Микрофоны. Часть 2. Классификация по способам коммутации и применения

Филипп Баранов,
phil@show-master.ru

Записывающие

PMD620

В материалах, посвященных выбору и практике использования микрофонов, обычно исходят из того, что выбор микрофона – дело звукорежиссера. От его опыта и вкуса зависит, как будет подзвучен тот или иной инструмент, голос или источник шума. Постепенно положение вещей меняется, и музыкантам-инструменталистам и вокалистам уже недостаточно пассивной роли в аудиопроизводстве. Сейчас даже музыканты чаще слышат друг друга в записи, а это значит, что уже кто-то выбрал микрофон, предусилитель, динамическую обработку, запись на аналоговый носитель или жесткий диск и т.д. Поэтому выбор микрофона для собственных нужд – актуальный вопрос, и вследствие этого постоянно возникает необходимость в свежих обзорах того, что было, что есть и что новенького среди тех сотен, если не тысяч всевозможных микрофонов и систем на основе микрофонов.
Что такое USB-микрофон? О, это самая горячая новинка микрофонных технологий, объяснить его устройство так же легко, как и легко ошибиться. USB-микрофон содержит все элементы традиционного микрофона: капсуль, диафрагму и т.д. В отличие от обыкновенного у USB-микрофона на два контура больше: есть встроенный предусилитель и АЦП. Предусилитель позволяет обходиться без включения во внешний микрофонный пред или в пульт. Цифровая часть занимается оцифровкой аналогового сигнала и позволяет включить USB-микрофон сразу в компьютер. Обычно операционная система сама все распознает, и программа может записывать аудио – достаточно нажать на «запись». Если это необходимо, питание в микрофон поступает также прямо по USB. Вы думали, все гораздо сложнее? И да, и нет. На удивление многие USB-микрофоны известных производителей позволяют делать очень неплохие записи: схемы и сигналы согласованы, ничего лишнего в тракте, шуму взяться неоткуда и наделать ошибок негде – все просто, функционально и понятно. Подкастеры, дикторы, продюсеры, записывающие исполнители и даже композиторы все чаще выбирают для себя USB-микрофоны. Почему FW-микрофоны почти не встречаются? FW-гитары встречаются, а микрофоны нет.

Alesis USB Mic

Возможность оцифровки сигнала непосредственно в корпусе микрофона впервые была реализована задолго до USB-микрофонов, уже около 10 лет в самых различных случаях студийной и концертной практики находят применение цифровые микрофоны, где к привычному симметричному разъемы XLR подключается кабель AES/EBU интерфейса. В контексте торжества цифровых технологий в аудиопроизводстве и трансляции Beyerdynamic предложил концепцию цифрового микрофона, реализованную в модели MCD 100. Аналогово-цифровой преобразователь размещен в корпусе микрофона сразу за капсюлем. Таким образом, были оптимизированы условия преобразования аналогового сигнала в цифровую форму.

Beyerdynamic MCD 100

В результате применения конвертера с разрядностью 22 бит и частотой дискретизации 48 кГц MCD 100 обладает исключительным для времени выхода динамическим диапазоном и линейностью. Выходной сигнал из микрофона поступает дальше в цифровом формате, коммутация реализована на AES/EBU и стандартном
разъеме XLR. Частотный диапазон 20 – 20000 Гц, диаграмма направленности – кардиоида, динамический диапазон 113 дБ, максимальное звуковое давление – 130 дБ.Возможности цифровой обработки сигналов позволили создать микрофоны, представляющие собой своего рода микрофонные антенны, в которых с помощью цифровых фильтров синтезируются диаграммы направленности различной  формы, ширины и ориентации. Это позволяет оперативно адаптироваться к различным условиям окружающего пространства в контексте задач обработки. Примером служит система Audio-Technica AT 895, состоящая из центрального остронаправленного микрофона и четырех кардиоидных микрофонов с последующей цифровой фильтрацией их характеристик.

Beyerdynamic MCD 100

Sony ECM-678

Радиомикрофоны, что и говорить, гораздо удобнее микрофонов с проводами. Поэтому, несмотря на необходимость регистрации микрофонов в целом ряде диапазонов частот в соответствии с Правилами регистрации радиоэлектронных и высокочастотных средств/устройств от 2004 года, несмотря на претензии провайдеров глобальных беспроводных информационных сетей типа Google на полосы частот, используемые как раз профессиональными радиомикрофонными системами, мы ими пользуемся все больше и больше. Есть еще одно решение – выбирать модели, сертифицированные для работы на территории Российской Федерации. Радиомикрофон – часть радио-системы, обычно они бывают VHF (до 100 мВт) или UHF(5-50 мВт), где меньшая мощность передатчика компенсируется удобными размерами антенн.
Радиомикрофоны обычно не рассчитаны на большую дальность, 100 м в прямой видимости достаточно для подавляющего большинства случаев. В помещениях на качество приема даже на меньшем расстоянии негативно влияет интерференция, с которой на практике борются при помощи true diversity.

Audio-Technica AT 895

Значительно упрощая и сокращая объем журнальной публикации, поясним, что ставятся две антенны со своими приемными трактами, которые разносят как минимум на ширину приемника, а дальше логический блок выбирает из двух лучший сигнал и использует его. В более сложных – радиосистемах так же поступают и с частотной полосой – микрофон и приемник по мере надобности меняют частоту в пределах диапазона, избегая излишне загруженные. Возможности радиомикрофонов серьезно ограничены питанием в  9 В с парой сотен миллиамперчасов батарейки типа «Крона». Для радио- систем годятся только высококачественные батарейки.
Помимо ручных радиомикрофонов бывают радиопетлички, инструментальные и накамерные микрофоны. В них микрофоны и передатчики с предусилителями и питанием выполняют раздельно и соединяют коротким проводом на miniXLR и других подобных разъемах. Во всех применяются стандартные капсюли, используемые в проводных моделях.

Кино-телемикрофоны

Мы плавно перешли к кино-телемикрофонам. В настоящее время это, как правило, электродинамические и электро- статические модели на «удочках» и «журавлях», головные гарнитуры, петлички, пушки и немного PZM с их полусферической диаграммой направленности для подзвучивания сцен, студий, «круглых столов» и т.д. Со студийными моделями, гарнитурами и петличками все гораздо понятнее, о PZM микрофонах читайте в первой статье о микрофонах в «Шоу-Мастере» № 1-2008 года. А о специфических накамерных пушках shotgun (репортерских моделях) стоит сказать подробнее. Пушками начали комплектовать видеокамеры, названием они обязаны характерной формой корпуса длиной до метра, в палец толщиной и в характерных прорезях. Эти микрофоны обычно крепятся на липучках и отлично подзвучивают источники с 3-10 метров, стоит лишь их аккуратно установить, направить акустически открытый конец корпуса в кадр и закрепить. Такое применение подходит для записи диалогов, репортажей, интервью, закадровых шумов и внестудийной съемки с последующим доозвучанием, наложением текста и т.д. Чем длиннее корпус-звуковод пушки, тем сильнее избирательность и направленность такого микрофона, обычно это зона, куда направлен объектив. Сам миниатюрный конденсаторный капсуль при этом оказывается расположен глубоко внутри, ближе к краю, противоположному тому, что направлен на подзвучиваемый источник. Поскольку скорость распространения звуковых волн снаружи и внутри микрофона равны, роль начинают играть фазы сигналов: фазы приходящих вдоль оси корпуса-звуковода пушки согласованы, а фазы тех, что под углом к корпусу с отверстиями-щелями и акустической оси, рассогласованы. Поэтому пушки имеют весьма острую диаграмму направленности, а чувствительность с боков или вдоль акустической оси сзади стремится к минимуму. За пределами репортажной работы в TV отдается предпочтение модульным микрофонным системам с различными, но совместимыми головками, капсулями, корпусами, приемниками, передатчиками, блоками питания и т.д. В финансовом отноше- нии такие решения оказываются выгоднее, потому что после приобретения базовых модулей и элементов остальное можно докупать по мере необходимости.

Стереомикрофоны

В предыдущей части мы упомянули о записи закадровых шумов накамерной пушкой, но ясно, что это распространено и применимо только в бюджетном продакшне. Таким образом, мы переходим к стереомикрофонам. Впервые производство совмещенной стереомикрофонной системы осуществила компания Neumann в 1950 году по проекту 1930 года. С тех пор различают следующие микрофонные стерео- системы: раздельные (NOS, DIN, AB и др.), совмещенные (XY, MS, Blumlein и др.) и бинауральные (180, DummieHead).
AB: пара (или больше) подобранных (одинаковых по чувствительности и др. параметрам) микрофонов, установленных мембранами в одной акустической плоскости перед источником. Также мембраны могут быть развернуты под углом в 90 градусов. При такой записи влияние на локализацию оказывает сдвиг по времени между различными источниками, и систему называют «временной стереофонией». В случае применения направленных микрофонов возможна лучшая локализация вследствие разности интенсивности. Недостаток АВ-систем – узкая зона перемещения фантомного источника при перемещении реального источника звука. Расширение этой зоны достигается уменьшением расстояния между микрофонами одновременно с сокращением расстояния до источника – увеличением угла перемещения.
XY: два направленных микрофона (кардиоида или суперкардиоида) на одной оси с поворотом акустической оси под углом 90 – 120 градусов с диапазоном изменений в пределах 0 – 180. Микрофоны находятся в одном месте, различия во времени минимальны. Это так называемая «интенсивностная стереофония». ХY-системы характеризует (в определенном угловом диапазоне) соответствие мнимого источника с реальным. Связь между углом стерео и углом охвата при записи с применением кардиоидных и суперкардиоидных микрофонов практически линейна. Благодаря отсутствию в сигналах каналов временных сдвигов система ХY обладает хорошей моносовместимостью. Недостатки – искажение панорамы и глубины.

Бинауральные

Neumann KU100

Бинауральные: используется модель-болванка или голова оператора с микрофонами внутри слуховых каналов. Если это DummieHead, то форма головы, ушных раковин и т.д. моделируются достаточно точно. К тому же выбираютс физико- механические параметры материалов таким образом, чтобы имитировать костную проводимость. Звуковой сигнал поступает на мембрану микрофона уже после обработки в раковине и слуховом канале, т.е. он несет в себе закодированную информацию о пространственном положении источника, которую можно передать по двум каналам передачи и воспроизвести на приемном конце через стереотелефоны. При этом слушатель получает достаточно точное пространственное ощущение первичного помещения. Искусственная «голова» –достаточно сложное и дорогое устройство, которое производится только немногими фирмами.
В настоящее время лавинообразно набирают популярность бинауральные микрофонные системы для использования с портативными рекордерами,  и при этом сами микрофоны просто вставляются в уши. Такие решения снижают затраты и расширяют возможности фиксации акустического окружения в динамике в соответствии с определенным сценарием и т.д. для получения натуральных пространственных спецэффектов, записей foley и экзотических амбиентных шумов.
Ну и наконец развитие технологий позволяет встраивать многоканальный цифровой рекордер, ЦАП и АЦП, систему редактирования, фантомное питание, индикацию режимов записи, даже источник референсного синхросигнала и компьютерный интерфейс непосредственно в корпус микрофона. Одновременно с высоким качеством записи и доступностью такие системы характеризует высокая мобильность, что сказывается на динамично расширяющейся области применения таких систем в создании всевозможного «живого» аудио и т.п. Пример – Marantz PMD620, использовать его всесторонне направленные по АВ-схеме микрофоны для стереозаписи окружения и конкретного аудио невероятно удобно. Качество записи поразительно для его размера и цены, избирательность, детализация, отдача в области низа впечатляют. Получаемое аудио годится не только для подкастинга, но и для других, гораздо более высокобюджетных задач. А возможность работы с большими картами памяти и хорошая емкость аккумулятора от сотового телефона позволяют записывать все подряд в течение дня. И никаких движущихся частей.Все разъемы находятся на торцевой панели, регуляторы – на передней панели, как и яркий дисплей, тоже напомнивший сотовые телефоны. Колесо прокрутки, как у iPOD обеспечивает удобную навигацию по содержимому памяти, встроенный лимитер и питание для небольших непрофессиональных микрофонов.