Mikrofony, Cz. 2 – Charakterystyka Kierunkowa

W poprzednim artykule poznaliśmy typy mikrofonów, zasady ich działania oraz najczęstsze zastosowania.

Usłyszeliśmy także, jakie są podstawowe różnice w brzmieniu modeli reprezentujących poszczególne grupy (dynamiczne, pojemnościowe i wstęgowe). Wyniki naszej małej zabawy opublikuję pod koniec tego wpisu.

Począwszy od dziś zaczniemy się natomiast przyglądać specyfikacjom opisującym mikrofony, czyli charakterystyce kierunkowej, pasmu przenoszenia częstotliwości, czułości, impedancji i innym parametrom, które nie tylko nauczą nas, co oznaczają te wszystkie tajemnicze liczby i skróty, ale także dadzą nam obraz tego, z jakim mikrofonem mamy do czynienia, co w rezultacie może ogromnie pomóc w wyborze odpowiedniego dla danej sytuacji modelu.

W tym artykule porozmawiamy o charakterystyce kierunkowej (ang. polar pattern).

Czym jest charakterystyka kierunkowa?

Odnosi się ona do tego, jak mikrofon będzie reagował na docierające do niego dźwięki w zależności od ich częstotliwości oraz kąta padania względem osi mikrofonu. Producenci, wykorzystując szereg technik konstrukcyjnych, są w stanie sprawić, że charakterystyka czułości mikrofonów na dźwięki dobiegające z różnych kierunków może przyjmować kilka sprecyzowanych kształtów, co my przez ich odpowiedni dobór możemy wykorzystywać w konkretnych sytuacjach i zgodnie z naszymi potrzebami.

Ze względu na kształt charakterystyki kierunkowej, mikrofony dzielimy na:

    • jednokierunkowe (np. nerkowe/kardioidalne)
    • dwukierunkowe (ósemkowe)
    • wszechkierunkowe (dookolne, kołowe)

Ogólnie przyjmuje się, że istnieje 7 różnych charakterystyk kierunkowych, ale najczęściej będziemy się spotykali tylko z trzema. Dokładny podział wygląda następująco:

CHARAKTERYSTYKA JEDNOKIERUNKOWA

1. Kardioidalna (zwana też nerkową) – najpopularniejsza, zawsze spotykana w mikrofonach dynamicznych oraz pojemnościowych. Niektóre ‘pojemniki’ oferują także możliwość zmiany swojej charakterystyki na ósemkową bądź dookolną dzięki zamontowanemu na pokładzie przełącznikowi. Ten typ kierunkowości oferuje najlepszą reakcję na źródło dźwięku, jeśli jest ono ustawione dokładnie na wprost mikrofonu jednocześnie mocno tłumiąc sygnały docierające z boków (im większy odchył, tym większa redukcja) i niemal całkowicie odrzucając dźwięki dochodzące z tyłu.

Zauważcie, jak w tym przykładzie czułość spada o 5dB pod kątem 90st., o 10dB pod kątem 120st., o 20db przy kącie 150st. i praktycznie do zera przy 180st. (z tyłu). Pełna redukcja jest oczywiście w praktyce nie do osiągnięcia, bo nawet gdy staniemy z tyłu mikrofonu i wydobędziemy jakiś dźwięk, to ten i tak odbijając się po pomieszczeniu trafi na kapsułę pod innymi kątami. Zupełne zero jest możliwe do osiągnięcia tylko w komorze bezechowej, gdzie testuje się mikrofony.

Mała uwaga na temat tego, jak interpretować ten wykres: Jest to rzut z góry. Środek koła oznacza miejsce, w którym znajduje się kapsuła mikrofonu (przykładowo nałożyłem na rysunek zdjęcie SM57), źródło sygnału znajduje się na samej górze wykresu, na wprost mikrofonu (zero stopni). Czasem spotkamy się również z wykresami, które będą prezentowały, jak zmienia się czułość mikrofonu przy zmianie częstotliwości. Tak jak tutaj:

Jest to ściśle związane z tym, że z im wyższymi częstotliwościami mamy do czynienia, tym bardziej są one kierunkowe. Jeżeli odsuniemy się nawet kilka cm w bok od osi mikrofonu, od razu zauważymy, jak diametralnie spadnie czułość mikrofonu na te właśnie pasma. Ponieważ kierunkowość maleje wraz z obniżaniem się częstotliwości, niskie pasma będą zawsze przez mikrofon „usłyszane” i zebrane.

A skoro już jesteśmy przy niskich pasmach, to jest to idealna okazja do tego, aby wspomnieć o jeszcze jednym zjawisku występującym w przypadku stosowania mikrofonów kierunkowych (kardioidalnych, ich pochodnych oraz ósemkowych).

Efekt Zbliżeniowy (ang. Proximity Effect)

Polega on na zwiększonej czułości mikrofonu na sygnały o niskich częstotliwościach w miarę zmniejszania się dystansu między źródłem a mikrofonem. Efekt ten powoduje podbicie niskich tonów o 6dB przy każdym zmniejszeniu się tego dystansu o połowę i zaczyna się pojawiać w odległości około 20-25cm. Może on być zarówno pożyteczny (przy bliskim omikrofonowaniu stopy perkusji czy próbie uchwycenia tego masywnego dołu w głosie lektora zapowiadającego film czy grę), ale może być też źródłem problemów (zmniejszona dynamika, możliwość pojawienia się przesterów, eksponowanie głosek wybuchowych w wokalu, etc.). Między innymi z tego względu wyposaża się dobre mikrofony wokalowe w filtr górnorzepustowy, który pozwala zminimalizować działanie efektu zbliżeniowego.

Wracając do podziału…

2. Superkardioidalna (Supernerka) – zbliżona do kardioidalnej. Charakteryzuje się trochę lepszą czułością co ‘nerka’ na sygnał z przodu, ale oferuje także dwa punkty zerowe (w okolicach 120 i 240 stopni).

W rezultacie pojawia się z tyłu coś w rodzaju ‘ogona’, co skutkuje pewną czułością na sygnały docierające z tyłu mikrofonu.

Atutem z kolei jest to, że oferuje trochę węższy zakres czułości z przodu, co jest bardzo pożądane w sytuacjach na scenie, bo pozwala zminimalizować ilość ewentualnych sprzężeń (np. od monitorów odsłuchowych ustawionych na podłodze).

3. Hiperkardioidalna (Hipernerka) – jest jeszcze bardziej kierunkowa z przodu (węższa) niż supernerka, co oznacza, że jest podatna nawet na najmniejszy odchył od osi.

Ale za to jest najbardziej czuła ze wszystkich dotychczas wymienionych, gdy ustawimy mikrofon idealnie na wprost źródła.

Czymś, co czasem czyni mikrofon o takiej charakterystyce trudnym do odpowiedniego ustawienia względem pozostałych źródeł dźwięku (np. na scenie) jest trochę większa niż w przypadku supernerki czułość na dźwięki dobiegające z tyłu.

No cóż, coś za coś…

4. Subkardioidalna – ta charakterystyka jest swego rodzaju hybrydą między nerkową a dookolną, bo charakteryzuje się niemal niezmienną czułością w zakresie od 0 do 90 stopni, po przekroczeniu których zaczyna stopniowo opadać.

Niestety rzadko możemy skorzystać z mikrofonów oferujących taką kierunkowość, bo brak w nich punktów zerowych i w praktyce bardzo mocno przypominają swoją czułością mikrofony wszechkierunkowe.

Chyba, że właśnie chodzi nam o uzyskanie brzmienia, jak z takiego mikrofonu, ale w domowych, nie do końca idealnych warunkach akustycznych – raczej bym odradzał.

5. Charakterytyka typu „Shotgun” – specjalny rodzaj charakterystyki odznaczający się najwyższym ze wszystkich poziomem kierunkowości na sygnał z przodu. Mikrofony o tej charakterystyce wykazują wprawdzie niewielką tendencję do zbierania sygnału z boków i tyłu, ale znacznie mniejszą niż w przypadku pozostałych charakterystyk kierunkowości.

Z uwagi na dość wąski, ale bardzo skuteczny obszar czułości takie mikrofony najlepiej sprawdzają się przy nagraniach w terenie, na planach filmowych i telewizyjnych.

Czasem można je także spotkać podczas nagrań perkusji, wtedy taki mikrofon umieszczony jest na wysokości ok. metra, nad głową bębniarza i skierowany prosto na werbel.

CHARAKTERYSTYKA DWUKIERUNKOWA

6. Ósemkowa– swą nazwę bierze właśnie z kształtu, jaki tworzy na znanych już nam wykresach. Jak zapewne już zdążyliście się domyślić, mikrofon o takim charakterze czułości będzie reagował najlepiej na dźwięki dochodzące do niego zarówno z przodu, jak i z tyłu z równoczesnym tłumieniem sygnałów dobiegających z boku (90 i 270 stopni).

Charakterystyka ósemkowa sprawdza się wtedy, gdy chcemy nagrać dwa głosy jednocześnie (np. gdy robimy z kimś wywiad, a dysponujemy tylko jednym mikrofonem, którym nie chcemy non-stop machać między ustami swymi i rozmówcy). Często się też z niej korzysta do ujęć overheadów czy ambientu w przypadku rejestracji perkusji.

Jeszcze jedno zastosowanie mikrofonów z dwukierunkową charakterystyką, to sytuacja, gdy chcemy nagrać śpiewającego gitarzystę grającego na akustyku – możemy wtedy skorzystać z dwóch mikrofonów óemkowych i tak je ustawić, aby jeden zbierał gitarę swoim przodem, a bokiem nakierowany był na usta wokalisty (największe tłumienie), a drugi dokładnie odwrotnie – przód nakierowany na wokalistę, a boki na pudło gitary. Tym sposobem uzyskamy sporą separację i możliwości manipulacji tymi dwoma sygnałami w późniejszych etapach.

Tego typu charakterystykę oferują wszystkie mikrofony wstęgowe i niektóre pojemnościowe, które producent wyposażył w przełącznik do wyboru takiej właśnie opcji.

CHARAKTERYSTYKA WSZECHKIERUNKOWA

7. Nazywana także dookolną lub kołową. Nietrudno się domyślić, że wyróżnia się jednakową czułością na sygnały dobiegające ze wszystkich kierunków.

W idealnym świecie mikrofony z tą charakterystyką powinny reagować jednolicie na dźwięk dochodzący z każdej strony, ale jak wspominałem wcześniej – jest jeszcze kwestia reakcji na poszczególne częstotliwości oraz wielkości membrany.

Nie chcę tu wchodzić w zawiłości projektancko-techniczne, dlatego wystarczy nam wiedzieć, że im mniejsza membrana, tym dokładniejsza (bliska idealnie płaskiej) reakcja na sygnały w całym paśmie częstotliwości.

Mikrofony o tej charakterystyce brzmią najbardziej naturalnie i właściwie w ogóle nie koloryzują sygnału, są odporniejsze na podmuchy i głoski wybuchowe i nie występuje przy nich efekt zbliżeniowy. Sprawdzają się świetnie do rejestracji odpowiedzi pomieszczenia, dźwięków ambientowych, chórów lub grupy śpiewaków zebranych w kółku, w środku którego ustawiamy taki mikrofon oraz wtedy, gdy zależy nam na bardzo wiernym odzwierciedleniu naturalnego charakteru źródła. Minus tej charakterystyki, to mała przydatność takich mikrofonów w sytuacji, gdy nie dysponujemy odpowiednio zaadaptowanym do nagrań pomieszczeniem.

Jak wspominałem wcześniej, niektóre mikrofony pojemnościowe mogą mieć przełącznik do zmiany charakterystyki, co czyni je jeszcze bardziej przydatnymi w przeróżnych sytuacjach nagraniowych. Czasem sama zmiana charakterystyki może o wiele szybciej zbliżyć nas do poszukiwanego rezultatu brzmieniowego. Mikrofony, które wyposaża się w taką funkcję, zazwyczaj dają nam wybór między trzema najpopularniejszymi typami – ‘nerką’, ‘ósemką’ i ‘kołem’, ale czasem natkniemy się też na takie, które oferują płynne „przechodzenie” z jednej w drugą oferując jeszcze większą paletę możliwości.

Podsumowanie

Przedstawiłem Wam listę dostępnych charakterystyk kierunkowych, których znajomość uważam za obowiązkową. Będzie to bardzo pomocne, gdy staniemy w sytuacji wyboru konkretnego modelu czy dostosowania go do jakiejś sytuacji nagraniowej. Pamiętajcie o tym, w jakich warunkach lokalowych będzie pracował mikrofon, bo może się okazać, że akustyka pomieszczenia jest świetna i warto byłoby ją uchwycić mikrofonem dookolnym. A może dużo czasu spędzacie na scenie i sprzężenia nie dają Wam spokoju – zamiast od razu rzucać się na allegro w poszukiwaniu magicznych eliminatorów sprzężeń, może warto by było skorzystać z punktów zerowych w oferowanych przez niektóre charakterystyki?

Na koniec, zgodnie z obietnicą rozwiązanie naszego małego konkursu z poprzedniego artykułu…

Plik A – mikrofon dynamiczny

Plik B – mikrofon wstęgowy

Plik C – mikrofon pojemnościowy

Gratuluję tym, którzy odgadli. Pozostałych zachęcam do dalszych ćwiczeń i rozwijania słuchu, bo to jest 284 razy ważniejsze niż te wszystkie mikrofony i ich charakterystyki 🙂

Zostawić komentarz ?

19 Komentarze.

  1. HA! mam dobre ucho 😀
    fajnie praktycznie opisane charakterystyki, bo “świeżym” pomogą w dobraniu odpowiedniego mikrofonu; widziałem takich, co by kupili mikrofon o charakterystyce kołowej do stopy perkusji 😀

  2. Byłem 1 osobą co zgadła ;D

  3. KrzysiekZ

    Igor, podaj moze nazwy tych mikrofonów.

    • “…dynamicznym (Shure SM57), pojemnościowym (Blue Bluebird) i wstęgowym (budżetowe RB-500)…” cytat z poprzedniego artykułu.

    • KrzysiekZ – za szybko chyba te artykuly czytasz 🙂

  4. nie sądziłem, że ta wstęga będzie aż tak ciemna ;p

    bardzo fajny wpis, bardzo konkretnie. 😉

  5. ja też zgadłem 🙂 co do dzisiejszego wpisu to bardzo dobry

  6. Pytanko:
    Czy filrt górnoprzepustowy a dolnozaporowy to to samo ? troche to mylące a spotkałem się z jedną i drugą terminologią przy okazji tego efektu zbliżeniowego..

    • Dobrze dedukujesz 🙂

    • I wcale nie jest to takie mylace 🙂 To bardzo logiczne – filtr, ktory przepuszcza gore, czyli blokuje dol 🙂

    • Ok dzięki 😉
      A czy jest sens kupować interfejs audio z filtrem jeśli takowy znajduje się już na mikrofonie pojemnościowym ?

    • To zalezy. Generalnie dwoch filtrow jednoczesnie nie powinno sie uzywac (moga sie pojawic nieprzyjemne przesuniecia fazowe), ale z drugiej strony filtr w mikrofonie moze miec inna czestotliwosc odciecia niz ten w interfejsie i czasem lepiej bedzie uzyc jednego filtra, a czasem drugiego.

    • super. dzięki za odpowiedź.

  7. rufinmusic

    Zastanawia mnie dlaczego wszyscy, którzy podali prawidłowe odpowiedzi piszą – “zgadłem” :mrgreen: To była zgadywanka, czy test? 😈

    • Niektorzy zgadywali i trafili. A Ci ktorzy uslyszeli, to nie zgadywali 🙂

  8. pijmleko433

    Zauważyłem błąd. W supernerce z wykresu wynika, że najmniejsza skuteczność jest w 120 i 240 stopniach.

Zostaw komentarz