Esistono tre tecniche meccaniche di base utilizzate nella costruzione di microfoni per scopi audio professionali, ma tutti e tre i tipi hanno le stesse tre parti principali:
- Un diaframma: le onde sonore colpiscono il diaframma, facendolo vibrare in sintonia con l’onda sonora. Per riprodurre accuratamente i suoni ad alta frequenza, deve essere il più leggero possibile.
- Un trasduttore: le vibrazioni meccaniche del diaframma vengono convertite in un segnale elettronico dal trasduttore.
- Una custodia — Oltre a fornire supporto meccanico e protezione per il diaframma e il trasduttore, la custodia può anche essere realizzata per aiutare a controllare la risposta direzionale del microfono.
Diamo uno sguardo più da vicino ai tre tipi di microfoni
Per me un microfono è come un colore che un pittore seleziona dalla sua tavolozza. Scegli i colori che vuoi usare. – Eddie Kramer
Il microfono dinamico
In un microfono a bobina mobile (o più comunemente chiamato “dinamico”), le onde sonore provocano il movimento di un sottile diaframma metallico e di una bobina di filo collegata che si trova all’interno di un magnete permanente. Quando le onde sonore fanno vibrare il diaframma, anche le bobine collegate vibrano nel campo magnetico, provocando il flusso di corrente. Poiché la corrente è prodotta dal movimento del diaframma e la quantità di corrente è determinata dalla velocità di quel movimento, questo tipo di microfono è noto come sensibile alla velocità.
La capacità del microfono di rispondere ai transienti e ai segnali a frequenza più alta dipende da quanto sono pesanti le parti in movimento. In questo tipo di microfono, sia il diaframma che la bobina si muovono, quindi significa che è relativamente pesante. Di conseguenza, la risposta in frequenza scende al di sopra di circa 10 kHz. Il microfono ha anche una frequenza di risonanza (una frequenza o un gruppo di frequenze che viene enfatizzata) che è tipicamente da qualche parte da circa 1 a 4kHz. Questa risposta di risonanza è talvolta chiamata picco di presenza, poiché si verifica nella regione di frequenza che influisce direttamente sull’intelligibilità della voce. A causa di questo naturale effetto, i microfoni dinamici sono spesso preferiti dai cantanti, specialmente nel rinforzo del suono. Picco risonante nella risposta in frequenza, tipicamente debole risposta ad alta frequenza oltre 10kHz.
Il microfono a nastro
Il microfono a nastro funziona quasi come il microfono a bobina mobile. La differenza principale è che il trasduttore è una striscia di foglio di alluminio estremamente sottile, abbastanza larga e abbastanza leggera da essere fatta vibrare direttamente dalle molecole d’aria in movimento dell’onda sonora, quindi non è necessario alcun diaframma separato. Tuttavia, il segnale elettrico generato è molto piccolo rispetto a un microfono a bobina mobile, quindi è necessario un trasformatore di uscita per aumentare il segnale a un livello utilizzabile.
Come il microfono dinamico, la risposta in alta frequenza è regolata dalla massa delle parti in movimento. Ma poiché il diaframma è anche il trasduttore, la massa è solitamente molto inferiore a quella di un tipo dinamico. Di conseguenza, la risposta in frequenza superiore tende a raggiungere un valore leggermente superiore, a circa 14 kHz. Anche la risposta in frequenza è generalmente più piatta rispetto a un microfono a bobina mobile.
Tutti i buoni microfoni a nastro da studio offrono maggiori opportunità di equalizzazione per il gusto poiché “prendono” bene l’EQ. I microfoni a nastro hanno il loro picco di risonanza nella parte inferiore della loro gamma di frequenze, il che significa che un nastro semplicemente non aggiunge alcun clamore ad alta frequenza extra come fanno i microfoni a condensatore. Risposta in frequenza relativamente piatta, risposta ad alta frequenza estesa rispetto alla dinamica, non necessita di alimentazione esterna o interna per funzionare.
Il microfono a condensatore
Il microfono a condensatore ha due piastre caricate elettricamente: una che può muoversi, che funge da diaframma, e una che è fissa, chiamata piastra posteriore. Questo è, in effetti, un condensatore (o “condensatore”) con un elettrodo caricato positivamente e negativamente e uno spazio d’aria in mezzo. Il suono deprime il diaframma, provocando un cambiamento nella spaziatura tra esso e la piastra posteriore. Questo cambiamento di capacità e distanza tra esso e la piastra posteriore causa un cambiamento nel potenziale di tensione che può essere amplificato a un livello utilizzabile. Per aumentare questa piccola tensione, come amplificatore vengono utilizzati un tubo a vuoto o transistor FET.
Questo è il motivo per cui è necessaria una batteria o alimentazione phantom per caricare le piastre e anche per far funzionare il preamplificatore. Poiché i requisiti di tensione per alimentare una valvola a vuoto sono così elevati e quindi richiedono alcuni componenti grandi e pesanti, alcuni microfoni hanno l’alimentatore in una scatola esterna separata. La loro risposta in frequenza regolare e la linearità di fase li rendono ideali per i formati digitali che dominano oggi il settore. La maggior parte dei condensatori a diaframma grande sono microfoni multi-pattern. Questo design è composto da una singola piastra posteriore posta tra due diaframmi. Variando la quantità di segnale da ciascun diaframma inviato al preamplificatore, il microfono può avere pattern selezionabili che vanno da un cardioide stretto a una figura-8 fino al completo omnidirezionale.
I microfoni a condensatore, tuttavia, squillano (risuonano) sempre un po’, tipicamente nell’intervallo da 8 a 12 kHz. Il pattern di risonanze di un microfono a condensatore è una parte importante del suo carattere. Il loro bump di risposta di fascia alta incorporato limita l’equalizzatore che potresti voler aggiungere, poiché un po’ di aumento delle alte frequenze può iniziare a suonare un po’ “tagliente” piuttosto rapidamente.
Eccellente risposta alle alte frequenze e alle armoniche superiori, può avere un’eccellente risposta alle basse frequenze. Da moderato a molto costoso, richiede alimentazione esterna, può essere relativamente ingombrante; I modelli a basso costo (e alcuni costosi) possono soffrire di una risposta in frequenza scarsa o incoerente, due microfoni dello stesso modello possono suonare in modo abbastanza diverso, l’umidità e la temperatura influiscono sulle prestazioni.
Tenere i microfoni a condensatore chiusi quando non vengono utilizzati.
Copri il microfono se verrà lasciato impostato durante la notte.
L’umidità e le temperature estreme possono avere un effetto indesiderato sulle prestazioni. Se esposta a una stanza calda o umida dopo un periodo di temperatura molto bassa, la condensa nell’involucro può causare rumori indesiderati o nessun segnale fino a quando l’unità non si è asciugata. Non soffiare nel microfono. Alcuni diaframmi possono toccare la piastra e attaccarsi (spegnendo il microfono e scollegando l’alimentazione, però, si potrebbe staccarlo).
Un microfono a condensatore può essere sovraccaricato, il che può causare distorsione o asprezza del tono. Di solito questo non è dovuto al sovraccarico del diaframma, ma all’elevata potenza della capsula che sovraccarica il preamplificatore FET incorporato. Questo è meno probabile nel caso di un modello con valvola a vuoto, poiché le valvole sono naturalmente “soft clip”.
La maggior parte dei preamplificatori microfonici interni ha un interruttore pad -10dB per abbassare l’uscita dalla capsula.
ALIMENTAZIONE PHANTOM
A differenza dei microfoni dinamici ea nastro, tutti i microfoni a condensatore richiedono un’alimentazione di qualche tipo. I microfoni a condensatore richiedono un’alimentazione da una fonte esterna chiamata “alimentazione phantom”. Questa è una fonte di alimentazione CC da 48 volt alimentata da una console di registrazione o da un preamplificatore microfonico sullo stesso cavo che trasporta l’audio. Sulla maggior parte delle console di registrazione, l’alimentazione phantom è commutabile, poiché potrebbe causare un forte pop quando si scollega un cavo collegato a un microfono dinamico.
Specifiche del microfono
SENSIBILITÀ Questa è una misura della quantità di uscita elettrica prodotta da una data pressione sonora. Ciò ti dice quanto è forte un microfono. In generale, a parità di pressione sonora, i microfoni a nastro sono i più silenziosi, mentre i condensatori, per il loro preamplificatore incorporato, sono i più rumorosi.
L‘uscita del microfono è espressa in dB rispetto a un livello di riferimento. La maggior parte dei livelli di riferimento sono ben al di sopra del livello di uscita del microfono, quindi il numero risultante in dB sarà negativo. Pertanto, come nella Figura 4, un microfono a nastro con un indice di sensibilità di –38 fornirà un segnale più caldo di 16 dB rispetto a un microfono con una sensibilità di –54 dB, che a sua volta fornirà un segnale più caldo di 6 dB rispetto a un segnale valutato a –60 dB. Notare che una buona sensibilità non rende necessariamente un microfono “migliore” per un’applicazione.
CARATTERISTICHE DI SOVRACCARICO
Qualsiasi microfono produrrà distorsione quando è sovraccaricato da suoni forti. Ciò è causato da vari fattori. Con un microfono dinamico, la bobina può essere estratta dal campo magnetico; in un condensatore, l’amplificatore interno potrebbe interrompersi. Un overdrive prolungato o suoni estremamente forti possono distorcere permanentemente il diaframma, degradando le prestazioni a livelli sonori ordinari. Nel caso di un microfono a nastro, il nastro potrebbe essere allungato fuori forma, causando di nuovo un grave peggioramento delle prestazioni. I suoni forti si incontrano più spesso di quanto si possa pensare, specialmente se si posiziona il microfono molto vicino a strumenti rumorosi come un rullante o la campana di una tromba. In effetti, in molte strutture di grandi dimensioni, un microfono che è stato utilizzato su una grancassa, per esempio, è etichettato come tale e non viene utilizzato successivamente su nessun altro strumento.
RISPOSTA IN FREQUENZA
Sebbene una risposta in frequenza piatta sia stato l’obiettivo principale delle aziende produttrici di microfoni negli ultimi tre o quattro decenni, ciò non significa necessariamente che un microfono sia quello giusto. Molti microfoni hanno un’enfasi su determinate frequenze perché ciò li rende utili per alcune applicazioni (voce in una situazione dal vivo, per esempio). In generale, i problemi nella risposta in frequenza si incontrano principalmente con i suoni originati fuori asse dal modello direzionale principale del microfono.
Qual è la risposta in frequenza del microfono? La risposta in frequenza del microfono è la sensibilità di uscita specifica della frequenza di un microfono. Descrive in dettaglio i livelli di uscita relativi delle frequenze audio/audio che un microfono è in grado di riprodurre. Le risposte in frequenza sono specificate come intervalli di frequenza e come grafici/diagrammi completi.
Modelli polari (risposta direzionale)
La risposta direzionale di un microfono è il modo in cui il microfono risponde ai suoni provenienti da diverse direzioni attorno al microfono. La risposta direzionale è determinata più dall’involucro che circonda il microfono che dal tipo di trasduttore utilizzato.
La risposta direzionale di un microfono è registrata su un diagramma polare. Il modello di risposta polare di un microfono può determinarne l’utilità in diverse applicazioni.
Ci sono quattro modelli tipici che si trovano comunemente nel design del microfono
OMNIDIREZIONALE
Un microfono omnidirezionale raccoglie il suono in modo uniforme da tutte le direzioni.
Diagramma polare omnidirezionale
FIGURA-8
I microfoni Figure-8 (o bidirezionali) rilevano quasi allo stesso modo nella parte anteriore e posteriore, ma quasi nulla su ciascun lato. Va notato che la risposta in frequenza è solitamente un po’migliore (come in più luminosa) sul lato anteriore del microfono, anche se il livello sembrerà più o meno lo stesso.
CARDIOIDE
Il microfono cardioide ha una forte ricezione sull’asse (nella parte anteriore) del microfono, ma una ridotta ricezione fuori asse (di lato e dietro). Ciò fornisce un modello un po ‘a forma di cuore, da cui il nome
MICROFONI SUPERCARDIOIDI
Modificando il numero e le dimensioni delle porte (aperture) sulla custodia, è possibile aumentare la direzionalità di un microfono in modo che ci sia ancora meno sensibilità ai suoni sul retro e sui lati.
EFFETTO DI PROSSIMITÀ Una particolarità del microfono a gradiente di pressione è che ha una risposta in frequenza diversa nei campi vicini e lontani. I microfoni cardioide e supercardioide sperimentano un accumulo di bassa frequenza man mano che ci si avvicina al microfono, noto come effetto di prossimità. In molti casi questo può essere utilizzato con buoni risultati, aggiungendo “calore” e “pienezza” alla sorgente, ma può anche far sembrare la risposta in frequenza sbilanciata se non viene presa in considerazione.
Microfoni speciali
MICROFONI A FUCILE Esistono numerose applicazioni che richiedono un microfono direzionale ancora più direzionale, come la raccolta di notizie, la registrazione di animali selvatici o la registrazione di dialoghi su film e televisori. Uno di questi microfoni è il microfono a fucile. Questo è costituito da un lungo tubo con fessure tagliate in esso collegato a un microfono cardioide. Il suono proveniente dai lati entra attraverso una serie di fessure nel tubo di interferenza e quelle frequenze tendono a cancellarsi al microfono. Il suono che entra all’estremità del tubo va direttamente al microfono, fornendo un’ampia differenziazione tra la sorgente e altri rumori di fondo. Il tubo è normalmente coperto da un parabrezza peloso per uso esterno.
LAVALIERE
I microfoni “tie clip” estremamente piccoli sono noti come microfoni lavaliere (a volte chiamati semplicemente “lavs”). Di solito sono condensatori elettrete e omnidirezionali e sono generalmente progettati per integrarsi con un capo di abbigliamento. Uno dei maggiori problemi con lavalieres è il rumore, che può essere piuttosto grave se un capo di abbigliamento (come una giacca) si sfrega contro di esso. Pertanto, il posizionamento diventa cruciale.
DPA 4026 Lavaliere Mic
PZM
Il microfono a zona di pressione (PZM) o il microfono perimetrale è progettato per ridurre la quantità di eco o riverbero durante la registrazione in una stanza grande. A tale scopo, posiziona la capsula del microfono molto vicino a una superficie piana. Questa superficie piatta è chiamata “confine” ed è per questo che questo tipo di microfono è anche chiamato microfono perimetrale. Avvicinando la capsula del microfono al confine, si riduce la vasta gamma di onde sonore riflesse che la colpiscono da tutte le angolazioni.
Le onde che vengono riflesse dal confine posizionato più vicino sono molto più forti delle onde che sono rimbalzate per tutta la stanza. Ciò aiuta il microfono a diventare più sensibile e, di conseguenza, impedisce all’audio di suonare troppo riverberante. I microfoni PZM, che sono omnidirezionali, sono piatti e progettati per essere montati su una parete o posizionati sul pavimento o su un tavolo.