Mikrofony, Cz. 3 – Charakterystyka Częstotliwości i Pasmo Przenoszenia

Kontynuujemy cykl artykułów o mikrofonach. Poznaliśmy już ich rodzaje oraz charakterystyki kierunkowości, a dziś zapoznamy się z kolejnymi ważnymi parametrami, które znajdziemy w opisie tych urządzeń.

Najważniejszym z nich będzie charakterystyka częstotliwości (czasem określana również, jako pasmo przenoszenia – choć to nie do końca to samo), którą omówię w tym artykule, a w kolejnym wpisie poznamy pozostałe określenia, które napotkacie czytając o specyfikacji mikrofonów.

Wszystkie te cechy będą miały mniejszy lub większy wpływ na to, jakie rezultaty artystyczne i techniczne osiągniemy korzystając z konkretnych mikrofonów w konkretnych sytuacjach, ale o tym później…

CHARAKTERYSTYKA CZĘSTOTLIWOŚCI

Z uwagi na różnice w konstrukcji wszystkie mikrofony charakteryzują się specyficzną reakcją na dźwięk. Te różnice będą objawiały się w postaci odmiennych rezultatów pod względem balansu częstotliwości sygnału, jaki uzyskamy używając konkretnych mikrofonów.

Czym jest charakterystyka częstotliwości?

Jest to nic innego, jak diagram (ang. frequency chart) pokazujący zależności między czułością mikrofonu na różne częstotliwości. Występuje w postaci wykresu, na którym oś X przedstawia spektrum częstotliwości (w Hz), a oś Y czułość (w dB) i zwykle odnosi się do źródła dźwięku ustawionego idealnie na wprost kapsuły mikrofonu (zero stopni), a pomiary dokonywane są w komorze bezechowej.

Czasem jednak producenci podają nam jedynie pasmo przenoszenia częstotliwości (ang. frequency response), które określa zakres częstotliwości, na jaki dany mikrofon skutecznie reaguje, ale bez szczegółowego opisu, jak zmienia się ta czułość na przełomie całego spektrum. A nie ma co ukrywać, jest to dość istotna informacja. Niekiedy spotkamy się też z delikatnie bogatszą informacją w tej kwestii (np. jaki jest odchył od płaskiej charakterystyki), ale nadal nie mówi nam to wiele o tym, w którym miejscu pasma ten odchył występuję i czy odnosi się do podbicia czy ograniczenia danego pasma.

Przykłady podawanych informacji:

    • standardowy sposób podawania pasma w specyfikacjach: 20Hz – 20kHz (niewiele informacji)
    • lekko rozszerzony: 20Hz – 20kHz +/- 3dB (niby trochę więcej, ale nadal nie wiemy ile dokładnie, w którym miejscu w spektrum i czy w dół, czy w górę)
    • wykres charakteryzujący reakcję mikrofonu (najpełniejszy obraz)

Powyżej widzimy, jak kształtuje się czułość Shure SM57 na całym spektrum. Widać dokładnie, przy których częstotliwościach i o ile zmienia się reakcja tego mikrofonu na dane pasma. Jeśli rozważamy zakup czy użycie danego modelu mikrofonu, zawsze warto najpierw zajrzeć na stronę producenta i przyjrzeć się takiemu diagramowi. Każdy szanujący się producent mikrofonów umieszcza takie informacje na swojej stronie. I mimo, że nie mówi nam to wszystkiego o brzmieniu danego modelu, to daje nam to przynajmniej dobrą informację na start. Jak zapewne się domyślacie, żadne cyferki ani wykresy nie są w stanie powiedzieć nam, jak zabrzmi konkretny mikrofon, bo to jest rzecz w pełni subiektywna i wymagająca posłuchania danego modelu.

Dlaczego nie płaska charakterystyka?

Spytać możecie, dlaczego mikrofony nie reagują jednakowo na wszystkie pasma, czyli nie mają płaskiej charakterystyki (bez podbić i spadków). I choć z technicznego punktu widzenia miałoby to sens, to w przypadku nagrywania ludzkiego głosu czy instrumentów te zmiany w czułości są bardziej niż pożądane, bo potrafią wyeksponować istotne dla danych źródeł pasma, jak i tłumić te najmniej chciane. Dlatego kluczem do dobrania odpowiedniego do sytuacji mikrofonu jest m.in. znajmość specyfiki danego instrumentu (lub głosu) i wzięcie pod uwagę charakterystyki częstotliwościowej danego mikrofonu, który uwypukli, co trzeba, a schowa to, czego nam nie potrzeba.

Takie podejście pozwoli nam uzyskać dźwięk bliżej docelowego już u źródła, bez konieczności agresywnej ingerencji korekcją (czy to podczas miksu, czy przy przepuszczeniu sygnału przez zewnętrzny korektor jeszcze w fazie nagrywania). Tak, jak odpowiednia pozycja mikrofonu względem źródła dźwięku działa niczym „naturalne EQ”, tak samo mikrofon o odpowiedniej charakterystyce częstotliwości potrafi już u źródła zbliżyć nas do uzyskania zadowalającego rezultatu bez większej ingerencji w balans pasmowy na dalszych etapach. Żonglując tylko tymi dwoma zmiennymi (pozycja mikrofonu i znajomość jego charakterystyki) już dysponujemy potężnym arsenałem wiedzy potrzebnym do podjęcia decyzji w kwestii użycia odpowiedniego dla danej sytuacji mikrofonu…

Jak wykorzystać te informacje w praktyce?

Jak wspomniałem wyżej, taki diagram nie powie nam, jak brzmi konkretny mikrofon, ale może nam dostarczyć wartościowej informacji na temat tego, w jakich sytuacjach dany mikrofon się sprawdzi, a w jakich mniej lub w ogóle. Spójrzmy więc raz jeszcze na wykres charakterystyki częstotliwości Shure’a Sm57 i prześledźmy jego czułość od lewej do prawej (czyli od najniższych do najwyższych częstotliwości).

Pierwsze, co od razu rzuca się w oczy, to znaczne odcięcie najniższych pasm: stopniowo zmniejszające się wraz ze wzrostem częstotliwości:

    • około -10dB przy 50Hz
    • około -5dB przy 100Hz
    • osiągające wartość nominalną w okolicach 180Hz

Co to dla nas oznacza?

Otóż to, że nie byłby to najlepszy wybór głównego mikrofonu do nagrań instrumentów, które potrzebują sporo dołu, jak bas czy stopa perkusji. Piszę ‘głównego’, dlatego, że czasem używa się mikrofonów z tego typu charakterystyką w połączeniu z innymi, świetnie przenoszącymi niskie pasma, ale robi się to tylko po to, by podkreślić inne elementy brzmienia (np. klik w stopie).

Druga cenna informacja wynikająca z tego wykresu to fakt, że właśnie z uwagi na to odcięcie, mikrofon ten ma szansę sprawdzić się w sytuacjach, gdzie potrzebujemy pozbyć się niechcianych, najniższych dźwięków – np. wtedy, gdy nagrywamy werbel i nie chcemy mieć zbyt wiele przesłuchów ze stopy (a przynajmniej dudnienia ze stopy) albo w sytuacji, gdy chcemy nagrywać przesterowane gitary i nie chcemy, aby się potem „gryzły” pasmowo z basem.

Popatrzmy dalej – w zakresie od ok. 200 do 400Hz obserwujemy niemal idealnie płaską linię, co oznacza, że dźwięk w tym zakresie będzie bardzo naturalnie i neutralnie odzwierciedlony. Jest to więc idealna sytuacja do nagrywania werbla (którego fundament znajdziemy gdzieś między 150 a 250Hz) czy gitar elektrycznych, co pozwoli nam wiernie odtworzyć „ciało” i „masę” tego instrumentu.

Kolejny interesujący nas „moment” to okolice od 2,5kHz do 7kHz, gdzie możemy zauważyć znaczne podbicie w czułości stopniowo opadające w okolicach 10kHz. Taka sytuacja jest wręcz wymarzona, jeżeli chcemy uzyskać dodatkowy, jasny „strzał” z werbla, co niemal zawsze jest pożądane. Dodatkowo, jeśli nagrywamy przesterowane gitary, to też w tych okolicach znajdziemy „pazura”, który pozwoli naszym gitarom lepiej się przebijać w miksie.

Tu tylko mała uwaga – jest to bardzo czuły zakres pasma (szczególnie okolice 2-4kHz) i musimy być ostrożni, aby nie przesadzić z jego obecnością – szczególnie w przypadku gitar, które raz, że potrafią dość nieprzyjemnie brzmieć w tym zakresie (jeśli przesadzimy), a dwa, że generalnie zabierają sporo miejsca w miksie – nasz słuch musi być tu sędzią ostatecznym.

W artykule o typach mikrofonów jeden z komentatorów zwrócił na ten element uwagę pisząc, że gitara akustyczna w pliku A (czyli nagraniu za pomocą SM57) brzmiała nieprzyjemnie – to jest właśnie rezultat tego podbicia w wysokim środku, o którym rozmawiamy.

Podsumowanie

Charakterystyka częstotliwościowa to ostatni (poza typem mikrofonu i charakterystyką kierunkową) element, który odgrywa znaczącą rolę w brzmieniu mikrofonu. Warto tylko zaznaczyć, że mimo tych wszystkich opisów, rysunków i wykresów, nie jesteśmy w stanie ustalić, jak dokładnie zabrzmi konkretny mikrofon w sytuacji nagraniowej, bo występuje tu zbyt wiele zmiennych, począwszy od jego konstrukcji, użytych komponentów, źródła sygnału, etc). Nawet dwa różne modele, choćby miały bardzo zbliżone do siebie parametry (zarówno te dotychczas omówione, jak i te, które omówimy następnym razem) mogą zabrzmieć całkiem inaczej, więc zawsze podchodźcie do interpretacji tych danych z lekkim dystansem i zdawajcie się na własny słuch podejmując decyzję o wybraniu konkretnego modelu mikrofonu. Test odsłuchowy zawsze będzie przewyższał wnioski płynące z suchych liczb…

Zostawić komentarz ?

24 Komentarze.

  1. remaztered

    Dziękowac mistrzu, dziękować !

  2. Kolejny bardzo dobry artykuł, pozdrowienia 🙂

  3. Nagrywam na mikrofonie MXL 2006, który ma taką charakterystykę, że podbija częstotliwości w okolicach 9kHz o 10dB. Jeśli każde nagranie potraktuję EQ obniżając w tym regionie 9kHz o 10dB (o odpowiedniej dobroci) to będzie równoznaczne z nagrywaniem na mikrofonie o płaskiej charakterystyce?

    • gdyby tak było, to najtańsze i najgorsze mikrofony brzmiały by jak najwyżeszej klasy 🙂

    • Nie, nie jest to rownoznaczne, bo robiac az tak mocne wyciecie korektorem wprowadzisz spore przesuniecie fazowe i nie bedzie to zbyt dobrze brzmialo, poza tym male sa szanse, zebys dopasowal idealnie dobroc do tego, jak zostalo to podbicie sfabrykowane przez producenta mikrofonu, pomijajac juz fakt, ze kazdy korektor, szczegolnie w wysokich pasmach brzmi inaczej…

    • Dlaczego pojawia się przesunięcie fazowe? mógłbyś rozwinąć?

    • Bo korektory działają na zasadzie przesunięcia fazowego. Dzięki temu przesunięciu jesteś w stanie w ogóle ingerować w balans pasmowy. W domenie analogowej kopia sygnału przechodzi przez kondensatory i cewki, przez co zmienia się jej pozycja fazowa i na wyjściu jest łączona z oryginałem, co skutkuje ingerencją w konkretne pasmo. We wtyczkach odbywa się to dzięki wewnętrznej linii tap delayów i efekt jest bardzo podobny – delikatnie opóźniony sygnał połączony z oryginałem skutkuje podbiciem lub podcięciem konkretnego pasma. Między innymi z tego względu odradza się używać agresywnych ustawień w korektorach, bo wprowadzają odczuwalne dla ucha filtrowanie grzebieniowe – szczególnie, jak ingerujesz w sporo pasm. Jedne korektory (i ich cyfrowe odpowiedniki) radzą sobie lepiej, inne gorzej. Wyjątek stanowią cyfrowe korektory (plug-iny) o liniowej fazie, które korzystają z bardziej skomplikowanych algorytmów i obliczeń, które minimalizują odczuwalne (słyszalne) skutki tych przesunięć.

    • Niby taka podstawowa rzecz, a zasada działania była mi nieznana. Na szczęście do dziś, dzięki wielkie 😉

    • Proszę Cię bardzo 🙂

    • Igor, nawet sobie nie wyobrażasz ile przydatnych rzeczy na tym blogu wyjaśniasz. Jeżeli kiedyś zostanę znanym i dobrym realizatorem to zwróć się przynajmniej o 25% 🙂

    • Ostrożnie z takimi stwierdzeniami Panie Pawle – pamiętaj, że wiem, gdzie mieszkasz 😈

    • Pamiętam 😉

  4. Igorze, a opisałbyś jeszcze jak rozumować czułość mikrofonu? dla przykładu: -31,9 dB, 1 V/Pa

    • Polecam:

      Krzysztof Sztekmiler – Podstawy nagłośnienia i realizacji nagrań. Tam są wyjaśnione nawet najdrobniejsze rzeczy odnośnie prawie każdego sprzętu studyjnego.

    • O czulosci (i paru innych elementach) bedzie w kolejnym artykule.

    • Od pana Sztekmilera może się też dowiedzieć o najlepszym ustawieniu kompresora dla danego instrumentu 😉 😛

  5. Czyli pasmo przenoszenia to jakiś wycinek charakterystyki częstotliwośćiowej w której mikrofon najbardziej naturalnie oddaje dźwięk? Pozdrawiam.

    • pasmo przenoszenia, to częstotliwości na które reaguje mikrofon, przynajmniej w teorii 🙂

    • ok, to czemu Igor mówi, że to nie do końcaa to samo co charakterystyka częstotliwościowa.? Czyli przy charakterystyce wskaźnik przyrostu może sięgnąć 0 db a przy paśmie przenoszenia musi być > 0 db, co oznacza, że składową, choćby o najmniejszej energii mikrofon zarejestruje? 😛

    • Dobra, teraz to dopiero ogarnąłem, poprzednie rozumowanie było dziwne. 😀

    • Pasmo to zakres, na który reaguje mikrofon (np. 30Hz-20kHz). A charakterystyka przedstawia, jak w danym zakresie zmienia się czułość – gdzie są podbicia czy spadki, a gdzie jest w miarę płasko.

  6. no propsy ze wogule sie komus chcialo

Zostaw komentarz