Cosa sono le risposte in frequenza microfoniche colorate e piatte?
Quando giudichiamo la risposta in frequenza di un microfono, utilizziamo spesso i termini «piatto» o «colorato». Questi aggettivi generali ci danno un’ampia comprensione di come suonerà il segnale audio emesso da un microfono in relazione alla sorgente sonora che sta catturando.
Che cos’è una risposta in frequenza piatta? Una risposta in frequenza del microfono puramente piatta significa che il microfono sarà ugualmente sensibile a tutte le frequenze sonore udibili(20 Hz – 20.000 Hz) lungo il suo asse principale(dove il microfono «punta»). I microfoni piatti suonano in modo molto naturale in quanto non enfatizzano nessuna frequenza particolare rispetto agli altri.
Che cos’è una risposta in frequenza colorata? Una risposta in frequenza colorata del microfono significa che il microfono sarà più sensibile ad alcune frequenze udibili rispetto ad altre. I microfoni colorati accentuano alcune frequenze e possono essere considerati «EQed» per adattarsi meglio ad alcune sorgenti sonore rispetto ad altre.
In questo articolo, daremo uno sguardo approfondito a ciò che rende un microfono «piatto» o «colorato» e esamineremo esempi di microfoni con risposte in frequenza piatte e colorate.
Risposta in frequenza piatta rispetto a quella colorata
Prima di entrare in una conversazione più approfondita sulle risposte in frequenza dei microfoni piatti e colorati, diamo un’occhiata alle principali differenze tra i due:
| Risposta in frequenza piatta | risposta in frequenza colorata |
|---|---|
| suono naturale | suono più caratteristico |
| Spesso richiede una regolazione aggiuntiva e un design della capsula. | I microfoni sono colori naturali |
| Ideale per registrazioni naturalistiche, ambientali e ambientali. | Spesso specializzato per specifiche sorgenti sonore |
| Più comune nei microfoni a condensatore | Più comune nei microfoni dinamici e a nastro |
Il termine «piatto» deriva dal modo in cui la risposta in frequenza è tracciata sul grafico della risposta in frequenza del microfono. Questi grafici hanno una sensibilità relativa(in dB) sull’asse Y e una frequenza(in Hz) sull’asse X. Pertanto, una risposta in frequenza «piatta» assomiglia a una linea orizzontale piatta sul grafico. Nota che i microfoni «piatti» non hanno nulla a che fare con il suono piatto nel tono o nel timbro.
Il termine «colorato» deriva dal microfono che «colora» il suono della sorgente sonora desiderata. Queste risposte appaiono ondulate o non piatte sui tuoi grafici.
Una breve nota sull’equalizzazione e sulla risposta in frequenza
Come accennato nei paragrafi iniziali di questo articolo, i microfoni colorati possono suonare come se fossero permanentemente equalizzati, se pensiamo al segnale del microfono nel contesto di un mix audio.
In altre parole, i microfoni colorati possono essere preferiti su alcune sorgenti sonore che trarrebbero vantaggio dai tagli e aumenterebbero le offerte di risposta in frequenza del microfono.
Ad esempio, un aumento dell’intervallo di presenza(3-6 kHz) aiuta ad accentuare l’intelligibilità del parlato e può aiutare a far avanzare la voce in un mix audio.
Questa maggiore presenza può essere trovata in microfoni vocali come lo Shure SM58, di cui parleremo più avanti in questo articolo nella sezione «Esempi di microfoni a risposta in frequenza colorati».
Risposta in frequenza piatta
Una risposta in frequenza piatta, in un mondo perfetto, significa che un microfono è ugualmente sensibile a tutte le frequenze udibili.
Naturalmente, il mondo reale non è perfetto, quindi una risposta in frequenza piatta significa davvero che un microfono è più o meno ugualmente sensibile a tutte le frequenze udibili.
Cioè, i microfoni planari possono presentare lievi variazioni di sensibilità in tutte le loro gamme di risposta in frequenza.
Molti microfoni mostrano un calo nella risposta in frequenza di fascia bassa. Si può ritenere che questi microfoni abbiano risposte in frequenza piatte purché le loro risposte siano appiattite a un punto di riferimento ragionevole(ad esempio, 100 Hz o meno).
Sebbene sia estremamente difficile generalizzare, ci sono alcuni tipi di microfoni che spesso hanno risposte in frequenza piatte. Loro includono:
- Microfoni a condensatore a diaframma piccolo.
- Microfoni a condensatore a diaframma largo.
- Microfoni di misurazione/calibrazione(che di solito sono condensatori a diaframma piccolo).
Microfoni a condensatore a diaframma piccolo e spesso «più piatti» dei condensatori a diaframma grande a causa delle minori cancellazioni di risonanza nelle alte frequenze(lunghezze d’onda più corte) del suono.
Ottieni una risposta in frequenza piatta
Per ottenere una risposta in frequenza piatta, il diaframma e la capsula di un microfono devono essere accuratamente sintonizzati.
I diaframmi e le capsule hanno naturalmente frequenze di risonanza. Questi componenti sono più sensibili a determinate frequenze(note come frequenze di risonanza) e si sposteranno più facilmente se sottoposti a suoni alle loro frequenze di risonanza.
Pertanto, le frequenze di risonanza udibili causeranno più movimento nel diaframma del microfono e saranno sovrarappresentate nel segnale del microfono. Pertanto, le frequenze risonanti causano una colorazione naturale nella risposta in frequenza del microfono, e quindi la capsula del microfono nel suo insieme deve essere sintonizzata e progettata per contrastare efficacemente queste risonanze naturali.
Ciò viene ottenuto mediante una corretta tensione del diaframma e labirinti acustici attorno al diaframma del microfono. Una corretta tensione aiuta a regolare la frequenza di risonanza naturale. I labirinti acustici e le tasche contrastano le frequenze delle onde stazionarie attorno al diaframma che aiutano a bilanciare la risposta in frequenza.
Un altro fattore importante per ottenere una risposta in frequenza piatta è che il diaframma stesso è mosso in modo uguale da tutte le frequenze delle onde sonore. I diaframmi dei microfoni dinamici a bobina mobile, ad esempio, hanno bobine relativamente pesanti attaccate che rendono difficile il movimento dei suoni ad alta frequenza. Pertanto, non è pratico rendere «piatto» un microfono dinamico.
Come possiamo immaginare, è necessario un design speciale per ottenere una risposta in frequenza veramente piatta.
La realtà delle risposte in frequenza flat
Vale la pena notare qui, ancora una volta, che la risposta in frequenza di un microfono viene misurata lungo l’asse principale del microfono.
A seconda del diagramma polare, un microfono avrà sensibilità diverse ai suoni provenienti da angoli. Tuttavia, questi modelli polari dipendono dalla frequenza. Fondamentalmente, questo significa che anche un microfono piatto suonerà probabilmente colorato se una sorgente sonora è fuori asse.
Si noti che i microfoni tendono naturalmente ad essere più direzionali alle frequenze più alte.
È importante notare che i microfoni sono raramente, se non mai, perfettamente piatti. Perfettamente piatto significherebbe che il microfono è ugualmente sensibile a tutte le frequenze comprese tra 20 Hz e 20.000 Hz.
Questo è incredibilmente difficile da ottenere nel mondo reale e, per aggiungere alla difficoltà, le sorgenti sonore non si trovano sempre sull’asse principale di un microfono(le sorgenti sonore spesso producono suoni da più punti o da un’area piuttosto che da un punto).
Quindi una risposta in frequenza piatta è alquanto soggettiva in quanto si riferisce a una risposta in frequenza quasi piatta.
Per comprendere davvero le risposte in frequenza flat, dovremmo guardare esempi del mondo reale. Questo ci porta alla nostra prossima sezione:
Esempi di microfoni a risposta in frequenza piatta
Diamo un’occhiata ad alcuni esempi di microfoni con risposte in frequenza flat. Esamineremo due condensatori a diaframma piccolo(uno dei quali è un microfono di misurazione) e un condensatore a diaframma grande.
DPA 4006A
Il DPA 4006A è un microfono a condensatore a diaframma piccolo con una risposta in frequenza incredibilmente piatta. Ha uno schema polare omnidirezionale.
Come possiamo vedere sopra, la risposta del 4006A è estremamente piatta da 20 Hz a circa 8.000 Hz. Questa gamma di frequenze ospita tutte le frequenze fondamentali degli strumenti musicali. Le gamme superiori dell’udito umano ospitano molte delle armoniche più alte dei suoni e la «luminosità» o «aria» delle sorgenti sonore e degli ambienti ambientali.
Ci sono due diverse linee di risposta sul grafico DPA 4006A. La linea tratteggiata(con l’aumento della frequenza superiore) mostra la risposta quando la griglia dell’aumento elevato è collegata al microfono, mentre la linea retta rappresenta la griglia dell’aumento graduale originale. Queste griglie alterano efficacemente i labirinti acustici attorno al diaframma del microfono, che, a sua volta, altera la risposta di fascia alta del 4006A.
La risposta in frequenza del 4006A mostra un pronunciato rolloff di fascia alta. Tuttavia, se osserviamo da vicino, vedremo che questo calo si verifica dopo 20.000 Hz, che è il limite superiore dell’udito umano e il limite al quale smettiamo di misurare la risposta in frequenza.
DPA in realtà va oltre il previsto e ci fornisce queste informazioni sopra i 20 kHz. Come vedremo negli esempi seguenti, la maggior parte dei produttori di microfoni mostra solo i 20 Hz – 20 kHz necessari sui propri grafici di risposta in frequenza.
M50 movimento terra
Earthworks M50 è un microfono di misura a condensatore a diaframma piccolo. Naturalmente, questo microfono ha una risposta in frequenza molto piatta, che si estende anche oltre lo spettro di frequenza udibile(da 3 Hz a 50 kHz). Ha uno schema polare omnidirezionale.
I microfoni di misurazione vengono spesso utilizzati per acquisire con precisione le frequenze all’interno e all’esterno dello spettro udibile. Nel caso di Earthworks M50, la risposta in frequenza varia da 5 Hz(infrasuoni) a 50.000 Hz(ultrasuoni).
Come si vede nel grafico, la risposta è meravigliosamente piatta nella gamma udibile da 20 Hz a 20.000 Hz. C’è un leggero calo della sensibilità al di sotto di 20 Hz che scende a circa -1 dB a 5 Hz. +10 kHz, ci sono leggere variazioni nella risposta in frequenza di cui dobbiamo essere consapevoli, soprattutto quando si utilizza questo microfono per le misurazioni.
Si noti che la risposta in frequenza specifica che la sorgente sonora è a 12 pollici dalla capsula del microfono. Se posizionate il microfono a questa distanza con la sorgente sonora nella direzione del suo asse principale, otterrete i risultati indicati sul grafico della risposta in frequenza.
AKG C414XLS
L’AKG C 414 XLS è un microfono a condensatore a diaframma largo multi-pattern. Sebbene questo microfono abbia una risposta in frequenza «più tremolante» rispetto alle sue controparti a diaframma piccolo menzionate sopra, ha comunque una risposta in frequenza piatta.
Vale anche la pena notare che il C 414 XLS ha 9 schemi polari selezionabili. Ognuno di questi presenta una risposta in frequenza leggermente diversa, ma sono tutti considerevolmente piatti.
Per concludere il nostro breve elenco di esempi di microfoni con risposta in frequenza piatta, ho pensato di mostrarti un microfono a diaframma largo.
I condensatori a diaframma largo hanno una maggiore variazione nei loro schemi polari attraverso le loro risposte in frequenza. Inoltre, sono generalmente più colorati in termini di planarità nelle loro risposte in frequenza sull’asse.
Quindi, quando osserviamo il grafico della risposta in frequenza dell’AKG C 414 XLS, vediamo una linea orizzontale abbastanza diritta. Sebbene ci siano sicuramente delle fluttuazioni nella risposta della linea, il microfono può ancora essere considerato «piatto» rispetto a molti altri microfoni.
Volevo mostrare l’AKG C 414 XLS per fare in modo che la risposta in frequenza di linea di un microfono non debba essere assolutamente orizzontale affinché il microfono suoni preciso.
Per inciso, vediamo 4 diverse linee che rappresentano diversi filtri passa-alto sul C 414. Anche se potremmo ancora chiamare questo microfono piuttosto piatto con i filtri passa-alto attivi, il suono del microfono cambierebbe sicuramente(specialmente a 160Hz Taglio). A quel punto si potrebbe sicuramente obiettare che il microfono non è più piatto.
Con un filtro passa-alto a 160 Hz, il C 414 può essere considerato colorato, il che ci porta alla sezione successiva!
risposta in frequenza colorata
Una risposta in frequenza colorata significa che un microfono «colora» efficacemente il suono che cattura. In altre parole, un microfono colorato accentua alcune frequenze più di altre, e così facendo aggiunge un certo carattere che avvantaggia alcune sorgenti e applicazioni sonore mentre danneggia altre.
Sebbene sia difficile generalizzare, ci sono alcuni tipi di microfoni che tendono ad avere risposte in frequenza colorate. Loro includono:
- Microfoni dinamici a bobina mobile
- Microfoni a nastro dinamici
- Alcuni microfoni a condensatore
I microfoni a bobina mobile hanno bobine conduttrici relativamente pesanti attaccate ai loro diaframmi. Ciò rende difficile per i suoni ad alta frequenza spostare il diaframma in modo efficace, risultando in un rolloff abbastanza netto degli acuti nei punti di taglio bassi.
I microfoni a bobina mobile spesso soffrono anche di molte frequenze di risonanza(nelle loro cartucce, diaframmi, bobine vocali, magneti). Sebbene ci siano molte strategie di progettazione per contrastare queste risonanze, spesso è troppo complicato e costoso eliminarle tutte.
I diaframmi dei microfoni a nastro hanno una tensione relativamente bassa. Generalmente, questo porta la sua frequenza di risonanza al di sotto dello spettro udibile. Tuttavia, combinati con l’ondulazione e l’induzione del trasduttore, questi microfoni mostrano quasi sempre un graduale roll-off delle alte frequenze.
Infine, alcuni microfoni a condensatore(particolarmente quelli economici) hanno anche risposte in frequenza colorate a causa delle loro frequenze di risonanza e persino della loro elettronica interna.
In generale, ci sono 4 deviazioni di base che una linea di risposta in frequenza grafica può prendere dall’essere orizzontale:
Parliamo di ciascuno di questi un po’ più in dettaglio, vero?
Roll-off di fascia bassa
Un roll-off di fascia bassa è essenzialmente una riduzione della sensibilità al di sotto di un determinato setpoint di frequenza.
Mentre alcuni microfoni beneficiano di un rollio dei bassi per ridurre il rombo e il rumore nei loro segnali, li priva anche della cattura più accurata possibile e quindi «colora» il suono.
I filtri passa-alto essenzialmente attenuano i bassi in un punto di taglio prestabilito e colorano anche il suono di un microfono.
Roll-off di fascia alta
Un rolloff di fascia alta è una riduzione graduale o improvvisa della sensibilità al di sopra di un certo punto di cutoff.
Come discusso in precedenza, i microfoni a bobina mobile dinamici hanno spesso cali di fascia alta, mentre i microfoni a nastro dinamici hanno spesso una scorrevolezza degli acuti regolare che si verifica su una gamma più ampia di frequenze.
impulsi
Le frequenze di risonanza e le onde stazionarie all’interno dei labirinti acustici dei microfoni possono aumentare la sensibilità del microfono. Questi aumenti possono essere nitidi o coprire una gamma più ampia di frequenze nella risposta di un microfono.
Tagli/Caffè
Al contrario, il design di un microfono può causare un calo della sensibilità del microfono a frequenze o intervalli di frequenza specifici.
Esempi di microfoni con risposta in frequenza a colori
Diamo un’occhiata ad alcuni esempi di microfoni con risposte in frequenza colorate. Esamineremo due microfoni dinamici a bobina mobile(un diaframma grande e uno più piccolo). Parleremo anche di un microfono a nastro e di un microfono a condensatore.
Shure Beta 52A
Quando penso alla risposta in frequenza colorata, il primo microfono che mi viene in mente è lo Shure Beta 52A. Questo microfono è estremamente colorato e progettato con una risposta in frequenza progettata specificamente per la cassa. Ha un diagramma polare supercardioide.
Come vediamo sopra, la risposta in frequenza dello Shure Beta 52A è tutt’altro che piatta. In effetti, è il microfono più colorato menzionato in questo articolo. Da dove iniziamo?
Bene, in primo luogo, non esiste un vero limite di fascia bassa. Questo microfono catturerà il suono fino a 20 Hz.
Tuttavia, ci sono 4 diverse linee di risposta in frequenza disegnate all’estremità inferiore di questo grafico. Ognuno ha una distanza assegnata che tiene conto dell’effetto di prossimità del microfono.
Fondamentalmente, l’effetto di prossimità afferma che nei microfoni direzionali(come il supercardioide Beta 52A), più il microfono è vicino a una sorgente sonora, maggiore sarà la risposta dei bassi del microfono.
C’è un forte calo nelle frequenze medio-basse(300-400 Hz). La cui gravità è in gran parte determinata dalla distanza dal microfono alla sorgente sonora.
Circa 4 kHz è un aumento significativo della sensibilità del microfono.
Il microfono mostra anche un ripido rolloff di fascia alta a circa 10 kHz. Sebbene questo forte rolloff sia tipico dei microfoni dinamici, il cutoff a 10 kHz è molto basso.
SAA R84
L’AEA R84 è un microfono a nastro di fascia alta con una tipica risposta in frequenza del microfono a nastro colorato. Per tipico, intendo dire che questo microfono a nastro ha un roll-off di fascia alta fluido. Ha uno schema polare bidirezionale.
L’AEA R84 si comporta come un tipico nastro in quanto ha una scorrevolezza di fascia alta che si estende su una lunga gamma(da 200 Hz a 20.000 Hz).
Successivamente, notiamo che l’AEA fornisce effettivamente due linee di risposta in frequenza: una per la parte anteriore del microfono e una per la parte posteriore. Questo perché il microfono ha uno schema polare bidirezionale ma non è assolutamente simmetrico nella sua risposta.
Abbiamo notato un leggero calo delle frequenze nella gamma bassa, ma questo non sarebbe troppo evidente ad orecchio nudo.
In generale, questa risposta in frequenza è abbastanza irregolare. Tuttavia, questo è più un prodotto del meticoloso calcolo della risposta in frequenza di AEA piuttosto che una serie di aumenti e tagli evidenti.
Shure-SM58
Lo Shure SM58 è un leggendario microfono dinamico a bobina mobile ed è stato menzionato in precedenza in questo articolo. Questo microfono mostra rolloff sia di fascia bassa che di fascia alta e beneficia notevolmente di un aumento della gamma di presenza. Ha un diagramma polare cardioide.
Lo Shure SM58 è dotato di un roll-off di fascia alta e bassa.
Questo microfono viene spesso utilizzato per la voce dal vivo. Bass Rolloff aiuta a migliorare il guadagno prima del feedback riducendo il rombo dei bassi e gestendo il rumore nel segnale del microfono. Il roll-off di fascia alta aiuta ad attenuare il washout dei piatti e le frequenze della stanza di fascia alta.
Tuttavia, il principale punto di forza dell’SM58 è l’aumento di presenza di circa 5 dB. Questo aumento, causato dalla risonanza nel design del microfono, aiuta a fornire chiarezza vocale nei mix audio forti e/o densi. L’intelligibilità del parlato è di circa 4 kHz, quindi i microfoni vocali(come l’SM58) beneficiano notevolmente di un aumento della presenza.
Neumann M150
Il Neumann M 150 è un microfono basato sul leggendario Neumann M 50. Questo condensatore a diaframma piccolo è naturalmente abbastanza piatto. Tuttavia, rispetto a molti altri microfoni a condensatore, questo microfono può essere considerato piuttosto colorato. Ha uno schema polare omnidirezionale.
Come possiamo vedere, l’M 150 è piuttosto piatto. Tuttavia, gli ampi boost di fascia alta gli conferiscono un carattere brillante che è diventato molto amato nel mondo dell’audio dall’originale M 50.
Questo «personaggio brillante» suggerisce sicuramente che questo microfono è colorato(anche se non così colorato come il già citato Shure Beta 52A).
Domande correlate
Qual è una buona risposta in frequenza per i microfoni?
La «buona» risposta in frequenza di un microfono dipende in gran parte dall’uso previsto di quel microfono. Alcune situazioni richiedono microfoni piatti e dal suono naturale, mentre altri beneficiano maggiormente di microfoni colorati.
Cos’è un microfono direzionale?
Un microfono direzionale si riferisce a qualsiasi microfono più sensibile al suono in una direzione rispetto a un’altra. Questi microfoni hanno entrambi i lati del diaframma aperti al suono e possono essere puntati efficacemente verso la sorgente sonora desiderata.
