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])

[Анатолий Лукин]

Микрофоны

Микрофоны - устройства для преобразования звука в электрический сигнал - классифицируются и различаются:

· по принципу преобразования звуковой энергии в электрическую (механо-электрические характеристики)

· по принципу воздействия звука на диафрагму (механо-акустические характеристики)

· по принципу зависимости выходного сигнала от пространственной ориентации (характеристики направленности)

· по принципу включения в аудиотракт (коммутационные характеристики)

К тому же микрофоны могут иметь разный дизайн и предназначение - ручной, подвесной, петличный, настольный, прикрепляемый к инструменту и т. д.

Большинство микрофонных предварительных усилителей являются транзисторными. Однако существует ряд дорогих студийных моделей с ламповыми усилителями. Лампа здесь используется для создания т. н. «лампового звука», ценимого аудиофилами.

Конденсаторные микрофоны делятся на микрофоны с большой и малой диафрагмой. Первые в силу размеров, дизайна и высокой цены используются только в студиях, вторые более универсальны.

Особой разновидностью конденсаторного микрофона является электретный микрофон, у которого пластины конденсатора, изготовленные из специального материала, постоянно заряжены и не требуют источника питания. Этот источник все же имеется, но только для питания микрофонного усилителя (батарейка).

Большинство конденсаторных микрофонов используют постоянное напряжение +48в, которое подается от специального источника или с пульта, имеющего функцию т. н. «фантомного питания».

Следует учитывать, что характеристики направленности микрофонов сильно зависят от соотношения длины волны и размеров микрофона, т. е. частоты звука. В отношении низких частот направленность микрофона проявляется меньше, в отношении высоких - больше. Собственно, такими же свойствами обладает и «самый главный микрофон» - человеческое ухо.

С точки зрения способов коммутации микрофоны бывают традиционные проводные и радиомикрофоны. Радиомикрофон представляет собой «комбайн» из микрофонной головки и передатчика (трансмиттера) в одном корпусе и приемника (ресивера). Петличные микрофоны состоят из двух частей: самого микрофона, закрепленного на лацкане или воротнике, и соединенного с ним скрытым кабелем передатчика, находящегося на поясе, в кармане и т. д. Радиомикрофоны создаются на базе стандартных головок и капсюлей, поэтому их акустические характеристики практически совпадают с базовыми проводными моделями.

Основными параметрами являются:

· номинальный диапазон частот;

· неравномерность частотной характеристики;

· чувствительность;

· перепад чувствительности фронт/тыл;

· выходное сопротивление;

· сопротивление нагрузки;

· предельное звуковое давление;

· уровень собственных шумов;

· динамический диапазон;

· отношение сигнал/шум и др.

Техническая документация и паспорт микрофона могут содержать дополнительные параметры и графики его испытаний - кривые его частотной характеристики и направленности.

Микрофоны могут быть ручными, крепиться на стойках и растяжках, петличными, настольными, накамерными и т. д. Самый распространенный тип - ручной. Применяется в театрах, концертах, репортажах и т. п. Сама микрофонная головка - капсюль может иметь форму шара, цилиндра. Корпус микрофона (или рукоятка) имеет на конце разъем (как правило XLR) для подключения кабеля, направленность кардиоидная или суперкардиоидная.

Большую популярность на радио и TV завоевали сравнительно новые типы микрофонов - настольные (PZM, таблетка) и петличный. Планшетный микрофон, как и напольный, используется в театрах; представляет собой плоскую или чуть выпуклую пластину с большой мембраной, ненаправленная характеристика(точнее в виде полусферы), снимает звук со всех участников сцены, «круглого стола» и др. программ. Петличные микрофоны, т. н. «лавалье» имеют миниатюрную и высокочувствительную головку и закрепляются на одежде с помощью зажима-прищепки.

Накамерные микрофоны, как правило, конденсаторные и остронаправленные, применяются в репортажной видеосъемке и принимают звук по оси объектива, отстраиваясь от мешающих шумов.

Многие профессиональные микрофоны имеют переключаемую характеристику направленности. Это достигается сборкой из нескольких капсюлей, по-разному расположенных акустически и соединенных электрически. Переключатель «круг», «кардиоида» или «восьмерка» находится или на корпусе микрофона или на блоке питания. Иногда применяют аттенюатор на 10 дБ, защищающий тракт от перегрузок.

Коммутация современных микрофонов практически унифицирована - это симметричный разъем XLR (Canon). Для правильной коммутации распайка следующая: контакт 1 - экран кабеля и корпус микрофона, контакт 2 - плюс (горячий), контакт 3 - минус (холодный).

При многомикрофонной записи следует контролировать синфазность микрофонов, т. е. совпадение полярности. Даже известные фирмы не гарантируют автоматической синфазности. Проверить ее несложно - при поочередном введении фейдеров пульта громкость должна возрастать (разумеется, на все микрофоны воздействует один источник звука).

Не существует идеального микрофона, подходящего для всех источников звука и видов работы. Выбор микрофона - дело опыта.

В звукоусилении в театрах, шоу, концертах применяют супер - и гиперкардиоидные микрофоны, чтобы избежать обратной связи (завязки) и проникания сигналов от других источников. Каждому источнику - свой тип микрофона со своими параметрами. Чем ближе источник, прежде всего голос, тем больше низких частот присутствует в сигнале. Это может явиться причиной бубнения, «взрывных» эффектов и искажения частотного баланса.

Основное применение в звукоусилении находят динамические микрофоны - более универсальные, стойкие к перегрузкам и более дешевые. Для вокала рекомендуются суперкардиоидные динамические микрофоны с частотной характеристикой от 60 Гц до 16-17 кГц. Полезен бывает небольшой завал на низах, не влияющий на тембровую окраску звука у баритонов и басов, но спасающий от бубнения. Также полезен небольшой подъем на средних (1­3 кГц) частотах, дающий эффект присутствия (precence) и подчеркивающий высокую певческую форманту.

Одно общее правило - не надо надеяться на эквалайзер! Микрофон должен хорошо звучать и без него, иначе не спасут ни компрессор, ни эксайтер, ни деэссер.

Для большинства музыкальных инструментов пригодны те же микрофоны, что и для вокала. Однако для некоторых музыкальных инструментов существуют специализированные микрофоны. Характер звука во многом будет зависеть от расстояния до источника и угла наклона к нему.



Большинство музыкальных инструментов озвучивается одним микрофоном. Но некоторые, такие как рояль, можно озвучивать двумя-тремя микрофонами. Сложность озвучивания рояля - одна из причин, по которым все чаще на сцене используют электроакустический рояль, практически неотличимый по звуку от настоящего.

Говоря о концертном усилении, нельзя не коснуться и снятия микрофонам звука с инструментальных усилителей «комбо» - гитарных, басовых, клавишных. Здесь есть своя специфика. Во-первых, небольшая поверхность излучения динамика (10-18 дюймов), во-вторых значительное звуковое давление. Решают проблему обычно остронаправленным микрофоном, который размещают в 20-50 см от динамика и обязательно под углом к оси диффузора 30-45 градусов. Применение тех или иных марок микрофонов практически определяется опытным путем.

Студийная звукозапись в основном опирается на конденсаторные микрофоны. Техника расположения микрофонов в студии (вокал, инструменты) более разнообразна. Так, рояль в эстраде и джазе пишут близко суперкардиоидными микрофонами, в академической музыке удаленными на 2-3 м конденсаторными, что дает ощущение пространства и снимает жесткость молоточковой атаки. При записи солирующих инструментов - духовых, струнных, щипковых - микрофон нацеливают на излучающую поверхность (раструб, дека, клапаны), что дает более яркий звук, но возможны естественные шумы, поворот микрофона под углом cмягчает звучание и приглушает артикуляцию.



Количество методов использования микрофонов очень разнообразно, можно приводить много советов, но главный учитель здесь - практика и опыт.

Источник: conservatory.uz