Che cos’è il guadagno del microfono e come influisce sui segnali del microfono?
Recentemente stavo installando un sistema PA per una presentazione e stavo pensando all’importanza del guadagno del microfono. Ho deciso di fare qualche ricerca per migliorare la mia conoscenza dei guadagni e condividere i dettagli con tutti voi!
Allora, cos’è il guadagno del microfono e in che modo influisce sui segnali del microfono? Il guadagno del microfono aumenta l’ampiezza del segnale del microfono. Il guadagno aumenta l’intensità del segnale dal livello del microfono al livello della linea in modo che il segnale del microfono sia compatibile con le apparecchiature audio professionali. I preamplificatori microfonici controllano il guadagno e sono i primi circuiti attraverso cui passa un segnale dopo l’uscita del microfono.
Questa è una risposta breve. I paragrafi seguenti andranno più in dettaglio sul guadagno del microfono e su come usarlo correttamente.
Che cos’è il guadagno del microfono e come influisce sui segnali del microfono?
Iniziamo la nostra discussione esaminando alcune nozioni di base sui segnali audio!
I segnali audio analogici sono segnali elettronici. Sono misurati in dBu o dBV(entrambe le misurazioni sono decibel relative alla tensione):
- 0 dBu = 0,775 volt
- 0 dBV = 1 volt
I decibel sono un rapporto logaritmico, con +6 dB che raddoppiano efficacemente la tensione(e -6 dB che dimezzano effettivamente la tensione). Per questo articolo, userò dBu il più possibile per evitare confusione.
I microfoni sono intrinsecamente analogici, ma in alcuni casi possono anche emettere segnali digitali. Il guadagno viene generalmente applicato ai segnali analogici. Il guadagno digitale è essenzialmente una moltiplicazione del valore digitalizzato che si traduce in una perdita di risoluzione.
Livello microfono e livello linea
I microfoni emettono quello che è generalmente noto come segnale di «livello del microfono». Il livello del microfono è generalmente specificato tra un valore nominale di -60 dBu e -40 dBu.
Tuttavia, le apparecchiature audio professionali funzionano con segnali audio a livello di linea, che è nominalmente +4 dBu. Notevoli «attrezzature professionali» includono console di missaggio e workstation audio digitali.
Si prega di notare che i livelli di microfono e linea sono valori medi nominali. I valori effettivi di questi livelli da un microfono variano a seconda del volume della sorgente sonora, della distanza dal microfono a quella sorgente sonora, della sensibilità del microfono, della quantità di guadagno applicata a quel segnale del microfono e di altri fattori.
Si pensa spesso che il livello di linea sia circa 1000 volte più alto del livello del microfono. Abbiamo bisogno di guadagno per portare questi segnali di livello del microfono fino al livello di linea per la compatibilità con altre apparecchiature audio professionali. Dai nostri valori nominali generali sopra indicati, sarebbe sufficiente un aumento del guadagno da 44dB a 64dB.
Gli ingressi del microfono prevedono segnali di livello del microfono. Se un ingresso microfonico ha un preamplificatore integrato, il preamplificatore deve avere un guadagno sufficiente per portare il segnale del microfono al livello di linea. Il collegamento di un’uscita di linea a un ingresso microfonico corre il rischio estremo di sovraccaricare tale ingresso.
Gli ingressi di linea prevedono segnali a livello di linea. Il collegamento di un’uscita microfono a un ingresso di linea risulterà in livelli di segnale molto bassi e un rapporto segnale/rumore molto scarso.
La definizione di guadagno
In elettronica, il guadagno è la misura della capacità di un amplificatore di aumentare l’ampiezza di un segnale dall’ingresso dell’amplificatore all’uscita dell’amplificatore. Un amplificatore «applica» il guadagno a un segnale di ingresso per renderlo più forte all’uscita dell’amplificatore.
Guadagno funziona aggiungendo energia al segnale. Questa alimentazione viene convertita da una fonte di alimentazione esterna di qualche tipo(che si tratti di una presa a muro CA, alimentazione phantom, batterie o un’altra fonte).
In generale, ci sono 2 possibili stadi di guadagno «microfono»(preamplificatore) per il passaggio del segnale di un microfono in situazioni pratiche:
- Guadagno di un preamplificatore attivo all’interno del microfono(solo microfoni attivi)
- Ottieni guadagni da un preamplificatore microfonico separato(preamplificatori standalone, interfacce audio, console di missaggio, ecc.)
Il guadagno del microfono è considerato il guadagno applicato ai segnali del microfono a livello di microfono.
Come accennato, questo può accadere all’interno di microfoni con circuiti attivi. Quando si verifica con preamplificatori separati, il guadagno del microfono viene applicato al segnale che entra nell’ingresso del microfono.
Guadagno di un preamplificatore attivo all’interno del microfono
I microfoni a condensatore e altri microfoni attivi hanno un preamplificatore attivo all’interno del corpo del microfono. Il segnale audio prodotto da una capsula microfonica ha solitamente una tensione troppo bassa e un’impedenza troppo alta per essere di qualsiasi utilità.
Gli amplificatori attivi sono posti in linea subito dopo la capsula. Questo serve per aumentare la tensione a livelli ammissibili e per abbassare immediatamente l’impedenza del segnale. La bassa impedenza consente al segnale di viaggiare su pratiche lunghezze di cavo con un terribile degrado.
Il guadagno dell’amplificatore integrato di un microfono attivo è solitamente un valore fisso.
Molti microfoni attivi sono dotati di interruttori di attenuazione del pad, che riducono l’ampiezza del segnale audio in uscita dalla capsula prima che il segnale raggiunga l’amplificatore. Questi pad sono forniti per prevenire il sovraccarico dell’amplificatore/circuito attivo e la conseguente distorsione del segnale.
Gli amplificatori attivi potenziano il segnale del microfono. Tuttavia, il guadagno che forniscono non è abbastanza forte per amplificare i segnali di uscita del microfono attivo a livello di linea.
L’AKG C 414 XLII è un eccellente esempio di microfono a condensatore attivo con FET integrato. Tuttavia, anche con questo «amplificatore», il microfono emette segnali a livello di microfono.
Guadagno di preamplificatori attivi su microfoni USB/digitali
I microfoni USB e altri che emettono audio digitale hanno convertitori analogico-digitali(ADC) integrati.
In genere hanno anche un preamplificatore microfonico integrato prima del loro ADC.
In questo caso, il preamplificatore integrato deve avere un guadagno regolabile per portare efficacemente il segnale audio dal microfono al livello di linea prima che venga convertito in un segnale digitale.
Il Blue Yeti è un popolare microfono USB con preamplificatore microfonico integrato e ADC. Ha anche un DAC integrato e un amplificatore per cuffie e funge da interfaccia completa.
Guadagno di un preamplificatore microfonico separato
Poiché tutti i microfoni professionali emettono segnali di livello microfonico, richiedono tutti un guadagno per portarli a livello di linea. I preamplificatori microfonici forniscono questo guadagno!
Il guadagno del microfono viene applicato al segnale all’ingresso del microfono di un preamplificatore.
Questa è una distinzione importante quando si tratta di più canali di ingresso. Non collegare il microfono a un ingresso di linea. Gli ingressi di linea si aspettano segnali molto più forti del livello del microfono e non forniranno un guadagno sufficiente per aumentare il segnale del microfono.
La registrazione e il missaggio audio, sia analogico che digitale, vengono quasi sempre eseguiti a livello di linea. Ciò significa che è essenziale ottenere audio analogico a livello di linea con guadagno e sono essenziali anche i giusti ADC in grado di convertire i segnali analogici a livello di linea in segnali digitali.
Le console di missaggio spesso hanno preamplificatori integrati, sebbene i professionisti spesso preferiscano preamplificatori autonomi. Quando si collega un preamplificatore separato a un mixer, assicurarsi di inviare il segnale del preamplificatore all’ingresso di linea e non all’ingresso del microfono.
I preamplificatori indipendenti possono essere collegati alle DAW tramite un convertitore digitale/analogico. Le DAW possono anche utilizzare interfacce audio per fornire i loro ingressi microfonici. Le interfacce audio sono dotate di preamplificatori integrati.
Un preamplificatore microfonico è un circuito amplificatore progettato per amplificare un ingresso di livello del microfono al punto da essere a livello di linea. Il preamplificatore del microfono è quasi sempre il primo circuito a cui è soggetto un segnale di uscita del microfono.
Fondamentalmente, un preamplificatore per microfono prepara il segnale audio da un microfono per l’uso in tutti gli altri dispositivi audio.
Inoltre, i preamplificatori microfonici spesso forniscono anche un’alimentazione phantom a +48 volt per alimentare i microfoni attivi che possono essere collegati ad essi.
Focusrite Scarlett 2i2 è una popolare interfaccia audio con 2 ingressi combo(microfono/linea/strumento) in grado di fornire alimentazione phantom.
L’Heritage Audio 1084 è un esempio di un preamplificatore/EQ a stato solido completamente autonomo con alimentazione phantom; 80dB di guadagno ed equalizzatore del preamplificatore di classe A.
Quindi, in che modo il guadagno del microfono influisce sui segnali del microfono?
Il nome del gioco per il guadagno del microfono è amplificare il segnale del microfono a livello di linea. La quantità di guadagno necessaria dipenderà da alcune cose:
- La sensibilità del microfono(uscita del segnale per livello di pressione sonora)
- La vicinanza alla sorgente sonora e il volume della sorgente sonora catturata dal microfono.
Ecco un esempio del primo punto: i microfoni attivi(microfoni a condensatore, per esempio) hanno amplificatori integrati che li rendono più sensibili dei microfoni passivi(dinamica a bobina mobile, per esempio). Quindi, a parità di condizioni, un microfono a condensatore richiederà un guadagno del preamplificatore inferiore rispetto a un microfono dinamico per ottenere la potenza del segnale a livello di linea.
Un esempio del secondo punto potrebbe essere che un microfono posizionato vicino a una cassa avrebbe bisogno di un guadagno inferiore rispetto allo stesso microfono posizionato più lontano dalla cassa per ottenere la potenza del segnale a livello di linea. Il microfono della cassa ravvicinata richiederebbe anche un guadagno inferiore rispetto allo stesso microfono posizionato di fronte a una persona che esegue una voce fuori campo.
Quando si regola il guadagno di un ingresso microfonico, è importante non ritagliare o ritagliare il segnale(questo è solitamente indicato da una luce rossa sul mixer/preamplificatore/interfaccia/ecc.).
L’obiettivo è amplificare il segnale al livello di linea nominale, rendendolo uguale in potenza del segnale a qualsiasi altro microfono e strumento.
Perché i microfoni non emettono il livello di linea?
La domanda è da porsi. Perché i produttori di microfoni non costruiscono preamplificatori all’interno dei loro microfoni in modo che i loro microfoni possano emettere un segnale a livello di linea?
Le risposte semplici sono storia e marketing.
Semplicemente non ha molto senso cambiare il formato ora quando così tanti attrezzi sono progettati così com’è.
Inoltre, dal punto di vista del marketing, non ha molto senso iniziare a consolidare preamplificatori e microfoni in un’unica unità. Tuttavia, la tecnologia disponibile ora lo renderebbe del tutto possibile.
guadagnare volume
Quando colleghiamo un microfono a un preamplificatore, avremo una sorta di impostazione del controllo del guadagno. Tipicamente il controllo del guadagno è una manopola. Ruotando il controllo del guadagno in senso orario si aumenta il guadagno mentre ruotandolo in senso antiorario si diminuisce il guadagno applicato al segnale di ingresso. Il guadagno è espresso in valori dB.
Una volta che abbiamo impostato correttamente il guadagno ed è ora di utilizzare questo segnale audio, in genere utilizzeremo una striscia di canale(su un mixer o in una DAW). Qui useremo un regolatore del volume(di solito un fader) per regolare il volume. Anche il volume è espresso in valori dB.
Lo scopo del guadagno è di regolare ogni strumento e microfono in modo che abbiano tutti la stessa potenza del segnale vicino al livello di linea nominale.
Lo scopo del volume è creare il giusto equilibrio di ogni strumento e microfono per il mix.
Ottieni prima le regolazioni. Seconda regolazione del volume!
Livelli pre/post-fader sui mixer
Parlando di gain, volume e mixer, ho pensato di scrivere alcuni paragrafi sui livelli pre e post-fade sulle console di missaggio.
Quando si regolano i fader del volume su un mixer, di solito significa che si sta regolando il volume delle uscite principali. Tuttavia, a volte abbiamo bisogno di mix ausiliari diversi dal mix principale.
Un aux mix è un mix diverso dal mix principale. Le console di missaggio spesso hanno «pulsanti di mandata ausiliaria» per inviare un segnale di canale ai mix ausiliari. Queste mandate possono essere impostate su pre-fader o post-fader.
- Pre-fader significa che il segnale viene inviato in base esclusivamente alle impostazioni del guadagno. Il segnale viene inviato prima del fader del volume. Lo spostamento del fader del volume non cambia il livello del segnale pre-fader.
- Post-fader significa che il segnale viene inviato in base alle impostazioni di guadagno e volume. Il segnale viene inviato dopo il fader del volume. Spostando il fader del volume si cambia il livello del segnale post-fader.
Un esempio che userò per spiegare pre/post-fade è quando qualcuno ha bisogno di un segnale nel proprio mix aux che non dovrebbe essere nel mix principale.
Diciamo che questo è un microfono che un produttore usa per parlare con un giornalista secondario. Abbiamo bisogno che il giornalista secondario ascolti il produttore, ma non vogliamo che il produttore venga ascoltato attraverso i principali punti vendita.
Per raggiungere questo obiettivo, faremmo quanto segue:
- Impostare il guadagno del microfono del produttore sul livello di linea nominale.
- Impostare il fader del volume su −∞ dB.
- Invia il segnale del canale a un mix aux e poi all’auricolare del giornalista a bordo campo.
- Imposta la mandata ausiliaria sul livello pre-fader.
Questo invierà il segnale «pre-fader» basato esclusivamente sull’impostazione del guadagno invece di «post-fader» che sarebbe basato sull’impostazione del guadagno e del volume(in questo caso, non ci sarebbe segnale a causa del volume −∞ dB livello).
Domande correlate
Il guadagno del preamplificatore del microfono è uguale al guadagno del mio amplificatore per chitarra?
Sì, entrambi sono esempi di guadagno del segnale elettrico. I microfoni e i pickup per chitarra elettrica emettono segnali audio deboli. Questi segnali deboli necessitano di amplificazione per funzionare efficacemente nelle apparecchiature audio. Una differenza è che gli amplificatori per chitarra suonano bene quando sono sovraccaricati, mentre i preamplificatori microfonici no.
Ci sono microfoni con uscita a livello di linea?
Nessun microfono professionale emette un segnale a livello di linea. La tecnologia è disponibile per amplificare un segnale del microfono a livello di linea all’interno del corpo del microfono stesso in modo che il microfono emetta un segnale a livello di linea. Tuttavia, è improbabile che questo venga introdotto nel mercato professionale.
