Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 2

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: flag in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: adsense7 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 39

Notice: Undefined variable: adsense6 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 40
Микрофон характеристики. Основные функциональные показатели качества (технические характеристики) микрофонов

Какой микрофон выбрать: типы, характеристики, советы. Микрофон характеристики


Технические характеристики микрофонов.

 

1) Чувствительность микрофона. Е = 1мВ/Па

Чувствительность это напряжение создаваемое на выходе микрофона при стандартном сопротивлении нагрузки, при условии что на чувствительный элемент микрофона (мембрана) воздействует звуковое давление силой в 1Па (Н/м2). Наименее чувствительными являются динамические микрофоны

~1-2мВ/Па. Наиболее чувствительные конденсаторные 10-20мВ/Па, но современные до 30-40мВ/Па.

2) АЧХ на разные частоты микрофон реагирует по разному.

Эффект ближней зоны – подчеркивание зоны НЧ при близком расположении микрофона к источнику. Эффект б.з. характерен только для микрофонов имеющих в своей конструкции приемник градиента(разность) давления (восьмерка и кардиоида).

3) Диаграмма направленности. Все микрофоны делятся на: не направленные, двусторонне направленные, односторонне направленные. Диаграмма направленности зависит от конструкции микрофона.

а) приёмник давления – мембрана открыта с одной стороны – получается круговая диаграмма направленности (сфера). Принимает звук со всех сторон и удобен при записи вокруг. Используют при записи хоров, в театре как глубинные подвесы сцены. У него нет эффекта ближней зоны. Большая часть петлички.

Диаграмма направленности – зависимость чувствительности микрофона от угла падения звуковой волны на мембрану.

б) Приемник градиента давления или приемник скорости – мембрана открыта для приема с 2-х сторон. Направленность 8-ка используется в стереосистемах.

в) Комбинированный приемник. У кардиоиды есть разновидности.

 

4) Максимальный уровень звукового давления (SPL). Это давление которое микрофон может преобразовать в электрический сигнал без заметных на слух нелинейных искажений. Современные микрофоны выдерживают до 160дБ.

 

5) Эквивалентный уровень шума микрофона - уровень собственного шума микрофона. Типичный параметр для среднего микрофона 20дБ. Хорошие микрофоны имеют 16дБ. Цифровые 7дБ. Уровень шума «тишина в горах» 10дБ.

 

Применение микрофонов.

Эквивалентный уровень реверберации (эквивалентная реверберация) – кажущаяся реверберация.

22/03/2012

 

Специальные конструкции микрофонов.

 

Петличный микрофон(лавальер) – предназначен для записи речи. Как правило электретный. Имеет широкий частотный диапазон достаточный для записи речи. Миниатюрный микрофон имеющий зажим. Для этих микрофонов существуют следующие аксессуары: крепление типа «булавка» - зажим; ветрозащита – паралоновая (самый простой и дешевый вид ветрозащиты), металлическая сетка (более компактная), ворсовая ветрозащита (меховая, «собака»).

 

Гарнитура (head set) – как правило направленность круг, реже кардиоида. Круг не имеет эффекта ближней зоны. Несколько видов расцветки, иногда даже гримируют. Позволяет расположить микрофон максимально близко ко рту.

 

Совмещенный стерео микрофон (коэнцидентный). Существует несколько конструкций – MS, XY, AB.

 

Микрофоны пограничного слоя (зонные микрофоны давления, PZM) – имеет своеобразную диаграмму направленности в виде полусферы. Как правило электретный. Используется для записи круглых столов. Удобная альтернатива микрофонов рампы в театре. Используется для записи как академической музыки так и для эстрадной, рояля. Хорошо подходит для записи аккордеона, арфы, виолончели. При установке на столы, полы, чтобы он не ловил звуки поверхности, ставить на параллон или похожий материал.

 

Биградиентный микрофон («пушка») – имеет гиперкардиоидную направленность. Самая главная часть – интерференционная трубка с отверстиями (интерференционные отверстия) Отверстия расположены так чтобы звуки приходящие со сторон вычитались друг из друга и приходили на мембрану в противофазе. Пушка – как правило электретные. Используют для записи синхронных шумов, речи, применяется в съемках кино. Стандартная длина пушки 46 см. Полупушка – это укороченная пушка. Для пушек существует множество аксессуаров – удочки, крепления, ветрозащита, пистолет. Самые лучшие удочки из титана – легкие и прочные. Длина удочки 3-5м – короткая, в кино до 12м. Ветрозащита должна закрывать все интерференционные отверстия. Ципелин + «собака» – самая продвинутая версия ветрозащиты.

 

Радиомикрофоны. Проблемы – батарейки, радио помехи. Цифровые радиосистемы дороже, но имеют меньше помех. Состоит из трансмиттера и ресивера. Типы передатчиков: ручной передатчик – комбинация микрофона и передатчика с батарейкой. Озвучивание речи и вокала на концертах, а также озвучивание телепередач. Поясной передатчик (body pack) – крепится на пояс. В кино и театрах используют бандажи и крепят к ноге на внутреннюю часть. Может принимать в себя микрофонный сигнал и линейный. Некоторые из них имеют инструментальный вход для гитар и т.д. Ещё один тип передатчика PLUG ON. Превращает любой проводной микрофон в радио. Некоторые имеют фантомное питание. Так же бывает принимают линию.

Приёмники радио сигналов – портативный (накамерный). Стационарный приемник – полурэковый, рэковый. Имеют специфические настройки: эквалайзер; компандерные системы шумоподавления (существуют несколько различных настроек). Приёмники бывают с одной и двумя антеннами. С 2 антеннами – диверсивный. Профессиональные системы только диверсивные. Это система разнесенного приема. Диверсивная – это две антенны которые принимают один сигнал, через обработку CPU выбирается наилучший сигнал и отправляется на выход. Существуют 2 диапазона VHF (караоке) и UHF – использовать только её.

 

Стереофония и микрофонные системы.

Стерео (объемный с греч.). Стерео всё что имеет более 1 канала.

В стерео хорошо передается акустика. Можно создать эффект присутствия. Прозрачность звучания. Локализация. В стерео появляется звуковая глубинная перспектива.

Расстояние между источниками звука называется стерео базой. Нормальное расстояние для сведения в стерео – 2.5-3м.

Разрешающая возможность стереофонии. 5 звуковых планов. На первом плане можно сделать 5 точек различимых на любой стерео системе. На втором плане 4 точки. 3 – 3. 4 – 2, 5 -1. При сведении необходимо учитывать разноплановость и количество точек способных поместиться в план.

Дополнительные требования стереофонической передачи: коэффициент передачи левого и правого канала должен быть идентичен; отношение фаз на входе и выходе системы должно быть одинаково; АЧХ левого и правого канала должны быть идентичны; достаточное переходное затухание (насколько сильно сигнал левого канала будет попадать в правый и наоборот) между каналами (дБ).

Форма звукового сигнала – совокупность всех признаков сигнала (фаза, уровень, спектр и т.д.).

Способы создать стереозапись – записать на 2 микрофона, полимикрофонная запись и разведение их по панораме.

Все стерео системы строятся на нескольких принципах. Временной, интенсивностный.

Алан Блюмлейн(Блюмлайн) – создатель стерео 1937г.

 

Стерео система АВ.

Самая простая система стерео. Два моно микрофона немного разнесенных в пространстве на расстоянии 1.5м – 2.5м. В этой системе можно использовать любые направленности микрофонов. 3АВ между двумя микрофонами ставится третий и подается в оба канала с одинаковым уровнем.

Интенсивностная стереофония XY.

Совмещенная система, микрофоны стоят рядом под определенным углом. Две «восьмерки» под углом 90О – Blumlein stereo. XY имеет хорошую моно совместимость.

 

Система MS.

Разновидность системы XY. Имеет хорошую моно совместимость.

В системе MS используется 2 микрофона. Один микрофон круг или кардиоида – M микрофон. Второй микрофон восьмерка S. Сигналы M и S не используются в прямом включении – не работает без MS матрицы. MS матрица это суммо-разностный преобразователь.

 

Система Decca tree

Была придумана для записи симфонического оркестра. Устанавливается над головой дерижера.

 

Система ORTF Stereo

Два кардиоидных микрофона интрументальх. ОРТФ общество телерадиовещателей франции. Расстояние между мембранами 17см и угол наклона 110О­.

 

Система DIN Stereo

DIN – немецкий институт стандартизации. 20 см между микрофонами, угол 90­О

 

Система NOS Stereo

З0 см расстояние, угол 90­О

 

Система KU 100

Создана компанией Нойман. Сделана имитация человеческой головы чтобы учесть дефракцию человеческого черепа. Используется для измерений, записи эмбиэнс шумов.

Системы Surround

Используется decca tree и дополнительные два микрофона на тыл.

Double MS. М микрофоны - кардиоиды.

Double ORTF.

Система ОСТ

IRT Stereo

Fucada tree полностью имитирует расположение микрофонов в 5.1

 

Фоновые шумы лучше записывать в стерео – так они будут обладать неким объемом и если его подложить в фильм или спектакль, то она гораздо лучше передаст атмосферу. Шумы пишутся на конденсаторные микрофоны с маленькой мембраной. MS матрица может изменять ширину стереопанораму.

 

29/03/2012

 

Громкоговоритель.

stydopedia.ru

Частотные характеристики микрофонов

Основным электроакустическим параметром, определяющим качество работы микрофона, является его чувствительность. Чувствительностью микрофона Sм (В/Па)называется отношение электродвижущей силы Ем(В), развиваемой микрофоном, к звуковому давлению Р (Па), действующему на микрофон,Sм= Ем / Р.Зависимость чувствительности микрофона от частоты при постоянных значениях звукового давления и тока питания микрофона называетсячастотной характеристикой микрофона.

Чувствительность угольного микрофона на различных частотах различна. Резкое возрастание чувствительности на определенной частоте разговорного спектра возникает в результате резонанса, при совпадении частоты звуковых колебаний с частотой собственных колебаний мембраны. Неравномерный характер частотной характеристики микрофона вызывает амплитудно-частотные искажения, воспринимаемые на слух как искажения тембра голоса при разговоре.

Коэффициент неравномерности частотной характеристикимикрофона определяется по формуле:

∆S=20lg Sм max / Sм min (дБ)

Чем меньше значение коэффициента неравномерности ∆S, тем меньше искажения вносимые микрофоном в тракт телефонной передачи.

Микрофон характеризуется также средней чувствительностьюв заданном диапазоне частот.

Sм ср= ( Sм 1 +Sм 2 +…+Sм n) / n

Где n- число частот, на которых определена чувствительность.

Достоинства угольного микрофона:

  1. простота устройства

  2. сравнительно низкая стоимость

  3. усилительная способность в процессе преобразования звуковых колебаний в электрические

Недостатки угольного микрофона:

  1. значительные нелинейные и частотные искажения, вносимые микрофоном в тракт передачи

  2. нестабильность характеристик во времени

  3. зависимость параметров микрофона от его положения в пространстве

  4. спекание и гигроскопичность зерен порошка

Электретные микрофоны

Чтобы разобраться в том, как работает электретный микрофон, рассмотрим схему, поясняющую принцип работы конденсаторного микрофона.

- + Б

RВыход

Рис.6. Схема включения конденсаторного микрофона

Мембрана и электрод выполнены из электропроводного материала и разделены изолирующим кольцом, т.е. представляют собой конденсатор. Жестко натянутая мембрана под действием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока и нагрузочным сопротивлением. При колебаниях мембраны емкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, поэтому изменяется и напряжение на обкладках конденсатора. В электрической цепи появляется переменный ток той же частоты, и на нагрузочном сопротивлении возникает переменное напряжение, которое является выходным сигналом микрофона. Конденсаторный микрофон является емкостным преобразователем, емкость которого лежит в пределах 30-150 пф. Следовательно, внутреннее сопротивление такого микрофона на низшей частоте рабочего диапазона составляет десятки и сотни мОм. Сопротивление нагрузки микрофона должно быть значительно больше его внутреннего сопротивления, или равным ему. Поэтому такие микрофоны обладают высоким выходным сопротивлением. Для его уменьшения в корпус микрофона встраивается истоковый повторитель на полевом п-канальном транзисторе. (рис. а). Это позволяет понизить выходное сопротивление до 3-4 кОм. При этом уменьшаются потери сигнала при подключении выхода микрофона ко входу усилителя сигнала микрофона. Усилитель подключается для усиления выходного сигнала микрофона.

Электретные микрофоны по принципу работы являются теми же конденсаторными, но в них отсутствует отдельный источник поляризованного напряжения. Постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета (диэлектрика), тонким слоем нанесенного на мембрану. Этот диэлектрик способен заряжаться в сильных электрических полях и при высокой температуре сохранять заряд продолжительное время. Этот заряд сохраняется свыше 30 лет. Электретные микрофоны обладают повышенными электроакустическими и техническими характеристиками и обеспечивают более разборчивую передачу речи по телефону.

а) б)

Рис. 7. Внутренние схемы электретных микрофонов (а) и (б) и схема подключения электретного микрофона с двумя выводами

У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона выполнен по схеме усилителя с открытым стоком (рис.б).

studfiles.net

Основные функциональные показатели качества (технические характеристики) микрофонов

Основными характеристиками, формирующими качество микрофонов, являются:

♦  номинальный диапазон частот;

♦  чувствительность;

♦  характеристика направленности.

Номинальный диапазон частот — тот диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры. Диапазон частот в зависимости от группы сложности микрофона находится в следующих пределах:

♦  для нулевой группы сложности — 20—20 000 Гц;

♦ для первой группы сложности — не менее 31,5—18 000 Гц;

♦  для второй группы сложности — 50—15 000 Гц;

♦  для третьей группы сложности — 63—12 500 Гц.

Чувствительность микрофона — это отношение напряжения U на выходе микрофона (т. е. напряжения, развиваемого микрофоном на сопротивлении нагрузки) к воздействующему на него звуковому давлению Р (давлению на диафрагму), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па) Е = U/P.

Различают следующие виды чувствительности: осевая (по фронту) и по различным направлениям; на номинальной согласованной нагрузке и на холостом ходу. В паспорте обычно приводится осевая чувствительность, измеренная в свободном поле при работе на согласованную нагрузку. Осевая чувствительность микрофона определяется при воздействии на него звукового давления вдоль оси по фронту, т.е. под углом 0°.

Чем выше чувствительность микрофона, тем более слабые звуковые колебания он может преобразовывать в электрические.

Чувствительность конденсаторных микрофонов нулевой и первой групп сложности должна быть не менее 10 мВ/Па, динамических первой группы сложности — 1 мВ/Па.

Характеристика направленности — зависимость чувствительности микрофона от угла падения на него звуковых колебании, т.е. угла между рабочей осью микрофона и направлением на источник звука.

Наиболее часто используются микрофоны ненаправленные ("круговые") и односторонненаправленные ("кардиоид-ные")1. Чувствительность ненаправленного микрофона остается неизменной при всех направлениях падения звуковой волны. Характеристика ненаправленного микрофона в полярных координатах представляет собой "круг". Односторонне-направленные микрофоны наиболее чувствительны к звуковым волнам, падающим под углом Э = 0°. При падении звуковых волн под углом в* 0° они реагируют на них с убывающей в соответствии с кардиоидной чувствительностью, а при падении под углом Э — 180° такие микрофоны не реагируют вообще. Их применяют тогда, когда хотят избавиться от звукового фона, окружающего источник, звучание которого необходимо зафиксировать.

Похожие статьи

znaytovar.ru

типы, характеристики, советы › Лениздат.ру

Микрофон — основной прибор, который преобразует звуковой (акустический) сигнал в электрический и далее передает его на записывающее устройство или усилитель, транслирующий на аудиторию. Используются они очень широко, начиная от лекций в учебных заведениях и офисных презентациях до студийных записей вокала и концертных шоу.

Обзор будет полезен всем, кого интересует покупка или аренда микрофона.

Выбор типа и даже модели микрофона зависит, главным образом, не от индивидуальных предпочтений, а от ситуации, в которой предполагается его использовать, поскольку различные характеристики должны оптимально соответствовать поставленной задаче — записи или усилению звука. Только правильно подобранный микрофон сможет обеспечить качественную, надежную и достоверную передачу звукового сигнала.

Типы микрофонов

Современные микрофоны бывают двух типов: конденсаторные и динамические. Разница состоит в механизме передачи звука.

Конденсаторный микрофон работает благодаря электрическому конденсатору, изобретенному в 1916 году. Это достаточно простое устройство, состоящее из двух пластин-электродов с диэлектриком посередине. В микрофонах одна из полимерных эластичных пластин (обкладок) покрыта металлизированной пленкой. От звуковых вибраций она колеблется, изменяет объем внутри конденсатора и сигнал (ток заряда) поступает на усилитель. Такие микрофоны передают звук с высокой точностью, в широком диапазоне, но из-за большой чувствительности реагируют и на посторонние шумы. В связи с этим их использование считается более целесообразным при студийной работе — для звукозаписи, телевидения, радиовещания. К недостаткам конденсаторных микрофонов можно отнести их зависимость от условий внешней среды — перепадов температуры и высокой влажности, хрупкость, а также более высокую стоимость.

Классической моделью такого микрофона считается AKG С414, обладающий лучшими техническими характеристиками для данного типа.

Разновидность конденсаторного — электретный микрофон, куда встроен электрет, способный накапливать заряд и затем постепенно его расходовать, поддерживая электрическое поле, так что постоянное подключение к источнику питания не требуется. К этому типу относится, например, универсальная и стильная модель AKG C1000S, где есть возможность не только изменять источник питания с фантомного на батарейки, но и переключать диаграмму направленности.

Динамический микрофон работает за счет колебаний мембраны, соединенной с катушечным либо ленточным проводником в магнитном поле. Такая конструкция более надежна в отношении внешних условий, выдерживает падения, удары и тряску, не реагирует на посторонние шумы и даже стоит дешевле. Зато динамический микрофон имеет меньший диапазон, не так чисто, как конденсаторный, передает оттенки звука и потому более пригоден для выступлений на публике, в том числе и на сцене и, особенно, при живом исполнении. Специфика конструкции также не позволяет делать динамические микрофоны миниатюрными.

Лидеры производства качественных динамических микрофонов: компании SHURE, SENNHEISER, AUDIO-TECHNICA, TELEFUNKEN, BEYERDYNAMIC. Поскольку устойчивость к механическим повреждениям — важная характеристика таких микрофонов, то имеет смысл выбирать модели проверенных производителей, изготовленные из высококачественных прочных материалов.

Основные технические характеристики микрофонов

К самым основным техническим характеристиками микрофонов, которые нужно учитывать при выборе модели являются:

● частотный диапазон

● чувствительность

● диаграмма направленности

● импеданс (сопротивление).

Частотный диапазон определяет, какой спектр звуков способен передать микрофон. Так, обычная человеческая речь звучит в диапазоне 100−300 Гц, во время пения диапазон увеличивается до 60−1300 Гц, а вот у инструментов границы гораздо шире. Микрофон надо выбирать либо универсальный с наибольшим доступным диапазоном (человеческий голос в любом случае в него впишется), либо сосредоточиться на очень высокой или очень низкой частоте, в зависимости от музыкальных инструментов, чье звучание нужно будет передавать. Так, частотный диапазон микрофона ELECTRO-VOICE ND 367-S имеет пределы 25−20000 Гц, SHURE SM81 — 20−20000 Гц, AKG D112 — 20−17000 Гц, SENNHEISER E604 — 20−18000 Гц.

Чувствительность — способность микрофона уловить тихий звуковой сигнал и преобразовать его в электрическую волну. Измеряется показатель в децибелах (дБ) или милливольтах на паскаль (мВ/Па), чем ближе он к нулю в децибелах — самому низкому значению, которое способно уловить человеческое ухо — тем выше чувствительность микрофона. В милливольтах на паскаль, наоборот: чем цифра больше, тем лучше. Например, у очень чувствительного конденсаторного микрофона-пушки SENNHEISER MKH-1 она достигает 40 мВ/Па, а у классического динамического SHURE BETA 58 — 2,6 мВ/Па. Выбирая чувствительность микрофона, нужно особенно оценить обстановку, где предполагается его использовать. Студия звукозаписи, где отсутствуют посторонние шумы, идеальное место для высокочувствительного устройства, а вот для концерта или уличного выступления лишние звуки будут создавать ненужный фон и раздражающие помехи.

Направленность (диаграмма направленности) — параметр, который определяет чувствительность микрофона, поскольку устройство хорошо улавливает звуки не из любых источников на определенном удалении, а только из тех, которые попадают в контур его диаграммы. Самый простой вариант — круговая диаграмма, где главное значение имеет радиус, внутри которого микрофон улавливает звук с заявленной чувствительностью. Такие микрофоны называют ненаправленными, и их использование не всегда удобно из-за попадания в радиус посторонних шумов. Их вариация — микрофоны с краевым эффектом, когда отсекается задняя часть круга и устройство улавливает сигналы только в передней полусфере.

Направленные микрофоны могут иметь следующие рисунки диаграмм:

● кардиоида (напоминает форму сердца) с чувствительностью к звуку в передней части, с углом работы около 130

● суперкардиоида имеет узкую зону охвата и в задней части, а угол передней рабочей зоны уменьшен относительно простой кардиоиды до 115

● гиперкардиоида отличается еще большим сужением (до 105) передней зоны охвата в пользу задней, причем появляются две боковые зоны, откуда звук улавливается минимально;

● полукардиоида — оптимальная диаграмма для микрофонов на лекциях и конференциях, когда источников звука с боков нет, а все что расположено сзади относительно микрофона (аудитория) отскается и не создает помех при передаче;

● восьмерка — симметричная диаграмма, с одинаковыми рабочими зонами сзади и спереди и нулевой чувствительностью к боковым звукам, также называется «двунаправленной».

От диаграммы направленности зависят такие параметры микрофона как: подавление пространственного шума, эффект поворота микрофона относительно источника звука, определение оптимального расстояния до источника, появление шумов при приближении к нему.

В универсальных моделях направленность может переключаться с одной диаграммы на другую. Например, модель конденсаторного типа NEUMANN M149 может работать во всех пяти вариантах — от круговой до восьмерки.

Импеданс (сопротивление, обозначается буквой Z) — параметр, влияющий на качество передачи звука путем согласованной работы микрофона и соединенного с ним предусилителя. Для оптимальной работы необходимым считается превышение входного сопротивления предусилителя над выходным сопротивлением микрофона в 10 раз. Многие производители уже в рекомендациях к микрофонам указывают, какой предусилитель подойдет им в пару, чтобы потребителям не приходилось рассчитывать уровни самостоятельно. Соответственно, если одно устройство уже есть в наличии, то важно подобрать и второе так, чтобы по импедансу они друг другу соответствовали.

Дополнительные параметры, которые также могут иметь важное значение:

● звуковое давление максимальная сила звука в децибелах, которую микрофон способен качественно передать, например, модели AKG D112 и SENNHEISER E604 выдерживают свыше 160 Дб и специально используются при работе с ударными и духовыми инструментами

● стереозвучание (обычно для создания стереозвука используют 2−3 микрофона или несколько усилителей, но есть модели, объединяющие свойства нескольких устройств в одном корпусе)

● эквивалентный уровень шума (также называется собственный, чем он меньше, тем лучше)

● тип питания (фантомное, на батарейках).

Советы по выбору микрофона

Разобравшись в описанных выше характеристиках, можно обозначить шаги по выбору оптимальной модели микрофона:

1. Определиться с основной задачей, для которой нужен микрофон и обратить внимание на самые важные для нее технические характеристики. Для пения караоке — это будет четкость передачи звука, для студийной записи — высокая чувствительность, для концерта на открытой площадке — устойчивость к погодным условиям, для определенных инструментов — узкий частотный диапазон и т. д.

Соответственно, делается выбор между конденсаторным или динамическим микрофоном, а затем находится тот, который обладает оптимальными техническими характеристиками.

1. Внешний вид микрофона также важен, не столько своим дизайном, сколько удобством в использовании.

2. Наличие дополнительных устройств, входящих в комплект. К ним относятся гарнитура, в том числе беспроводная, наличие крепления на одежду (петличка), ветрозащитный колпачок и т. д.

Все вышеперечисленные параметры микрофонов можно для удобства разделить на две группы. Первые — влияют на качество звука при записи или усилении. Вторые и третьи — на качество не влияют, но создают выступающему определенный комфорт. Что важнее — решается в каждом конкретном случае.

Так, для эстрадных (сценических) микрофонов важны габариты, эргономика, и определенная степень универсальности (SHURE BETA 58, SHURE SM 58, SENNHEISER E695). Репортерские микрофоны никак не могут быть хрупкими и чувствительными к погодным условиям, должны иметь ветрозащитный колпачок и удобное крепление, узконаправленную диаграмму (AUDIO-TECHNICA ATR25, AKG D230, AKG CK98). Студийные телевизионные микрофоны — также однонаправленные, причем только в верхней полусфере. Их отличает компактность и удобство расположения на столе, наличие беспроводной гарнитуры. Для радиовещания микрофоны, наоборот, выбирают более габаритные и располагают их на специальных стойках. Они обладают настраиваемой диаграммой направленности и частотным диапазоном, лучше всего подходящим для передачи человеческой речи. Классика этого типа — NEUMANN M 149 TUBE. Музыкальные студийные микрофона — самые чувствительные и разделяются на речевые, вокальные, инструментальные, внешне походя и на сценические, и на вещательные, поскольку тут важно их устойчивое положение, а не легкость и дизайн/

Многие производители, особенно известные на мировом рынке звукового оборудования, в своих моделях сочетают и качество передачи звука, и дизайн, и удобство в использовании, что делает их продукцию очень востребованной и популярной, невзирая на достаточно высокий уровень цен.

lenizdat.ru

КАК ВЫБРАТЬ МИКРОФОН

КАК ВЫБРАТЬ МИКРОФОН

    Известные фирмы, такие как Sennheiser, AKG, Shure, Audio-Technica и т.п., предлагают профессиональные микрофоны, но не зная чем отличается один микрофон от другого, можно купить не то, что Вам нужно. Попробуем разобраться в них.

        Характеристики микрофонов

    Наиболее важными характеристиками микрофона, являются его принцип работы , амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и направленность . Второстепенные характеристики - электрические параметры и конструктивное исполнение .

        Принцип работы

    Это, в первую очередь, тип преобразователя, находящегося внутри микрофона, то, как микрофон воспринимает звук и преобразует его в электрический сигнал. Преобразователь - это устройство, переводящее энергию из одной формы в другую, в нашем случае - акустическую энергию в электрическую. Принцип работы определяет ключевые возможности микрофона. Самые распространенные типы микрофона - динамический и конденсаторный .

        Динамические микрофоны

    Динамические микрофоны включают в себя сборку из диафрагмы, голосовой катушки и магнита, которые образуют миниатюрный электрогенератор со звуковым приводом.     Динамический микрофон имеет относительно простую и соответственно экономичную и надежную конструкцию. Он может обеспечить отличное качество звука практически во всех областях применения. В частности, он может иметь дело с чрезвычайно громкими звуками. Вдобавок, динамические микрофоны относительно устойчивы к перепадам температуры и влажности. Динамические микрофоны используются в основных задачах звукоусиления чаще всего.     С практической точки зрения, если микрофон будет использоваться в таких суровых условиях, как в рок-клубе или на открытом воздухе, хорошим выбором будут динамические микрофоны.

        Конденсаторные микрофоны

    Конденсаторные микрофоны имеют в своей основе сборку из электрически заряженной диафрагмы и неподвижной пластины, которые образуют чувствительный к звуку конденсатор.     Все конденсаторные микрофоны содержат в себе активные контуры для согласования выхода элемента с типичными микрофонными входами. Это требует подачи питания на микрофон: либо при помощи батарей, либо при помощи фантомного питания (метод подачи питания на микрофон непосредственно по микрофонному кабелю). Конденсаторные микрофоны имеют два потенциально ограничивающих фактора: во-первых, электроника добавляет немного шума; во-вторых, есть предел громкости сигнала, который может обработать электроника. По этой причине спецификации на конденсаторные микрофоны содержат параметры шума и максимальную громкость звука. Хорошие модели, однако, имеют очень низкий уровень шума и могут справиться с широким динамическим диапазоном.     Конденсаторные микрофоны более сложны, чем динамические, и обычно несколько дороже. Также на конденсаторы могут существенно повлиять перепады температуры и влажности, что может привести к повышению шума или временной негодности. Однако, в конденсаторных микрофонах можно добиться большей чувствительности, и более мягкого, более натурального звука, особенно на высоких частотах. Полагая АЧХ и расширенный частотный диапазон легче всего достижимы в конденсаторном микрофоне. Вдобавок, конденсаторные микрофоны могут быть сделаны очень маленькими без ущерба для характеристик.     В более благоприятной среде, например в концертном зале или театре, для большинства источников звука предпочтительнее использовать конденсаторные микрофоны, особенно, когда требуется высочайшее качество звука.

        Электретные микрофоны

    Принцип действия электретных микрофонов аналогичен принципу действия конденсаторных, с тем отличием, что для их работы не требуется внешний источник питания. Мембрана таких микрофонов получает электрический заряд в процессе производства, и для их питания достаточно небольшого напряжения (обычно около 1,5 Вольта), которое обеспечивается установленной в микрофоне батареей.    По сравнению с конденсаторными, мембрана электретных микрофонов значительно толще, поэтому их чувствительность и частотные характеристики несколько хуже. Появившиеся недавно обратно-электретные микрофоны несколько компенсируют этот недостаток.

        Фантомное питание

    Фантомное питание - это постоянный ток (обычно 12-48 вольт), используемый для питания электроники конденсаторного микрофона. Это напряжение подается по микрофонному кабелю от микшера с источником фантомного питания или от другого внешнего устройства.     Источники фантомного питания имеют ограничители по току, которые предотвращают повреждение динамического микрофона в случае короткого замыкания или неправильной распайки. Обычно балансные динамические микрофоны могут быть подключены ко входам с фантомным питанием без каких-либо проблем.

        Переходный отклик

    Переходный отклик характеризует способность микрофона откликаться на быстро меняющуюся звуковую волну. Для того, чтобы микрофон трансформировал звуковую энергию в электрическую, звуковая волна должна физически перемещать диафрагму микрофона. Тяжелой динамической диафрагме требуется больше времени, чтобы начать двигаться, чем легкой конденсаторной диафрагме. И точно также динамической диафрагме, по сравнению с конденсаторной диафрагмой, требуется больше времени, чтобы прекратить движение. Переходный отклик динамических микрофонов не так хорош , как у конденсаторных.     Динамическому микрофону требуется почти вдвое больше времени, чтобы отреагировать на звук. Ему также требуется больше времени, чтобы перестать колебаться. Поскольку конденсаторные микрофоны в целом имеют лучший переходный отклик, чем динамические, они лучше подходят для инструментов, имеющих резкую атаку или расширенный высокочастотный спектр в звуке, например, тарелок. Переходный отклик определяет более ясный, отчетливый звук конденсаторных микрофонов, и более мягкий, округлый звук динамических микрофонов.

        Амплитудно-частотная характеристика

    Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) - Выходной уровень микрофона по всему рабочему спектра частот и чувствительность к ним.    Микрофон, выход которого одинаков для всех частот имеет пологую АЧХ. Микрофоны с пологой АЧХ обычно имеют расширенный диапазон. Они воспроизводят сигналы от различных источников звука без изменения или окраски оригинального звука.     Микрофон, чья АЧХ имеет пики или провалы в определенных частотах имеет рельефную АЧХ. Рельефная АЧХ обычно используется в конкретных приложениях. Например, микрофон может иметь пик в области 1-2 кГц, чтобы улучшить разборчивость вокала. Такой профиль называется подъемом. Микрофон может также иметь меньшую чувствительность к некоторым частотам. Примером тому может быть уменьшенная отдача на низких частотах (срез низа), с целью минимизирования не нужного бум-бум.    Выбор микрофона с пологой или же рельефной АЧХ опять-таки зависит от источника звука, аппаратуры, и окружающей среды. Микрофоны с пологой АЧХ обычно желательны при воспроизведении звука таких инструментов, как акустическая гитара или фортепиано, особенно при высококачественной аппаратуре. Они также обычно применяются при стерео расстановке микрофонов и при удаленной, более метра от источника звука, установке: отсутствие пиков отдачи минимизирует обратную связь и дает более естественный звук. С другой стороны, микрофоны с рельефной АЧХ предпочтительнее для вокалистов, и некоторых инструментов, таких как ударные или гитарные усилители, которые выиграют от усиления отдачи, сильнее проявляясь в общей картине. Также они полезны, когда надо ослабить прием нежелательных звуков и шумов за пределами диапазона инструмента.

        Децибелы

    Децибел (дБ) - это величина, часто используемая в электрических и акустических измерениях. Децибел - это число отражающее соотношение величин одной единицы измерения. Это логарифмическое соотношение, применяемое с целью сократить большой диапазон величин до много меньшего, и более удобного.     Поскольку децибел - величина относительная, должна быть какая-то точка отсчета, заданная в децибелах. Обычно это отражается в суффиксе при условном обозначении: дБV - (1 вольт составляет 0 дБV) или дБ SPL (0.0002 микробар составляют 0 дБ звукового давления)     Одна из причин, почему децибелы так полезны именно в звуковых измерениях, заключается том, что принцип их шкалы довольно точно отражает чувствительность человеческого слуха. Например, изменение в 1 дБ SPL - близко к едва уловимой разнице в громкости, 3 дБ - это граница уверенной различимости, 6 дБ - существенная разница, а прирост в 10 дБ обычно интерпретируется, как удвоение громкости.

    Направленность

    Направленность - Чувствительность микрофона к звуку в зависимости от направления или угла, с которого приходит звук. С точки зрения направленности существуют три основных типа микрофонов - всенаправленные , однонаправленные и двунаправленные .

        Всенаправленный микрофон

    Всенаправленный микрофон имеет одинаковый выходной уровень при любом направлении. Он покрывает все 360 градусов. Всенаправленный микрофон улавливает максимальное количество пространственных звуков. При концертном применении всенаправленный микрофон должен быть расположен очень близко к источнику звука, чтобы был правильный баланс между непосредственным и пространственным звуком. Вдобавок, мы не можем отвернуть всенаправленный микрофон в сторону от ненужных источников звука, таких как порталы, что может вызвать заводку (эффект обратной связи).

    Всенаправленные микрофоны :     - зависимость от акустики помещения: не отсекают эхо;     - не обеспечивают акустическую изоляцию, разве что только при малом расстоянии от источника звука до микрофона;     - низкая чувствительность к звукам дыхания;     - практически отсутствует «эффект близости»;     - расширенные низкие частоты у конденсаторных микрофонов, что очень полезно при работе с органом, бас барабаном и симфоническим оркестром.

        Однонаправленный микрофон

    Однонаправленный микрофон наиболее чувствителен к звуку, приходящему с одного направления, и менее чувствителен к остальным. Типичной для таких микрофонов является кардиоидная характеристика (диаграмма имеем форму сердца). При ней наибольшая чувствительность достигается на направлении вдоль оси микрофона (0 градусов), а наименьшая - в противоположном (180 градусов отклонения). Эффективный угол работы кардиоидного микрофона составляет 130 градусов, то есть по 65 градусов в любую сторону от оси перед микрофоном. Таким образом кардиоидный микрофон улавливает около трети пространственных звуков по сравнению со всенаправленным. Однонаправленные микрофоны отделяют нужный прямой звук от ненужных боковых и пространственных.     Применение кардиоидного микрофона часто необходимо. Например, в случае подзвучивания гитарного усилителя, стоящего рядом с ударной установкой - это единственный способ уменьшить проникновение звука ударных в канал гитары.    Однонаправленные микрофоны могут иметь различные варианты кардиоидной диаграммы. Два из них носят названия суперкардиоиды и гиперкардиоиды . Обе характеристики имеют меньшие, чем кардиоида рабочие углы (115 вслучае суперкардиоиды и 105 в случае гиперкардиоиды) а также сильнее отсекают пространственные звуки. В то время, как кардиоида имеет наименьшую чувствительность сзади (180 градусов отклонения), у кардиоиды направление наименьшей чувствительности составляет 126 градусов, а у гиперкардиоиды - 100. При правильной установке они обеспечивают более фокусированный съем звука, и меньше количество пространственного шума, чем у кардиоиды. Однако, они имеют зону улавливания непосредственно сзади (rear lobe).

    У суперкардиоиды подавление сзади составляет -12дБ, а у гиперкардиоиды - всего -6дБ. Хорошая кардиоида имеет подавление сзади по меньшей мере -15-20 дБ.

    Однонаправленные микрофоны могут не только отделить звучание одного инструмента от другого, но может также уменьшить обратную связь, допуская тем самым большее усиление. С этой точки зрения однонаправленные микрофоны предпочтительнее всенаправленных практически во всех задачах усиления звука.

    Микрофоны с суперкардиоидной диаграммой направленности:    - имеют максимальную разницу между передней и задней областями чувствительности среди подобных микрофонов;     - обеспечивают большую изоляцию, чем микрофоны с кардиоидной направленностью;     - менее чувствительны к акустике помещения, чем микрофоны с кардиоидной направленностью.

    Микрофоны с гиперкардиоидной диаграммой направленности:    - обеспечивают максимальную среди подобных им микрофонов нечувствительность к боковым звукам;     - обеспечивают максимальную акустическую изоляцию: защищают от неблагоприятных эффектов помещения, feedback (эффект обратной свзи) и посторонних шумов;     - препятствуют утечке сигнала.

        Двунаправленные микрофоны

    Двунаправленный микрофон («восьмёрка») имеет наибольшую чувствительность как спереди (0 градусов), так и сзади (180 градусов). Наименьший уровень он имеет на сбоку (90 градусов). Рабочий угол составляет только 90 градусов, как спереди, так и сзади. Уровень пространственного шума такой же, как и у кардиоиды. Этот микрофон используется для улавливания звука от двух противоположных источников, например, вокального дуэта. Несмотря на то, что такие микрофоны редко применяются в звукоусилении, их используют в некоторых стереотехнологиях.    Микрофоны с направленностью «восьмёрка» :    - используются, в частности, для интервью, когда собеседники сидят напротив друг друга или для записи и озвучивания дуэтов;     - обеспечивают максимальную изоляцию при overhead-записи;     - применяются для стереозаписи по методу Блюмляйна (Blumlein), когда используются два скрещенных микрофона-«восьмёрки».

        Эффект приближения

    У однонаправленных микрофонов отдача в низах усиливается по мере того, как микрофон приближается (в пределах полуметра) к источник звука. При установке вплотную (мене 30 см) следует помнить об эффекте приближения и убрать низы, чтобы получить более натуральный звук. Вы можете (1) убрать низы на микшере, (2) использовать микрофон , минимизирующий эффект, (3) использовать микрофон с кнопкой среза басов или (4) использовать всенаправленный микрофон (не проявляющий такого эффекта).

        Подавления ненужных звуков

    При усилении звука, микрофоны часто могут находиться в местах, где они могут принять звук от посторонних источников. Например, микрофон установленный у барабана, может улавливать звук от соседних барабанов, вокальный микрофон может улавливать все шумы на сцене или вокальные микрофоны могут улавливать звук мониторов. В каждом случае мы имеем один нужный источник звука и один или более ненужных. Выбор правильной характеристики направленности может помочь в максимальном улавливании нужного звука и минимальном – ненужных.

    Несмотря на то, что для лучшего улавливания обычно очевидным вариантом является осевое направление, направление минимизирующее улавливание посторонних звуков может зависеть от типа микрофона. В частности, кардиоида менее чувствительна сзади (отклонение 180 градусов), а суперкардиоида и гиперкардиоида улавливают на этом направлении звук. У них наименьшая чувствительность приходится на отклонение в 125 и 110 градусов соответственно. Например, ставя монитор неподалеку от вокального микрофона мы должны нацелить его точно сзади, чтобы повысить предел возникновения заводок. А в случае суперкардиоиды, для наилучшего результата монитор должен смотреть немного вбок (отклонение от обратной оси - 55 градусов).

    Соответственно используя микрофоны супер- и гиперкардиоидного типов мы должны учитывать их прием сзади и ориентировать их так, чтобы избежать улавливания звука от других барабанов и тарелок.

        Электрические характеристики

    Электрические характеристики микрофона обычно включают в себя выходной уровень, импеданс и тип разъема. Выходной уровень или чувствительность - это уровень электрического сигнала, порождаемого микрофоном при заданном уровне звукового сигнала. В целом, конденсаторные микрофоны имеют большую чувствительность, чем динамические. Для слабых или удаленных источников звука предпочтительнее использовать микрофоны с высокой чувствительностью, в то время как при подзвучивании громких источников или с близкого расстояния лучше всего при моделью с низкой чувствительностью.

    Выходной импеданс микрофона примерно равен его электрическому сопротивлению: 150-600 Ом - низкий импеданс, 10000 или больше - высокий. С практической точки зрения низкий импеданс означает, что микрофон может работать с кабелем длиной 300 или более метров без потерь в качестве, в то время как модели с высоким импедансом обнаруживают заметные потери в высоких частотах при длинах кабеля более 6 м.

        Тип разъема

    Наконец, тип разъема в микрофоне может быть балансным или небалансным . Балансный выход передает сигнал по двум проводника (плюс экран). Сигналы, идущие по каждому из проводников имеют одинаковый уровень, но разную полярность. Балансный микрофонный вход усиливает только разницу между сигналами, и игнорирует ту часть сигнала, что одинакова у обоих проводников. Небалансный микрофонный тракт передает сигнал по одному проводнику (плюс экран), а небалансный микрофонный вход усиливает все сигналы в проводнике. Балансные низкоимпедансные микрофоны рекомендуются для использования практически во всех задачах подзвучивания.

        Отдельно можно сказать о Радиомикрофонах.

    Радиомикрофон , как следует из названия, это микрофон, объединенный с радио, т.е. с радиоканалом передачи звуковой информации. В настоящий момент нет устоявшегося названия этих устройств. Их называют радиозакладками, радиобагами, радиокапсулами, радиосистемами, иногда - "жуками". Отличаются удобством их оперативного использования, простотой применения, дешевизной, очень небольшими размерами. В самом простом случае радиомикрофон состоит из собственно микрофона, а также радиопередатчика - устройства. Микрофон определяет зону акустической чувствительности (обычно до 20 - 30 метров), радиопередатчик - дальность действия радиолинии. Определяющими параметрами с точки зрения дальности действия для передатчика являются мощность, стабильность несущей частоты, диапазон частот, вид модуляции. Такие микрофоны в основном используются артистами (на сцене, в театре).

 

Адрес администрации сайта: admin@soundbarrel.ru   

 

soundbarrel.ru

Микрофоны и их основные параметры

Книг и статей, в которых рассказывается о принципах действия микрофонов различного типа, их характеристиках и применении довольно много. Однако большинство из них изданы относительно давно и к настоящему времени стали малодоступны. В те годы, когда эти книги издавались, проблема выбора микрофона существовала лишь теоретически. Ныне ситуация сложилась прямо противоположная: микрофонов в ярких упаковках сколько угодно в любом ларьке с радиотехническим уклоном, не говоря уж о специализированных магазинах. Глаза разбегаются. Что выбрать? Давайте разберемся в этом, не слишком глубоко вдаваясь в технические аспекты. Принцип действия микрофона заключается в преобразовании звуковых колебаний в электрические таким образом, чтобы содержащаяся в звуке информация не претерпевала заметных изменений. Для этого микрофон должен отвечать следующим требованиям:

  • при рабочих уровнях звука микрофон должен вырабатывать электрический сигнал, в достаточной мере превышающий уровень собственных электрических шумов;
  • вырабатываемый сигнал не должен иметь существенных искажений;
  • микрофон должен практически без изменений передавать все звуковые частотные составляющие, содержащиеся в сигнале в пределах частотного диапазона аппаратуры, к которой он подключен.

Микрофоны отличаются по способу преобразования колебаний звукового давления в колебания электрические. С этой точки зрения различают электродинамические, электромагнитные, электростатические, пьезоэлектрические, угольные и полупроводниковые микрофоны. Электродинамические микрофоны делятся на катушечные и ленточные. К электростатическим микрофонам относятся конденсаторные и электретные, широко используемые в профессиональных целях. Электромагнитные и пьезоэлектрические микрофоны не получили распространения в звукозаписи из-за узкого частотного диапазона и неравномерной частотной характеристики. Последние две группы микрофонов — угольные и полупроводниковые — из дальнейшего рассмотрения можно смело исключить, так как принципы их действия не обеспечивают выполнения ни одного из требований, предъявляемых к микрофонам для звукозаписи. Принципы действия микрофонов различных типов объединяет способ преобразования звуковых колебаний в электрические: мембрана (диафрагма) микрофона воспринимает и передает колебания звукового давления элементу, осуществляющему их преобразование в электрический сигнал.

Принцип действия электродинамических микрофонов заключается в преобразовании колебаний звукового давления в механические колебания диафрагмы и связанной с ней катушки индуктивности (в катушечных микрофонах) или ленты (в микрофонах ленточных) в магнитном поле постоянного магнита. Это приводит к возникновению в катушке или ленте э.д.с. самоиндукции, в изменении которой и заложена информация. Конденсаторные микрофоны требуют внешнего источника питания. Жестко натянутая мембрана под действием изменяющегося звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Эти два элемента составляют конденсатор, являясь его обкладками. При колебаниях мембраны емкость конденсатора изменяется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи появляется переменный ток, пропорциональный звуковому сигналу. Электретные микрофоны по принципу действия не отличаются от конденсаторных, однако эффективность преобразования сигнала в них выше, так как напряжение на обкладках конденсатора обеспечивается не только обычным внешним источником, но и электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода. Материал этих элементов обладает электретным свойством — способностью сохранять заряд длительное время.

К основным характеристикам и параметрам микрофонов, определяющим их качество, относятся следующие:

  • Чувствительность — отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению.
  • Динамический диапазон — разность между уровнями предельного звукового давления и собственных шумов.
  • Рабочий частотный диапазон.
  • Частотная характеристика (ЧХ).
  • Характеристика направленности — зависимость чувствительности микрофона от угла между его акустической осью и направлением на источник звука.

Важными параметрами микрофона являются также уровень собственных шумов и выходное сопротивление. Очевидно, хороший микрофон должен быть малошумящим. Выходное сопротивление микрофона должно соответствовать входному сопротивлению аппаратуры, к которой он подключен. Вообще говоря, без учета условий применения при решении конкретных задач нельзя утверждать, что микрофон с теми или иными характеристиками хуже или лучше. Не для всех параметров также справедливо утверждение: “Чем значение выше, тем лучше”. Например, микрофон с высокой чувствительностью хорош в подслушивающем устройстве для записи звука с большого расстояния. Но тот же микрофон малопригоден в руке солиста, поющего в сопровождении оркестра, так как он будет воспринимать не только голос певца, но и искаженные при распространении звуки музыкальных инструментов. Для правильной передачи звучания басовых музыкальных инструментов не обязательно использовать микрофон с высокой верхней граничной рабочей частотой. Хотя, чем шире рабочий диапазон частот (чем меньше нижняя и больше верхняя граничные частоты), тем универсальнее микрофон. Одним из важнейших показателей при выборе микрофона является характеристика его пространственной направленности. Графически ее изображают в полярных координатах в виде диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. По виду характеристики направленности микрофоны делят на три основных типа: ненаправленные, двусторонне и односторонне направленные. В первом приближении считается, что ненаправленные микрофоны одинаково воспринимают звук с любого направления. Рабочей областью ненаправленного микрофона является сфера, а его диаграмма направленности представляет собой окружность

Двусторонне направленные микрофоны обладают одинаковой чувствительностью как с фронтальной, так и с тыльной стороны. Диаграмма направленности напоминает цифру “8” Односторонне направленные микрофоны чувствительны только к звуковым волнам, приходящим с фронтального направления. Их диаграмма направленности представляет собой кривую, носящую название “кардиоида” и действительно напоминающую сердечко Кроме направленных микрофонов, существуют еще и остронаправленные. диаграмма направленности такого микрофона, описываемая суперкардиоидой. Обратим ваше внимание на то обстоятельство, что представленные на рисунках диаграммы направленности идеализированы. Важно понимать, что реальные характеристики направленности близки к этим идеализациям только в пределах узкого диапазона частот. Особенно сильно сказывается зависимость вида диаграммы направленности от частоты для ненаправленных микрофонов. Чем выше частота, тем меньше телесный угол, в пределах которого ненаправленный микрофон воспринимает звуковые волны.

кроме идеализированных диаграмм направленности, представлены реальные характеристики направленности соответствующих микрофонов в рабочем диапазоне частот.

Пренебрежение подобными реалиями может привести к грубым ошибкам. Например, если запись группы вокалистов производится одним ненаправленным микрофоном, то исполнителей с более высокими голосами следует размещать так, чтобы микрофон был нацелен на них фронтальной стороной. В противном случае, будет нарушено соотношение громкостей и отдельные голоса будут подвержены амплитудно-частотным искажениям.

Изделия фирм, уважающих себя и покупателей, снабжаются паспортами, в которых приводятся диаграммы направленности для нескольких частот, подобные приведенным в качестве примера для динамического (МД-78) и для электретного (МКЭ-2) микрофонов.

Наряду с диаграммой направленности, другой не менее важной характеристикой микрофона является его частотная характеристика. Принципиальным требованием к частотной характеристике является ее равномерность. Чем равномернее ЧХ микрофона, тем правильнее он передает тембр голоса певца или инструмента. При использовании микрофона в системе звукоусиления концертного зала неравномерность ЧХ микрофона является одной из причин возникновения неприятного для ушей публики эффекта — самовозбуждения акустической системы.

audioakustika.ru

Микрофон — Machinepedia

Microphone studio.jpg

Микрофо́н (от — маленький, — звук) — электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока, устройство ввода. Служит первичным звеном в цепочке звукозаписывающего тракта или звукоусиления. Микрофоны используются во многих устройствах, таких как телефоны и магнитофоны, звукозаписи и видеозаписи, на радио и телевидении, для радиосвязи, а также для ультразвукового контроля и измерения.

История

Вначале наибольшее распространение получил угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Г.Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Конденсаторный микрофон был изобретён американским учёным Э. Венте в 1917 году. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сигнал во внешней цепи.

Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами.

Первым динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шоттки электродинамический микрофон ленточного типа. Они расположили в магнитном поле гофрированную ленточку из очень тонкой (ок. 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной записи благодаря чрезвычайно высоким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно осложняло проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами.

Пьезоэлектрический микрофон, сконструированный советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Работа в качестве датчика давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверхнизкочастотные звуки, характерные для морских обитателей.

В 1931 году американские учёные Э. Венте и А. Терас изобрели динамический микрофон с катушкой, приклееной к тонкой мембране из полистирола или фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое выходное сопротивление (десятки Ом и сотни кило Ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым.

Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звукоусилительной и звукозаписывающей аппаратуры, позволило развиться индустрии звукозаписи. Создание малых по размеру (даже несмотря на массу постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление о приватности и породило ряд изменений в законодательстве (в частности, о применении подслушивающих устройств).

Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны.

Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. XX века по принципу действия и конструкции близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета. Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаОм и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы.

Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе.

Устройство микрофона

Конденсаторный микрофон Октава МК-319 внутри

Принцип работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний воздуха, воды или твердого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используются явление электромагнитной индукции, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект.

Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.

Классификация микрофонов

Типы микрофонов по принципу действия

  • Динамический микрофон
    • Катушечный
    • Ленточный
  • Конденсаторный микрофон
    • Электретный микрофон — разновидность конденсаторного микрофона.
  • Угольный микрофон
  • Пьезомикрофон

Сравнительные характеристики основных типов микрофонов (устаревшие данные из БСЭ 1967 год.):

Тип микрофона Диапазон воспринимаемых частот, Гц Неравномерность частотной характеристики, дБ Осевая чувствительность на частоте 1 000 Гц, мВ/Па
Угольный 300—3 400 20 1 000
Электродинамический катушечного типа 100—10 000 (1 класса)

30—15 000 (высшего класса)

12 0,5

~1,0

Электродинамический ленточного типа 50—10 000 (1 класса)

70—15 000 (высшего класса)

10 1

1,5

Конденсаторный 30—15 000 5 5
Пьезоэлектрический 100—5 000 15 50
Электромагнитный 300—5 000 20 5

Функциональные виды микрофонов

  • Студийный микрофон
  • Измерительный микрофон («искусственное ухо»)
  • Микрофонный капсюль для телефонных аппаратов
  • Микрофон для применения в радиогарнитурах
  • Микрофон для скрытого ношения
  • Ларингофон
  • Гидрофон

Характеристики микрофонов

Микрофоны любого типа оцениваются следующими характеристиками:

  1. чувствительность
  2. амплитудно-частотная характеристика
  3. акустическая характеристика микрофона
  4. характеристика направленности
  5. уровень собственных шумов микрофона

Чувствительность

Чувствительность микрофона определяется отношением напряжения на выходе микрофона к звуковому давлению Р0, как правило, в свободном звуковом поле.Рабочей осью микрофона является направление его преимущественного использования и обычно совпадает с осью симметрии микрофона. Если конструкция микрофона не имеет оси симметрии, то направление рабочей оси указывается в технических условиях. Чувствительность современных микрофонов составляет от 1–2 (динамические микрофоны) до 10–15 (конденсаторные микрофоны) мВ/Па.

Частотная характеристика чувствительности

ЧХЧ микрофонов Октава МК-319 и Shure SM58

Частотная характеристика чувствительности (ЧХЧ) - это зависимость осевой чувствительности микрофона от частоты звуковых колебаний в свободном поле. Неравномерность ЧХЧ как правило измеряют в децибелах, как двадцать логарифмов(по основанию 2) отношения чувствительности микрофона на определенной частоте к чувствительности на опорной частоте (в основном 1 кГц).

Акустическая характеристика

Влияние звукового поля микрофона оценивается акустической характеристикой, которая определяется отношением силы, действующей на диафрагму микрофона, и звуковым давлением в свободном звуковом поле: A = F/P, а потому, что чувствительность микрофона M = U/P можно представить как U/P = U/F • F/P и выразить через А. Тогда получим: M = A • U / F. Отношение напряжения на выходе микрофона к силе, действующей на диафрагму U/F, характеризует микрофон как электромеханический преобразователь. Акустическая характеристика определяет характеристику направленности микрофона. По виду акустической характеристики, а следовательно и характеристики направленности, отличают три типа микрофонов, как приемников звука: приемники давления; градиента давления; комбинированные.

Характеристика направленности

Направленность микрофонов. Представление в полярных координатах
приемники давления
Polar pattern omnidirectional.png Ненаправленный
приемники градиента давления
Polar pattern figure eight.png Двунаправленный «Восьмерка»
комбинированные
Polar pattern cardioid.png Кардиоид
Polar pattern hypercardioid.png Гиперкардиоид

Характеристикой направленности называют зависимость чувствительности микрофона от направления падения звуковой волны по отношению к оси микрофона. Она определяется отношением чувствительности Мα при падении звуковой волны под углом α относительно акустической оси микрофона к его осевой чувствительности:

φ = Mα/M0

Направленность микрофона означает его возможное расположение относительно источников звука. Если чувствительность не зависит от угла падения звуковой волны, т. е. φ = 1, то микрофон называют ненаправленным, и источники звука могут располагаться вокруг него. А если чувствительность зависит от угла, то источники звука должны располагаться в пространственном угле, в пределах которого чувствительность микрофона мало отличается от осевой чувствительности.

Ненаправленные микрофоны

В ненаправленных микрофонах - приемниках давления, сила действующая на диафрагму определяется звуковым давлением у поверхности диафрагмы. Звуковое поле может действовать только на одну сторону диафрагмы. Вторая сторона конструктивно защищена. Если размеры микрофона малы по сравнению с длиной звуковой волны, то микрофон не изменяет звукового поля. Если размеры соизмеримы с длиной волны, тогда за счет дифракции звуковых волн микрофон преобретает направленность. На частотах от 5000 Гц и ниже такие микрофоны являются ненаправленными. Преимуществом ненаправленных микрофонов является простота конструкции, расчёта капсюля и стабильности характеристик с течением времени. Ненаправленные капсюли часто используют в составе измерительных микрофонов, в быту могут быть использованы для записи разговора людей, сидящих за круглым столом.

Микрофоны двустороннего направления

В микрофонах - приемниках градиента давления сила, действующая на движущуюся систему микрофона, определяется разностью звуковых давлений на двух сторонах диафрагмы. То есть, звуковое поле действует на две стороны диафрагмы. Характеристика направленности имеет вид восьмерки.

Двусторонние микрофоны удобны, например, для записи разговора двух собеседников, сидящих друг напротив друга.

Микрофоны одностороннего направления

Односторонняя направленность достигается в микрофонах комбинированного типа. Их диаграммы направленности близки по форме к кардиоиде, поэтому нередко их называют кардиоидными. Модификации микрофонов, имеющих еще меньшую направленность, чем кардиоидные, называют суперкардиоидными и гиперкардиоидными, однако эти разновидности, в отличие от кардиоидного микрофона, также чувствительны к сигналам с противоположной стороны.

Эти микрофоны имеют определенные преимущества в эксплуатации: источник звука располагается с одной стороны микрофона в пределах достаточно широкого пространственного угла, а звуки, распространяющиеся за его пределами микрофон не воспринимает.

Уровень шумов

Уровень собственных шумов микрофона Nш определяется отношением эффективного напряжения на выходе микрофона при отсутствии звукового поля Uш к напряжению U1 при наличии звукового поля с эффективным давлением в 0,1 н/м²:

Nш = 20 lg Uш/U1, дБ.

Напряжение Uш обусловлено главным образом тепловыми шумами в компонентах электрической схемы микрофона.

machinepedia.org