Che cos’è un filtro passa alto per microfono e perché usarne uno?

Alcuni microfoni sono dotati di opzioni intercambiabili tra cui vari schemi polari, pad di attenuazione e, come suggerisce il titolo di questo articolo, filtri passa-alto. Il filtro passa alto per microfono(HPF) si rivela un’opzione utile per molte applicazioni microfoniche. Parliamo degli HPF e di come si relazionano ai microfoni.

Allora, cos’è un filtro passa alto per microfono e perché usarne uno? Un filtro passa-alto interrompe efficacemente la risposta in frequenza di un microfono al di sotto di un determinato punto impostato, consentendo solo alle frequenze al di sopra di questo punto di «passare» come segnale audio. I filtri passa-alto rimuovono l’energia di fascia bassa indesiderata e in eccesso che altrimenti degraderebbe il segnale audio.

Discutiamo più dettagliatamente dei filtri passa-alto del microfono nel resto di questo articolo!

Che cos’è un filtro passa alto per microfono e perché usarne uno?

Un filtro passa alto(HPF) è un filtro elettronico che fa passare le frequenze del segnale al di sopra di un certo punto di taglio attenuando le frequenze del segnale al di sotto del punto di taglio. Un HPF, nel caso di un microfono, fa parte di un circuito elettronico. I segnali audio sono tensioni CA e possono passare attraverso questi filtri elettronici passa-alto. Gli HPF alterano la risposta in frequenza di un microfono » tagliando » le frequenze al di sotto di un certo punto di taglio.

I filtri passa alto sono anche comunemente chiamati «filtri low cut » o » filtri low cut». Ognuno di questi tre nomi descrive praticamente lo scopo del filtro: filtrare le basse frequenze e consentire il passaggio delle alte frequenze.

La verità è che non molti strumenti contengono potenza di fascia bassa. Si consiglia di filtrare tutti i microfoni oi canali che non riproducono specificamente sorgenti sonore a bassa frequenza. Questo di solito viene fatto sulla console di missaggio o sulla workstation audio digitale, ma può essere fatto prima se un microfono ha un interruttore HPF.

Abbiamo bisogno di una buona risposta alle basse frequenze quando si registrano strumenti come grancassa, basso, tuba, pianoforte, organo o altri che hanno una gamma bassa estesa o una fondamentale di bassa frequenza. Tuttavia, è consigliabile filtrare gli strumenti passa-alto che non contengono informazioni di fascia bassa.

Allora perché dovremmo usare segnali microfonici filtrati passa-alto?

Come accennato, si consiglia spesso di trasmettere segnali microfonici passa-alto che non contengono informazioni essenziali di fascia bassa. Spesso questo viene fatto su una striscia di canale in una DAW o in una console di missaggio, anche se alcuni microfoni sono dotati di interruttori HPF integrati!

Ecco un breve elenco di motivi per cui i filtri passa alto vengono applicati all’audio del microfono:

• Per eliminare il rombo di fascia bassa e il rumore nel segnale
• Per aiutare a ridurre l’effetto di prossimità all’interno dei microfoni direzionali
• Per aiutare a ridurre le esplosive nei microfoni direzionali.
• Per rimuovere i bassi non necessari in modo che un segnale del microfono possa adattarsi meglio a un mix

Filtri passa alto per eliminare il rombo e il rumore dei bassi

Gli HPF vengono spesso applicati semplicemente per rimuovere il rumore e il rumore a bassa frequenza nel segnale di un microfono. Solo perché la risposta in frequenza di un microfono lo rende in grado di catturare le basse frequenze non significa necessariamente che dovremmo catturare le basse frequenze.

Non ci sono molte sorgenti sonore che producono il suono previsto al di sotto di 50 Hz. La maggior parte dell’energia sonora di fascia bassa è sotto forma di rumore ambientale e rombo. Le fonti comuni di questo rumore di fascia bassa includono:

• Ronzio di rete(50-60 Hz).
• Condizionatori.
• forni.
• Accessori.
• Camion che passano o sono al minimo vicino al microfono.
• La Terra stessa.

Anche nelle cabine audio insonorizzate, queste sorgenti esterne di fascia bassa possono raggiungere il microfono. Di solito questi suoni raggiungono il microfono attraverso i solidi vibranti anziché l’aria.

Suggerimento per professionisti: usa un’asta per microfono per ridurre ulteriormente la suscettibilità di un microfono al rombo di fascia bassa.

Questa energia di fascia bassa è spesso un’informazione non necessaria nel segnale audio e consuma effettivamente parte della potenza e dell’headroom del segnale. Passando gli alti e rimuovendo il rumore di fascia bassa da un segnale audio, ci resta un segnale più pulito con più headroom! È una vittoria per tutti.

Bisogna fare attenzione a non filtrare troppe basse frequenze. Una volta che iniziamo a filtrare le effettive informazioni udibili di uno strumento, corriamo il rischio di «assottigliare» lo strumento, facendolo suonare innaturale e debole.

Filtri passa alto per ridurre l’effetto di prossimità

I microfoni direzionali(cioè tutti i microfoni che non sono omnidirezionali) mostrano un effetto di prossimità. I microfoni bidirezionali con uno schema polare a «figura 8» hanno il maggiore effetto di prossimità.

L’effetto di prossimità aumenta le basse frequenze man mano che un microfono direzionale si avvicina alla sua sorgente sonora.

A volte l’effetto di prossimità viene utilizzato a nostro vantaggio(pensa alla gravità delle voci fuori campo o alle voci radio). Tuttavia, è spesso una conseguenza negativa dei microfoni direzionali(pensa a un aumento dei bassi su una chitarra elettrica in un mix).

Continuando con l’esempio della chitarra elettrica, se vogliamo chiudere il cabinet di un amplificatore per chitarra, probabilmente vorremo bypassare il segnale del microfono per combattere l’effetto di prossimità. Aumentare inutilmente le basse frequenze renderà il suono della chitarra innaturale e interferirà con altri elementi nel mix, di cui parleremo tra poco.

Filtri passa alto per ridurre gli schiocchi

Gli arresti sono quei «p-pop» o «b-pop» che otteniamo sul microfono. Sono causati da raffiche d’aria che creano un massiccio cambiamento di pressione nel diaframma del microfono. Queste raffiche d’aria sono comunemente prodotte dalla bocca delle persone quando parlano o cantano parole «P» o «B».

Gli arresti contengono molte informazioni di fascia bassa, quindi un filtro passa-alto può aiutare a ridurre il volume degli arresti. Si noti che gli HPF non sono una buona strategia per trattare la causa degli arresti. Sono semplicemente una soluzione per aiutare ad affrontare i sintomi. Spesso, anche con un filtro passa alto, parte dell’energia esplosiva è ancora chiaramente percepita nel segnale. Questo non è un bene.

Suggerimento per professionisti: utilizza un filtro anti-pop del microfono e posiziona il microfono leggermente fuori asse per ridurre ulteriormente la suscettibilità di un microfono allo scoppio.

Filtri passa alto e blend

Ho salvato il meglio per ultimo qui. I filtri passa alto sono utilizzati al meglio nel contesto di un mix audio. Anche se il segnale di un microfono contiene informazioni musicali nelle basse frequenze, può essere vantaggioso rimuovere queste frequenze dalle basse frequenze per consentire ad altri strumenti di occupare quello «spazio di frequenza».

Torniamo al nostro esempio di microfono da vicino sull’amplificatore per chitarra elettrica ancora una volta. Oltre a passare in alto il segnale del microfono per ridurre l’ effetto di prossimità e il rombo di fascia bassa, potremmo pensare che l’amplificatore per chitarra suoni meglio nel mix quando è in alto.

La frequenza fondamentale(più bassa) della corda del Mi basso(altezza più bassa) su una chitarra elettrica è 82 Hz. Ma in una tipica configurazione di una rock band, ci sarebbero anche un basso e una batteria.

• La corda E del basso ha una fondamentale di 41 Hz ma ha la sua prima armonica a 82 Hz
• La cassa beneficia spesso di un aumento dell’equalizzazione intorno agli 80 Hz

Allora, cosa faremo? Su soli 3 strumenti abbiamo molta concorrenza a circa 80 Hz. Il basso e la cassa dovrebbero normalmente occupare la maggior parte dello spazio di fascia bassa in questa particolare configurazione del mix. Avere l’elemento extra della chitarra elettrica potrebbe portare a un accumulo di basse frequenze e a un mix «fangoso». Quindi, anche se la chitarra elettrica ha informazioni nelle basse frequenze, potrebbe essere utile eliminare quelle frequenze dal suono per far posto a cassa e basso!

Spesso queste decisioni vengono prese a livello di missaggio piuttosto che in fase di registrazione. Tuttavia, ho voluto fornire queste informazioni come generalità quando si parla di filtri passa alto per microfono. I filtri passa alto sono probabilmente il dispositivo di elaborazione più importante nel missaggio audio e sicuramente il più importante in termini di equalizzazione audio.

Suggerimento professionale: canali passa-alto nel tuo mix che non contengono informazioni di fascia bassa.

Quindi tutto questo pone la domanda: dovrei andare in alto sul microfono o più tardi sui canali del mio mixer o DAW? Analizziamo ulteriormente questa risposta:

Passando alto sul microfono o sul mixer?

Ebbene, la maggior parte delle volte non abbiamo scelta perché non molti microfoni hanno un filtro passa alto commutabile. Tuttavia, se usiamo un microfono che ha le opzioni HPF, dovremmo mai usare quelle invece degli HPF forniti dai mixer?

La risposta, ovviamente, dipende da cosa stiamo registrando e esattamente come vogliamo trattare il segnale.

I mixer analogici hanno spesso filtri passa-alto impostati. Le frequenze di taglio sono in genere 60, 80 o 100 Hz con un forte rolloff per tagliare efficacemente le frequenze al di sotto del set point. In questo caso non ci sono impostazioni: l’HPF è acceso o spento alla frequenza di taglio impostata.

I mixer digitali e le workstation audio digitali hanno spesso equalizzatori parametrici. Con questi sistemi, possiamo apportare tutti i tipi di regolazioni al filtro passa-alto: la frequenza di taglio, la pendenza del rolloff e persino la quantità di boost alla frequenza di taglio prima del rolloff. Gli equalizzatori parametrici digitali offrono la massima flessibilità durante l’impostazione del nostro filtro passa alto.

Sia che utilizziamo un filtro passa alto per microfono integrato o un HPF su una console, il filtraggio avviene dopo l’uscita della capsula del microfono. Ciò significa che i filtri passa alto non influiscono sul modo in cui la capsula del microfono trasforma il suono in un segnale audio. Tuttavia, significa che l’ HPF integrato di un microfono influisce sul segnale audio prima che venga inviato lungo il cavo e amplificato, mentre l’HPF di una console influisce su un segnale già amplificato.

Quindi, se abbiamo un sistema di missaggio digitale, vale mai la pena usare l’HPF sul microfono? La risposta rimane sì, ci sono ancora vantaggi per un HPF commutabile in un microfono.

Ecco un elenco dei vantaggi di avere un filtro passa alto integrato in un microfono:

• Il segnale è «passa alto» prima dell’amplificazione.
• Il filtro passa alto è progettato specificamente per il microfono.

Il segnale ha un «passa alto» prima dell’amplificazione

Un vantaggio di un microfono HPF integrato è che il filtraggio avviene prima del preamplificatore del microfono.

I preamplificatori microfonici applicano il guadagno ai segnali microfonici in ingresso. Sebbene alcuni preamplificatori colorino il suono(aumentano l’ampiezza di alcune frequenze in modo diverso rispetto ad altre), in generale, il guadagno viene applicato all’intero segnale audio. In altre parole, il preamplificatore non è in grado di distinguere tra » rumore» e » segnale». Aumenta semplicemente tutto come un segnale audio di tensione CA.

Se l’energia di fascia bassa del segnale del microfono non è necessaria, perché sottoporre il preamplificatore al rumore aggiuntivo? Questo si adatta bene alla regola empirica «fallo alla fonte».

Se vogliamo comunque sbarazzarci dei bassi, di solito è meglio farlo il prima possibile. Ciò consente di eseguire tutta l’elaborazione aggiuntiva sul segnale desiderato anziché su una versione relativamente rumorosa che richiede l’elaborazione.

È necessario prestare attenzione se l’HPF di un microfono interrompe alcune delle frequenze naturali della sorgente sonora. Tagliare troppi bassi da una sorgente la renderà innaturale e sottile. Farlo a livello del microfono renderà difficile bloccare il mix.

Il filtro passa alto è progettato specificamente per il microfono.

I produttori di microfoni dedicano molto tempo a rendere i loro microfoni «perfetti». Se un produttore decide di inserire un filtro passa alto commutabile sul proprio microfono, ha sicuramente uno scopo ed è progettato per funzionare con il microfono. Gli HPF sono adattati, per così dire, alla risposta in frequenza del microfono specifico. Gli HPF mirano a fornire una risposta in frequenza altrettanto pratica per l’utente.

Ci sono 2 ragioni principali per cui un microfono dovrebbe avere un filtro passa alto commutabile:

1. Per rimuovere il rumore dei bassi dal segnale di uscita
2. Per contrastare l’effetto di prossimità

Per comprendere lo scopo dell’HPF di un microfono, dai un’occhiata al diagramma di risposta in frequenza sulla scheda tecnica del microfono. Ecco alcune generalizzazioni:

• Se l’ HPF ha un punto di taglio più basso(circa 100 Hz o meno) e una pendenza ripida(circa -12 dB/ottava o superiore), il suo scopo è principalmente quello di rimuovere il rombo dei bassi mantenendo bassi decenti. risposta frequente.
• Se l’ HPF ha un punto di taglio più alto(sopra 100 Hz) e una leggera pendenza di rolloff(-6 dB/ottava o meno), il suo scopo è contrastare l’effetto di prossimità.
• Gli HPF spesso servono entrambi gli scopi, in una certa misura.

Un esempio di microfono con HPF per eliminare il rumore dei bassi mantenendo la reattività dei bassi è il popolare AKG C 414.

Il C 414 dispone di 3 interruttori HPF:

1. HPF a 40 Hz con rolloff di -12 dB/ottava
2. HPF a 80 Hz con rolloff di -12 dB/ottava
3. HPF a 160 Hz con rolloff di -6 dB/ottava

Una frequenza di taglio di 80 Hz con -12 dB/ottava è un’impostazione comune per i filtri passa-alto a causa del famigerato ronzio di 50-60 Hz che spesso si fa strada nei segnali audio.

I filtri passa-alto del C 414 rimuovono efficacemente il rombo e il rumore a bassa frequenza mantenendo l’integrità delle frequenze del segnale al di sopra del cutoff.

Un esempio di microfono HPF per ridurre l’effetto di prossimità è il leggendario Neumann U87. La sua frequenza di taglio è di circa 1000 Hz! Tuttavia, il rolloff della frequenza si verifica a un leggero -3 dB/ottava.

Ovviamente questo HPF influenzerà la fascia bassa di qualsiasi sorgente sonora, ma lo scopo di questo HPF è combattere l’effetto di prossimità. Con HPF attivo, una sorgente sonora vicina suonerà in modo abbastanza naturale anziché avere un forte aumento dei bassi. L’effetto di prossimità non scompare, ma è spiegato dall’HPF.

Dai un’occhiata ai grafici della risposta in frequenza per comprendere meglio lo scopo dell’HPF. Ma soprattutto, ascolta con un orecchio critico e decidi se l’HPF rende il segnale migliore o peggiore. La soggettività del suono è ciò che lo rende così sorprendente!

Ci sono anche opzioni HPF online. Shure produce un filtro in linea chiamato Shure A15HP . È un filtro in linea XLR bilanciato che riduce le basse frequenze al di sotto di 100 Hz. Possiamo posizionare questo filtro esterno direttamente dopo qualsiasi microfono XLR per agire efficacemente come un HPF prima del guadagno del preamplificatore. L’ A15HP passa anche l’alimentazione phantom, quindi può essere utilizzato con microfoni attivi.

Come funzionano i filtri passa alto?

Quindi, come funzionano i filtri passa alto? Non sono un elettricista, quindi ho dovuto pormi anche io questa domanda.

Sebbene microfoni diversi abbiano design e filtri passa-alto diversi, gli HPF sono tutti basati su circuiti relativamente semplici. I segnali audio del microfono sono segnali elettrici CA(solitamente misurati in millivolt) e quindi passano attraverso i circuiti elettrici all’interno del microfono.

I filtri passa-alto, come i microfoni per cui sono progettati, possono essere attivi o passivi. Gli HPF attivi richiedono alimentazione per l’amplificatore operazionale nella loro progettazione, mentre gli HPF passivi non richiedono alimentazione per funzionare correttamente.

Gli HPF passivi sono solitamente costituiti da circuiti resistore-condensatore(circuiti RC). Il segnale audio in ingresso(tensione) attraverso la combinazione in serie di un condensatore e un resistore viene effettivamente bypassato e il segnale audio in uscita viene filtrato.

La frequenza di taglio del filtro è determinata dalla seguente equazione:

fc = 1/(2πRC ₎

• f _c è la frequenza di taglio(in hertz)
• R è la resistenza del resistore(in ohm)
• C è la capacità del condensatore(in farad)

Nota che se avessimo scambiato le posizioni del condensatore e del resistore nel circuito RC, avremmo un filtro passa basso!

Gli HPF attivi sono circuiti RC leggermente più complessi con amplificatori operazionali attivi integrati nel circuito.

Queste parti del circuito sono integrate nel design del microfono con interruttori. Questi interruttori sono attivati ​​da interruttori a levetta sul corpo del microfono. Quando l’interruttore è acceso, il segnale audio viene inviato attraverso il circuito del filtro passa-alto RC prima dell’uscita. Se l’interruttore è spento, il segnale audio non passa affatto attraverso il circuito HPF RC.

Domande correlate

I microfoni hanno interruttori del filtro passa basso? I produttori di microfoni non aggiungono filtri passa basso ai loro microfoni. I microfoni dinamici hanno le alte frequenze naturalmente «filtrate». Anche i microfoni a condensatore, che hanno una gamma alta estesa, non lo fanno, poiché le alte frequenze non influiscono sul guadagno del segnale tanto quanto le basse frequenze. Se necessario, postazione microfono passa basso.

Quali opzioni intercambiabili includono i produttori di microfoni nei loro microfoni?

• Dispositivi di attenuazione passiva(cuscinetti di attenuazione)
• Interruttori di diagramma polare(su condensatori a diaframma largo multiplo)
• filtri passa alto
• aumentare la presenza
• Interruttori di accensione/spegnimento