Как правильно «микрофонить»

Как правильно «микрофонить»

Сколько бы ни писали «Сенсаций.Нет» про аппаратуру для концертов, про голос или даже про звукосниматели для гитары, ясно одно — конца и края не видно пока тем темам, которые хочется раскрыть, чтобы простой заинтересованный обыватель лучше понимал все нюансы, из которых складывается картина работы музыкальной сцены или студии.

Обратимся сегодня к началу начал, так сказать, и попробуем рассмотреть историю появления и разновидности первичного «устройства ввода в звуковой тракт», а именно — микрофона.

Микрофон — это тот прибор, назначение которого никому пояснять не надо. Если по-простому: «В него говорят!» — скажет вам каждый первый опрошенный. И немудрено это слышать в век мобильных девайсов типа «планшет» или «смартфон», которые мыслимы без микрофона лишь в одном случае — если он сломан (хе-хе).

Это слайд-шоу требует JavaScript.

Но если потихоньку начать отматывать время назад, то вместе с идущим в обратную сторону прогрессом мы легко заметим, что микрофоны всегда продолжают своё присутствие в том или ином виде: телефоны, армейские и гражданские рации. И на протяжении последнего столетия микрофоны сопровождают людей на сцене: конферансье, певцы, музыканты, комики-стендаперы. И это мы ещё не вспомнили дикторов радиостанций, дежурных на вокзалах и аэропортах или подкастеров, вроде главного редактора «Сенсаций.Нет» Александра Фролова.

Ну ладно, со сферами применения вроде бы прояснили вопрос. Теперь надо пройтись по историческим предпосылкам и основным вехам.

В первую очередь давайте определимся, что лежит в основе явления, вокруг которого и сконструировали сие устройство. Принцип (на словах — прим. авт.) довольно прост: преобразование механических колебаний в электрические.
Разберём подробнее этот принцип на примере человека говорящего в микрофон. Итак, человек произнося звуки при помощи своих голосовых связок, по сути, сообщает ими колебательные движения выдыхаемому воздуху, который, в свою очередь, передаёт давление тонкой чувствительной мембране микрофона. И, что характерно, чем ближе ко рту находится микрофон, тем лучше эта передача срабатывает.
Что же дальше? А дальше, к этой тонкой чувствительной мембране прикреплена обмотка легчайшей катушки индуктивности, которая находится вокруг неподвижного постоянного магнита. Колеблясь вслед за мембраной, катушка, находясь в зоне магнитного поля, возбуждает электрические колебания переменного тока. Другими словами — появляется сигнал, обработав который определённым образом, можно использовать его для усиления голоса говорящего или поющего человека. Простота этой конструкции воистину легендарна и не один десяток лет используется для озвучивания в любых условиях любых звуковых задач, ввиду своей простоты, надёжности, живучести и неубиваемости. Эта конструкция микрофонов не требует даже никакого внешнего электропитания для своей полноценной работы. Звуковое давление, которое выдерживают динамические микрофоны у некоторых моделей доходит до уровня 140-150 Дб, что сравнимо с выстрелом из огнестрельного оружия у самого уха слушающего человека. При этом, нет разницы именитый ли бренд произвёл этот динамический микрофон, или подвальная «контора дядюшки Ляо» — конструктивных отличий не будет. Всё будет упираться лишь в соблюдение требований технологии сборки и качеству собираемых деталей.
Такое вот, вкратце, устройство так называемого динамического микрофона, ведущего свою официальную историю примерно с 1924 г.
— А что, есть ещё какие-то? — недоверчиво спросите вы.
— Конечно! — только и останется сказать нам.

Конденсаторный микрофон. Источник фото - Pixabay.com
Конденсаторный микрофон. Источник фото — Pixabay.com

Конденсаторный микрофон (к слову, придуманный даже раньше динамического — в 1916 г.) использует в качестве связующего звена в преобразовании механической энергии в электрическую, как не трудно догадаться из названия, конденсатор. Главный показатель у такого элемента, как конденсатор — это электрическая ёмкость. В электронике чаще всего применяются конденсаторы постоянного значения, но есть и переменного значения — для подбора/подстраивания нужного схеме параметра путём вращения специальной ручки подстройки.
Конденсатор в конденсаторном микрофоне тоже «как бы» переменный, но принцип его работы выглядит по другому. Конденсатор внутри микрофона, классически, состоит из двух круглых пластин, одна из которых жёстко закреплена к корпусу микрофона, а вторая, подобно мембране, колеблется от давления прилетающего воздуха, меняя тем самым, ёмкость конденсатора. Толщина пластины и, следовательно, её чувствительность, не в пример лучше и точнее, чем у мембраны динамического микрофона, что обуславливает применение этого типа микрофона в основном в студийных условиях, позволяя передать, например «бархатность» голоса диктора, «дыхание» игры скрипки или «глубину» звучания рояля.
Внутри микрофона сам конденсатор уже входит в состав электросхемы, которая нужным образом формирует нужный электрический сигнал для того, чтобы его дальше можно было передавать на звукоусилительную аппаратуру. Правда, для того, чтобы конденсаторный микрофон заработал, к нему нужно отдельно подвести электропитание.
Но у данного типа микрофонов, в отличие от динамического, есть один большой минус. При всей своей замечательности в вопросе улавливания и передачи нюансов тембральной окраски звука, конденсаторный микрофон существенно хуже «держит» звуковое давление и от резкого громкого источника звука, находящегося рядом, может просто выйти из строя.

Это слайд-шоу требует JavaScript.

Наверняка, из текста понятно, что эти две конструкции микрофонов — самые часто используемые. Но есть ли другие? Безусловно! Коротко про них:

Электретный микрофон — некая разновидность конденсаторного микрофона, по габаритам существенно меньше оного, но в основе которого лежит поляризованная плёнка, позволяющая так же улавливать довольно широкий спектр частот. Но если в конденсаторном микрофоне подводимое электропитание необходимо для постоянного заряда самого конденсатора, то в электретном питание нужно лишь для работы встроенного первичного усилителя. Получаемое качество звука довольно высокое, но не дотягивает до уровня конденсаторного при одинаковой с ним нелюбви к большому звуковому давлению, а следовательно — не такой неприхотливости, как у динамических микрофонов.

Угольный микрофон ведёт свою историю чуть ли не с середины 19 века, когда в качестве основы первых микрофонов применялся угольный стержень. Угольный стержень в данном случае применялся из-за своего интересного свойства — значительно изменять своё электрическое сопротивление в зависимости от площади соприкосновения с другими проводниками. Постепенно конструкция эволюционировала из первичной в иную, где использовали уже не стержень, а порошок из угля. Но принцип остался прежним — меняется площадь соприкосновения отдельных угольных крупинок с проводником\тонкой металлической мембраной, которая реагирует всё на то же давление колебания воздуха/звуковых волн. Правда, чувствительность этого типа микрофонов, а так же качество передачи тембровой составляющей звука, мягко говоря, специфично. Что, однако, не помешало использовать этот тип микрофонов на протяжении многих десятилетий в довольно консервативном виде применения — телефонных аппаратах. Фактически до начала 2000-х годов практически в каждой трубке стационарного телефонного аппарата стоял угольный микрофон. Со временем угольные крупинки имели склонность к слёживанию и требовали встряски, поэтому сцены из старых фильмов, когда герой на экране «продувает» или «простукивает» телефонную трубку — вполне себе взяты из жизни.

Это слайд-шоу требует JavaScript.

Что же мы имеем в сухом остатке:

Динамические микрофоны — самые распространённые и универсальные, не требующие отдельного электропитания приборы. Применяются практически во всех сферах касающихся передачи и записи звука. Неприхотливые, стойкие к механическим и атмосферным воздействиям. Примеры использования: вокал (концертные условия), музыкальные инструменты (концертные условия), интервью, запись естественных шумов для кино и т.д.

Конденсаторные микрофоны — обладают существенно лучшей чувствительностью и качественнее передают все нюансы частотной составляющей звука (тембр). Применяются там, где можно оградить микрофон от сверхгромких звуков, от которых могут выйти из строя, т.е. в студиях. Требуют отдельного электропитания. Примеры использования: вокал, музыкальные инструменты, дикторство и т.д.

Электретные микрофоны — разновидность конденсаторных. Обладают меньшими размерами, но близки к конденсаторным по частотным характеристикам и так же требуют электропитания, пусть и меньшего по напряжению. Применяются чаще всего в современных стационарных и мобильных телефонах, смартфонах, планшетах и ноутбуках.

Угольные микрофоны — ушли в историю, но в силу своей простой и неприхотливой конструкции продолжают трудиться ещё в тысячах устройствах по миру.

В качестве завершающей ноты предлагаем вниманию читателей песню московского исполнителя Андрея Москвина «Танго о…» (внимание спойлер!) о жизни дежурных микрофонов.

Автор поста: Василий Виноградов