ЭФФЕКТИВНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ МИКРОФОНОВ.

Ориентируясь в различных видах направленностей микрофонов, вы сможете получить лучшие результаты при записи. Если вас смутила эта фраза, то данное небольшое пособие по вариантам направленности микрофонов может помочь вам сделать первый шаг в этом направлении.Показать полностью..
В каждый учебник по звукорежиссуре входит описание разных вариантов направленности микрофонов. Однако большинству читателей интересно знать, какую пользу они могут принести и в каких случаях их целесообразней использовать.
Эта статья посвящена рассмотрению использования одного микрофона, а со стереофонией мы попробуем разобраться в следующей статье.
Основы.
Уточню, что, несмотря на двухмерный вид диаграмм направленности на иллюстрациях, на самом деле их нужно представлять в трех измерениях. К примеру, диаграмма всенаправленного микрофона, изображенная на бумаге, имеет вид круга, но на самом деле – это сфера.
Сейчас можно купить микрофоны с переключаемыми диаграммами направленности, но, правду говоря, существует только два базовых варианта: всенаправленная (она же круговая) и восьмерка. Все прочие варианты, в частности распространенная кардиоида, представляют собой комбинацию этих двух.
Всенаправленным микрофонам присуща практически сферическая чувствительность, поэтому они позволяют получить естественно звучащую запись. Они идеально подойдут для записи струнных инструментов и акустической гитары, но при условии проведения записи в помещении с приятным звучанием.
Всенаправленные микрофоны еще называют «микрофонами давления», так как, по сути, они просто измеряют давление воздуха в определенной точке пространства. Корпус полностью закрывается диафрагмой, а сам микрофон выполняет функции небольшого барометра, который реагирует на давление, изменяющееся в соответствии с частотой звука.
У него нет возможностей для выявления направления, откуда идет звук, поэтому такой микрофон является всенаправленным. Для него играют роль только варианты давления, и ему присуща более или менее одинаковая чувствительность к звукам, идущим со всех направлений – обратите внимание на это утверждение, так как я еще вернусь к нему позже.
Чтобы функционирование такого микрофона не напоминало уж совсем поведение метеорологического барометра и чтобы избежать его реакции на погоду, в конструкции его корпуса предусмотрена возможность маленькой воздушной утечки. Или же в нее вставляют специальный клапан, реагирующий на инфранизкие колебания атмосферного давления и уравнивающий давление внутри корпуса с атмосферным. Это позволяет избежать долговременного смещения диафрагмы от ее обычного положения.
Просто управляемое в механическом плане давление обеспечивает захват звука, проходящего вне оси микрофона, с достаточным уровнем точности. Тем не менее, некоторое количество высоких частот теряется из-за физического размера диафрагмы любого микрофона, причем, чем больше диафрагма, тем заметнее эта потеря.
Идеальный вариант – диафрагма в виде точки, но это также неосуществимо, как и вечный двигатель.
Если представить себе звуковую волну, которая приближается к диафрагме под углом, например, в 45 градусов к оси, то звук дойдет до одной стороны диафрагмы немного быстрее, чем до другой. Это вызовет некоторое рассогласование фаз в высоких частотах и соответственно небольшую потерю в диапазоне высоких частот.
По этой причине в прецизионных измерительных микрофонах капсюли обычно очень маленькие. Это, в свою очередь, приводит к другой проблеме, так как маленькая диафрагма может захватывать небольшое количество звуковой энергии. В этом случае требуется больше усиления, которое провоцирует появление более высокого уровня шумов. Поэтому такие микрофоны редко используют при записи музыки.
Другим плюсом всенаправленных микрофонов является расширенный НЧ-диапазон. Зачастую он на октаву больше, если сравнивать с кардиоидным микрофоном такого же размера. К тому же всенаправленные модели характеризуются меньшей чувствительностью по сравнению с кардиоидными моделями к восприятию шумов и гула, создаваемых механическими вибрациями.
Микрофон с диаграммой направленности типа «восьмерка» имеет диафрагму, которая со всех сторон открыта для воздуха. Она реагирует не столько на давление, сколько на его разницу между своей фронтальной и тыльной частью. Такие микрофоны известны под общим названием «микрофоны градиента давления». Порой их также называют «скоростными микрофонами», так как они способны определять скорость звуковой волны.
Такая конструкция диафрагмы обеспечивает их высокую чувствительность к звукам, которые приходят со стороны передней и тыльной оси. Звуки же, которые приходят с боков, никак не влияют на диафрагму, так как нет разницы давлений.
Звук, который поднимается тыльной стороной диафрагмы, производит инвертированный электрический сигнал, если сравнивать с тем же звуком, только поднятым ее фронтальной стороной, что вполне логично. Посмотрите, например, на динамики в своих колонках.
АЧХ «осевых» звуков отличается равномерностью в пределах ограничений, которые накладывает размер диафрагмы. Иными словами, чем меньше размер диафрагмы, тем с большей точностью захватываются внеосевые звуки.
Критическим моментом «микрофона градиента давления» является падение уровня выходного сигнала с уменьшением частоты. Это обусловлено уменьшением разницы давления по сторонам диафрагмы с ростом длины звуковой волны.
Для решения этой проблемы часто используют специальное демпфирование диафрагмы, что способствует ее более легкой реакции на НЧ, чем на ВЧ. Результатом является более ровная АЧХ. Побочный эффект – чувствительность микрофона к механическим вибрациям.
Эффективное применение диаграмм направленности микрофонов - Эффект близости.
Следует знать еще один важный момент: все «микрофоны градиента давления» в той или иной мере дают «эффект близости». Так называют повышение низких частот, которое происходит при использовании микрофона на слишком близком расстоянии от источника звука.
Как именно возникает этот эффект, мы рассматривать не будем, так как это довольно сложная тема, но с практической точки зрения это может принести как пользу, так и вред – все зависит от ваших целей.
При комбинации капсюлей рассмотренных выше конструкций в одном микрофоне или при создании капсюля с характеристиками обоих вы получите кардиоидную модель.
Объединение фронтальной осевой чувствительности «восьмерки» и «круга» приведет к сильной отдаче (возросшей чувствительности) с фронтальной стороны микрофона. По сторонам «восьмерка» не имеет ничего, что можно добавить к кругу. Соответственно, с боков кардиоида менее чувствительна, чем спереди.
Второй, тыльной половине «восьмерки» присуща такая же отдача, как у круга, но она производит сигнал, обладающий обратной полярностью относительно «круга». Таким образом, происходит их взаимная компенсация. Соответственно микрофон перестаёт быть чувствительным к звукам, идущим с тыльной стороны.
Причиной широкого использования кардиоидного типа направленности является ее способность «предвзято» относиться к звукам, которые прибывают с боковых и тыльной сторон микрофона. Однако при более внимательном наблюдении за поведением кардиоидного микрофона можно заметить, что он не является оптимальным решением для всех видов использования.
В первых кардиоидных микрофонах использовались два отдельных капсюля, в конструкции же большинства современных моделей предусмотрен один единственный. Он оснащен звуковым лабиринтом, который находится позади диафрагмы. Этот лабиринт предназначен для управления фазой звука, попадающего с ее тыла.
Такая система очень хорошо работает, на ней базируется большинство переносных динамических и студийных конденсаторных микрофонов. Однако ее минусом является неравномерная чувствительность кардиоиды в разных частотах и направлениях.
С помощью такого микрофона с высокой точностью подбирается осевой звук, а вот звуки вне оси в той или иной мере фильтруются в соответствии с характеристиками направленности микрофона. В большинстве случаев это выражается как снижение высокочастотной чувствительности. Скажите что-то в сторону кардиоидного микрофона, и вы поймете, в какой степени могут окрашиваться звуки вне оси.
На практике звук редко приходит только по оси, поскольку в окружающей среде происходит масса отражений звука, и он может прибывать к микрофону под любыми углами. В результате точный осевой звук смешивается с существенным количеством окрашенного отраженного звука.
Проведение записи в неподготовленном помещении может стать причиной появления заметных «носовых» или «коробочных» призвуков. Поскольку задняя часть диафрагмы кардиоидных микрофонов не закупорена и они относятся к «микрофонам градиента давления», то им также присущ «эффект близости». Это может спровоцировать значительное повышение низких частот при использовании микрофона на очень близком расстоянии от источника.
Изменение соотношения между капсюлями с круговой диаграммой направленности и «восьмёрки» может привести к более или менее узким формам кардиоиды. Такие же результаты можно получить путем изменения конструкции акустического лабиринта сзади диафрагмы.
У узконаправленных микрофонов наподобие супер- и гиперкардиоидных есть небольшой лепесток чувствительности с тыльной стороны. В итоге области с наименьшей чувствительностью на этих микрофонах расположены под углами в 35-45 градусов к тыловой оси, а не прямо на тыльной стороне микрофона.
Это стоит учитывать при попытках разместить микрофоны таким образом, чтобы избежать нежелательных проникновений. В большинстве случаев более важной является направленность мертвых осей микрофонов, а не осей наибольшей чувствительности.
Так как супер- и гиперкардиоидные модели отличаются более узкой направленностью, то им присуща большая чувствительность к позиционным изменениям в источнике. Поэтому требуется минимизация движения при близкой работе с ними.
С помощью акустических поглотителей, установленный позади микрофонов, можно уменьшить уровень звука, который попадает на тыловой лепесток. И в случае острой необходимости в хорошем разделении между инструментами вам очень пригодятся узконаправленные кардиоидные микрофоны.
Пол Уайт