Kiedy używasz mikrofonu, wzór polaryzacji, który wybierasz, wpływa na to, jak zbiera on i rejestruje dźwięk. Chociaż istnieje kilka rodzajów wzorów polaryzacji dostępnych w dzisiejszych mikrofonach, najbardziej popularnym typem jest wzór jednokierunkowy.

Ten rodzaj polaryzacji jest kierunkowy i zbiera dźwięk z jednego obszaru w przestrzeni, tj. przed mikrofonem. Jest to przeciwieństwo, na przykład, mikrofonów dookólnych, które zbierają dźwięk z całego otoczenia mikrofonu.

W tym poście przyjrzymy się mikrofonom jednokierunkowym, jak działają, ich zaletom i wadom w stosunku do dookólnego wzoru polarnego i jak ich używać.

Tak więc, jeśli nie jesteś pewien, czy wybrać mikrofon kierunkowy na swój następny koncert na żywo lub sesję nagraniową, to ten post jest dla Ciebie!

Podstawy mikrofonów jednokierunkowych

Mikrofony jednokierunkowe, zwane również kierunkowymi, odbierają dźwięk z jednego kierunku, tzn. mają wzór biegunowy (patrz poniżej), który został zaprojektowany tak, aby skupić się na dźwięku pochodzącym z określonego kierunku, a jednocześnie wykluczyć dźwięki z innych kierunków.

Są one przeciwieństwem mikrofonów dookólnych, które odbierają dźwięk z kilku kierunków jednocześnie. Jako takie są preferowane w sytuacjach, w których jedno źródło dźwięku jest punktem centralnym w sesjach audio na żywo lub sesjach nagraniowych bez zbierania zbyt dużej ilości otoczenia lub szumu tła.

Wzory polarne

Wzorce biegunowe mikrofonów - zwane również wzorcami odbioru mikrofonu - opisują region, z którego mikrofon odbiera dźwięk. Istnieje kilka rodzajów wzorców biegunowych stosowanych w nowoczesnych mikrofonach, przy czym najpopularniejsze są typy kierunkowe.

Rodzaje wzorców biegunowych

Najczęściej spotykane rodzaje polaryzacji to:

• Kardioidalny (kierunkowy) - Region w kształcie serca przed mikrofonem.
• Figure-eight (bi-directional) - region przed i za mikrofonem w kształcie ósemki, co daje dwukierunkowy region odbioru.
• Dookólny - Sferyczny region wokół mikrofonu.

Należy pamiętać, że wzór polaryzacji mikrofonu to coś więcej niż tylko jego ustawienie względem źródła dźwięku - jak to ujął Paul White, znakomity weteran branży audio:

Wybierz optymalny wzór polaryzacji dla danego zadania i jesteś w połowie drogi do uchwycenia wspaniałego nagrania.

Kierunkowe wzorce biegunowe

Podczas gdy kardioidalny wzorzec polarny jest najbardziej powszechnym typem wzorca kierunkowego (ustawionego tyłem do siebie w przypadku wzorca dwukierunkowego), istnieją inne stosowane warianty:

• Superkardioida - Jest to popularny wzór kierunkowy, który oprócz regionu w kształcie serca przed mikrofonem zbiera niewielką ilość dźwięku zza niego i ma węższy region skupienia przedniego niż kardioida.
• Hiperkardioida - Jest podobna do superkardioidy, ale ma jeszcze węższy region ogniska przedniego, co daje bardzo (tj. "hiper") kierunkowy mikrofon.
• Subkardioida - Ponownie, jest to wzór podobny do superkardioidy, ale z szerszym obszarem ogniskowania przedniego, tj. kierunkowość, która jest gdzieś pomiędzy kardioidą a wzorcem dookólnym.

Zarówno super-, jak i hiperkardioida zapewniają węższy obszar ogniskowania przedniego niż kardioida, i jako takie są przydatne w sytuacjach, w których chcesz uzyskać mniejszy hałas otoczenia i silną kierunkowość, choć z pewnym odbiorem z tyłu. Wymagają one jednak ostrożnego pozycjonowania - jeśli wokalista lub głośnik poruszy się poza osią podczas nagrywania, może to mieć wpływ na jakość dźwięku.

Subkardioida jest mniej skupiona niż warianty super i hiper, lepiej nadaje się do szerokich źródeł dźwięku i zapewnia bardziej naturalne, otwarte brzmienie. Jest jednak bardziej podatna na sprzężenia, biorąc pod uwagę bardziej otwartą naturę tego wzoru odbioru.

Jak działają mikrofony kierunkowe

O kierunkowości mikrofonu decyduje konstrukcja jego kapsuły, czyli części zawierającej mechanizm wrażliwy na dźwięk, składający się zwykle z membrany, która drga w odpowiedzi na fale dźwiękowe.

Konstrukcja kapsuły mikrofonowej

Istnieją dwa podstawowe typy konstrukcji kapsuł:

1. Kapsuły ciśnieniowe - Tylko jedna strona kapsuły jest otwarta dla powietrza, co oznacza, że membrana będzie reagować na fale ciśnienia akustycznego pochodzące z dowolnego kierunku (dzieje się tak dlatego, że powietrze ma właściwość wywierania ciśnienia jednakowo we wszystkich kierunkach).
2. Kapsuły z gradientem ciśnienia - Obie strony kapsuły są otwarte dla powietrza, więc fale ciśnienia akustycznego wchodzące z jednej strony będą wychodzić po drugiej stronie przy niewielkiej różnicy (tj. gradiencie) ciśnienia powietrza.

Kapsuły ciśnieniowe są stosowane w mikrofonach typu omni, ponieważ reagują na dźwięk dochodzący ze wszystkich kierunków.

Kapsuły z gradientem ciśnienia są stosowane w mikrofonach kierunkowych, ponieważ wielkość gradientu zmienia się w zależności od kąta nachylenia źródła dźwięku, co czyni te mikrofony czułymi na kierunkowość.

Zalety mikrofonów jednokierunkowych

Jedną z głównych zalet mikrofonu kierunkowego jest jego skoncentrowany obszar odbioru. Oznacza to, że nie będzie on zbierał niepożądanych dźwięków lub szumów tła.

Jest to przydatne w sytuacjach, gdy dźwięk dobiega z wąskiego obszaru względem mikrofonu, np. podczas przemówienia lub wykładu, lub gdy bezpośrednio przed mikrofonem znajduje się zespół muzyczny.

Inne zalety mikrofonów jednokierunkowych to:

• Duże wzmocnienie względem sprzężenia w porównaniu z mikrofonami dookólnymi, ponieważ jest większa czułość na bezpośredni dźwięk z wąskiego obszaru w przestrzeni.
• Niska wrażliwość na szumy tła lub niepożądane dźwięki otoczenia.
• Lepsza separacja kanałów podczas nagrań, dzięki lepszemu stosunkowi, z jakim mikrofon zbiera dźwięki bezpośrednie w stosunku do pośrednich w porównaniu z mikrofonami dookólnymi.

Wady mikrofonów jednokierunkowych

Główną wadą mikrofonu kierunkowego jest efekt bliskości, czyli wpływ na jego charakterystykę częstotliwościową w miarę zbliżania się do źródła dźwięku. Skutkuje to nadmierną odpowiedzią basową, gdy mikrofon znajduje się blisko źródła.

Wokalista, na przykład, zauważy wyższą odpowiedź basową, gdy zbliży się do mikrofonu kierunkowego z powodu efektu bliskości. Może to być pożądane w niektórych sytuacjach, jeśli dodatkowy bas dodaje głęboki, ziemisty ton do głosu wokalisty, na przykład, ale jest niepożądane, gdy wymagana jest spójna równowaga tonalna.

Inne wady mikrofonów kierunkowych to:

• Nieco brakuje w basowym rejonie pasma przenoszenia w stosunku do większości mikrofonów omni.
• Nie wychwytuje atmosfery ani innych dźwięków, które oddają sens otoczenia, w którym używany jest mikrofon.
• Ze względu na kapsułkową konstrukcję (tzn. otwartą na obu końcach, przepuszczającą powietrze), jest bardziej wrażliwy na szum wiatru, gdy jest używany na zewnątrz.

Jak używać mikrofonu kierunkowego

Sposób wykonania mikrofonu kierunkowego, czyli generowania jego kierunkowej charakterystyki biegunowej, skutkuje pewnymi cechami, z których warto zdawać sobie sprawę, gdy się go używa. Przyjrzyjmy się dwóm najważniejszym z nich.

Charakterystyka częstotliwościowa

Mikrofony dookólne znane są ze swojej stałej czułości w szerokim zakresie częstotliwości, ale w przypadku mikrofonu kierunkowego mechanizm gradientu ciśnienia oznacza, że ma on różną czułość przy niskich i wysokich częstotliwościach. W szczególności jest on prawie nieczuły przy niskich częstotliwościach.

Aby temu zaradzić, producenci sprawiają, że membrana mikrofonu kierunkowego jest bardziej wrażliwa na niskie częstotliwości. Jednak, choć pomaga to zwalczyć tendencje mechanizmu gradientu ciśnienia, skutkuje podatnością na niepożądane dźwięki o niskiej częstotliwości, wynikające z wibracji, hałasu obsługi, wiatru i podskakiwania.

Efekt bliskości

Właściwością fal dźwiękowych jest to, że ich energia przy niskich częstotliwościach rozprasza się znacznie szybciej niż przy wysokich, a zmienia się to w zależności od odległości od źródła. To właśnie powoduje efekt zbliżeniowy.

Z uwagi na ten efekt producenci projektują charakterystykę częstotliwościową mikrofonu kierunkowego z myślą o określonej odległości. W użyciu, jeśli odległość od źródła różni się od tej, do której mikrofon został zaprojektowany, charakterystyka tonalna może brzmieć zbyt "dudniąco" lub "cienko".

Techniki najlepszych praktyk

Mając na uwadze te cechy, oto kilka najlepszych technik, które należy przyjąć podczas używania mikrofonu kierunkowego:

• Użyj dobrego uchwytu przeciwwstrząsowego, aby zminimalizować podatność na zakłócenia o niskiej częstotliwości, takie jak wibracje.
• Użyj lekkiego i elastycznego kabla, aby jeszcze bardziej zminimalizować wibracje (ponieważ sztywne, cięższe kable łatwiej propagują wibracje).
• Użyj szyby, aby zredukować szum wiatru (jeśli na zewnątrz) lub plosów.
• Podczas użytkowania należy ustawić mikrofony jak najskuteczniej w kierunku źródła dźwięku.
• Zastanów się, jaki wzór kierunkowy najlepiej pasuje do Twoich potrzeb, np. kardioidalny, super, hiper, a nawet dwukierunkowy.

Nadal nie wiesz, który mikrofon wybrać? Przygotowaliśmy obszerny poradnik, w którym szczegółowo porównujemy mikrofony jednokierunkowe vs wszechkierunkowe!

Wniosek

W tym poście przyjrzeliśmy się mikrofonom jednokierunkowym, czyli takim, które mają kierunkową charakterystykę polaryzacji. W porównaniu z niekierunkową (dookólną) charakterystyką polaryzacji, mikrofony te charakteryzują się:

• Skoncentrowana kierunkowość i lepsza separacja kanałów
• Duże wzmocnienie źródła dźwięku w stosunku do sprzężenia zwrotnego lub hałasu otoczenia
• Większa wrażliwość na niskie częstotliwości

Biorąc pod uwagę ich właściwości, następnym razem, gdy będziesz wybierać mikrofon do sytuacji, w której kierunkowość ma znaczenie, np. gdy dookólny wzorzec odbioru spowodowałby zbyt duży hałas otoczenia, mikrofon kierunkowy może być właśnie tym, czego potrzebujesz.