odpowiedzi przejściowej. Zasadniczo, pojemnościowe i mikrofony wstęgowe będą zazwyczaj brzmiały bardziej naturalnie, jak membrana lub wstęga może reagować na dźwięk szybciej, a to powoduje większą czułość, wraz z większą szczegółowość high-frequency.
Aby posłuchać różnic w płaskich vs. ukształtowanych odpowiedzi częstotliwości, odwiedź nasz post, „Co to jest Frequency Response?”

The Bottom Line

Więc masz to; twój kurs awaryjny w przetwornikach mikrofonowych, wzorców polarnych i odpowiedzi częstotliwości jest kompletna. Opanowanie podstaw na tym etapie w łańcuchu sygnałowym jest niezbędne do uzyskania wspaniałego wyniku końcowego. Jeśli wyniesiecie z tego artykułu tylko jedną rzecz, to powinno to być to, że wejścia są ważniejsze niż wyjścia. Niedopasowanie rzeczy na początku łańcucha sygnałowego spowoduje tylko ból głowy w dalszej części linii. Na szczęście, uzbrojony w podstawy, możesz teraz dokonać bardziej świadomego wyboru, aby zapewnić, że twój sygnał – czy to na żywo, czy do celów studyjnych – zaczyna się od właściwej stopy.