что такое кардиоида у микрофонов
Кардиоидный микрофон
Приборы, преобразующие звуковые колебания в электрический сигнал, применяются во многих сферах деятельности.Микрофоны отличаются по следующим конструктивным и электрическим параметрам:
Направленность голосового прибора определяет его чувствительность в зависимости от стороны, с которой приходит звук. Диаграмма направленности микрофона отображает зону захвата звукового сигнала с точками максимальной и минимальной чувствительности. По направленности микрофоны делятся на следующие типы:
Что такое кардиоидный микрофон
Микро называется так, поскольку его диаграмма направленности имеет вид математической кривой в форме сердца. Кардиоидная диаграмма направленности микро обеспечивает максимальную чувствительность спереди, по оси голосового прибора. При этом звуки, приходящие с тыловой части совершенно не воспринимаются. Микро с кардиоидной направленностью используются в студийной записи, в концертах и в помещениях с плохой акустикой. Прибор не воспринимает звук поступающий с боков или сзади, поэтому музыка оркестра, сопровождающего солиста, не будет попадать в голосовой канал. Это позволит звукооператору точно сбалансировать голос вокалиста и инструменты аккомпанемента. Комнаты с плохими акустическими свойствами осложняют звукозапись за счёт паразитной реверберации. Отражённые сигналы, попадая в звуковой канал, создают ощущение музыкальной мешанины. Односторонняя ориентированность микрофона позволяет полностью избавится от посторонних шумов и получить запись приличного качества.
Микро кардиоида имеет ряд недостатков. Это заметное снижение уровня высоких частот даже при небольших отклонениях источника колебаний от оси микрофона. Певцу не рекомендуется двигать головой во время звукозаписи или выступления. Характерным дефектом однонаправленного микро является сильный подъём басовых частот, которые приходится корректировать во время записи. Кривая такого типа имеет две разновидности. Это супер кардиоида и гиперкардиоида. Голосовые приборы с такой чувствительностью характеризуются некоторыми отличиями.
Система с супер кардиоидой имеет небольшую зону тыловой чувствительности. При этом фронтальная зона слегка сжата по бокам. Это позволяет ещё увереннее отстроится от посторонних шумов во время живых выступлений. Гиперкардиоидная характеристика ещё более сжата, звуковой канал совершенно чист от посторонних звуков. «Кроличий хвост», как называют заднюю часть зоны восприятия, может создать проблему солисту, выступающему на сцене. Достаточно оказаться перед акустической колонкой, как за счёт задней чувствительности возникнет эффект «фидбэк» или акустическая обратная связь. Она сопровождается свистом и воем в динамиках.Направленные голосовые конструкции обладают определённым углом восприятия звука по отношению к центральной оси.
Все направленный микрофон
Двунаправленный микрофон
Ещё одной разновидностью приборов для восприятия звуковых колебаний является двунаправленный микрофон. Его диаграмма направленности имеет вид цифры восемь. Конструкция обладает двумя зонами высокой чувствительности. Это фронтальная и тыловая зоны. Звуковые колебания, поступающие с боков, не воспринимаются. Устройства этого типа применяются во время концертных выступлений, когда поёт дуэт или играют два исполнителя на простых инструментах. Применение «восьмёрки» очень удобно в репортажной работе и при взятии интервью.
Характеристики направленности микрофонов
Выбор микрофона во многом зависит от опыта звукооператора. При выборе звукового прибора для записи нужно прежде всего ориентироваться на акустическое оформление помещения и характеристики музыкальных инструментов, если они используются при записи. Кроме того есть не только объективные характеристики, но и субъективное восприятие. При сравнении амплитудно-частотных характеристик кардиоидного и кругового микро можно заметить, что, в первом случае, область от 2 до 5 кГц поднята на 2-4 дБ. Это не всегда является плюсом так как высокие частоты будут воспроизводится слишком резко и их приходится понижать по уровню.
У голосового прибора с круговой схемой направленности АЧХ линейна до 6 кГц. Примерно такая же АЧХ и у «восьмёрки». Опытные звуковики знают, что голос звучит более натурально, когда запись ведётся на «круге» иди двунаправленном устройстве. В записи будет немного отражённого сигнала, но это делает вокал более плотным. Слабая реверберация делает голос живым. Кроме того на углах 90 и 270 градусов, «восьмёрка» воспринимает меньше отражений, чем кардиоидная голосовая конструкция.
Особенности кардиоидного микрофона
Кардиоидный микрофон подойдет вам, если вы хотите записать звук, источник которого расположен строго впереди и по бокам микрофона. Для того, чтобы лучше понять особенность кардиодного микрофона, надо понимать значение такой характеристики, как диаграмма направленности.
Однонаправленный микрофон чувствителен к звуку, приходящему с одного направления, и гораздо менее восприимчив к звукам с остальных направлений.
Так вот, в кардиоидном микрофоне диаграмма направленности имеет форму сердца, отсюда и название «кардиоидный». При такой диаграмме наибольшая чувствительность – на направлении вдоль оси микрофона – 0 градусов, наименьшая – в противоположном – 180 градусов. Самый эффективный угол работы кардиоидного микрофона достигается при 65 градусах в любую сторону от оси перед микрофоном. По сравнению со всенаправленным микрофоном (например, конденсаторным, который используется на студии звукозаписи) кардиоидный улавливает около трети звуков.
Благодаря этой особенности кардиоидные микрофоны очень хорошо подходят для записи живых выступлений, так как не захватывают слишком много шума толпы зрителей. Применение кардиодных микрофонов часто необходимо в случае подзвучивания гитарного усилителя, стоящего рядом с ударной установкой – это единственная возможность уменьшить проникновение звука ударных в канал гитары при живой записи. Также многие микрофоны, используемые для усиления вокала, являются кардиоидными.
Немного о видах микрофонов и принципах их работы
Сравнение конденсаторного и динамического микрофона
«Конденсаторный» и «динамический» — это термины, обозначающие два разных типа микрофонов в соответствие с механизмом, используемым ими для преобразования звука в электрический сигнал.
Диафрагма конденсаторного микрофона представляет собой тончайшую пластиковую плёнку, покрытую с одной стороны золотом или никелем и расположенную вблизи от неподвижной пластины из проводящего материала. Для создания электрического поля между диафрагмой и этой пластиной могут использоваться два способа: в некоторых микрофонах применяется внешний источник (батарея или фантомное питание), с помощью которого на диафрагму подаётся поляризующее напряжение; другие микрофоны — их называют электретными — содержат перманентно поляризованный (электретный) материал, располагающийся либо в пластине, либо в самой диафрагме.
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.
Механизм действия динамического микрофона можно представить как обратный механизму действия динамика. Здесь диафрагма присоединена к катушке из тонкого провода, расположенной в магнитном поле, создаваемом постоянным 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.
Направленность микрофона
Диаграмма направленности показывает зависимость чувствительности микрофона к звуковому сигналу от местоположения его источника.
Всенаправленный микрофон чувствителен к сигналам, идущим со всех направлений. Пример: инструментальный конденсаторный микрофон Audix ADX60
Микрофон с полусферической направленностью чувствителен только к сигналам, исходящим из одной полусферы окружающего мира. Такую направленность имеют микрофоны с краевым эффектом (PZM).
Микрофоны с направленностями, рассмотренными ниже, относятся к так называемым «направленным» или «однонаправленным» микрофонам.
Как видно из рисунка, микрофон с кардиоидной диаграммой направленности безразличен к звуку, идущему сзади. Пример: вокальный микрофон Audix F50
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). Пример: вокальный микрофон Superlux D103/02P
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. Пример: вокальный микрофон Audix OM2
Микрофоны с полукардиоидной диаграммой направленности обычно используются на лекциях, конференциях и совещаниях.
Диаграмма направленности «восьмёрка». «Восьмёркой» называется диаграмма направленности, при которой микрофон одинаково чувствителен к сигналам, идущим спереди и сзади, и абсолютно нечувствителен к звуку, идущему с боков.
Сравнение свойств микрофонов различных направленностей.
Всенаправленные микрофоны:
Однонаправленные микрофоны (микрофоны с кардиоидной, суперкардиоидной, полусферической, полукардиоидной и полусуперкардиоидной диаграммами направленности):
Микрофоны с суперкардиоидной диаграммой направленности:
Микрофоны с гиперкардиоидной диаграммой направленности:
Микрофоны с направленностью «восьмёрка»:
Угол снятия звука.
Под углом снятия звука понимается зона возможного расположения источника звукового сигнала, внутри которой не наблюдается значимой потери эффективности микрофона.
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.
Показатели угла снятия звука для микрофонов различной направленности:
Использование микрофона в прямом звуковом поле.
Понятие «прямое звуковое поле» описывает тот случай, когда звук достигает микрофон, не отражаясь предварительно от стен, потолка пола или других поверхностей (см. рисунок).
Прямое звуковое поле и отражённый звук.
Если микрофон находится в прямом звуковом поле, вы можете направить его зоной нулевой чувствительности к источнику нежелательного шума. Этот приём помогает существенно сократить эффект обратной связи и избежать утечки звука.
Так, например, если вы используете напольный монитор, идеальным решением будет кардиоидный микрофон, повёрнутый «нулевой» зоной к монитору (см. рисунок).
Расположение микрофона по отношению к напольному монитору.
Использование микрофона в отражённом звуковом поле.
Понятие «отражённое (реверберационное) звуковое поле» описывает ситуацию, когда звук, перед тем, как достигнуть микрофон, отражается о стены, потолок, пол или другие поверхности (см. рисунок).
В данном случае, для полного контроля над нежелательными шумами недостаточно манипуляций с зоной нулевой чувствительности микрофона. Однако и в отражённом звуковом поле однонаправленные микрофоны обеспечивают более надёжную защиту от эффекта обратной связи и посторонних сигналов по сравнению с всенаправленными. Чем уже угол снятия звука микрофона, тем лучше он справляется с данной задачей. В этой связи, наиболее эффективны гиперкардиоидные микрофоны, затем идут суперкардиоидные, и последними — микрофоны с кардиоидной направленностью.
Численной мерой эффективности микрофона в отражённом звуковом поле является коэффициент направленности (directivity index), который находится в обратной зависимости от угла снятия звука.
Значения коэффициента для микрофонов с различными диаграммами направленности следующие:
| Направленность микрофона | Коэффикциент направленности | Отсечение шумов, дБ |
| Всенаправленный | 1 | 0 |
| Кардиоидный | 1,7 | 4,8 |
| Суперкардиоидный | 1,9 | 5,7 |
| Гиперкардиоидный | 2 | 6 |
Данные таблицы свидетельствуют о том, что коэффициент направленности суперкардиоидного микрофона в 1.9 раза превышает соответствующий показатель для всенаправленного микрофона.
В реальных условиях это выражается в следующем: в отражённом звуковом поле суперкардиоидный микрофон снимает на 5.7 дБ меньше реверберационных шумов.
Другой пример: в условиях отражённого звукового поля всенаправленный микрофон, расположенный на расстоянии метра от источника звука, и гиперкардиоидный микрофон, расположенный на расстоянии двух метров, дают одинаковый результат.
Правило «три к одному».
Допустим, у вас есть несколько микрофонов для снятия сигналов от нескольких источников. Каждому источнику звука соответствует расположенный вблизи него микрофон. При этом вы пропускаете полученный материал через микшер.
В этом случае звук от одного источника поступает на разные микрофоны не одновременно, то есть удалённые микрофоны получают его с опозданием, что вызывает фазовый сдвиг. Совмещение микшером сигналов от нескольких разноудалённых микрофонов приводит к тому, что в результате фазовой интерференции звуковые волны определённых частот взаимоуничтожаются, возникает эффект, известный как «эффект расчёски», названный так по форме результирующей кривой АЧХ.
Существенный «эффект расчёски» часто возникает в том случае, когда сигналы от нескольких микрофонов, снимающих один и тот же звук с разного расстояния, микшируются в один канал. Качество звука в этой ситуации зачастую оставляет желать лучшего.
Во избежание возникновения данного эффекта при работе с несколькими микрофонами и несколькими источниками звука, необходимо придерживаться правила «три к одному»: «Расстояние между микрофонами должно быть как минимум в три раза больше расстояния между микрофоном и источником звука.»
В таком случае, разница между сигналами микрофонов будет равна как минимум 9 дБ, и негативные последствия «эффекта расчёски» станут неразличимыми для человеческого слуха. Говоря максимально упрощённо, по возможности следует располагать микрофоны ближе к источнику звука и дальше друг от друга.
Так, если расстояние между микрофоном и источником звука составляет 1 м, расстояние между микрофонами должно быть как минимум 3 м.
Что такое кардиоида у микрофонов
Направленность – это чувствительность микрофона к звуковому сигналу в зависимости от направления или угла, с которого идет звук.
Чаще всего направленность микрофона изображают как полярные диаграммы. Это делается для визуального представления чувствительности микрофона в диапазоне 360 градусов, где голова микрофона является центром окружности. Начало угла ставится перед микрофоном (зеленая прямая, отметка «0 градусов»).
Диаграмма направленности показывает, как именно чувствительность микрофона к звуку зависит от места расположения его источника. Деления на такой диаграмме показывают конкретные значения уровня звука (в децибелах, dB).
Например, на диаграмме ниже звук идет с двух направлений: A и B.
Из этого понимаем, что звук (при одинаковой дистанции до микрофона), идущий по направлению B, будет на 15 dB (или примерно в 32 раза) громче, чем звук, идущий по направлению A.
Существует три основных типа направленности микрофонов:
Круговая направленность
Микрофоны с такой направленностью имеют более широкий низкочастотный диапазон по сравнению с другими, что очень актуально при работе с инструментами, выдающими много «низких».
Кардиоидные (рис. 1) микрофоны не воспринимают звук, идущий с тыльной стороны микрофона.
У суперкардиоидных микрофонов (рис. 2) зона захвата спереди уже (по сравнению с обычной кардиоидой), шумоизоляция сильнее и они менее чувствительны к акустике помещения, однако захватывают звук, идущий с тыльной стороны микрофона (пусть и очень слабо).
Гиперкардиоидные (рис. 3) микрофоны обеспечивают максимальную шумоизоляцию, наименее чувствительны к акустическому оформлению помещения, однако захватывают чуть больше звука, идущего с тыльной стороны микрофона (по сравнению с кардиоидными и суперкадиоидными микрофонами).
Двунаправленный микрофон равно чувствителен к звуковым сигналам, которые поступают спереди и сзади, и почти не чувствителен к звуку, который идет с боков.
Восьмерку часто используют для записи дуэтов (когда исполнители сидят друг напротив друга по бокам микрофона, см. рис 4) и при записи интервью (когда люди сидят друг напротив друга спереди и сзади от микрофона, см. рис 5). Также ее применяют для записи в заглушенном помещении в случае необходимости повышения относительного уровня отраженных сигналов, и для записи отдельных инструментов (что бы выделить низкие частоты при близком размещении исполнителей от микрофона).
Однонаправленные микрофоны по мере приближения к источнику звука увеличивают отдачу по низким частотам, в пределах 0.5 метров. Если микрофон стоит совсем близко (30 см. и ближе) звук получится сильно «бубнящим». Есть несколько способов восстановить более естественное звучание:
По всем вопросам обращайтесь к нам по телефонам:
Анонс
DJSTORE
Направленность – это чувствительность микрофона к звуку в зависимости от направления или угла, с которого идет звук.
Под направленностью или углом снятия звука принято считать зону возможного расположения источника звукового сигнала, внутри которой не происходит значительной потери эффективности микрофона.
В микрофонах применяются различные характеристики направленности. Чаще всего их изображают как полярные диаграммы. Это делается для графического отображения вариаций чувствительности вокруг микрофона в диапазоне 360 градусов, где микрофон является центром окружности, а точка отсчета угла ставится перед микрофоном.
Диаграмма направленности показывает, как чувствительность микрофона к звуковому сигналу зависит от места расположения его источника.
Существует три основных типа направленности микрофонов:
Однонаправленные микрофоны
Ниже рассмотрим микрофоны с направленностями, которые также относятся к однонаправленным микрофонам.
Микрофон с кардиоидной диаграммой направленности
Как следует из рисунка, микрофон с кардиоидной диаграммой направленности безразличен к идущему сзади звуку.
Микрофон с суперкардиоидной диаграммой направленности
У микрофона с суперкардиоидной диаграммой направленности спереди более узкая зона захвата звука, в отличие от микрофона с кардиоидной направленностью. Тем не менее, он частично захватывает идущий непосредственно сзади звук, но при этом располагает двумя зонами абсолютной нечувствительности (см. рисунок).
Для микрофонов с суперкардиоидной диаграммой направленности характерны:
Гиперкардиоидная диаграмма направленности
Гиперкардиоидная диаграмма направленности очень схожа с суперкардиоидной. Различие состоит лишь в том, что у гиперкардиоидной диаграммы более узкая зона чувствительности впереди и более широкая сзади. У микрофонов с гиперкардиоидной направленностью также имеются две «нулевые» области.
Микрофоны с гиперкардиоидной диаграммой направленности характеризуют:
Микрофоны с полукардиоидной диаграммой направленности
Кардиоидный микрофон может улавливать почти треть ( 360/3=120) пространственных звуков в сравнении со всенаправленным микрофоном. Микрофоны однонаправленного типа способны отделять необходимый прямонаправленный звук от посторонних и пространственных звуков. Чаще всего использование такого микрофона является необходимым мероприятием. При определенных обстоятельствах это является единственной возможностью уменьшить проникновение звука в канал музыкальных инструментов. Важное замечание, что они располагают зоной улавливания непосредственно сзади.
Микрофоны с полукардиоидной диаграммой направленности обычно применяются на совещаниях, конференциях, лекциях.
Двунаправленный микрофон
Двунаправленный микрофон («восьмёрка») имеет гораздо большую чувствительность и спереди, и сзади, но, однако, по бокам степень чувствительности значительно меньше. По уровню пространственного шума двунаправленный микрофон вполне сопоставим с однонаправленным. Этот тип микрофонов используется для улавливания звука от двух противоположных источников, например, в вокальном дуэте.
Всенаправленный микрофон
Всенаправленный микрофон располагает одинаковым выходным уровнем при любом направлении и охватывает все градусы. Также всенаправленный микрофон способен уловить максимальное количество пространственных звуков. Используя всенаправленный микрофон во время концерта, располагайте его очень близко к источнику звука. Помимо этого, можно отвернуть всенаправленный микрофон в сторону от нежелательных источников звука.
Всенаправленный микрофон обладает чувствительностью к сигналам, идущим со всех сторон.
Микрофон с полусферической направленностью
Микрофон с полусферической направленностью имеет чувствительность только к тем сигналам, которые исходят из одной полусферы окружающего пространства. Такой направленностью обладают микрофоны с краевым эффектом (PZM).
У микрофонов однонаправленного типа (кардиоидных, суперкардиоидных, и т. д.) угол между центральной линией (см. рисунок) и точкой, в которой эффективность микрофона значительно падает (разница достигает 3 дБ), считается половиной угла снятия звука. Наиболее типичный показатель для кардиоидного микрофона равняется 131° (65.5° с каждой стороны центральной линии).
Поскольку однонаправленные микрофоны не настолько чувствительны к звукам, приходящим не по оси, чем всенаправленные, они меньше воспринимают пространственный звук.
Определение необходимого расстояния
По сравнению со всенаправленными, направленные микрофоны улавливают меньше шума, их можно использовать и размещать на небольшом расстоянии от источника звука, при этом сохраняя баланс между основным и фоновым или пространственным звуком. Всенаправленный микрофон, чтобы получить такой же баланс, следует располагать примерно вдове ближе.
Эффект поворота микрофона
Изменение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) микрофона: чем больше угол между осью микрофона и направлением на источник звука, тем значительнее изменение. Сначала происходит потеря низов, что ведет к возникновению неясного и нечеткого звука.
Эффект приближения микрофона
Для однонаправленных микрофонов при приближении микрофона в пределах полуметра к источнику звука характерно значительное возрастание отдачи в нижних частотах (низах). Следует помнить об эффекте приближения при установке вплотную, менее 30 см, и, для получения натурального звука, убрать низы, например, с помощью эквалайзера. А также:
По своей сущности, однонаправленные микрофоны способны не только отделять звучание одного инструмента от другого, а также и уменьшать обратную связь, тем самым допуская большее усиление. С этой позиции однонаправленные микрофоны занимают более предпочтительную позицию перед всенаправленными при решении почти всех задач по усилению звука.
Использование направленности для уменьшения шума
Невзирая на то, что для лучшего улавливания самым оптимальным вариантом считается осевое направление, направление, сводящее к минимуму улавливание посторонних звуков, может зависеть от типа микрофона.