Μικρόφωνα (περιγραφή)

ΕΔΩ :

Εισαγωγή

Το μικρόφωνο είναι συσκευή που μετατρέπει τα ηχητικά κύματα σε σήματα ηλεκτρικών μεταβολών. Αυτά τα ηλεκτρικά σήματα μεταφέρονται είτε καλωδιακά ή οπτικά ή ασυρματικά και μετατρέπονται (το πόσο αξιόπιστα εξαρτάται από τον ενισχυτή) από το μεγάφωνο ή τα ακουστικά στον αρχικό ήχο.

Είδη μικροφώνων:

• Άνθρακα: Η λειτουργία του μικροφώνου αυτού στηρίζεται στη μεταβολή της αντίστασης των κόκκων του άνθρακα, που οφείλεται στη μεταβολής της πίεσης που ασκείται στο διάφραγμα από τα ηχητικά σήματα. (είχε μεγάλη χρήση στα τηλέφωνα OTE)

 Δυναμικό: Αποτελείται από ένα μόνιμο μαγνήτη και από ένα πηνίο στους πόλους του. Όταν ηχητικά σήματα πιέζουν το διάφραγμα, το πηνίο δονείται στο μαγνητικό πεδίο του μαγνήτη και στα άκρα του πηνίου επάγεται τάση. (Από τη φυσική ξέρουμε ότι αν αγωγός κινείται σε μαγνητικό πεδίο στα άκρα του αναπτύσσεται επαγωγική τάση). Πλεονέκτημα: Δεν απαιτείται εξωτερική πηγή, καλή πιστότητα , μεγάλη ευαισθησία (όπως ορίζεται στα specification) όταν μιλάμε από πολύ κοντά - ή δυνατόν στα χείλη μας - και χαμηλής ευαισθησίας από μακριά γι αυτό είναι  τα πλέον  κατάλληλα για τραγουδιστές σε live events .Χρησιμοποιούνται και για φωνή και για ακουστικά όργανα και το σπουδαιότερο με πολύ μεγάλο μήκος καλωδίου- Balanced καλώδια - χωρίς να επηρεάζεται η ευαισθησία. Μειονέκτημα: Χαμηλή αντίσταση , απαιτεί μετασχηματιστή προσαρμογής (βλέπε φωτογραφία με τα βύσματα).

Μικρόφωνα Ταινίας - Ribbon Mic: Είναι bidirectional, που σημαίνει ότι συλλαμβάνουν ισοδύναμα τους ήχους από μπρος και από πίσω.

       Κρυσταλλικό: αποτελείται από ένα διάφραγμα που είναι σε επαφή με έναν κρύσταλλο. Στην άλλη επιφάνεια του κρυστάλλου το ηλεκτρόδιο είναι σταθερό. Όταν ηχητικά σήματα πιέζουν το διάφραγμα, προκαλούν δονήσεις οι οποίες αναπτύσσουν στα ηλεκτρόδια του τάση. Πλεονέκτημα: Δεν απαιτείται εξωτερική πηγή τροφοδότησης. Μειονέκτημα: Χαμηλή ευαισθησία και μικρή αντοχή.

 Πυκνωτικό: Αποτελείται από έναν πυκνωτή ο οποίος ανάλογα με τις μεταβολές της πίεσης που προκαλούνται από τα ηχητικά σήματα μεταβάλει  τη χωρητικότητα του. Πλεονέκτημα: Υψηλή πιστότητα , μικρό βάρος και σε μορφή πέτου, πολύ καλή απόκριση στις υψηλές συχνότητες. Δημοφιλή για ενισχυτές κιθάρας ,φυσαρμόνικας και για ντραμς , για φωνές σε studio και στάδια , για ακουστικά όργανα και κύμβαλα. Μειονέκτημα:  Μεγάλη ευαισθησία (όπως ορίζεται στα specification) όταν μιλάμε είτε από κοντά είτε από μακριά γι αυτό είναι γενικά ακατάλληλα για live events , μεγάλη αντίσταση, χρήση εξωτερικής πηγής –μπαταρίας- ή "phantom power" από τον μίκτη (κονσόλα) για να λειτουργήσουν , υψηλό κόστος.

  

Τα πυκνωτικά για οικιακές ηχογραφήσεις ποιότητας είναι  πολύ καλά όμως πρέπει όμως να γνωρίζετε , ότι απαιτούν Τροφοδοσία  phantom power (δείτε ΕΔΩJ από κονσόλα αλλιώς δεν λειτουργούν .

   

      Δείτε  ΕΔΩ : το Yeti USB Microphone

Δείτε ΕΔΩ : το Audio Technica hybrid microphone .Το , απ’ ότι φαίνεται, δημοφιλές αυτό υβριδικό ,με προσιτή τιμή (75 ευρώ) θα ήθελα να αποκτήσω (μόλις λήξουν capital controls !!)     

      
      Οπτικό: Το οπτικό μικρόφωνο μετατρέπει τις μεταβολές της πίεσης που προκαλούνται από τα ηχητικά σήματα με το να μετατρέπει όμως αλλαγές της πυκνότητας του φωτός σε ηλεκτρικά σήματα αντί όπως με όλα τα παραπάνω αλλαγές σε χωρητικότητα , μαγνητικό πεδίο… Πλεονέκτημα: Αφού σ’ αυτό το μικρόφωνο δεν παράγονται ηλεκτρικά σήματα άρα είναι 100% ασφαλές από παρεμβολές σε επικίνδυνες ηλεκτρικές ,μαγνητικές και χημικές συνθήκες λειτουργίας.

Προσαρμογή Μικροφώνου & Προενισχυτή
Όλα τα mic απαιτούν preamp ώστε να εξασφαλίζουν low distortion και υψηλή αξιοπιστία.

Αν η computer's soundcard έχει μόνο Line In τότε απαιτείται microphone preamp με line output (οι γνωστές κονσόλες πχ creative). (Τελευταία υπάρχουν  USB mics που συνδέονται απ’ ευθείας στο computer και που δεν απαιτούν preamp).

Ο συνδυασμός mic & preamp για επαγγελματικούς σκοπούς απαιτεί καλές γνώσεις επί του θέματος και πρέπει να το επιλέξεις με τη βοήθεια ηχολήπτη ή τεχνολόγου ηχοληψίας γιατί δεν εξαρτάται τόσο από το κόστος των μηχανημάτων όσο από τη σωστή συμβατότητα μεταξύ τους  (ειδικά το πόσο θόρυβο εισάγει το μικρόφωνο στον προενισχυτή ή ο ίδιος ο προενισχυτής) .

Ο microphone preamplifier που θα χρησιμοποιήσεις θα πρέπει να έχει αρκετό gain για να ενισχύει το σήμα του μικροφώνου σε επαρκές επίπεδο ώστε να μπορεί να οδηγήσει σωστά στάδια όπως : equalizers, compressors, A/D converters, recorders…..

Αν όμως το gain είναι χαμηλό τα στάδια αυτά δεν θα λαμβάνουν το επαρκές σήμα και πιθανόν θα λειτουργούν με θόρυβο. 

Προφανώς για εγγραφή πηγών όπως από ενισχυτή κιθάρας , πνευστά , ντραμς …το μικρόφωνο παράγει αρκετό σήμα και απαιτείται λιγότερο gain από τον preamplifier. 

Αν όμως τα σήματα είναι απαλά όπως η φωνή ή άλλα ακουστικά όργανα (βιολί, κιθάρα, μπουζούκι…) τότε απαιτείται μεγαλύτερο gain preamplifier (πχ 70 db).

Όμως όσο μεγαλύτερο gain δίνει ο preamplifier τόσο είναι πιο δύσκολο να κρατηθεί ο θόρυβος σε χαμηλά επίπεδα. 

Ακόμα και σήμερα με την υψηλή τεχνολογία ο σχεδιασμός ultra-low noise preamps δεν είναι εύκολος.

Άρα όσο χαμηλότερο το preamplifier noise characteristic τόσο το καλύτερο.

Ένας καλός preamplifier θα πρέπει να έχει άφθονο headroom. Δηλαδή να μη παραμορφώνει όταν ΞΑΦΝΙΚΑ του ζητηθεί να διαχειριστεί ένα πολύ ισχυρό ή χαμηλό σήμα. Δηλαδή να παρέχει καθαρότητα στο σήμα δίνει ανεξάρτητα από την πυκνότητα του. 

Ευτυχώς οι σημερινοί preamplifiers τα πάνε καλά σ’ αυτό το πεδίο.

ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ...στο άρθρο με κλικ εδώ:Χαρακτηριστικά Μικροφώνων

Χαρακτηριστικά Μικροφώνων

ΕΔΩ :

Χαρακτηριστικά μικροφώνων ( Specifications)

Να θυμόμαστε να αγοράζουμε ΠΑΝΤΟΤΕ μικρόφωνα με τέτοια χαρακτηριστικά (specifications)  που να ταιριάζουν στις ακουστικές πηγές που προορίζονται να συλλάβουν.

 1.      Σύνθετη Αντίσταση ή εμπέδηση - IMPEDANCE (Z)  

Διαβάστε και το άρθρο εδώ: Impedance εισαγωγή :

Υπολογίστε εδώ την απώλεια όταν ένα μικρόφωνο είναι υψηλότερης αντίστασης από την αντίσταση της κονσόλας, όπως αναφέραμε παραπάνω.

Ηχογράφηση με PC: Ακόμα και το πιο ακριβό μικρόφωνο να έχετε, δεν θα πετύχετε  αν αυτό δεν συνοδεύεται από αντίστοιχη sound card με κονσόλα – αντίστοιχο software και φυσικά κάποιο αξιοπρεπές αυτοενισχυόμενο σύστημα ηχείων

Όμως με μια εξωτερική κονσόλα ακόμα και την πάμφθηνη (15 ευρώ) που δείχνω εδώ 

μπορείτε να ηχογραφήσετε κάπως ποιοτικά μέχρι και με 4 μικρόφωνα ή μικρόφωνο και όργανα (κιθάρα , αρμόνιο , mp3 πχ με έτοιμους ρυθμούς ντραμς…) . Αν αγοράσετε κάπως ακριβό δυναμικό μικρόφωνο , αντί το φτηνό electret που συνοδεύει το PC θα μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε αξιόπιστα και για τραγούδι σε μικροφωνικές κονσόλες που έχουν τα μουσικά συγκροτήματα…… 

Ηχογράφηση κιθάρας με μικρόφωνο σε mic stand:

                                                     2.  Ευαισθησία Μικροφώνου:

{ Γενικά: Sensitivity (ευαισθησία) στις ηλεκτρονικές Audio συσκευές

Κάθε εξάρτημα μιας ηλεκτρονικής συσκευής εργάζεται εντός μιας, καθορισμένης από τον κατασκευαστή του,  περιοχής τάσεων. Όταν αυτό το επίπεδο πέσει κάτω από τα όρια δεν λειτουργεί ή λειτουργεί προβληματικά ή καταστρέφεται.

Ορίζεται σαν την ελάχιστη στάθμη στην είσοδο (Input) μιας συσκευής που απαιτείται για να παράγει μια συγκεκριμένη στάθμη εξόδου (Output) που εκπληρώνει συγκεκριμένα κριτήρια (πχ λόγος S/N – ειδικά στον ΟΤΕ).

Η ευαισθησία μικροφώνου συνήθως εκφράζεται  σαν dbV/pa  δηλαδή (dB) σχετικά με το 1 V/Pa ή σαν mV/Pa σε φορτίο 1 kohm ή παλαιότερα σε dbm. Η ευαισθησία μεγαφώνου συνήθως εκφράζεται σαν: dB / 2.83 VRMS στο  1 μέτρο.}

Είναι η ικανότητα του μικροφώνου να αποδίδει μεγάλη ηλεκτρική τάση με την εφαρμογή όσο το δυνατόν μικρότερης ηχητικής πίεσης. Ας τα δούμε όμως για καλύτερη κατανόηση  με παραδείγματα:

Για τις ακουστικές στάθμες , το standard για την ευαισθησία λέει:

Μια ηχητική στάθμη των 94dB SPL (Sound Pressure Level) παράγει επί της μεμβράνης (διάφραγμα) του μικροφώνου πίεση 1 pascal (1pa).

Έτσι το 1 Pa = 94 dB SPL είναι το κριτήριο για τα τεστ που χρησιμοποιούν σήμερα οι εταιρείες κατασκευής μικροφώνων.

Σύγκριση μικροφώνων:

Έστω ότι έχουμε 2 μικρόφωνα. Το πρώτο λέει ότι έχει ευαισθησία – sensitivity :

       –54.5 dBV/Pa (1.85 mV) και το άλλο

       -38 dBV/Pa (12.6mV)

Ποιο είναι πιο ευαίσθητο; Η απάντηση είναι το δεύτερο. Ας το αναλύσουμε:

Κάντε κλικ για: τα χαρακτηριστικά από ένα πασίγνωστο μικρόφωνο φωνής το Shure SM58.(Δυναμικό)

Κάντε κλικ για: τα χαρακτηριστικά από ένα άλλο γνωστό μικρόφωνο φωνής το Rode Videomic: (πυκνωτικό)

3.   1kHz ( 1000Hz)

Το άλλο ενδιαφέρον σημείο είναι το χαρακτηριστικό: @1kHz. Αυτό σημαίνει ότι τα παραπάνω που αναλύσαμε ισχύουν μόνο για τη συχνότητα του 1kHz. Για τις άλλες συχνότητες το ένα μικρόφωνο πιθανόν να είναι περισσότερο ή λιγότερο ευαίσθητο .

Αυτό όμως μας λέει και κάτι πιο σπουδαίο απ’ ότι είναι η ευαισθησία του. Ότι δηλαδή πρέπει όταν αγοράζουμε μικρόφωνα να προσέχουμε εκτός απ’ την ευαισθησία (που δεν μας λέει απαραίτητα ότι ένα μικρόφωνο είναι καλό ή όχι) και άλλες παραμέτρους όπως:

     Απόκριση Συχνότητας

     Το maximum SPL χωρίς distortion

     Το πολικό διάγραμμα

     Και το πώς διαχειρίζεται τους θορύβους

4.  Απόκριση Συχνότητας - FREQUENCY RESPONSE

5.    max SPL χωρίς παραμόρφωση

6. Πολικό διάγραμμα

                                      7.Stereo microphones

Στην πραγματικότητα είναι 2 μικρόφωνα στην ίδια θήκη.

Είναι μια τεχνική με την οποία  υπάρχει διαφορά στις στάθμες που συλλαμβάνουν τα 2 μικρόφωνα όχι όμως και διαφορές χρονικές . Για να αποφευχθούν χρονικές διαφορές τα 2 μικρόφωνα τοποθετούνται πάρα πολύ κοντά , από εδώ βγαίνει και ο όρος 'Coincident Stereo'

                                           8.Διαχείριση Θορύβων

‘’αυτο-θόρυβος’’ – ‘’ self-noise’’: Το πόσο θορυβώδες είναι ένα μικρόφωνο. Είναι η στάθμη θορύβου που δημιουργεί μια τάση εξόδου (εκφραζόμενη σε dBA – πέραν του σκοπού του άρθρου) αλλά με απουσία ήχου στο μικρόφωνο. Φανταστείτε αυτόν τον ’αυτό-θόρυβο’’ σαν ‘’φύσημα’’. Όσο λιγότερο το ‘’φύσημα’’ τόσο καλύτερο το μικρόφωνο. Αυτό είναι ένα σπουδαίο χαρακτηριστικό ιδιαίτερο όταν επιθυμούμε να ηχογραφήσουμε σε συνθήκες πλήρους ησυχίας ή ηχογράφηση στη φύση (πχ κελαϊδίσματα).

 Ένα self-noise των:

•  25 dBA θεωρείται
• 20 dBA θεωρείται πολύ και
• 15 dBA ή λιγότερο θεωρείται εξαιρετικό  

                      9. SIGNAL-TO-NOISE RATIO:

                  69 dB θεωρείται καλό,

74 dB θεωρείται πολύ καλό, και

79 dB ή ψηλότερα εξαιρετικό.

Επίσης  signal-to-noise των 64 dB μπορεί να θεωρηθεί πάρα πολύ καλό αν τοποθετηθεί απ’ ευθείας έμπροσθεν του μουσικού οργάνου διότι το σήμα του οργάνου είναι κατά πολύ υψηλότερο από το self-noise του μικροφώνου  

                                               

10. Καλώδια -  Βύσματα - Κυψέλες

Διαβάστε οπωσδήποτε το άρθρο: Καλώδια Balanced vs Unbalanced : 

11. POWERING - Τροφοδοσία:

      Τα πυκνωτικά μικρόφωνα απαιτούν ειδική τροφοδοσία για να λειτουργήσουν είτε από μπαταρίαείτε από phantom power. Το Phantom power είναι 12 έως 48 volts DC και παίρνεται από την κονσόλα ή από ένα τροφοδοτικό phantom power supply .Η Phantom τροφοδοσία αποστέλλεται από το καλώδιοτου μικροφώνου – δεν απαιτείται επιπλέον καλωδίωση.Τα πυκνωτικά για οικιακές ηχογραφήσεις ποιότητας είναι  πολύ καλά όμως πρέπει όμως να γνωρίζετε , ότι απαιτούν Τροφοδοσία  phantom power (δείτε ΕΔΩJ από κονσόλα αλλιώς δεν λειτουργούν .

12.Μικρόφωνα Φυσαρμόνικας

Περιγράφτηκαν με λεπτομέρειες στο άρθρο εδώ: Στη φωτογραφία κατασκευή δικού μου μικροφώνου (κόστος 2 ευρώ) για φυσαρμόνικα:

Δείτε και τα Video μου :

13. USB μικρόφωνα

Δείτε και τα σχετικά άρθρα:

    Μικρόφωνα USB : ΕΔΩ :

    Σύγκριση Μικροφώνων: Dymamic , Condenser, Ribbon, USB  ΕΔΩ :

το C1-U   50 Ευρώ

το PG42USB Shure  210 ευρώ

14.Τύποι Μικροφώνων Εμπορίου

Large-Diaphragm Condenser Microphone (LDC) :

Είναι μικρόφωνα με διάφραγμα 1 ίντσας ή μεγαλύτερα που συνήθως έχουν πολύ καλή απόκριση στις χαμηλές συχνότητες και χαμηλό self-noise. Κοινή χρήση σε φωνητικά σε studios και σε ακουστικά όργανα.

Παραδείγματα:

Manley Gold Reference, AKG C12VR , Sterling Audio ST51,  Perception 100 , Audix SCX25 , Blue Blueberry , Lawson L47MP , Berlinger B1 , Samson CL7 κ.ά

Small-Diaphragm Condenser Microphone (SDC)

Είναι συνήθως πολικού διαγράμματος cardioid και έχουν διάφραγμα μικρότερο της 1 ίντσας. Έχουν συνήθως καλή απόκριση συχνότητας και έχουν χρήση σε ακουστικά όργανα και ειδικά σε κύμβαλα , ακουστική κιθάρα και πιάνο..

Παραδείγματα:

AKG C 451 B , Audix SCX1 , Crown CM-700 , Shure KSM109/SL και SM81 ….κ.ά

Dynamic Instrument Microphone

Αν και έχει flat απόκριση εν τούτοις παρουσιάζει κάποια peak όταν χρησιμοποιείται πολύ κοντά. Συχνά χρησιμοποιείται στους ενισχυτές κιθάρας και σε ντραμς

Παραδείγματα:

: Shure SM57, AKG D112  , Sennheiser MD421)…κ.ά

Live-Vocal Microphone

Πολικού διαγράμματος unidirectional με σχήμα ‘χωνάκι παγωτού’  και μπορεί να είναι τύπου: condenser,  dynamic, ή ribbon

Παραδείγματα:

Shure SM58, Beta 58A, SM85, AKG D3800, C 535 EB,  D5/D5S ,Audix OM5 , Beyerdynamic M88 T

USB Microphone
Είναι ένα δυναμικό μικρόφωνο που έχει ενσωματωμένο προενισχυτή και μετατροπέα analog-to-digital.

Παραδείγματα:
Behringer C1U USB  ,  D1013CUSB

ΤΕΛΟΣ ΑΡΘΡΟΥ