Ленточные микрофоны на сцене ribbon+mic Full view

Ленточные микрофоны на сцене

 

Раньше хрупкая природа ленточных микрофонов делала их непригодными для большинства применений в живом звуке. Но это раньше! Во множестве последних моделей дополнительное внимание при разработке уделялось прочности, и это позволяет добавлять особый характер звучания нашим «живым» миксам.

Давайте рассмотрим эти уникальные устройства – ленточные микрофоны, их технологию, дизайн, применение и технику использования.

Физический дизайн

Большинство динамических микрофонов построено на принципе перемещения катушки в магнитном поле, и ленточный микрофон также является динамическим. В капсюле ленточного микрофона в магнитном поле подвешена тонкая полоска алюминиевой фольги (ленты). Звуковые волны заставляют ленту вибрировать и генерировать электрический сигнал. Магнитные силовые линии проходят через ленту, когда она движется, поэтому напряжение индуцируется по всей ленте, пропорционально скорости её движения. То есть – лента является и диафрагмой, и датчиком.

Типичные размеры ленты: от 2,5 до 6 см в длину, до 0.5 см в ширину, и толщиной от 0,6 до 2,5 микрон. (Микрон = 1/1000 миллиметра). Так как лента маленькая и тонкая, она обладает малой массой, что позволяет ей отрабатывать очень быстрые переходные характеристики, и как следствие – производить детальный, тёплый звук.

Ribbon_Element

Ленту гофрируют (придают вид «гармошки») для уменьшения резонансов и для предотвращения скручивания по краям. Если гофр мало и они неглубокие, лента имеет тенденцию к «быстрой усталости». Будучи довольно короткой, лента имеет очень низкий импеданс. Повышающий трансформатор внутри микрофона поднимает его выходное сопротивление и уровень сигнала до приемлемых значений. Старые конструкции, как правило, имеют очень низкую чувствительность из-за слабых магнитов из сплава «алнико». Современные конструкции используют неодимовые магниты с высоким магнитным потоком, что, в свою очередь, обеспечивает более высокий выходной уровень.

Активные модели микрофонов дополнительно повышают уровень выходного сигнала, используя встроенный микрофонный предусилитель. В данном случае предусилитель также изолирует ленту от нежелательного для неё фантомного питания. Типичный собственный шум ленточного микрофона составляет менее 17 дБА.

Отклик

Ленточные микрофоны, как правило, имеют ровную частотную характеристику и спад в области ВЧ, потому что лента натянута очень слабо, при этом нижняя резонансная частота может быть около 30 Гц.

Лента открыта для звуковых волн и спереди и сзади. Она реагирует на градиент давления (разницу по звуковому давлению) между передней и задней частями диафрагмы. На низких частотах, с длинной волной, градиент давления очень низкий. На высоких частотах, с короткими длинами волн, градиент давления высокий. Градиент давления повышается на 6 дБ на октаву, затем падает на очень высоких частотах (малых длинах волн).

Рисунок 2 показывает, как формируется АЧХ ленточного микрофона. Скорость ленты относительно частоты падает на 6 дБ на каждую октаву выше её резонансной частоты. Градиент давления поднимается на 6 дБ на октаву.

Соедините эти два эффекта вместе, и вы получите результирующую АЧХ ленточного микрофона. Она имеет тенденцию быть плоской выше резонансной частоты, а затем падает на более высоких частотах, что дает мягкий верх. В области ВЧ формированию звукового давления помогает дизайн звуковой решетки, как и в любом другом дизайне микрофонов.

Микрофоны с подвижной катушкой, как и конденсаторные микрофоны, имеют в своей конструкции резонансную камеру перед диафрагмой. Этот резонатор Гельмгольца усиливает верхние частоты, чтобы создать расширенный высокочастотный отклик.

В ленточной конструкции данный резонатор отсутствует (он создает «звон» и фазовый сдвиг в сигнале на высоких частотах), что «утепляет звук», делая его приятней для ушей. Некоторые микс-инженеры считают, что это предпочтительней для цифровой записи.

Направленность

Поскольку лента открыта для звука с обеих сторон, она имеет двунаправленную диаграмму, или «восьмерку». Как следствие, она наиболее чувствительна к звуку спереди и сзади микрофона , и является практически “мертвой” по бокам (90 градусов вне оси слева, справа, сверху и снизу).

В результате ленточные микрофоны предлагают отличную изоляцию, если их стороны направлены на нежелательные источники звука. Некоторые производители также практикуют частичное закрытие области спины для создания гиперкардиоидной направленности.

Кроме того — поскольку лента очень узкая, то диаграмма направленности в горизонтальной плоскости имеет тенденцию оставаться постоянной с изменением частоты – в отличие от микрофонов с подвижной катушкой и конденсаторных микрофонов. Так как ленточные конструкции имеют очень мало внеосевого окрашивания, а также бокового проникновения, они, как правило, имеют тенденцию звучать более естественно.

Также нужно знать, что микрофон с диаграммой «восьмерка» имеет более выраженный эффект proximity (усиление басов при приближении), чем кардиоидная или суперкардиоидная конструкция. Это эффект можно выгодно использовать. Поместите ленточный микрофон близко к источнику, чтобы повысить низ, затем обрежьте его обрезным фильтром – и вы просто создали микрофон с функцией шумоподавления!

Обратите внимание, что у большинства ленточных микрофонов фронт – там, где логотип, но у beyerdynamic там, где лого – это тыл.

Становимся круче

Лента очень тонкая и слабо натянута, поэтому она может быть легко деформирована, даже когда она гофрированная. Резкий удар воздуха или задув может повредить ленточный элемент.

Однако новые технические конструкции используют более толстый материал. Например, Royer разработал новую, более толстую ленту для микрофона R-121, что повышает прочность и мало влияет на коэффициент усиления и переходную характеристику. Согласно Royer, звуковая разница очень незначительна, и Royer активно продвигает этот микрофон для живого исполнения.

Например, конструкция микрофонов MicroLinear от Аудио-Technica предполагает защиту ленты от скручивания, а в микрофоне Shure KSM313 используется материал «Roswellite», который заменяет традиционную фольгу. Преимущества этих ухищрений — дополнительная устойчивость к экстремальным уровням звукового давления, высокая прочность на растяжение и память формы.

Некоторые новые модели также имеют решетки из более толстой проволоки, прочные корпуса, и антистрессовые крепления для дополнительной защиты. Ленточные микрофоны, в общем, не зависят от температуры или влажности, и современные модели могут выдерживать очень высокие уровни звукового давления, как правило, 146 дБ SPL.

Применение

Разве склонность подбирать звук с тыла не вызывает проблему для ленточных микрофонов на живой сцене? Не вызывает. Ближнее применение микрофонов обеспечивает отличную изоляцию от изоляции и обратной связи, несмотря на задний лепесток.

Это происходит вследствие двух факторов:
1) глубокое обнуление в диаграмме направленности по бокам, и
2) сильный эффект приближения, который, при вырезании обрезным фильтром, удаляет низ из любого проникающего сигнала.

Так как ленточные микрофоны имеют относительно заваленный верхний край АЧХ, то они, как правило, отлично работают на гитарных усилителях, контрабасе, струнных и медных духовых. Детализируя звук гитарных усилителей, они могут помочь гитаре не конкурировать за пространство с вокалом.

Ленточные микрофоны также используются как барабанные оверхеды и вокальные микрофоны из-за их гладкого верха, который может быть увеличен при необходимости корректной эквализацией. Кроме того, они могут уменьшить избыточные шипящие в вокале.

Большинство ленточных микрофонов не полностью симметричны. Они могут иметь более теплый звук на фронте и яркий звук со спины, предлагая некоторый выбор в применении. Задняя сторона выдает сигнал, противоположный по полярности передней стороне, поэтому если у вас микрофон на инструменте или вокале работает с задней части, обязательно инвертируйте полярность.

Также используйте подвес для крепления, потому что ленточные микрофоны чувствительны к механическим вибрациям. Это хорошая практика – устанавливать их аккуратно. Храните их в защитных кейсах, чтобы лента находилась в вертикальном положении для предотвращения провисания с течением времени под воздействием силы тяжести.

Не дуйте в них, и держите их подальше от силовых трансформаторов, чтобы избежать гула. И не кладите ленточный микрофон в басовый барабан, потому что сила воздушного удара может деформировать ленту.

Размещение

При использовании ленточного микрофона с боковым расположением диафрагмы цель – разместить его так, чтобы нежелательные источники звука были на 90 градусов от него.

Предположим, у вас есть несколько гитарных усилителей бок о бок на сцене. Направляйте микрофон на каждый усилитель, чтобы снизить проникновение из соседних усилителей. Хотя применение ближних микрофонов обеспечивает лучшую изоляцию, вы можете предпочесть поместить микрофон на 6-8 дюймов от усилителя, чтобы получить менее гулкий звук.

Ленточные микрофоны имеют некоторую внеосевую окраску (пики и провалы) в вертикальной плоскости. Так что, для плоской АЧХ направьте микрофон прямо на источник звука, не наклоняя его вверх или вниз. Это также приводит к лучшей отработке переходных процессов, потому что звуковая волна достигает всю ленту сразу. Однако Royer отмечает, что «возможность поворота микрофона на 15 градусов или больше защищает элемент от чрезвычайно высоких уровней звукового давления».

С медными духовыми поместите микрофон рядом с центром раструба для получения более четкого звука, и немного в стороне от центра для более темного звука.

На барабанной установке ленточные микрофоны применяются как оверхеды. Боковое обнуление удалит нежелательные инструменты, вокал и звук из мониторов. Вы можете добавить немного верха на EQ, чтобы компенсировать спад АЧХ на верхнем краю, или оставить EQ плоским, чтобы смягчить резкий звук некоторых тарелок.

При использовании гиперкардиоидного рисунка с певцом, поставьте мониторы на 110 градусов по обе стороны от оси, где расположены зоны обнуления. Это обеспечит максимальное усиление до фидбека. Если монитор находится прямо напротив певца, направьте микрофон горизонтально, чтобы нуль-точка смотрела на монитор.

Новое поколение ленточных микрофонов вполне уместно в живом применении, обеспечивая теплый и ровный звук, которого так добиваются многие звукоинженеры, а также дают широкий спектр вариантов для звукового творчества.

Брюс Барлетт

Обсуждение