Ulubiony kiosk PRZEJRZYJ ONLINE WRZEŚNIOWE WYDANIE Live Sound ZAMÓW Z PRZESYŁKĄ GRATIS

Tutoriale

Kierunkowość - od czego zależą własności kierunkowe mikrofonu

Kierunkowość - od czego zależą własności kierunkowe mikrofonu

Dodano: poniedziałek, 6 czerwca 2011

Właściwości kierunkowe mikrofonów zależą przede wszystkim od sposobu odbierania energii akustycznej i przetwarzania jej na energię mechaniczną, a następnie od kształtu i rozmiarów mikrofonu w porównaniu z długością fali.

 

MIKROFONY WSZECHKIERUNKOWE

Jeśli membrana mikrofonu jest wystawiona na działanie fali dźwiękowej tylko z jednej strony (druga strona jest zasłonięta, np. przez obudowę), to reaguje ona na ciśnienie, i mikrofon nazywamy ciśnieniowym. Jeśli rozmiary mikrofonu są znacznie mniejsze, niż długość fali, i mikrofon nie powoduje odkształceń pola akustycznego, ciśnienie akustyczne na powierzchni membrany jest takie samo, jakie istniało przed wprowadzeniem mikrofonu.

Ponieważ ciśnienie to jest niezależne od kierunku, z jakiego przybiega fala, więc siła wywierana na membranę jest taka sama dla wszystkich kierunków padania fali na mikrofon. W takiej sytuacji mikrofon ciśnieniowy jest wszechkierunkowy i jego charakterystykę kierunkowości w dowolnej płaszczyźnie przedstawia rysunek 1.

Przy dużych częstotliwościach (a więc małych długościach fal), gdy rozmiary mikrofonu są tego samego rzędu, co długości fal, czas potrzebny do "opłynięcia" mikrofonu przez falę stanowi znaczną część okresu i ciśnienie na powierzchni membrany może się różnić od ciśnienia w polu akustycznym, jakie istniało przed umieszczeniem w nim mikrofonu. Przy dużych częstotliwościach mikrofon ciśnieniowy traci własności wszechkierunkowe.

Najbardziej "uprzywilejowanym" kierunkiem jest kierunek na wprost membrany. Właściwości kierunkowe mikrofonu ciśnieniowego pogarszają się jeszcze przy dużych częstotliwościach wskutek tego, że przy padaniu ukośnym ciśnienia akustyczne na powierzchni membrany, pochodzące od różnych części fali, znoszą się i ciśnienie wypadkowe jest mniejsze. Z tych powodów mikrofony ciśnieniowe, które muszą być wszechkierunkowe w jak najszerszym zakresie, robi się możliwie małe w stosunku do długości najkrótszej fali.

MIKROFON DWUKIERUNKOWY

Gdy element odbierający energię akustyczną jest poddany działaniu fali akustycznej z obu stron, wówczas wypadkowa siła działająca nań pochodzi od różnicy ciśnień akustycznych występujących po obu stronach elementu. Elementem odbierającym energię akustyczną może być membrana kołowa lub wstęga odsłonięta z obu stron, bądź dwie membrany odsunięte od siebie na pewną odległość i wystawione tylko zewnętrznymi powierzchniami na działanie fali.

Ponieważ działanie tych mikrofonów zależy od różnicy ciśnień między dwoma punktami fali, czyli od gradientu ciśnień, nazywa się je - gradientowymi. Gdy rozmiary membrany są znacznie mniejsze od długości fali, można stwierdzić, że gradient ciśnienia akustycznego fali sinusoidalnie zmiennej jest proporcjonalny do prędkości cząstki. Z tego powodu mikrofony te nazwano również prędkościowymi.

Charakterystyka kierunkowości mikrofonu gradientowego ma kształt ósemki (rysunek 2) i dlatego nazywa się ją ósemkową. Mikrofon klasyfikuje się jako dwukierunkowy, ponieważ przy dwóch kierunkach padania fali jego skuteczność jest największa.

MIKROFON JEDNOKIERUNKOWY

Jeśli mikrofon ciśnieniowy i gradientowy, o takich samych wartościach skuteczności, połączy się szeregowo, tak aby ich napięcia na wyjściu dodawały się, otrzyma się mikrofon ciśnieniowo-gradientowy, o charakterystyce kierunkowości przedstawionej na Rysunku 3.

Pokazuje ona, że skuteczność mikrofonu jest największa dla kąta padania fali Θ = 0, a równa się zeru dla Θ = π. Mikrofon taki nazywa się jednokierunkowym, a jego charakterystykę - kardioidalną, gdyż krzywa przedstawiająca ją jest kardioidą. Łącząc mikrofony wszechkierunkowy i dwukierunkowy o niejednakowych skutecznościach można otrzymać mikrofon o charakterystyce pośredniej między kołową a ósemkową.

Mikrofon, w którym stosunek skuteczności części "wszechkierunkowej" do skuteczności "ósemkowej" może być dowolnie zmieniany, nazywa się mikrofonem o regulowanej kierunkowości. W praktyce mikrofony jednokierunkowe wykonuje się tak, aby zmiany ciśnienia akustycznego przedostawały się do drugiej strony membrany przez odpowiednie kanały oraz otwory.

MIKROFONY SUPERKIERUNKOWE

Ostatnią grupę stanowią mikrofony wybitnie jednokierunkowe, których charakterystyki kierunkowości w zasadniczej części zakresu częstotliwości mają kształt bardzo wydłużonej połówki ósemki. Takie charakterystyki otrzymuje się przez zastosowanie specjalnych elementów akustycznych, jak rury z bocznymi otworami, reflektory akustyczne, które kierują fale dźwiękowe na element odbierający energię akustyczną.

Mikrofony kierunkowe są stosowane zwłaszcza wtedy, gdy należy odebrać i przetworzyć dźwięki przychodzące tylko z wybranych kierunków. Dzięki ich właściwościom kierunkowym zostaje zmniejszony wpływ dźwięków niepożądanych jak szum, echo, pogłos i zakłócenia. Ten typ mikrofonów nazywa się ciśnieniowo-gradientowo-interferencyjnymi.

Na koniec rada odnośnie sprzęgania się mikrofonu wokalisty. Często zdarza się, że wokaliści trzymają mikrofon tuż przy samej główce lub nawet wręcz "za sitko". Jest to jeden z głównych powodów "piszczenia" w odsłuchach. Dlaczego? Przecież skoro ktoś zasłania ręką tylną część mikrofonu, to powinien, wydawałoby się, zmniejszyć wrażliwość mikrofonu na sprzężenia? Niestety, aby mikrofon był kierunkowy (nerkowy), sygnał na membranę musi padać nie tylko z przodu, ale też i z tyłu.

Odpowiednie ukształtowanie tego "tylnego padania" powoduje, że pewne fale się "znoszą" i dzięki temu tył mikrofonu jest "nieczuły", ale tylko pod warunkiem, że ktoś nie zasłoni bocznych lub tylnych otworów "sitka". Czasem więc, zamiast walczyć z korektorami i eliminatorami, wystarczy poprosić grzecznie wokalistę, aby raczył złapać mikrofon nieco dalej od sita, i od razu powinno być lepiej.

Armand Szary


Armand Szary współpracuje na co dzień z jednym z młodych zespołów jako realizator dźwięku.