Навіть сьогодні, у століття цифрових технологій і електронної музики, майже неможливо обійтися без старого доброго мікрофона. Запис вокальних партій — завдання, яке поки ще не вирішується іншими засобами, та і звук справжнього гітарного підсилювача, «знятий» мікрофоном, куди цікавіший і жвавіший, ніж результат безпосереднього оброблення сигналу електрогітари апаратним або програмним процесором.
Основна складність під час вибору мікрофона полягає в тому, що ці на перший погляд прості й банальні пристрою не можна легко вишикувати в ряд від «найгіршого» до «найкращого» і прийняти рішення, керуючись лише фінансовими обмеженнями. Всі різновиди й типи мікрофонів з’явилися не просто так — кожен із них можна успішно застосовувати для вирішення певного класу завдань, і водночас жоден із них не здатний самостійно впоратися з усіма цими завданнями.
Тому вкрай корисно розуміти, чим відрізняються різні мікрофони, як їхні особливості можна використовувати на благо і як звести до мінімуму вплив неминучих обмежень тієї чи іншої конструкції. Відразу попередимо: якщо ви збираєтеся укомплектувати навіть просту репетиційну базу або аматорську студію — майже напевне вам не вдасться обійтися купівлею одного мікрофона. Втім, тим важливіше правильно вибрати оптимальний комплект, не переплачуючи за непотрібні можливості.
Конструкція
Як вам напевне відомо, мікрофон — це пристрій, який перетворює звукові коливання на електричний сигнал. Є добрий десяток перевірених роками способів такого перетворення, але для високоякісного записування звуку використовуються мікрофони двох типів — конденсаторні та динамічні.
Конденсаторні (електростатичні) мікрофони — один з історично перших типів, але який досі користується величезною популярністю. Подібні прилади являють собою плоский конденсатор, одна з обкладок якого нерухома, а друга є мембраною, що хитається під впливом звукових хвиль. Водночас ємність конденсатора змінюється синхронно з коливаннями повітря.
Зрозуміло, потрібно ще перетворити зміни ємності на змінну напругу — корисний сигнал. Тут теж є кілька способів. Найбільш поширений із них — постійне зміщення: на обкладках конденсатора підтримується певний заряд, а тому зі зміною ємності змінюється й напруга на ньому — а це і є необхідний електричний сигнал.
Другий, менш поширений спосіб — ВЧ-зміщення: замість постійного заряду на обкладки подається невелика за рівнем високочастотна змінна напруга. Звукові хвилі модулюють цю напругу, і після демодуляції виділяється корисний сигнал. Відсутність постійної напруги на обкладках дає змогу використовувати мембрану з меншим натягуванням, що сприятливо позначається на частотному діапазоні мікрофона.
І нарешті, є електретні мікрофони, нерухома обкладка яких виготовлена з електрету — поляризованого матеріалу, що самостійно підтримує постійний заряд. Цей заряд набагато менший, ніж під час примусового постійного зміщення, тому такі пристрої здебільшого забезпечуються вбудованим підсилювачем, що підвищує рівень сигналу до прийнятного. Попри погану славу електретних мікрофонів (їхні дешеві різновиди застосовуються повсюдно — наприклад, у вашому смартфоні стоїть саме такий), топові версії успішно конкурують за якістю звукопередавання з традиційними моделями з постійним зміщенням.
Для підтримання заряду, створення змінної ВЧ-напруги на обкладках мікрофона або передпідсилення сигналу потрібне джерело живлення — це може бути окремий блок, акумулятор або ж «фантомне живлення», що отримується від основного мікрофонного підсилювача або пульта мікшера.
До безперечних переваг конденсаторних мікрофонів належить широкий частотний діапазон і висока точність передавання сигналу. Однак мають вони й огріх — вони погано (аж до виходу з ладу) переносять високі рівні звукового тиску, а також позаштатні механічні дії (удари й падіння).
Розмір мембрани таких мікрофонів безпосередньо впливає на частотний діапазон, який може бути адекватно записаний. Велика мембрана (large diaphragm, 2-3 см) чудово реєструє низькі частоти, але трохи гірше справляється з високими — її власний резонанс міститься дуже близько до верхньої межі звукового діапазону. Маленька мембрана (small diaphragm, 1,5 см і менше), навпаки, прекрасно передає високі частоти, а на низьких її чутливість і перевантажувальна здатність падають. Тому під час вибору моделі конденсаторного мікрофона треба відштовхуватися від особливостей спектра тих інструментів, які ви плануєте записувати.
Нерідко можна натрапити на словосполучення «ламповий мікрофон» — такі моделі дуже цінуються серед ентузіастів за їхнє особливе звучання. Насправді це звичайний конденсаторний мікрофон, в електронній частині якого застосовуються радіолампи замість напівпровідникових компонентів.
Динамічні (електромагнітні) мікрофони складаються з рухомої мембрани, на якій закріплена котушка індуктивності. Котушка поміщена в постійне магнітне поле, і під час її руху в ній починає протікати змінний струм. Порівняно велика маса рухомої системи такого мікрофона дещо погіршує динамічний діапазон у зоні слабких сигналів. Зате вивести мікрофон із ладу високим звуковим тиском дуже непросто. Механічно вся конструкція теж набагато міцніша, ніж у конденсаторних моделей.
Електричний сигнал, що створюється динамічним мікрофоном, має достатній рівень, і необхідність застосовувати проміжні підсилювачі відпадає. Не потрібна йому також і енергія на поляризацію, тому для таких моделей не потрібне зовнішнє живлення. Ще один істотний плюс (зі споживчого погляду) — динамічні моделі в середньому відчутно дешевші від конденсаторних.
Є цікавий різновид динамічних мікрофонів — стрічкові. Це спроба (і дуже вдала, треба сказати) об’єднати переваги динамічних і конденсаторних мікрофонів. У таких пристроях котушка індуктивності нанесена металізацією на легку мембрану, подібну до рухомої обкладки конденсаторного мікрофона і поміщену між полюсами постійного магніту. Подібна конструкція також забезпечує високий рівень сигналу без додаткового джерела живлення, але водночас вирізняється широкими динамічними й частотними діапазонами. До того ж, принцип дії дає змогу використовувати більш важкі й жорсткі мембрани, ніж у конденсаторних мікрофонів, тому частота власного резонансу в стрічкових моделей лежить вище, що забезпечує більш правдиве передавання високих частот.
Ранні моделі стрічкових мікрофонів вирізнялися крихкістю, і досі можна натрапити на твердження, що вони вимагають особливої обережності в поводженні. Однак із розробленням нових матеріалів для мембран ця теза втратила актуальність. Мабуть, єдина об’єктивна вада стрічкового мікрофона — його висока вартість.
Спрямованість
Крім очевидних характеристик на кшталт частотного й динамічного діапазонів важливою для практичних застосувань є і спрямованість мікрофона — те, як він реєструє сигнали, що надходять із різних напрямків. Для порівняння зручно використовувати діаграму спрямованості — графік у полярних координатах, що показує залежність вихідного рівня мікрофона від кута відхилення від його осі джерела звуку з фіксованою гучністю.
Верхня точка на таких графіках відповідає осі мікрофона. Треба зазначити, що реальний мікрофон — не абстрактна фізична точка нескінченно малого розміру, і діаграма спрямованості залежить від частоти (звужується до осі у разі її підвищенні). Однак ця залежність кількісна, а не якісна, і загальний характер спрямованості залишається незмінним у всій смузі частот.
- Неспрямовані мікрофони однаково сприймають сигнали з усіх напрямків (діаграма являє собою круг). Їхня мембрана відкрита тільки з одного, переднього, боку, а з іншого укладена в замкнутий об’єм. Неспрямовані мікрофони реєструють тільки тиск повітря, тому добре справляються навіть із найбільш низькочастотними сигналами і слабо реагують, наприклад, на пориви вітру.
- Двоспрямовані мікрофони мають максимальну чутливість на осі, причому з обох напрямків, і мінімальну — на бічних півосях (діаграма — «вісімка»). Такий тип спрямованості характерний для відкритої з обох боків мембрани — наприклад, для стрічкового мікрофона. Мінімальний вплив корпусу мікрофона робить звучання практично вільним від власних акустичних резонансів. Дуже популярною конфігурацією є пара таких мікрофонів, розташованих поруч і повернених під кутом 90° — так звана «пара Блюмлейна», за належної реалізації забезпечує винятковий стереоефект.
- Спрямовані мікрофони мають максимальний відгук у межах передній півсфері й застосовуються в складних акустичних умовах, у яких важливо зняти лише звук конкретного інструмента й не «наловити» сторонніх звуків. Мембрана таких мікрофонів повністю відкрита спереду й частково відкрита ззаду, і співвідношення прямого і зворотного сигналів визначає точну форму діаграми спрямованості — кардіоїдну, суперкардіоїдну або гіперкардіоїдну (за назвами відповідних математичних кривих).
Є мікрофони з діаграмою спрямованості, яка перемикається — очевидно, вони більш універсальні, хоча й дорогі. У них використовуються або настроюються акустичні фільтри для зворотного сигналу, або двомембранні конфігурації з мікшуванням сигналу вже в електронному вигляді в необхідній пропорції.
Що ж вибрати?
Тепер, озброївшись здобутими знаннями, ми можемо усвідомлено вибрати мікрофон для конкретного завдання.
- Для студійного записування вокалу найкраще підходять конденсаторні та стрічкові мікрофони, хоча для важкої музики нерідко використовуються й динамічні. Конденсаторні моделі варто вибирати з великою діафрагмою; втім, високий жіночий вокал можна записувати й мікрофоном із маленькою діафрагмою. У студіях початкового рівня (без акустичного оброблення приміщення) є сенс застосовувати динамічні спрямовані мікрофони — так можна й заощадити, і послабити відбивання від стін.
- Як концертний вокальний мікрофон практично завжди використовуються спрямовані динамічні — це дає змогу істотно послабити вплив шуму залу і знизити ймовірність появи акустичного зворотного зв’язку, та й ризик пошкодити мікрофон набагато менший. Дуже часто використовуються радіосистеми — комплекти з мікрофона, обладнаного радіопередавачем, й окремого блока приймача, що приєднується до підсилювальної апаратури. Водночас ви рятуєтеся від кабелю й отримуєте більшу свободу дій на сцені.
- Для гітарних і бас-гітарних підсилювачів підходять динамічні й конденсаторні мікрофони (для бас-гітарних — тільки з великою мембраною). У разі вибору конденсаторних моделей зверніть увагу на їхній максимально допустимий звуковий тиск — він має бути досить високим.
- Акустичні інструменти, як і вокал, прекрасно звучать через конденсаторні або стрічкові мікрофони. Вибір розміру мембрани визначається частотним спектром конкретного інструмента — наприклад, для контрабаса буде потрібна велика мембрана, а для скрипки цілком підійде й маленька.
- Для ударної установки, взагалі кажучи, бажано застосовувати кілька мікрофонів. Продаються навіть цілі комплекти з різних мікрофонів, оптимізованих за частотними характеристиками для конкретного барабана. Рівні звукового тиску тут високі, тому найчастіше застосовуються динамічні мікрофони, але для тарілок і перкусії можна використовувати й конденсаторні.
Однак не забувайте, що все вищесказане — лише загальні рекомендації. Не варто сприймати їх як догму — експериментуйте, шукайте свій звук і не бійтеся нетипових рішень!