Qu’est-ce qu’un microphone bidirectionnel ou figure 8 ?

Le diagramme polaire bidirectionnel du microphone(également connu sous le nom de figure 8) est l’un des trois principaux types de diagrammes polaires(avec l’omnidirectionnel et le cardioïde). Comprendre les tenants et les aboutissants du modèle bidirectionnel et comment il est réalisé dans les microphones vous aidera à établir une base solide pour votre compréhension des modèles polaires des microphones et des microphones en général.

Qu’est-ce qu’un microphone bidirectionnel ou figure 8?

Un microphone bidirectionnel a un diagramme de captation polaire en forme de 8. Il est également sensible aux sons de l’avant et de l’arrière tout en rejetant les sons de ses côtés(anneau de silence). Le son capté sur le micro avant est de polarité opposée au son capté sur la face arrière.

Dans cet article approfondi, nous discuterons en détail du diagramme polaire du microphone bidirectionnel pour répondre à toutes les questions que vous pourriez avoir sur les microphones bidirectionnels ou en forme de 8.

Le diagramme polaire bidirectionnel

Une image vaut mieux que mille mots. Commençons par un schéma du diagramme polaire du microphone bidirectionnel de la figure 8:

Le diagramme polaire bidirectionnel(souvent appelé figure 8) est symétriquement sensible aux sons de l’avant et de l’arrière tout en rejetant les sons des côtés. Comme nous pouvons le voir ci-dessus, le graphique du modèle de réponse polaire ressemble à un chiffre 8.

Le diagramme polaire bidirectionnel est basé sur la forme la plus vraie du principe du gradient de pression. Cela signifie essentiellement que les deux côtés du diaphragme du microphone sont également exposés à la pression acoustique externe.

Ainsi, une onde sonore provenant de l’avant du microphone frapperait l’avant puis l’arrière du diaphragme de la même manière qu’une onde sonore égale provenant de l’arrière ou du microphone frapperait l’arrière puis l’avant du diaphragme.

La seule différence entre l’avant et l’arrière du diaphragme bidirectionnel est la polarité du signal éventuel du microphone. Les sons réagissent avec l’avant du diaphragme en polarité positive tandis qu’ils réagissent avec l’arrière du diaphragme en polarité négative.

Les sons provenant des côtés directs d’un microphone bidirectionnel(90° et 270° sur le diagramme polaire) frappent les deux côtés du diaphragme avec une amplitude égale et une polarité opposée et s’annulent. Ceci explique les points nuls et le «cercle de silence» sur le côté d’un microphone bidirectionnel.

Le modèle bidirectionnel idéal a un angle d’acceptation d’environ 120° directement sur l’axe à l’avant et à l’arrière. Cela signifie que, idéalement, le son ne commencera à décliner(d’environ 6 dB) que lorsque la source sonore sera à 60° hors axe. C’est également là que la coloration hors axe commence à devenir apparente et que la spécification de la réponse en fréquence du microphone est compromise.

Généralités et caractéristiques du microphone bidirectionnel

Symétriquement sensible au son de l’avant et de l’arrière

Le microphone bidirectionnel est conçu avec les deux côtés de son diaphragme également exposés à la pression acoustique. Ainsi, le microphone bidirectionnel est également(symétriquement) sensible aux sons provenant de l’avant et de l’arrière, selon la position de son diaphragme.

L’avant capte le son avec une polarité positive tandis que l’arrière capte le son avec une polarité négative

L’amplitude positive d’une onde sonore(une augmentation de la pression acoustique) devant le diaphragme bidirectionnel entraînera une amplitude positive dans le signal du microphone. Inversement, l’amplitude positive d’une onde sonore(une augmentation de la pression acoustique) et l’arrière du diaphragme bidirectionnel entraîneront une amplitude négative du signal du microphone.

Cela aide à expliquer les points nuls ou «anneau de silence» sur les côtés du microphone bidirectionnel. Les ondes sonores provenant des côtés du microphone frappent les deux côtés du diaphragme avec une amplitude égale et une polarité opposée.

Points nuls sur les côtés(90° et 270°)

Comme nous venons de le mentionner, les sons provenant des côtés d’un microphone bidirectionnel finiront par frapper à la fois l’avant et l’arrière du diaphragme en même temps et avec la même phase/amplitude.

Imaginez deux forces égales mais opposées poussant sur le diaphragme. Les ondes sonores s’annulent, créant ainsi un «point nul» de chaque côté du microphone bidirectionnel.

Ces directions latérales sont représentées par 90° et 270° sur le tracé de réponse polaire 2D.

Une autre façon de penser à cela est que l’avant du diaphragme produit des signaux de microphone à polarité positive, tandis que l’arrière du diaphragme produit un signal de microphone à polarité négative. Les sons frappant le micro d’un côté appliquent la même amplitude mais une polarité opposée, ce qui entraîne l’absence de signal de micro.

Anneau de silence sur les côtés du diaphragme bidirectionnel

En appliquant les deux points ci-dessus à l’espace 3D, nous constatons qu’il n’y a en fait aucun «point» ou axe nul. Il y a plutôt un anneau de rejet d’un «anneau de silence» autour du microphone bidirectionnel typique.

Les sons provenant et allant vers un microphone bidirectionnel à partir de l’anneau de sourdine frapperont efficacement les deux côtés du diaphragme en même temps et s’annuleront.

Présente la plus grande quantité d’effet de proximité de tous les modèles polaires

D’une manière générale, les microphones bidirectionnels présentent plus d’effet de proximité que tout autre diagramme polaire de microphone.

En effet, les deux côtés du microphone sont également ouverts à la pression acoustique extérieure, et donc la différence de phase d’une onde sonore entre chaque côté du diaphragme est réduite par rapport à la différence d’amplitude de l’onde sonore.

Aux basses fréquences, cela provoque une forte augmentation de la réponse des graves à mesure que la source sonore se rapproche du microphone.

Sensible aux arrêts vocaliques

Le microphone bidirectionnel fonctionne sur le principe du gradient de pression. Étant donné que les deux côtés du diaphragme sont ouverts à la pression acoustique, l’énergie occlusive de la parole humaine peut facilement surcharger le microphone et provoquer un «pop».

Lorsqu’une énergie explosive sort de la bouche de quelqu’un, cela crée une grande quantité de pression suivie d’une forte chute de pression(comme une rafale de vent). Au fur et à mesure que la plosive passe autour du microphone, la différence de pression entre l’avant et l’arrière du diaphragme du microphone augmente fortement, provoquant une surcharge et un «pop».

Son assez naturel à distance de la source sonore

A une distance raisonnable où l’effet de proximité ne colore pas trop le son, le micro bidirectionnel semble assez naturel.

Son micro arrière capture une grande partie de l’ambiance de l’environnement acoustique. Si le microphone bidirectionnel est pointé vers la source sonore prévue, le micro arrière captera souvent les premières réflexions importantes de la pièce. Cela ajoute à la «réalité» du son.

Le microphone bidirectionnel typique est également très cohérent dans sa réponse polaire. Cela signifie qu’il manque de coloration hors axe, ce qui rend finalement le son du micro plus naturel.

Gain faible avant Larsen si un moniteur est directement devant ou derrière

Les microphones bidirectionnels ont des lobes de sensibilité symétriques à l’avant et à l’arrière d’un microphone bidirectionnel. De ce fait, ces micros ne sont pas bien adaptés au «positionnement cardioïde» classique en sonorisation live.

Placer un moniteur derrière un microphone bidirectionnel est un moyen sûr d’obtenir beaucoup de retour du microphone.

Gain élevé avant larsen si les moniteurs sont sur le côté

Cependant, placer des moniteurs ou des haut-parleurs directement sur les côtés d’un microphone bidirectionnel fonctionnera étonnamment bien pour le rejet du Larsen, donnant au microphone une grande quantité de gain avant le Larsen.

Cependant, le placement latéral des moniteurs n’est pas une méthode très efficace. Par conséquent, les microphones bidirectionnels ne sont généralement pas utilisés pour les voix en direct.

Devient plus directionnel à des fréquences plus élevées

Comme tous les microphones, les microphones bidirectionnels deviennent plus directionnels à des fréquences plus élevées.

Cela dit, ce modèle de micro est généralement très cohérent. Nous en examinerons des exemples dans notre section d’ exemples de microphones bidirectionnels.

Diagramme polaire standard des microphones à ruban

La grande majorité des microphones bidirectionnels et à ruban et la grande majorité des microphones à ruban sont bidirectionnels.

La conception typique de l’élément à ruban comprend un véritable diaphragme à ruban à gradient de pression exposé de manière égale à la pression acoustique à l’avant et à l’arrière.

Ne peut être trouvé que sur les microphones à adresse latérale

Étant donné que les deux côtés du diaphragme du microphone bidirectionnel doivent être uniformément exposés, la conception du microphone doit être latérale.

Il n’y a tout simplement aucun moyen de créer une ouverture parfaitement symétrique avec une conception à entraînement supérieur.

La forme la plus authentique du principe du gradient de pression dans les microphones à simple membrane

Tous les microphones directionnels fonctionnent selon le principe du gradient de pression, où les deux côtés du diaphragme du microphone sont ouverts à la pression acoustique.

Cependant, le diagramme polaire bidirectionnel est la «vraie forme» car les deux côtés du diaphragme bidirectionnel sont également ouverts à la pression acoustique externe.

Comment le diagramme polaire bidirectionnel est-il obtenu?

Le diagramme polaire bidirectionnel(figure 8), en général, est obtenu avec la vraie forme du principe du gradient de pression.

Le gradient de pression est un principe acoustique qui expose les deux côtés du diaphragme du microphone à une pression acoustique externe. Le mouvement du diaphragme est donc le résultat de la différence de pression entre les côtés avant et arrière du diaphragme.

En d’autres termes, l’amplitude, la phase et l’angle d’incidence des ondes sonores externes jouent tous un rôle dans la directionnalité du microphone à gradient de pression.

Le diagramme polaire bidirectionnel le plus idéal est le résultat de la forme la plus vraie du principe du gradient de pression, où les deux côtés du diaphragme du microphone sont également exposés à la pression acoustique externe.

Le microphone à ruban dynamique typique fonctionne sur le principe du véritable gradient de pression et a donc un véritable diagramme polaire bidirectionnel.

Comment le diagramme polaire bidirectionnel est-il obtenu dans les microphones à plusieurs diagrammes?

Dans les microphones multi-directives, il n’est généralement pas pratique d’ajouter un véritable élément de gradient de pression juste pour obtenir une option bidirectionnelle.

La vérité est que la grande majorité des microphones multi-patterns utilisent une capsule à double membrane avec des diaphragmes dos à dos, ou alternativement, deux capsules dos à dos. Ces diaphragmes/capsules auront des directivités cardioïdes.

Ainsi, pour acquérir un motif polaire bidirectionnel à partir de deux éléments cardioïdes consécutifs, le microphone multi-motifs est câblé pour émettre les signaux de deux microphones à amplitude égale mais à polarité opposée.

La combinaison des signaux du microphone de cette manière produit un diagramme polaire bidirectionnel ou en forme de 8 en annulant les sons des côtés(90° et 270°) et en capturant les sons symétriquement vers l’avant et l’arrière, mais en polarités inversées..

Quand utiliser un microphone bidirectionnel?

Les microphones bidirectionnels, à mon avis, sont sous-utilisés. La principale raison pour laquelle je vois des micros bidirectionnels utilisés est que des micros à ruban sont utilisés et que le modèle bidirectionnel est standard sur les micros à ruban.

Que vous recherchiez des raisons de brancher ce micro à ruban bidirectionnel(en plus des avantages de l’utilisation d’un ruban) ou d’actionner le commutateur bidirectionnel de votre microphone multi-directivité, voici quelques applications pour le microphone bidirectionnel:

Meilleures applications pour les microphones bidirectionnels

• Lorsqu’un rejet latéral maximal est requis.
• Lors de l’enregistrement d’une conversation avec un microphone de personnes assises directement l’une en face de l’autre.
• Pour un effet de proximité maximal.
• Pour capturer moins d’espace, mais en enregistrant toujours les réflexions initiales à l’arrière du microphone.
• Pour enregistrer des informations «latérales» qui sont complètement annulées lorsque le mixage stéréo est ajouté au mono.

Il existe également des situations où les microphones bidirectionnels ne fonctionnent pas aussi bien. Ces applications incluent les éléments suivants:

Quand ne pas utiliser un microphone bidirectionnel?

• Face à des moniteurs pliants dans des situations de sonorisation en direct.
• Lorsque l’effet de proximité n’est pas souhaité.
• Pour connecter ou isoler des sources sonores uniques dans des environnements bruyants.

Exemples de microphones bidirectionnels

Royer R-121

Le Royer R-121 est le microphone phare de Royer Labs et l’un des microphones à ruban les plus connus sur le marché aujourd’hui. Comme la plupart des microphones à ruban, le R-121 a un diagramme polaire bidirectionnel, et comme tous les microphones bidirectionnels, il a une direction latérale. Le Royer R-121 est devenu très courant dans les studios du monde entier pour son incroyable son naturel sur presque tous les instruments (et en particulier les baffles de guitare électrique).

Graphique de réponse polaire Royer R-121

Comme nous pouvons le voir ci-dessus, le Royer R-121 a une réponse polaire bidirectionnelle typique. Notez que son anneau latéral de rejet est cohérent avec les points nuls à 90° et 270° à toutes les fréquences données.

Comme prévu, le R-121 devient un peu plus directionnel à mesure que les fréquences du son augmentent. Dans l’ensemble cependant, ce micro Royer présente une réponse polaire très cohérente.

OUI R84

L’AEA R84 est le premier microphone d’Audio Engineering Associates et est la meilleure recréation du légendaire RCA 44-BX. Il s’agit d’un microphone à ruban à adresse latérale avec un diagramme polaire bidirectionnel. Avec l’essor de l’enregistrement numérique clair ou lumineux, les microphones à ruban chauds et au son naturel ont réapparu. L’AEA R84 ramène la légende du RCA 44-BX original à une époque où les microphones à ruban sont plus recherchés que jamais.

Le graphique de réponse polaire AEA R84

Le graphique de réponse polaire de l’AEA R84 est une véritable œuvre d’art. Ce micro présente une cohérence sans faille de 200 Hz à 10 000 Hz.

Comme avec tous les vrais diagrammes polaires bidirectionnels, il y a des points nuls à 90° et 270° et les sensibilités avant et arrière sont parfaitement symétriques.

Coles 4038

Le Coles 4038 est un microphone à ruban légendaire conçu par la British Broadcasting Corporation dans les années 1950. Il s’agit d’un microphone à ruban bidirectionnel à adresse latérale. Le 4038 est toujours en production par Coles Electroacoustics et est toujours apprécié comme microphone de diffusion et bourreau de travail dans l’environnement de studio.

Coles 4038 Diagramme de réponse polaire

Le Coles 4038 est un microphone avec le diagramme polaire ci-dessus. Parce que le modèle bidirectionnel global est si cohérent, le modèle polaire du premier Coles 4038 n’a peut-être jamais été mesuré à différentes fréquences par la BBC ou par Coles Electroacoustics.

AKG C 411

L’AKG C 411 est commercialisé comme micro d’instrument pour guitares acoustiques, violons, mandolines et autres instruments à cordes. Ce «microphone d’instrument» est un condensateur à électret à direction latérale avec un motif polaire bidirectionnel. Le C 411 est l’un des rares microphones sans ruban non multi-directives à directivité bidirectionnelle.

Courbe de réponse polaire AKG C 411

À première vue, cette réponse polaire est extrêmement déroutante. Il s’agit d’un graphique divisé, montrant 125 Hz – 1 kHz à gauche et 2 kHz – 16 kHz à droite.

La partie intéressante de ce graphique est qu’il n’a pas de symétrie avant ou arrière et qu’il n’y a pas de légende pour la ligne pointillée. Pourquoi est-ce?

Eh bien, le capteur d’instrument C 411 a un diaphragme à condensateur qui, contrairement à un diaphragme à ruban standard, ne fonctionne pas dans la forme la plus vraie du principe du gradient de pression (les deux côtés ne sont pas également exposés à la pression acoustique externe).).

Par conséquent, bien que C 411 présente un diagramme polaire bidirectionnel, il n’est pas symétrique. La ligne pointillée représente l’arrière du micro de l’instrument, tandis que la ligne pleine représente l’avant.

Sennheiser MKH 30

Le Sennheiser MKH 30 est l’un des rares microphones à condensateur bidirectionnels sur le marché. Il s’agit d’un microphone à adresse latérale doté d’une capsule RF symétrique. Il apporte les meilleures qualités d’un microphone à condensateur (réponse en fréquence étendue et réponse transitoire précise) à un véritable microphone bidirectionnel à gradient de pression.

Graphique de réponse polaire Sennheiser MKH 30

La réponse polaire du Sennheiser MKH 30 est également représentée dans un diagramme divisé. Nous voyons les basses fréquences à gauche et les hautes fréquences à droite.

Le MKH 30 présente un motif polaire bidirectionnel magnifiquement cohérent, bien qu’il ne s’agisse pas d’un véritable microphone à ruban à gradient de pression.

Tous les différents modèles polaires de microphone

Voici une liste de tous les diagrammes polaires différents que vous êtes susceptible de rencontrer lors de l’utilisation de microphones:

• Motif de réponse polaire omnidirectionnel – Capte le son de manière égale dans toutes les directions.

• Modèle de réponse polaire bidirectionnel ou Figure 8 – Capte le son symétriquement à l’avant(0°) et à l’arrière(180°) avec une sensibilité égale mais une polarité opposée. Les motifs bidirectionnels ont des points nuls sur leurs côtés(90° et 270°), ce qui produit un «anneau de silence» dans l’espace 3D. Son diagramme polaire ressemble à un 8 en 2D.

• Diagramme de réponse cardioïde: Diagramme unidirectionnel avec un point nul à l’arrière(180°) et une diminution de sensibilité d’environ 6 dB sur ses côtés(90° et 270°) par rapport à l’axe(0°).

• directivité unidirectionnelle avec une réponse dans l’axe plus étroite que la cardioïde «normale». Points nuls à 127° et 233°, produisant un «cône de silence». On note une diminution de sensibilité d’environ 10dB sur ses côtés(90° et 270°) et un lobe arrière de sensibilité avec 10dB de sensibilité en moins(à 180°) par rapport à l’axe(0°).

• Modèle de réponse polaire hypercardioïde: modèle unidirectionnel similaire au supercardioïde avec une réponse dans l’axe plus étroite que le cardioïde «normal». Points nuls à 110° et 250°, produisant un «cône de silence». On note une diminution de sensibilité d’environ 12dB sur ses côtés(90° et 270°) et un lobe arrière de sensibilité avec 6dB de sensibilité en moins(à 180°) par rapport à l’axe(0°).

• Modèle de réponse cardioïde sous-cardioïde ou polaire large: un modèle unidirectionnel avec une réponse plus large que la cardioïde «normale». Vous pouvez considérer le sous-cardioïde comme un juste milieu entre cardioïde et omnidirectionnel.

• Diagramme de réponse lobaire ou shotgun: Extension des diagrammes polaires supercardioïde et hypercardioïde. L’utilisation d’un tube d’interférence devant une cartouche qui est déjà hautement directionnelle produit le motif fusil de chasse / lobaire extrêmement directionnel. Ces motifs ont généralement un lobe postérieur de sensibilité et parfois même de petits lobes latéraux de sensibilité.

• Le diagramme polaire hémisphérique trouvé dans les microphones de zone de limite et de pression. Ces modèles sont obtenus en plaçant la capsule du microphone au ras d’une surface plane, puis en plaçant le microphone sur une surface/limite dans un espace acoustique. Les capsules elles-mêmes peuvent avoir n’importe quel motif polaire, bien que les capsules omnidirectionnelles soient souvent préférées.

des questions connexes

Qu’est-ce qu’un microphone unidirectionnel?

Un microphone unidirectionnel est le plus sensible au son dans une seule direction, appelée « axe ». Ces microphones sont moins sensibles et peuvent même rejeter complètement les sons hors axe. Le cardioïde est le modèle unidirectionnel le plus populaire, bien qu’il en existe de nombreux autres, notamment:

Quelle est la directivité d’un microphone canon?

Les microphones Shotgun sont les microphones les plus directionnels du marché. Leurs capsules sont généralement supercardioïdes ou hypercardioïdes. Cependant, ces modèles de capsule sont améliorés par des tubes d’interférence, qui réduisent leurs modèles polaires à ce que l’on appelle des modèles polaires de fusil de chasse.