Основные типы микрофонов, информация. Опции

[Strej Film]

Основные типы микрофонов

1. Динамические микрофоны

Простейший микрофон, постоянно используемый в телепроизводстве, по существу представляет собой миниатюрный электрогенератор. Как в динамо-машине электростанции, в динамическом микрофоне имеется катушка провода, подвешенная в магнитном поле. Катушка укреплена на мембране из пластика или фольги. Звуковые волны вызывают колебания мембраны, катушка движется в поле и (вспомним школьный курс физики) вызывает электричество.

Электричество получается путем прямого преобразования звукового давления, и для того чтобы обеспечить приемлемый по величине сигнал, это давление должно быть довольно высоким. Динамические микрофоны не столь чувствительны, как конденсаторные (второй тип микрофона, широко используемый в телепроизводстве), и вырабатываемого ими напряжения недостаточно для подключения к камкодеру напрямую. Зато благодаря простоте механической конструкции и довольно высокой прочности они меньше подвержены воздействию влаги и колебаний температуры, а прямое преобразование звука означает отсутствие искажений и электронного шума. Обычно такие микрофоны малочувствительны к посторонним звукам, которые возникают при их перемещении, что особенно важно для записи интервью.

Динамический микрофон по своему устройству очень похож на обычный головной телефон (как электрогенератор похож на электродвигатель). Собственно говоря, головной телефон можно подсоединить к чувствительному микшерному входу и использовать в качестве аварийного угольного микрофона. Работая инженером на радиостанции, я иногда подшучивал над диктором, используя обратный эффект: что-нибудь шептал в интерком, предварительно подключенный к студийному микрофону. И микрофон, действуя в этом случае в качестве телефона, вдруг произносил: "Фу! Ты наелся чеснока!".


2. Конденсаторные микрофоны

Конденсаторные микрофоны чаще используются в кино- и видеопроизводстве. Им не нужны большие магниты, значит, они могут быть легкими и компактными, что важно для кулонного микрофона или устройств, подвешиваемых на журавле. По сравнению с динамическими высококачественные конденсаторные микрофоны более чувствительны к слабым звукам и их изготовление обходится дешевле, поэтому они обычно применяются в недорогих комплексных системах.

В конденсаторном микрофоне звук не преобразуется в электричество, а модулирует напряжение, вырабатываемое отдельным источником. Металлизированная электрически заряженная пластиковая мембрана устанавливается вблизи жесткой пластины. Когда под действием звука мембрана колеблется, с нее на пластину поступает микроскопический, но переменный поток электронов. Поскольку этот сигнал слишком слаб, чтобы посылать его на запись (он потухает при прохождении даже через короткий кабель), в самом микрофоне устанавливается небольшой предусилитель.

Диафрагма от источника питания предусилителя заряжается до пары сотен вольт. Это обеспечивает высокую чувствительность микрофона (или, что то же самое, очень низкие собственные шумы), и такая конструкция считается предпочтительной для высококачественных студийных и подвесных микрофонов. Но сообщить заряд небольшому предмету можно не только электрическим, но и химическим способом - подобно тому, как изготавливают статически заряженные тампоны для удаления пыли. Так был создан вездесущий электретный конденсаторный микрофон, который можно найти практически где угодно, от сотового телефона до кинокамеры. Миниатюрные электретные кулонные микрофоны бывают настолько маленькими, что их почти невозможно увидеть невооруженным глазом. Полноразмерные электретные микрофоны (стоимостью $75 - 500 в зависимости от конструкции и диаграммы направленности) хорошо подходят в качестве подвесных устройств при видеосъемке.

Все конденсаторные микрофоны нуждаются в питании для предусилителя, но способы подачи этого питания различны и несовместимы друг с другом.

Если у камеры имеется микрофонный вход в виде мини-гнезда, то низкое постоянное напряжение может подаваться непосредственно на звуковую мембрану. При этом могут возникать искажения сигнала микрофонного уровня, поступающего с микшера или радиоприемника. В таком случае необходим адаптер - с блокирующей емкостью или трансформаторный (последний также обеспечивает сбалансированное подключение). Кстати, термины "конденсатор" и "емкость" в электронике означают одно и тоже, но первый чаще относится к микрофонам, а второй - к элементам схем. Полноразмерные студийные микрофоны питаются либо от встроенной батареи, либо по методу "фантомного питания", когда низкое постоянное напряжение подается сразу на оба провода симметричного звукового кабеля, а второй полюс подключается к его экранной оплетке.

Динамический микрофон, который не нуждается в питании, вообще не почувствует фантомную запитку (конечно, в том случае, если он правильно подключен по симметричной схеме; при неправильном подключении напряжение может повредить микрофон, так что лучше отключать фантомную запитку, если в ней нет особой необходимости).

Миниатюрные электретные петличные микрофоны имеют встроенную батарею в соединительной вилке или используют фантомное питание. При подключении в беспроводных системах они питаются от батареи передатчика.

При первой подаче напряжения конденсаторный микрофон может издать громкий хлопок, поэтому при замене батареи и подключении микрофона к источнику фантомного питания регулятор громкости рекомендуется отключать.


3. Микрофоны других типов

Для записи дикторского текста иногда может применяться ленточный микрофон. Он основан на том же принципе, что и динамический, но не имеет мембраны. Вместо нее используется маленькая полоска фольги, подвешенная в сильном поле и приводимая в движение непосредственно звуковой волной. Благодаря такой конструкции ленточный микрофон точнее передает звуки, особенно не слишком слабые, такие как речь, и поэтому хорошо подходит для речевого вещания. Но эти устройства почти никогда не применяются при видеосъемке: они слишком тяжелы для ручной штанги и не очень чувствительны. А кроме того, сильный ветер может сбить ленту с правильного положения, что потребует дорогостоящего ремонта.

В пьезоэлектрическом микрофоне на мембране укреплена кристаллическая или керамическая пластинка, которая вырабатывает электрическое напряжение при изгибе, а принцип действия угольного микрофона основан на электропроводном устройстве порошка угля, находящегося под давлением.

Эти два типа микрофонов отличаются невысокой точностью передачи звука и большим уровнем шума, поэтому они почти вышли из употребления; вместо них применяются дешевые электретные микрофоны.

Jay Rose ([email protected])

[Strej Film]

Основные типы микрофонов

1. Динамические микрофоны

Простейший микрофон, постоянно используемый в телепроизводстве, по существу представляет собой миниатюрный электрогенератор. Как в динамо-машине электростанции, в динамическом микрофоне имеется катушка провода, подвешенная в магнитном поле. Катушка укреплена на мембране из пластика или фольги. Звуковые волны вызывают колебания мембраны, катушка движется в поле и (вспомним школьный курс физики) вызывает электричество.

Электричество получается путем прямого преобразования звукового давления, и для того чтобы обеспечить приемлемый по величине сигнал, это давление должно быть довольно высоким. Динамические микрофоны не столь чувствительны, как конденсаторные (второй тип микрофона, широко используемый в телепроизводстве), и вырабатываемого ими напряжения недостаточно для подключения к камкодеру напрямую. Зато благодаря простоте механической конструкции и довольно высокой прочности они меньше подвержены воздействию влаги и колебаний температуры, а прямое преобразование звука означает отсутствие искажений и электронного шума. Обычно такие микрофоны малочувствительны к посторонним звукам, которые возникают при их перемещении, что особенно важно для записи интервью.

Динамический микрофон по своему устройству очень похож на обычный головной телефон (как электрогенератор похож на электродвигатель). Собственно говоря, головной телефон можно подсоединить к чувствительному микшерному входу и использовать в качестве аварийного угольного микрофона. Работая инженером на радиостанции, я иногда подшучивал над диктором, используя обратный эффект: что-нибудь шептал в интерком, предварительно подключенный к студийному микрофону. И микрофон, действуя в этом случае в качестве телефона, вдруг произносил: "Фу! Ты наелся чеснока!".


2. Конденсаторные микрофоны

Конденсаторные микрофоны чаще используются в кино- и видеопроизводстве. Им не нужны большие магниты, значит, они могут быть легкими и компактными, что важно для кулонного микрофона или устройств, подвешиваемых на журавле. По сравнению с динамическими высококачественные конденсаторные микрофоны более чувствительны к слабым звукам и их изготовление обходится дешевле, поэтому они обычно применяются в недорогих комплексных системах.

В конденсаторном микрофоне звук не преобразуется в электричество, а модулирует напряжение, вырабатываемое отдельным источником. Металлизированная электрически заряженная пластиковая мембрана устанавливается вблизи жесткой пластины. Когда под действием звука мембрана колеблется, с нее на пластину поступает микроскопический, но переменный поток электронов. Поскольку этот сигнал слишком слаб, чтобы посылать его на запись (он потухает при прохождении даже через короткий кабель), в самом микрофоне устанавливается небольшой предусилитель.

Диафрагма от источника питания предусилителя заряжается до пары сотен вольт. Это обеспечивает высокую чувствительность микрофона (или, что то же самое, очень низкие собственные шумы), и такая конструкция считается предпочтительной для высококачественных студийных и подвесных микрофонов. Но сообщить заряд небольшому предмету можно не только электрическим, но и химическим способом - подобно тому, как изготавливают статически заряженные тампоны для удаления пыли. Так был создан вездесущий электретный конденсаторный микрофон, который можно найти практически где угодно, от сотового телефона до кинокамеры. Миниатюрные электретные кулонные микрофоны бывают настолько маленькими, что их почти невозможно увидеть невооруженным глазом. Полноразмерные электретные микрофоны (стоимостью $75 - 500 в зависимости от конструкции и диаграммы направленности) хорошо подходят в качестве подвесных устройств при видеосъемке.

Все конденсаторные микрофоны нуждаются в питании для предусилителя, но способы подачи этого питания различны и несовместимы друг с другом.

Если у камеры имеется микрофонный вход в виде мини-гнезда, то низкое постоянное напряжение может подаваться непосредственно на звуковую мембрану. При этом могут возникать искажения сигнала микрофонного уровня, поступающего с микшера или радиоприемника. В таком случае необходим адаптер - с блокирующей емкостью или трансформаторный (последний также обеспечивает сбалансированное подключение). Кстати, термины "конденсатор" и "емкость" в электронике означают одно и тоже, но первый чаще относится к микрофонам, а второй - к элементам схем. Полноразмерные студийные микрофоны питаются либо от встроенной батареи, либо по методу "фантомного питания", когда низкое постоянное напряжение подается сразу на оба провода симметричного звукового кабеля, а второй полюс подключается к его экранной оплетке.

Динамический микрофон, который не нуждается в питании, вообще не почувствует фантомную запитку (конечно, в том случае, если он правильно подключен по симметричной схеме; при неправильном подключении напряжение может повредить микрофон, так что лучше отключать фантомную запитку, если в ней нет особой необходимости).

Миниатюрные электретные петличные микрофоны имеют встроенную батарею в соединительной вилке или используют фантомное питание. При подключении в беспроводных системах они питаются от батареи передатчика.

При первой подаче напряжения конденсаторный микрофон может издать громкий хлопок, поэтому при замене батареи и подключении микрофона к источнику фантомного питания регулятор громкости рекомендуется отключать.


3. Микрофоны других типов

Для записи дикторского текста иногда может применяться ленточный микрофон. Он основан на том же принципе, что и динамический, но не имеет мембраны. Вместо нее используется маленькая полоска фольги, подвешенная в сильном поле и приводимая в движение непосредственно звуковой волной. Благодаря такой конструкции ленточный микрофон точнее передает звуки, особенно не слишком слабые, такие как речь, и поэтому хорошо подходит для речевого вещания. Но эти устройства почти никогда не применяются при видеосъемке: они слишком тяжелы для ручной штанги и не очень чувствительны. А кроме того, сильный ветер может сбить ленту с правильного положения, что потребует дорогостоящего ремонта.

В пьезоэлектрическом микрофоне на мембране укреплена кристаллическая или керамическая пластинка, которая вырабатывает электрическое напряжение при изгибе, а принцип действия угольного микрофона основан на электропроводном устройстве порошка угля, находящегося под давлением.

Эти два типа микрофонов отличаются невысокой точностью передачи звука и большим уровнем шума, поэтому они почти вышли из употребления; вместо них применяются дешевые электретные микрофоны.

Jay Rose ([email protected])

[GeorgyVIDEO]

О чувствительности микрофонов

Часто задаются вопросы "А какое максимальное расстояние улавливания звуков микрофоном?" или "Какой микрофон самый дальнобойный?". Оба вопроса происходят от непонимания того, как работает микрофон.

Постараемся развеять миф о "дальнобойности" микрофонов.

Миф1: Микрофон "дотягивается" до звука.

Факт1: Микрофон реагирует только на звуковые волны, достигающие его местонахождения. Микрофон улавливает локальные быстрые перепады давления воздуха и выдает электрический сигнал, передающий эти колебания. Эти быстрые перепады давления ощущаются как звук, если они находятся в слышимом диапазоне 20 - 20000 Герц. Микрофон реагирует только на те звуковые волны, что приходят непосредственно к нему. Он не может "дотянуться" и уловить звук на расстоянии.

Миф2: Направленный микрофон усиливает звуковые волны, приходящие спереди.

Факт2: Направленный микрофон попросту отсекает звуки, приходящие с других направлений, кроме как спереди. Всенаправленный микрофон "слышит" одинаково хорошо во всех направлениях. Он не отсекает ни один звук, так как нечувствителен к направлению приходящей звуковой волны. Однонаправленный микрофон хорошо "слышит" в определенных направлениях и не очень хорошо в остальных. Например, кардиоидный микрофон не отсекает звуковые волны, приходящие спереди, слегка "глуховат" к звукам, приходящим слева или справа, и очень "глух" к звукам, приходящим сзади. Поэтому, благодаря тому, что кардиоидный микрофон менее чувствителен к звукам, приходящим слева, справа и сзади, создается впечатление, что он усиливает звуки, приходящие спереди.

Миф3: Микрофон имеет параметр "дальнобойности", который может быть измерен в метрах или сантиметрах.

Факт3: Эффективность работы микрофона на разных расстояниях зависит в первую очередь от уровня фонового шума. Давайте рассмотрим такой пример. Для фильма о природе, вам требуется записать вой волка в дебрях сибирской тайги. Условия записи превосходны. Никакого ветра; ближайший город за 100 километров от вас; вы вооружены превосходным DAT-рекордером с бесшумным микрофонным предусилителем. Ваш микрофон - динамический всенаправленный. Вы видите в километре от себя волка и начинаете запись. Волк воет в течение двух минут и вы получаете фантастическую запись. Если вы верите в "дальнобойность" микрофонов, то у вашего микрофона она составляет минимум километр. На следующей неделе вы возвращаетесь в Москву. Волк сбегает из зоопарка, и переулками убегает в район Ходынского поля, что как раз в километре от вашей студии. Вы немедленно включаете ваш DAT-рекордер, и высовываете тот же самый микрофон в окно, чтобы записать волка, но к вашему большому удивлению, при воспроизведении вы слышите только шум движения и ветра. Вы не можете расслышать волка, хотя видели в бинокль, как он воет. Разве "дальнобойность" микрофона изменилась? Нет, только изменились условия относительно окружающих шумов.

Миф4: Микрофон-"пушка" - это то же, что и объектив для камеры

Факт4: Работа с микрофоном-"пушкой" аналогична фотографированию с картонной трубкой надетой вместо объектива. Фотографируемая картина не приближается ни в коей степени, но ненужные изображения по бокам исчезают или становятся менее заметными. Впечатление, что микрофон-"пушка" приближает к нужному источнику звука, создается благодаря тому, что ненужные звуки с боков и сзади ослабляются. Сравнение света со звуком - деликатный вопрос. Световые и звуковые волны имеют много общего, но еще больше они имеют различий. Самое большое различие - длина волны. Длины световых волн измеряются миллионными долями сантиметра. Длины звуковых волн измеряются сантиметрами и метрами. Для того, чтобы объектив был эффективным, его диаметр должен в тысячи раз превышать длины волн. Типичный диаметр линзы - примерно 7-8 сантиметров. Но "объектив" для звука (в пропорции) должен быть десятки и даже сотни километров в диаметре! Есть акустическое устройство, называющееся "параболический рефлектор", которое может быть скомбинировано с микрофоном для улавливания удаленных звуков. Однако, оно тоже будет ограничено в возможностях нежелательным фоновым шумом, а для того, чтобы эффективно улавливать низкие частоты, параболический рефлектор должен быть примерно двух метров в диаметре. Исключительно большие длины волн затрудняют контроль, фокусировку и манипуляции со звуком.