Даже сегодня, в век цифровых технологий и электронной музыки, почти невозможно обойтись без старого доброго микрофона. Запись вокальных партий – задача, пока еще не решаемая другими средствами, да и звук настоящего гитарного усилителя, «снятый» микрофоном, куда интереснее и живее, чем результат непосредственной обработки сигнала электрогитары аппаратным или программным процессором.
Основная сложность при выборе микрофона состоит в том, что эти на первый взгляд простые и банальные устройства нельзя просто выстроить в ряд от «худшего» к «лучшему» и принять решение, руководствуясь только финансовыми ограничениями. Все виды и типы микрофонов появились не просто так – каждый из них можно успешно применять для решения определенного класса задач, и в то же время ни один из них не способен в одиночку справиться со всеми этими задачами.
Поэтому крайне полезно понимать, чем отличаются разные микрофоны, как их особенности можно использовать во благо и как свести к минимуму влияние неизбежных ограничений той или иной конструкции. Сразу предупредим: если вы собираетесь укомплектовать даже простую репетиционную базу или любительскую студию – почти наверняка вам не удастся обойтись покупкой одного микрофона. Впрочем, тем важнее правильно выбрать оптимальный комплект, не переплачивая за ненужные возможности.
Конструкция
Как вам наверняка известно, микрофон – это устройство, преобразовывающее звуковые колебания в электрический сигнал. Существует добрый десяток проверенных годами способов такого преобразования, но для высококачественной записи звука используются микрофоны двух типов – конденсаторные и динамические.
Конденсаторные (электростатические) микрофоны – один из исторически первых типов, но до сих пор пользующийся огромной популярностью. Подобные приборы представляют собой плоский конденсатор, одна из обкладок которого неподвижна, а вторая является мембраной, колеблющейся под воздействием звуковых волн. При этом емкость конденсатора меняется синхронно с колебаниями воздуха.
Разумеется, нужно еще преобразовать изменения емкости в переменное напряжение – полезный сигнал. Здесь тоже есть несколько способов. Наиболее распространенный из них – постоянное смещение: на обкладках конденсатора поддерживается определенный заряд, а потому с изменением емкости меняется и напряжение на нем – а это и есть требуемый электрический сигнал.
Второй, менее распространенный способ – ВЧ-смещение: вместо постоянного заряда на обкладки подается небольшое по уровню высокочастотное переменное напряжение. Звуковые волны модулируют это напряжение, и после демодуляции выделяется полезный сигнал. Отсутствие постоянного напряжения на обкладках позволяет использовать мембрану с меньшим натяжением, что благотворно сказывается на частотном диапазоне микрофона.
И наконец, существуют электретные микрофоны, неподвижная обкладка которых изготовлена из электрета – поляризованного материала, самостоятельно поддерживающего постоянный заряд. Этот заряд намного меньше, чем при принудительном постоянном смещении, поэтому такие устройства почти всегда снабжаются встроенным предусилителем, повышающим уровень сигнала до приемлемого. Несмотря на дурную славу электретных микрофонов (их дешевые разновидности применяются повсеместно – например, в вашем смартфоне стоит именно такой), топовые версии успешно конкурируют по качеству звукопередачи с традиционными моделями с постоянным смещением.
Для поддержания заряда, создания переменного ВЧ-напряжения на обкладках микрофона или предусиления сигнала требуется источник питания – это может быть отдельный блок, аккумулятор либо же «фантомное питание», получаемое от основного микрофонного предусилителя или микшерного пульта.
К несомненным достоинствам конденсаторных микрофонов относятся широкий частотный диапазон и высокая точность передачи сигнала. Однако у них есть и недостаток – они плохо (вплоть до выхода из строя) переносят высокие уровни звукового давления, а также нештатные механические воздействия (удары и падения).
Размер мембраны таких микрофонов напрямую влияет на частотный диапазон, который может быть адекватно записан. Большая мембрана (large diaphragm, 2-3 см) отлично регистрирует низкие частоты, но чуть хуже справляется с высокими – ее собственный резонанс находится очень близко к верхней границе звукового диапазона. Маленькая мембрана (small diaphragm, 1,5 см и менее), наоборот, прекрасно передает высокие частоты, а на низких ее чувствительность и перегрузочная способность падают. Поэтому при выборе модели конденсаторного микрофона следует отталкиваться от особенностей спектра тех инструментов, которые вы планируете записывать.
Нередко можно встретить словосочетание «ламповый микрофон» – такие модели очень ценятся среди энтузиастов за их особое звучание. На самом деле это обычный конденсаторный микрофон, в электронной части которого применяются радиолампы вместо полупроводниковых компонентов.
Динамические (электромагнитные) микрофоны состоят из подвижной мембраны, на которой закреплена катушка индуктивности. Катушка помещена в постоянное магнитное поле, и при ее движении в ней начинает протекать переменный ток. Относительно большая масса подвижной системы такого микрофона несколько ухудшает динамический диапазон в области слабых сигналов. Зато вывести микрофон из строя высоким звуковым давлением очень непросто. Механически вся конструкция тоже намного прочнее, чем у конденсаторных моделей.
Электрический сигнал, создаваемый динамическим микрофоном, обладает достаточным уровнем, и необходимость применять промежуточные усилители отпадает. Не требуется ему также и энергия на поляризацию, поэтому для таких моделей не нужно внешнее питание. Еще один существенный плюс (с потребительской точки зрения) – динамические модели в среднем ощутимо дешевле конденсаторных.
Существует любопытная разновидность динамических микрофонов – ленточные. Это попытка (и очень удачная, надо сказать) объединить достоинства динамических и конденсаторных микрофонов. В таких устройствах катушка индуктивности нанесена металлизацией на легкую мембрану, подобную подвижной обкладке конденсаторного микрофона и помещенную между полюсами постоянного магнита. Подобная конструкция также обеспечивает высокий уровень сигнала без дополнительного источника питания, но при этом отличается широкими динамическим и частотным диапазонами. Более того, принцип действия позволяет использовать более тяжелые и жесткие мембраны, чем у конденсаторных микрофонов, поэтому частота собственного резонанса у ленточных моделей лежит выше, что обеспечивает более достоверную передачу высоких частот.
Ранние модели ленточных микрофонов отличались хрупкостью, и до сих пор можно встретить утверждение, что они требуют особой осторожности в обращении. Однако с разработкой новых материалов для мембран этот тезис потерял актуальность. Пожалуй, единственный объективный недостаток ленточного микрофона – его высокая стоимость.
Направленность
Помимо очевидных характеристик вроде частотного и динамического диапазонов важной для практических применений является и направленность микрофона – то, как он регистрирует сигналы, поступающие с разных направлений. Для сравнения удобно использовать диаграмму направленности – график в полярных координатах, показывающий зависимость выходного уровня микрофона от угла отклонения от его оси источника звука с фиксированной громкостью.
Верхняя точка на таких графиках соответствует оси микрофона. Следует отметить, что реальный микрофон – не абстрактная физическая точка бесконечно малого размера, и диаграмма направленности зависит от частоты (сужается к оси при ее повышении). Однако эта зависимость количественная, а не качественная, и общий характер направленности остается неизменным во всей полосе частот.
- Ненаправленные микрофоны одинаково воспринимают синалы со всех направлений (диаграмма представляет собой круг). Их мембрана открыта только с одной, передней, стороны, а с другой заключена в замкнутый объем. Ненаправленные микрофоны регистрируют только давление воздуха, поэтому хорошо справляются даже с самыми низкочастотными сигналами и слабо реагируют, например, на порывы ветра.
- Двунаправленные микрофоны обладают максимальной чувствительностью на оси, причем с обоих направлений, и минимальной – на боковых полуосях (диаграмма – «восьмерка»). Такой вид направленности характерен для открытой с обеих сторон мембраны – например, для ленточного микрофона. Минимальное влияние корпуса микрофона делает звучание практически свободным от собственных акустических резонансов. Очень популярной конфигурацией является пара таких микрофонов, расположенных рядом и повернутых под углом 90° – так называемая «пара Блюмлейна», при должной реализации обеспечивающая исключительный стереоэффект.
- Направленные микрофоны обладают максимальной чувствительностью в передней полусфере и применяются в сложной акустической обстановке, в которой важно снять лишь звук конкретного инструмента и не «наловить» посторонних звуков. Мембрана таких микрофонов полностью открыта спереди и частично открыта сзади, и соотношение прямого и обратного сигналов определяет точную форму диаграммы направленности – кардиоидную, суперкардиоидную или гиперкардиоидную (по названиям соответствующих математических кривых).
Существуют микрофоны с переключаемой диаграммой направленности – очевидно, они более универсальны, хотя и дороги. В них используются либо настраиваемые акустические фильтры для обратного сигнала, либо двухмембранные конфигурации с микшированием сигнала уже в электрическом виде в требуемой пропорции.
Что же выбрать?
Теперь, вооружившись полученными знаниями, мы можем осознанно выбрать микрофон для конкретной задачи.
- Для студийной записи вокала лучше всего подходят конденсаторные и ленточные микрофоны, хотя для тяжелой музыки нередко используются и динамические. Конденсаторные модели стоит выбирать с большой диафрагмой; впрочем, высокий женский вокал можно записывать и микрофоном с маленькой диафрагмой. В студиях начального уровня (без акустической обработки помещения) есть смысл применять динамические направленные микрофоны – так можно и сэкономить, и ослабить отражения от стен.
- В качестве концертного вокального микрофона практически всегда используются направленные динамические – это позволяет существенно ослабить влияние шума зала и снизить вероятность появления акустической обратной связи, да и риск повредить микрофон намного меньше. Очень часто используются радиосистемы – комплекты из микрофона, оснащенного радиопередатчиком, и отдельного блока приемника, подключаемого к усилительной аппаратуре. При этом вы избавляетесь от кабеля и получаете большую свободу действий на сцене.
- Для гитарных и бас-гитарных усилителей подходят динамические и конденсаторные микрофоны (для бас-гитарных – только с большой мембраной). В случае выбора конденсаторных моделей обратите внимание на их максимальное допустимое звуковое давление – оно должно быть достаточно высоким.
- Акустические инструменты, как и вокал, прекрасно звучат через конденсаторные или ленточные микрофоны. Выбор размера мембраны определяется частотным спектром конкретного инструмента – например, для контрабаса потребуется большая мембрана, а для скрипки вполне подойдет и маленькая.
- Для ударной установки, вообще говоря, желательно применять несколько микрофонов. Продаются даже целые комплекты из разных микрофонов, оптимизированных по частотным характеристикам для конкретного барабана. Уровни звукового давления здесь высокие, поэтому чаще всего применяются динамические микрофоны, но для тарелок и перкуссии можно использовать и конденсаторные.
Однако не забывайте, что все вышесказанное – лишь общие рекомендации. Не стоит воспринимать их как догму – экспериментируйте, ищите свой звук, и не бойтесь нетипичных решений!