Статья: О радиомикрофонах

О  радиомикроф онах Музыкальное оборудование, техника » Микрофоны, Справочные данные Обычно, в описании  радиомикрофонов преобладают две  крайности:  ­ либо это откровенно рекламная  статья, которая изобилует  продающими лозунгами  ­ либо перегруженная специальными  специфическими терминами и малопонятная учебная радиотехническая  лекция.  Поэтому часто пользователь не  понимает разницы между  радиосистемами стоимостью 200  долларов и 3000 долларов.  Попробуем разобраться в этом  интересном вопросе.  Радиомикрофон ­ это сложнейшее  устройство, поэтому теорию мы все­ таки давать будем, так как человеку, вооруженному теорией, гораздо  легче на практике. А без теории  всегда будет виновата аппаратура,  или ее недостаток.  Как распространяется звук Источник звука создает колебания  молекул, которые, согласно  волновой теории, распространяются  в воздушной среде. Человеческое  ухо улавливает эти колебания и с  помощью мозга извлекает полезную  информацию. Плохо только то, что  звук не может распространяться на  очень большие расстояния в силуфизических свойств воздуха. Так как всегда имелась необходимость  передачи данных на большие  расстояния без проводов, то нужно  было найти другой носитель для  информации. На эту роль подошли  электромагнитные волны, которые  затухают в эфире с расстоянием  медленнее и распространяются  гораздо быстрее и дальше, чем  звуковые волны. (Скорость звука ­  330 метров в секунду, м/с, а  скорость электромагнитной волны ­  300 000 м/с). Если теперь наложить  на радиоволну какую­то  информацию (промодулировать), то  она может быть принята и  расшифрована на большом  расстоянии.  Модуляция сигнала Процесс наложения голоса на  радиоволну называется модуляцией. Модуляция происходит, когда  какой­либо сигнал (модулирующий)  управляет каким­либо параметром  другого сигнала (модулируемого),  который называется иногда несущейчастотой. В нашем случае  модулирующим сигналом являются  электрические колебания звуковой  частоты, идущие с микрофона.  Несущим сигналом будет  высокочастотный сигнал, на котором "поедет" голос  Сигнал можно модулировать  изменением следующих параметров:  Амплитуда. Такой принцип  называется амплитудной модуляцией (сокращенно ­ АМ) и лежит в основе  радиопередач в диапазонах  коротких, средних и длинных волн.  Самая "дальнобойная" связь  работает именно по этому принципу, однако все помехи в эфире также  носят амплитудный характер, и  сигнал, передаваемый в эфире,  подвергается жестким амплитудным  "ударам". Естественно, в этом случае говорить о качестве не приходится,  наоборот, спектр передаваемого  сигнала обрезается до телефонного  диапазона, чтобы только сохранить  разборчивость.Частота. Именно по принципу  частотной модуляции работают  радиомикрофонные системы. В  процессе частотной модуляции  частота несущего сигнала  изменяется пропорционально  амплитуде модулирующего.  Соответственно, звуковой сигнал с  максимальной амплитудой вызовет  максимальное отклонение несущей  частоты от своего "нулевого"  значения. Этот процесс называется  девиация. Величина девиации  ограничена, чтобы сигнал не  "залезал" в соседний частотный  диапазон, вызывая помехи. Это очень важно при создании многоканальных  радиомикрофонных систем.  Существует несколько разрешенных  частотных диапазонов для  радиосистем в нащей стране. Самый  низкочастотный из них называется 8­ метровым, это частоты порядка 30­ 50 МГц (длина волны 8 метров  соответствует частоте 37,5 МГц).  Далее идет диапазон VHF, это  примерно 130­260 МГц. Самый  высокочастотный диапазон UHF:450­960 МГц, который разделен на  частотные "окна" примерно по 24  МГц шириной.  В радиосистемах используется два  принципа: широкополосная и узкоп олосная модуляция. В первом  случае девиация несущей равна +/­  56 кГц, а во втором всего лишь +/­ 10 кГц. Естественно, в эфире можно  разместить больше узких частотных  полос, но диапазон передаваемых  звуковых частот в этом случае  сужается до 40­12000 Гц.  Узкополосные системы в основном  используются для экскурсий,  синхронного перевода, связи, то есть там, где не требуется студийное  качество звука. Широкополосная  модуляция обеспечивает частотную  полосу 40­20 000 Гц и используется в основной массе радиосистем,  применяемых на профессиональной  музыкальной сцене.  Когда мы передаем частотно­ модулированный сигнал через эфир,  он также подвергается амплитудным "нападкам" со стороны помех, ночастоту сигнала никакие помехи  изменить не в силах, то есть  информация, наложенная на  несущую, остается нетронутой.  Основные компоненты радиомикрофонов Как и любая радиосистема,  радиомикрофон состоит из  нескольких основных компонентов:  1. Преобразователь звуковых волн  в электрические колебания. Это  может быть любой микрофон со  специальным разъемом для  подключения к передатчику. Часто  микрофон и передатчик составляют  одно целое, такая конструкция по­ английски называется handheld.  Иногда миниатюрный микрофон  крепится к одежде, а провод от него  идет к передатчику, находящемуся  на поясе или в кармане (часто  применяется в реалити­шоу на  телевидении). Это удобно, когда  руки заняты. Такая конструкция  называется lavalier или clip­on (по­русски ­ "петличка"). Исполнители,  одновременно пляшущие и поющие,  часто используют радиомикрофоны  со специальной гарнитурой,  надеваемой на голову, в сочетании с  карманным передатчиком.  2. Радиопередатчик. Данное  устройство преобразует  электрические колебания звуковой  частоты в радиосигнал, то есть в  высокочастотные колебания, на  которые соответствующим образом  "наложен" звук. Передатчики  отличаются друг от друга  конструктивным исполнением,  выходной мощностью (от неё зависит дальнодействие), рабочей частотой и продолжительностью работы на  одном комплекте батарей (это  связано с мощностью, чем больше  мощность, тем чаще нужно менять  батареи).  Выходная мощность портативных  передатчиков обычно измеряется от  10 до 250 милливатт.  Радиомикрофоны с мощностью 250  милливатт обычно применяются приналичии сильных помех или когда  приемник находится далеко от  передатчика.  Для оценки передатчиков  существует ряд качественных  параметров. В первую очередь  ­ спектр излучения. Дело в том, что  ни один передатчик не способен  излучить только одну частоту. В его  излучении, в той или иной мере,  присутствуют другие, ненужные  частоты. В хороших передатчиках  доля такого "мусора" ничтожно  мала, в плохих ­ весьма ощутима, что делает невозможным создание  многоканальных систем.  Еще один важный параметр  ­ стабильность работы. Дешевый  передатчик может "плавать" по  частоте и по выходной мощности при изменении температуры или по мере  разрядки батарей.Конденсаторные  и динамические  микрофоны Музыкальное оборудование, техника » Микрофоны   На данный момент, наиболее  распространёнными типами  микрофонов в профессиональной  сфере являются конденсаторный  и динамический. Как на деле  ведут себя такие микрофоны, в  каких случаях следует  использовать конденсаторный  микрофон, а в каких  динамический, мы попытаемся  рассказать в данной статье.  «Конденсаторный» и  «динамический» — это термины,обозначающие два разных типа  микрофонов в соответствии с  механизмом преобразования  звука в электрический сигнал.Конденсаторный микрофон Диафрагма конденсаторного  микрофона представляет собой  тончайшую пластиковую плёнку  (для того, чтобы она могла  колебаться), покрытую с одной  стороны золотом или никелем и  расположенную вблизи от  неподвижной пластины из  проводящего материала. Для  создания электрического полямежду диафрагмой и этой  пластиной могут использоваться  два способа:  1 ­ в некоторых конденсаторных  микрофонах применяется  внешний источник (батарея или  фантомное питание), с помощью  которого на диафрагму подаётся  поляризующее напряжение.  2 ­ другие микрофоны, их  называют электретными —  содержат перманентно  поляризованный (электретный)  материал, располагающийся либо  в пластине, либо в самой  диафрагме.электретный микрофон  Диафрагма и пластина,  разделённые небольшой  воздушной камерой, образуют  конденсатор. Его ёмкость  изменяется в соответствие с  движением диафрагмы, свободно  перемещающейся под  воздействием звуковых волн. По  мере приближения или удаления  диафрагмы от пластины,  пропорционально изменяется  электрический заряд последней.  Колеблющееся напряжение  пластины является, таким  образом, электрическим  «отображением» движений  диафрагмы.  Динамический микрофонМеханизм действия  динамического микрофона можно представить как обратный  механизму действия звукового  динамика. Здесь диафрагма  присоединена к катушке из  тонкого провода, расположенной  в магнитном поле, создаваемомпостоянным магнитом. Когда  звуковая волна воздействует на  диафрагму, последняя начинает  колебаться, и звуковая катушка  перемещается. Вибрация провода  в магнитном поле приводит к  появлению электрического тока,  направление и величина которого  строго зависят от движений  диафрагмы, и, следовательно, в  динамическом микрофоне этот  ток является электрическим  «отображением» звуковой волны.  Сравнение конденсаторных и динамических микрофонов ­ Благодаря лучшей переходной  характеристике, конденсаторные  микрофоны, как правило, имеют  более широкий частотный  диапазон, чем динамические.  Однако, существуют  исключения.  ­ Среди конденсаторных  микрофонов чаще встречаются  однонаправленные, чего нельзя  сказать о динамическихмикрофонах.  ­ В отличие от динамических,  конденсаторные микрофоны  нуждаются в дополнительном  питании, роль которого обычно  выполняет батарея или  фантомное питание. Следует  отметить, что в электретных  микрофонах (а они являются  разновидностью конденсаторных) дополнительного питания не  требуется  ­ Строение конденсаторных  микрофонов позволяет  производить даже самые  миниатюрные устройства, в то  время как механизмы  динамического микрофона  накладывает существенные  ограничения на его размер.  ­ Динамические микрофоны  имеют более высокую  перегрузочную способность, и  поэтому обычно используются  для сценических приложений, а  также работы с гитарнымиусилителями и ударными.  ­ Конденсаторные микрофоны  хорошо подходят для  акустических инструментов и  студийной обработки вокала.  ­ В случае конденсаторных  микрофонов, которые будут  использоваться в жестких  условиях ­ на концертной и  театральной сцене ­ резонно  использовать съемную внешнюю  поролоновую ветрозащиту. Она  защитит микрофон от слюны и  грима и может быть снята и  промыта при помощи мыла и  воды после выступления.  Помните, никогда не допускайте  появления влаги поблизости от  конденсаторного элемента!  Ваше решение о выборе  конденсаторного или же  динамического микрофона может быть Вами принято не только в  зависимости от источника звука и системы звукоусиления, но от  физических условий Вашегомикрофона. С практической  точки зрения, если микрофон  будет использоваться в таких  суровых условиях, как на  открытом воздухе, Вашим  лучшим выбором будут  динамические микрофоны. В  более мягкой и благоприятной  среде для большинства  источников звука лучше  применять конденсаторные  микрофоны, особенно, если  необходимо достижение  высокого качества передаваемого звука.О  направленност и микрофона Музыкальное оборудование, техника » Микрофоны, Справочные данные Под углом снятия  звука или направленностью,  понимается зона возможного  расположения источника звуковогосигнала, внутри которой не  наблюдается значимой потери  эффективности микрофона.  Направленность микрофона – это  чувствительность микрофона к  звуку в зависимости от направления  или угла с которого приходит звук.  В микрофонах используется  несколько характеристик  направленности. Обычно они  изображаются в виде полярных  диаграмм, для того, чтобы  графически отобразить вариации  чувствительности в зоне 360  градусов вокруг микрофона,  принимая микрофон за центр  окружности, и ставя точку отсчета  угла перед микрофоном.  Диаграмма  направленности показывает  зависимость чувствительности  микрофона к звуковому сигналу от  местоположения его источника.  По направленности, различают три  основных типа микрофонов: всенаправленные микрофоны  однонаправленные микрофоны  двунаправленные микрофоны Всенаправленный микрофон Всенаправленный  микрофон имеет одинаковый  выходной уровень при любом  направлении. Он охватывает все  градусы. Всенаправленный  микрофон улавливает максимальное количество пространственных  звуков. При применении во время  концерта всенаправленный  микрофон должен быть расположен  очень близко к источнику звука.  Кроме того, можно повернуть  всенаправленный микрофон в  сторону от ненужных источников  звука, таких как порталы, что может вызвать заводку.Всенаправленный микрофон    Всенаправленный  микрофон чувствителен к  сигналам, идущим со всех  направлений.    Микрофон с полусферической направленностью  Микрофон с полусферической  направленностью чувствителен  только к сигналам, исходящим из  одной полусферы окружающего  мира. Такую направленность имеют  микрофоны с краевым эффектом  (PZM).   зависимость от акустикипомещения: не отсекают эхо;  не обеспечивают акустическую  изоляцию, разве что только при  малом расстоянии от источника  звука до микрофона;  низкая чувствительность к  звукам дыхания;  практически отсутствует  «эффект близости»;  расширенные низкие частоты у  конденсаторных микрофонов,  что очень полезно при работе с  органом, бас барабаном и  симфоническим оркестром; Однонаправленный микрофон Однонаправленный микрофон,  или «направленный», проявляет  чувствительность к звуку, который  приходит с одного направления, и  меньшую чувствительность к  остальным. Типичной картиной для  таких микрофонов являетсякардиоидная характеристика  (своеобразная диаграмма в форме  сердца). Наибольшая  чувствительность, при этом,  достигается на направлении вдоль  оси микрофона, а наименьшая ­ в  противоположном направлении.  Эффективный угол работы  кардиоидного микрофона  составляет 130 градусов.  Микрофоны с направленностями,  рассмотренными ниже, относятся к  так называемым или  «однонаправленным»  микрофонам.    Микрофон с кардиоидной диаграммой направленности  Как видно из рисунка, микрофон с  кардиоидной диаграммой  направленности безразличен кзвуку, идущему сзади.    Микрофон с суперкардиоидной диаграммой направленности Микрофон с суперкардиоидной  диаграммой  направленности имеет спереди  более узкую зону захвата звука, чем  микрофон с кардиоидной  направленностью. При этом он  частично захватывает звук, идущий  непосредственной сзади, но также  имеет две области абсолютной  нечувствительности (см. рисунок).  Микрофоны с суперкардиоидной  диаграммой направленности:   имеют максимальную разницу  между передней и задней  областями чувствительности  среди подобных микрофонов; обеспечивают большую  изоляцию, чем микрофоны с  кардиоидной направленностью;  менее чувствительны к акустике помещения, чем микрофоны с  кардиоидной направленностью.   Гиперкардиоидная диаграмма направленности Гиперкардиоидная диаграмма  направленности похожа на  суперкардиоидную. Она отличается  от последней тем, что имеет  сравнительно более узкую зону  чувствительности спереди и более  широкую сзади. Микрофоны с  гиперкардиоидной направленностью также имеют две «нулевые»  области.Микрофоны с гиперкардиоидной  диаграммой направленности:  обеспечивают максимальную  среди подобных им микрофонов нечувствительность к боковым  звукам;  обеспечивают максимальную  акустическую изоляцию:  защищают от неблагоприятных  эффектов помещения, feedback­ и посторонних шумов;  препятствуют утечке сигнала.   Микрофоны с полукардиоидной диаграммой направленности Таким образом кардиоидный  микрофон улавливает почти треть  ( 360/3=120) пространственных  звуков по сравнению со  всенаправленным.  Однонаправленные микрофоныотделяют необходимый  прямонаправленный звук от  посторонних и пространственных  звуков.  Использование такого микрофона  часто является необходимым  мероприятием. В некоторых случаях ­ это единственный способ  уменьшить проникновение звука в  канал музыкальных инструментов.  Необходимо отметить, что они  имеют зону улавливания  непосредственно сзади.  Микрофоны с полукардиоидной  диаграммой  направленности обычно  используются на лекциях,  конференциях и совещаниях.  Двунаправленный микрофон Двунаправленный микрофон,  «восьмёрка», обладает намного  большей чувствительностью как  спереди, так и сзади, но по бокам  уровень чувствиельности меньше.Уровень пространственного шума  такой же, как и у  однонаправленного. Данный вид  микрофона применяется для  улавливания звука от двух  противоположных источников,  например, вокального дуэта.    «Восьмёрка» «Восьмёркой» называется  диаграмма направленности, при  которой микрофон одинаково  чувствителен к сигналам, идущим  спереди и сзади, и абсолютно  нечувствителен к звуку, идущему с  боков.   используются, в частности, для  интервью, когда собеседники  сидят напротив друг друга или  для записи и озвучивания  дуэтов; обеспечивают максимальную  изоляцию при overhead­записи;  применяются для стереозаписи  по методу Блюмляйна  (Blumlein), когда используются  два скрещенных  микрофона­«восьмёрки». Для однонаправленных микрофонов  (кардиоидных, суперкардиоидных, и т. д.) угол между центральной  линией (см. рисунок) и точкой, где  эффективность микрофона значимо  падает (разница достигает 3 дБ),  считается половиной угла снятия  звука. Типичный показатель для  кардиоидного микрофонасоставляет 131° (65.5° по обе  стороны центральной линии),  значения для других видов  микрофонов представлены ниже.  Угол снятия звука: 360° Всенаправленный микрофон Кардиоидный микрофон 131° Суперкардиоидный микрофон 115° Гиперкардиоидный микрофон 105° Направленность ­ сравнителные характеристики микрофонов: Подавление шума окружающей  среды (пространственного шума)  Так как однонаправленные  микрофоны не столько  чувствительны к звукам  приходящим не по оси, чем  всенаправленные, они воспринимают меньше пространственного звука.  Определение необходимого  расстоянияНаправленные микрофоны  улавливают меньше шума, чем  всенаправленные, они могут быть  использованы и установлены на  небольших расстояниях от  источника звука, сохраняя в это же  время баланс между основным и  фоновым или пространственным  звуком. Всенаправленный микрофон должен располагаться примерно  вдове ближе, чтобы иметь такой же  баланс.  Эффект поворота микрофона  Изменение амплитудно­частотной  характеристики (АЧХ) микрофона,  которое будет тем существеннее,  чем больше угол между осью  микрофона и направлением на  источник звука. В первую очередь  происходит потеря низов, что  приводит к неясному и нечеткому  звуку.  Эффект приближения  микрофона  У однонаправленных микрофоновотдача в низах (нижних частотах)  может значительно возрастать по  мере того, как микрофон  приближается (в пределах  полуметра) к источник звука. При  установке вплотную (мене 30 см)  следует помнить об эффекте  приближения и убрать низы  (например, используя эквалайзер),  чтобы получить более натуральный  звук. Вы можете:   убрать низы на микшере,  использовать микрофон,  минимизирующий эффект,  использовать микрофон с  кнопкой среза басов  использовать всенаправленный  микрофон. Природа однонаправленных  микрофонов такова, что они могут  не только отделить звучание одного  инструмента от другого, но также  уменьшить обратную связь,  допуская тем самым большееусиление. С этой точки зрения  однонаправленные микрофоны  предпочтительнее всенаправленных  практически во всех задачах  усиления звука.  Использование направленности для уменьшения шума При усилении звука, микрофоны  часто могут находиться в местах,  где они могут принять звук от  посторонних источников. В каждом  случае мы имеем один нужный  источник звука и один или более  ненужных. Четкий и правильный  выбор нужной характеристки  направленности может очень помочь в максимальном улавливании  нужного звука и минимальном ­  ненужных.  Несмотря на то, что для лучшего  улавливания обычно очевидным  вариантом является осевое  направление, направление  минимизирующее улавливание  посторонних звуков может зависеть  от типа микрофона. Таким образом,однонаправленные микрофоны  менее чувствительны сзади, а  остальные улавливают на этом  направлении звук.  Секреты  звукоизоляции Акустика и звукоизоляция. Секреты звукоизоляции КАК ЗАЩИТИТЬ СЕБЯ ОТ  ШУМА?  Акустическая экология жилища  начинается со знания норм.  Нормативами,  регламентирующими требования  к звукоизоляции, являютсяМосковские городские  строительные нормы, Санитарные нормы и СНиП.  Звукоизоляция ограждающих  конструкций (перекрытий, стен,  перегородок, дверей и т.д.) – это  способность препятствовать  распространению звука,  ослаблять звуковое давление (или звуковую энергию) шума,  проникающего из шумного в  тихое помещение. При этом  различают воздушный шум,  который возникает в воздухе, и  благодаря воздушным звуковым  волнам распространяется через  ограждающие конструкции, и  ударный (или структурный) шум,  который возникает  непосредственно в конструкциях  и, распространяясь по ним,  излучается в виде воздушных  звуковых волн.  Нормы звукоизоляции Рассмотрим каждую  разновидность шума отдельно.