Guida completa alla risposta in frequenza del microfono (con esempi)
La risposta in frequenza(insieme alla risposta polare) è la specifica più importante di qualsiasi microfono. Le caratteristiche del suono di qualsiasi microfono sono ampiamente spiegate dalla risposta in frequenza.
Qual è la risposta in frequenza del microfono? La risposta in frequenza del microfono è la sensibilità di uscita specifica della frequenza di un microfono. Descrive in dettaglio i livelli di uscita relativi delle frequenze audio/audio che un microfono può riprodurre. Le risposte in frequenza sono specificate come intervalli di frequenza e come grafici completi.
In questa guida completa, faremo un tuffo nella risposta in frequenza del microfono. La risposta in frequenza è una specifica fondamentale per capire se vogliamo comprendere appieno i microfoni. Il mio obiettivo qui è rispondere a qualsiasi domanda tu possa avere sulla risposta in frequenza del microfono.
Qual è la risposta in frequenza del microfono?
Come suggerisce il nome, la risposta in frequenza del microfono è la risposta del microfono alle frequenze. Più specificamente, la risposta in frequenza è la sensibilità specifica di un microfono alle frequenze sonore.
I microfoni ricevono le onde sonore(energia dell’onda meccanica) ai loro diaframmi, convertendo le onde in segnali audio(energia elettrica).
Le onde sonore sono complesse e in genere consistono in una gamma di frequenze con una gamma di ampiezze. Queste onde sonore hanno una gamma di frequenza da 20 Hz a 20.000 Hz.
La risposta in frequenza di un microfono rappresenta la gamma a cui il microfono è sensibile all’interno delle frequenze sonore udibili. Il microfono potrebbe ricreare efficacemente l’intera gamma del suono udibile da 20 Hz a 20 kHz oppure potrebbe essere limitato a una banda più piccola all’interno dello spettro di frequenza udibile.
All’interno di tale gamma di pickup, la risposta in frequenza di un microfono rappresenta anche le frequenze a cui il microfono è più sensibile e quelle a cui è meno sensibile.
Diamo un’occhiata a un esempio per aiutare a illustrare.
In questo esempio, esamineremo le specifiche della risposta in frequenza del famoso microfono dinamico Shure SM57.
La scheda tecnica del microfono Shure SM57 ci dice che la risposta in frequenza del microfono è 40 Hz – 15 kHz.
Ciò significa che l’SM57 ricreerà efficacemente i suoni nella gamma da 40 Hz a 15.000 Hz. Il microfono sarà in grado di emettere queste frequenze nel suo segnale del microfono.
Tuttavia, questa non è tutta la storia. L’SM57 non solo inizia a ricreare il suono a 40 Hz e si ferma a 15.000 Hz. Inoltre, non ricrea tutte le frequenze all’interno di questa gamma allo stesso modo.
Per comprendere l’intera storia, dobbiamo dare un’occhiata al grafico della risposta in frequenza dell’SM57:
Nel grafico sopra, vediamo una linea di risposta in frequenza che denota la sensibilità in frequenza specifica dell’SM57.
Sebbene la gamma di risposta in frequenza dell’SM57 indichi che ricrea il suono fino a 40 Hz, vediamo che a 40 Hz il microfono è 12 dB meno sensibile della sua linea media(indicata da 0 dB sull’asse Y).
Allo stesso modo, nella gamma alta, l’SM57 ha una sensibilità ridotta di circa 8 dB a 15.000 Hz.
All’interno dell’intervallo 40 Hz – 15 kHz, vediamo anche un leggero calo della risposta intorno a 400 Hz e un grande aumento della risposta tra 2 kHz e 12 kHz.
Questo per dimostrare che la gamma di risposta in frequenza è una specifica a volte fuorviante. È meglio fare affidamento sul grafico della risposta in frequenza per comprendere davvero la risposta in frequenza di un microfono.
Decibel e Hertz: gli elementi costitutivi della misurazione della risposta in frequenza
Prima di approfondire la nostra discussione sulla risposta in frequenza del microfono, è essenziale comprendere le unità di frequenza e i livelli relativi.
- La frequenza viene misurata in hertz o Hz(cicli al secondo).
- I livelli di uscita relativi del microfono sono misurati in decibel o dB.
Frequenza e Hertz(Hz)
La frequenza di un’onda sonora o di un segnale audio rappresenta il numero di volte in cui le onde sonore vengono ripetute al secondo.
La frequenza è misurata in hertz(Hz), che significa cicli/secondo.
In termini di altezza, raddoppiando la frequenza di un’onda sonora si ottiene un’altezza esattamente un’ottava più alta. Per questo motivo, le frequenze sono rappresentate meglio in modo logaritmico che lineare. Lo vediamo sull’asse X dei grafici della risposta in frequenza.
Livelli relativi e decibel(dB)
Come discusso, la risposta in frequenza è la sensibilità del microfono dipendente dalla frequenza nell’intervallo delle frequenze udibili.
Per trasmettere le differenze nel livello di uscita di un microfono tra le frequenze, utilizziamo il decibel(dB).
Anche i decibel, come la frequenza, sono logaritmici e sono unità di misura standard per le onde sonore e i segnali audio.
I decibel sono unità che confrontano l’intensità del suono o la potenza di un segnale elettrico a un dato livello su scala logaritmica.
Nel contesto di un grafico della risposta in frequenza, la potenza relativa del segnale del microfono viene misurata lungo l’asse Y ed espressa in decibel.
Il grafico della risposta in frequenza avrà un punto di riferimento di 0 dB(linea orizzontale). La linea di risposta in frequenza ci dirà il livello di uscita del microfono alle frequenze attraverso lo spettro udibile rispetto a questo punto di riferimento di 0 dB(linea orizzontale).
Prendi nota delle seguenti generalità su come sentiamo i cambiamenti nei decibel:
- La maggior parte delle persone nota a malapena una differenza di 1 dB.
- Una differenza di 6 dB è considerata circa il doppio(o la metà) dell’ampiezza(volume percepito).
- Una differenza di 12 dB è considerata circa 4 volte(o un quarto) l’ampiezza(volume percepito).
Come leggere un grafico di risposta in frequenza
Finora abbiamo trattato le definizioni della risposta in frequenza del microfono; frequenza e hertz; livelli relativi e decibel. Abbiamo anche visto un paio di grafici di risposta in frequenza.
Con questa conoscenza, diamo un’occhiata a come leggere un grafico di risposta in frequenza.
Il diagramma di risposta in frequenza di un microfono ha due assi:
- Asse X: frequenze(Hz)
- Asse Y: sensibilità relativa(dB)
Diamo un’altra occhiata al grafico della risposta in frequenza del microfono dinamico Shure SM57 menzionato sopra. Ho aggiunto in modo esplicito le frecce per rappresentare l’asse X(frequenze) e l’asse Y(sensibilità relativa).
l’asse x
L’asse X di un grafico della risposta in frequenza mostra le frequenze in Hertz(Hz).
Il più delle volte, l’asse X mostra le frequenze nella gamma sonora udibile(20 Hz – 20.000 Hz) anche se il microfono non ha una risposta a gamma completa. Questo è mostrato sopra nel grafico SM57.
Altre volte, i produttori possono estendere i loro assi X per includere le frequenze negli intervalli degli infrasuoni(inferiori a 20 Hz) e degli ultrasuoni(sopra i 20 kHz).
Diamo un’occhiata ad alcuni esempi:
- Microfono di misurazione Earthworks M50
- Microfono omnidirezionale DPA 4006A
Come accennato, le frequenze sonore si sentono logaritmicamente. In altre parole, sentiamo ogni raddoppio di una frequenza come un’ottava più alta dell’originale.
Una differenza di 1 Hz si traduce in una maggiore differenza di intonazione alle basse frequenze rispetto alle frequenze più alte.
Pertanto, l’asse X è configurato come scala logaritmica.
Ogni ottava(ogni raddoppio di frequenza) occupa la stessa lunghezza lungo l’asse X. Puoi vederlo in ciascuno dei grafici di risposta in frequenza menzionati in questo articolo.
In altre parole, lo spazio tra un valore di frequenza e il valore di frequenza successivo diventa sempre più piccolo man mano che ci si sposta da sinistra a destra sul grafico.
Asse Y
L’asse Y di un grafico della risposta in frequenza mostra la sensibilità relativa in decibel(dB).
I grafici della risposta in frequenza in genere hanno gli assi Y impostati su intervalli di 1, 5 o 10 dB. Nei nostri esempi precedenti:
- L’asse Y della risposta in frequenza Shure SM57 ha intervalli di 5 dB sulla griglia.
- L’asse Y della risposta in frequenza del DPA 4006A ha intervalli di 5 dB sulla griglia.
- L’asse y della risposta in frequenza Earthworks M50 ha intervalli di 2 dB sulla griglia.
È fondamentale notare che i valori di decibel lungo l’asse Y sono riportati in modo lineare. Tuttavia, come abbiamo discusso, i decibel stessi sono un rapporto logaritmico.
Ricapitoliamo le generalità su come sentiamo i cambiamenti di livello in decibel:
- La maggior parte delle persone nota una differenza di 1 dB.
- Una differenza di 6 dB è considerata circa il doppio(o la metà) dell’ampiezza(volume percepito).
- Una differenza di 12 dB è considerata circa 4 volte(o un quarto) l’ampiezza(volume percepito).
Quindi i grafici della risposta in frequenza hanno un set point di 0 dB sul loro asse Y. Ciò fornisce una linea di riferimento orizzontale impostata di 0 dB attraverso il grafico.
- I segni al di sopra del punto 0 dB rappresentano una maggiore sensibilità.
- I segni al di sotto del punto 0 dB rappresentano una sensibilità ridotta.
Ricorda che l’asse Y rappresenta una sensibilità relativa. L’uscita assoluta di un microfono dipende da molti altri fattori, tra cui l’ampiezza e le frequenze delle onde sonore a cui è soggetto.
risposta in frequenza di linea
Quindi conosciamo le misure lungo gli assi X e Y. Tuttavia, per completare il diagramma, abbiamo bisogno di una linea per rappresentare effettivamente la risposta in frequenza di un microfono.
La linea di risposta in frequenza abbina le frequenze al livello di uscita relativo del microfono. Ci dà un’idea solida della sensibilità in frequenza specifica del microfono o, in altre parole, della risposta in frequenza del microfono!
Riportiamo il grafico della risposta in frequenza dello Shure SM57 per dare un’occhiata alla linea di risposta in frequenza. Ricorda che la gamma di risposta in frequenza dell’SM57 è compresa tra 40 Hz e 15.000 Hz.
- A 40 Hz, l’SM57 non è molto sensibile(-12 dB).
- Da 40 Hz a poco meno di 200 Hz, la sensibilità dell’SM57 aumenta di circa 6 dB per ottava.
- C’è un leggero calo della sensibilità intorno ai 400 Hz(2 dB).
- C’è una rampa verso l’alto della sensibilità da 2 kHz a circa 6 kHz, dove il microfono diventa 7 dB più sensibile.
- Oltre i 6 kHz, il microfono ha picchi e valli non lineari di sensibilità fino a circa 12 kHz.
- C’è un forte roll-off di fascia alta da 12kHz a 15kHz(l’estremità superiore della gamma di risposta in frequenza dell’SM57).
Nota che a volte ci saranno più linee di risposta disegnate sul grafico. In genere si riferiscono a uno o più dei seguenti elementi:
- Opzioni di filtro passa alto.
- risposta fuori asse.
Per illustrare questo, diamo un’occhiata alle risposte in frequenza di 2 nuovi microfoni:
- AKG C414 XLII
- Elettro-Voce RE20
L’AKG C 414 XLII ha tre opzioni di filtro passa alto selezionabili(a 40 Hz, 80 Hz e 160 Hz). Il grafico della risposta in frequenza sopra ci mostra che le opzioni a 40 e 80 Hz sono filtrate più nettamente a -12 dB/ottava, mentre l’opzione a 160 Hz è filtrata a un livello più morbido di -6 dB/ottava.
Il grafico della risposta in frequenza RE20 sopra ci mostra la risposta del microfono con e senza il filtro passa alto attivato. Ci mostra anche la risposta direttamente sul retro del microfono(180° fuori asse).
Il RE20 è un microfono cardioide, quindi ha la massima reiezione a 180°. Il grafico ci dice che c’è un’attenuazione di circa 16 dB sul retro del microfono per tutta la sua risposta in frequenza.
Lettura di un grafico di risposta in frequenza
Ricapitoliamo. Durante la lettura del grafico della risposta in frequenza di un microfono, vedremo quanto segue:
- Il roll-off di fascia bassa del microfono entro frequenze udibili(se applicabile).
- Il rollio di fascia alta del microfono entro frequenze udibili(se applicabile).
- Le frequenze in cui il microfono è più sensibile.
- Le frequenze in cui il microfono è meno sensibile.
- Quanto è piatta(o colorata) la risposta in frequenza del microfono.
- Più righe per rappresentare filtri passa alto(se applicabile).
- Più righe per rappresentare altri aumenti o tagli dell’equalizzazione(se applicabile).
- Linee multiple per rappresentare l’effetto di prossimità a varie distanze dal microfono(alcuni produttori lo aggiungono ai loro microfoni direzionali).
- Varie linee per rappresentare il pickup posteriore dei microfoni direzionali(alcuni produttori lo aggiungono).
Con un occhio allenato, possiamo guardare una serie di diagrammi di risposta in frequenza del microfono e sapere come massimizzare il loro potenziale.
Tuttavia, anche con un orecchio allenato, è difficile sapere se apprezzerai o meno soggettivamente il carattere e la colorazione di un microfono in una determinata situazione finché non metti il microfono in quella situazione. Dopotutto, ci sono molte altre specifiche che influenzano il suono di un microfono.
piatto vs. Risposte in frequenza del microfono a colori
Per descrivere rapidamente la risposta in frequenza di un microfono, possiamo inserire un microfono in uno dei due gruppi seguenti:
- Risposta in frequenza piatta: il microfono è ugualmente sensibile a tutte le frequenze dello spettro di frequenza udibile. Potrebbe anche significare che il microfono è ugualmente sensibile a tutte le frequenze all’interno della sua gamma(sebbene ci saranno attenuazioni basse e/o alte). Il microfono ha una linea di risposta in frequenza piatta sul suo grafico.
- Risposta in frequenza colorata: il microfono è più sensibile ad alcune frequenze e meno sensibile ad altre. Un microfono a colori avrà spesso un roll-off di fascia bassa, un roll-off di fascia alta o entrambi. Il microfono ha una linea di risposta in frequenza non piatta.
È difficile creare una risposta in frequenza del microfono perfettamente piatta. I «microfoni piatti» avranno generalmente qualche variazione nelle loro specifiche sensibilità di frequenza.
Finché il microfono visualizza una linea di risposta in frequenza prevalentemente orizzontale, possiamo chiamare la sua risposta in frequenza «piatta». Ovviamente questo è soggettivo.
Diamo un’occhiata ad alcuni esempi per comprendere meglio le risposte in frequenza piatte e colorate.
Esempi di microfoni a risposta in frequenza piatta
I microfoni planari forniscono una sensibilità costante sull’intero spettro di frequenze.
Di solito si tratta di microfoni a condensatore(sia a diaframma piccolo che grande). Le specifiche della capsula del condensatore e del design del diaframma rendono la risposta in frequenza piatta relativamente facile da ottenere.
I microfoni con risposta in frequenza piatta sono scelti per la loro riproduzione del suono accurata e dettagliata.
Esempi di microfoni con risposte in frequenza flat:
- Neumann KM 184.
- AKG C414XLII.
- DPA 4006A.
Neumann KM 184
Il Neumann KM 184 è un microfono a condensatore cardioide a diaframma piccolo con una risposta in frequenza piatta.
Ecco il grafico della risposta in frequenza del KM 184:
Si noti che la risposta in frequenza di linea del KM 184 non è necessariamente piatta, anche se spesso si ritiene che il microfono abbia una risposta in frequenza piatta.
Da circa 100 Hz a 20.000 Hz, la risposta è molto piatta, deviando solo ±2 dB e avendo solo un leggero aumento della gamma di luminosità intorno a 8.000 Hz.
Il KM 184 ha anche un roll-off di fascia bassa regolare a partire da circa 200 Hz, ma questo non colora troppo il segnale del microfono.
Questo per mostrare che sebbene il grafico non sia perfetto, si ritiene che il KM 184 abbia una risposta in frequenza piatta.
AKG C414 XLII
L’AKG C 414 XLII è un microfono multi-pattern a diaframma largo.
Ciascuno dei suoi modelli polari ha un grafico di risposta in frequenza leggermente diverso, ma piatto. Di seguito è riportato il grafico della risposta in frequenza per l’opzione cardioide:
Come il già citato Neumann KM 184, l’AKG C 414 XLII non è perfettamente piatto. Tuttavia, è certamente discutibile che il C 414 abbia una risposta in frequenza più piatta rispetto al KM 184.
Senza i filtri passa-alto attivati, vediamo solo il minimo roll-off dei bassi. Segue una risposta quasi perfettamente piatta fino a circa 1000 Hz.
Al di sopra di 1 kHz, ci sono leggere variazioni(non superiori a ±3 dB) nella sensibilità.
L’AKG C 414 XLII è un eccellente esempio di microfono planare.
DPA 4006A
Il DPA 4006A è un microfono cardioide a diaframma piccolo che ha una risposta in frequenza estremamente piatta.
Si noti che il grafico della risposta in frequenza del DPA 4006A arriva fino a 40 kHz sull’asse X(invece dei tipici 20 kHz).
Da 20 Hz a circa 5.000 Hz, la risposta in frequenza del 4006A è completamente piatta.
La risposta in frequenza superiore dipende dal fatto che la sorgente sonora sia in asse(dove punta il microfono) o diffusa(fuori asse o riflettendo intorno allo spazio acustico).
I suoni in asse vengono leggermente potenziati nella gamma di frequenza superiore, mentre i suoni sfocati vengono rimossi senza intoppi.
Esempi di microfoni a risposta in frequenza piatti/colorati
Alcuni microfoni cadono nella via di mezzo tra «piatto» e «colorato».
I microfoni a nastro spesso cadono in questa zona grigia. Suonano in modo molto preciso e naturale, sebbene di solito non rappresentino risposte in frequenza molto piatte.
Questi microfoni producono un suono abbastanza naturale ma presenteranno alcune irregolarità nella risposta in frequenza di linea. Spesso questi microfoni «piatti/colorati» hanno attenuazioni di fascia alta e/o bassa significative.
I microfoni con risposte in frequenza piatte/colorate vengono spesso scelti in base al loro carattere mentre catturano il suono in modo accurato e naturale.
Esempi di microfoni con risposte in frequenza piatte/colorate:
- Elettro-Voce RE20.
- SAA R84.
Elettro-Voce RE20
L’Electro-Voice RE20 è un microfono dinamico cardioide a bobina mobile con una risposta in frequenza relativamente piatta(rispetto ad altri microfoni dinamici a bobina mobile).
La linea di risposta in frequenza dell’Electro-Voice RE20 è tutt’altro che piatta. Tuttavia, da circa 70 Hz a 14 kHz, c’è davvero solo una variazione di ±2 dB nella risposta del microfono.
I roll-off di fascia bassa e di fascia alta influenzano sicuramente la colorazione del RE20 insieme all’irregolarità della linea di risposta.
Pertanto, l’Electro-Voice potrebbe essere considerato piatto e colorato. È certamente piatto rispetto a molte altre dinamiche a bobina mobile, ma è decisamente fuori colore rispetto ai precedenti microfoni a condensatore.
SAA R84
L’AEA R84 è un microfono a nastro bidirezionale con una risposta in frequenza tipica dei microfoni a nastro di fascia alta.
I microfoni a nastro sono apprezzati per il loro suono naturale, soprattutto durante la registrazione di audio digitale.
Le ondulazioni morbide e di fascia alta dei microfoni a nastro(come l’AEA R84) li rendono approssimativi al modo in cui sentiamo naturalmente il suono.
La risposta in frequenza di linea dell’AEA R84 è tutt’altro che piatta, ma il microfono suona in modo incredibilmente naturale e capta il suono in modo accurato.
Non definirei piatta la risposta in frequenza dell’R84. Tuttavia, in base alle definizioni di microfoni piatti e colorati, può adattarsi perfettamente all’area grigia.
risposta in frequenza colorata
Il microfono colorato mostra picchi e valli all’interno delle sue risposte in frequenza.
A causa della loro natura robusta e pesante, molti microfoni dinamici a bobina mobile hanno risposte in frequenza colorate causate da frequenze di risonanza e inerzia all’interno dei loro diaframmi e capsule.
I microfoni colorati vengono spesso scelti per accentuare le frequenze importanti delle sorgenti sonore previste sopprimendo le frequenze meno importanti o concorrenti.
Esempi di microfoni con risposte in frequenza colorate:
- Shure Beta 52A.
- Shure SM57.
Shure Beta 52A
Lo Shure Beta 52A è un microfono dinamico a bobina mobile con un diagramma polare supercardioide e una risposta in frequenza estremamente colorata.
Ecco il grafico della risposta in frequenza Shure Beta 52A:
Le cime e le valli del Beta 52A sono enormi.
Il microfono enfatizza fortemente i 4 kHz ed è molto sensibile alle basse frequenze(in particolare a brevi distanze a causa dell’effetto di prossimità). C’è anche un roll-off molto pronunciato degli acuti tra il picco a 4 kHz e la parte superiore della risposta in frequenza del 52A a 10 kHz.
La colorazione estrema del Beta 52A lo rende un microfono speciale commercializzato come microfono per grancassa.
Lo Shure SM57 è un microfono dinamico a bobina mobile con diagramma polare cardioide e risposta in frequenza colorata.
Shure-SM57
Come possiamo vedere, l’SM57 è decisamente colorato.
La risposta in frequenza colorata dell’SM57 lo rende una scelta eccellente per voci e altri strumenti, in particolare in situazioni dal vivo.
- Il roll-off di fascia bassa migliora la cancellazione del rumore e il guadagno prima del feedback.
- Il picco a 6 kHz migliora l’intelligibilità del parlato e accentua molti strumenti.
- Il roll-off di fascia alta riduce la durezza mentre migliora il guadagno prima del feedback.
La specifica del microfono con risposta in frequenza
La risposta in frequenza è una specifica fondamentale che i produttori di microfoni devono includere nelle schede tecniche dei loro microfoni.
Come abbiamo discusso, ci sono due modi generali per esprimere la risposta in frequenza del microfono:
- La gamma di frequenze che un microfono riprodurrà ragionevolmente. Questo sarà spesso espresso come misura di tolleranza.
- Un grafico che mostra la sensibilità relativa di un microfono alle frequenze all’interno della sua «gamma».
La gamma di risposta in frequenza non è molto utile(anche con una misura di tolleranza).
Ad esempio, una gamma di risposta in frequenza da 20 Hz a 20.000 Hz ci dice che un microfono emetterà effettivamente le frequenze in tutta la gamma udibile, ma non abbiamo idea se il microfono aumenterà o taglierà una frequenza particolare all’interno di questa gamma..
20 Hz – 20.000 Hz ±3 dB ci dice che la risposta in frequenza del microfono è almeno abbastanza costante e piatta. Tuttavia, stiamo ancora indovinando le frequenze in cui il microfono è 3 dB più sensibile e dove è 3 dB meno sensibile.
Di gran lunga il modo migliore per trasmettere la risposta in frequenza del microfono è con un grafico.
Esempio di specifica della risposta in frequenza: Shure Beta 52A
Shure Beta 52A ha una specifica di risposta in frequenza da 20 Hz a 10.000 Hz. Shure fornisce anche il seguente grafico di risposta in frequenza.
Come puoi vedere, il grafico fornisce così tante informazioni che “20 Hz – 10.000 Hz” non possono trasmettere.
Scegliere il microfono con la giusta risposta in frequenza
Ci sono molti microfoni differenti sul mercato con molte risposte in frequenza differenti.
Abbiamo parlato di risposte in frequenza piatte e colorate e di come la risposta in frequenza di un microfono modella il suono caratteristico del microfono.
Quindi, come scegliamo il microfono giusto con la risposta in frequenza giusta per lo scopo giusto?
Ci sono alcune cose che dovremmo chiederci.
- Quale sorgente sonora stiamo riprendendo?
- In quale situazione acustica stiamo microfonando la o le sorgenti sonore?
- Come stiamo microfonando le sorgenti sonore?
In altre parole, idealmente dovremmo comprendere il profilo sonoro e di frequenza della sorgente e l’acustica dello spazio. Successivamente, dovremmo scegliere in modo ottimale un microfono con una frequenza che migliori il suono della sorgente, tenendo conto delle tecniche che utilizzeremo per posizionare il microfono per catturare la sorgente.
Diamo un’occhiata ad alcuni esempi:
Scelta di una risposta in frequenza del microfono per la voce fuori campo
Le voci fuori campo sono idealmente registrate da solista in cabine di isolamento insonorizzate. Questi spazi acustici hanno il minor numero possibile di riflessi e suoni ambientali.
Questo ci consente di posizionare in modo ottimale il microfono per la stanza e l’esecutore della voce fuori campo.
Abbiamo un ambiente di registrazione ideale e stiamo registrando la voce umana. In questa situazione, un microfono con una risposta in frequenza piatta sarebbe l’ideale.
Una risposta in frequenza piatta acquisirà la voce fuori campo con la minor colorazione possibile.
Un esempio di un popolare microfono per la voce fuori campo che si trova negli studi professionali di tutto il mondo è il famoso Neumann U87:
Il Neumann U 87 AI ha 3 pattern polari selezionabili e un filtro passa alto.
Di seguito sono riportati i grafici della risposta in frequenza per ciascuno dei modelli polari(omnidirezionale, cardioide e bidirezionale):
Sebbene uno qualsiasi dei modelli polari di cui sopra funzioni bene per il parlato in cabina di isolamento, il modello cardioide è il più popolare.
Come vediamo nel grafico sopra, la modalità cardioide dell’U 87 è meravigliosamente piatta tra circa 70 Hz e 5500 Hz. Questo è ciò che vogliamo in un microfono voiceover.
Il leggero rolloff dei bassi aiuta a eliminare il rumore nel segnale.
Se abbiamo davvero bisogno di bassi extra, la modalità cardioide mostra un effetto di prossimità, quindi possiamo facilmente avvicinare l’esecutore e il microfono. Al contrario, se ci sono troppi bassi o l’effetto di prossimità è troppo, c’è un filtro passa alto.
L’aumento di 2-3 dB della sensibilità tra 6 kHz e 12 kHz aggiunge un po’ di brillantezza alla voce fuori campo.
Il leggero rolloff degli alti aiuta a ridurre l’asprezza o la luminosità della voce fuori campo. Ciò è particolarmente utile sull’audio digitale, che a volte è troppo pulito/luminoso.
Scelta di una risposta in frequenza del microfono per la voce dal vivo
Nella maggior parte delle situazioni, la voce dal vivo viene eseguita su palchi relativamente alti. Anche in piccoli ensemble e locali, è probabile che ci siano altra strumentazione, rumore di folla, rumore della stanza e il sistema PA che entrerà anche nel microfono designato per la voce.
Per questo motivo, i microfoni per la voce dal vivo sono posizionati il più vicino possibile ai cantanti. Ciò consente il miglior isolamento possibile della performance vocale.
Di solito hanno anche schemi polari cardioidi e puntano lontano dagli altoparlanti. Questo serve per aumentare il guadagno prima del feedback e produrre un segnale vocale più pulito e chiaro.
I due punti precedenti ci dicono che il tipico microfono vocale dal vivo mostrerà un effetto di prossimità.
Poiché il palco sarà probabilmente rumoroso e ci sarà un aumento significativo dei bassi a causa dell’effetto di prossimità, per la voce dal vivo è preferibile un microfono con un roll-off a bassa risposta.
È anche bello avere un roll-off di fascia alta per filtrare qualsiasi asprezza nel segnale dovuta ai piatti e alle sorgenti sonore ad alta frequenza.
Queste attenuazioni aiutano anche a ridurre la probabilità di feedback del microfono.
Inoltre, poiché l’ambiente sarà probabilmente rumoroso, un aumento della gamma di intelligibilità del parlato(circa 2 kHz – 6 kHz) consentirà alla voce di tagliare un po’ di più il mix senza la necessità di equalizzazione dopo il fatto.
Il microfono vocale dal vivo più popolare al mondo è lo Shure SM58:
Lo Shure SM58 è un microfono dinamico a bobina mobile con diagramma polare cardioide.
Ecco la risposta in frequenza dello Shure SM58:
Lo Shure SM58 ha una risposta in frequenza che si adatta molto bene alla voce dal vivo.
Il roll-off di fascia bassa filtra efficacemente il rombo di fascia bassa dall’alimentazione di rete e dalle vibrazioni del palco.
Tuttavia, poiché il microfono è direzionale, l’effetto di prossimità appiattirà efficacemente la risposta in frequenza più bassa, supponendo che il cantante sia molto vicino al microfono.
Da circa 100 Hz a 2000 Hz, la risposta in frequenza dell’SM58 è piatta. Ciò ti consente di catturare la maggior parte delle voci in modo molto accurato.
L’aumento della gamma di presenza(3 kHz – 10 kHz) consente all’intelligibilità della performance vocale di tagliare il mix.
L’attenuazione di fascia alta filtra la luminosità eccessiva dalla tua voce o dall’ambiente circostante.
Scelta di una risposta in frequenza del microfono per un kit rullante
Microfonare una batteria può essere semplice come impostare un microfono sopra la testa o una stanza, oppure può essere complicato come microfonare ogni batteria. Nella maggior parte delle situazioni(dove l’attrezzatura lo consente), i kit di batteria vengono microfonati con due microfoni overhead, un microfono per grancassa dedicato e un microfono per rullante dedicato.
I tamburi hanno tipicamente una forte frequenza fondamentale nella gamma medio-bassa(100 Hz – 250 Hz). Al di sopra dei fondamentali, non c’è davvero rima o ragione per le frequenze. Tuttavia, la batteria in genere ha un altro picco nella gamma media superiore tra 3-6 kHz.
Selezionare un microfono con una risposta in frequenza che sale attorno al picco fondamentale e medio superiore del rullante aiuterà ad accentuare il carattere del rullante.
L’ambiente acustico di una batteria(o di qualsiasi altro tamburo all’interno di una batteria) è a dir poco rumoroso. Isolare la trappola è impossibile, ma ci sforziamo comunque di farlo.
Quando cerco di isolare il rullante, di solito lo suono molto da vicino con un microfono direzionale. Ciò significa che l’effetto di prossimità sarà un fattore da tenere in considerazione.
La scelta di un microfono con un roll-off dei bassi nella sua risposta in frequenza aiuterà a filtrare il rombo dei bassi; il suono della grancassa; e combattere l’effetto di prossimità.
È anche preferibile un roll-off di fascia alta per filtrare efficacemente la luminosità dei piatti della batteria.
Un’opzione per la batteria con microfono è già stata menzionata più volte in questo articolo. È il famoso Shure SM57:
Lo Shure SM57 è un microfono dinamico a bobina mobile con diagramma polare cardioide.
Ecco il grafico della risposta in frequenza dello Shure SM57:
Dal grafico sopra vediamo che l’SM57 ha una risposta in frequenza che corrisponde abbastanza bene al tipico box.
Il suo roll-off di fascia bassa aiuta a filtrare gli altri tamburi nel kit. Tuttavia, l’effetto di prossimità consentirà comunque al microfono di captare i bassi dal rullante, supponendo che stiamo parlando da vicino al rullante.
L’aumento della gamma media superiore aiuta ad accentuare lo scatto e il carattere del rullante.
Il roll-off di fascia alta dell’SM57 aiuta a filtrare il suono dei piatti della batteria.
Scelta di una risposta in frequenza del microfono per un pianoforte a coda
Il pianoforte a coda è uno strumento enorme con una vasta gamma.
Per catturare il miglior suono di un pianoforte a coda vengono spesso utilizzati più microfoni posizionati in punti diversi intorno allo strumento e nello spazio acustico.
La risposta in frequenza piatta ed estesa è ideale per catturare il suono più vero del bellissimo pianoforte a coda.
Un ambiente comune per microfonare un pianoforte a coda sarebbe una sala da concerto. Il rumore del pubblico è generalmente trascurabile in queste grandi stanze riverberanti, ma i microfoni rileveranno sicuramente i riflessi sonori intorno allo spazio acustico. Questo va perfettamente bene ed è generalmente desiderato.
I microfoni omnidirezionali con risposte in frequenza piatte generalmente suonano in modo più naturale. E quindi i pianoforti a coda vengono in genere registrati con questi microfoni!
Un microfono consigliato per catturare i suoni del pianoforte a coda è l’AKG C 414 XLS:
L’AKG C 414 XLS è un microfono a condensatore multi-pattern a diaframma largo.
Sebbene l’AKG C 414 XLS abbia 9 schemi polari selezionabili, ci concentreremo sul modello omnidirezionale.
Ecco la risposta in frequenza del C 414 in modalità omnidirezionale:
La natura piatta della risposta in frequenza dell’AKG C 414 XLS consente di catturare il vero suono del pianoforte a coda e i riverberi dello spazio acustico.
Se c’è troppo rumore dei bassi nel segnale del microfono, prova ad attivare uno dei 3 filtri passa-alto selezionabili.
La scelta di un microfono con una risposta in frequenza complementare arriva con la pratica di registrare vari strumenti. In breve, una solida strategia comprende solo 3 passaggi:
- Comprendere la gamma di frequenze(fondamentali e armoniche) di uno strumento.
- Scegli un microfono con una risposta in frequenza che migliori le frequenze importanti di quello strumento.
- Prendere nota della posizione del microfono; lo strano rumore vicino; e l’effetto di prossimità.
In che modo i microfoni raccolgono frequenze diverse?
Diverse frequenze del suono fanno vibrare l’aria a velocità diverse. La frequenza è misurata in hertz(Hz), come abbiamo accennato, che sono cicli o vibrazioni al secondo.
Le vibrazioni sonore nell’aria si verificano lungo le onde longitudinali(onde sonore). Queste onde hanno picchi(massima compressione) e depressioni(massima rarefazione) proprio come le altre onde.
La lunghezza d’onda di queste onde longitudinali è inversamente proporzionale alla frequenza(assumendo una velocità costante del suono).
Le frequenze più basse hanno naturalmente un’ampiezza maggiore(una frequenza fondamentale di uno strumento, ad esempio, ha un’ampiezza maggiore delle sue armoniche).
Queste armoniche «più silenziose» si aggiungono alla vibrazione complessiva dell’aria, dando luogo a tutti i tipi di forme d’onda interessanti. Quindi abbiamo onde che si muovono più lentamente(frequenze più basse) e onde che si muovono più velocemente(frequenze più alte) effettivamente sommate per far vibrare l’aria in modi complicati.
Le nostre orecchie captano questo e inviano un segnale elettrico al nostro cervello.
I diaframmi del microfono sono molto simili!
Il diaframma di un microfono vibrerà in base alle onde sonore a cui è esposto.
I diaframmi dei microfoni, le capsule/cartucce e i corpi in generale hanno frequenze di risonanza naturali che influenzano i picchi e le valli all’interno della loro risposta in frequenza complessiva. Ciò è particolarmente rilevante nei diaframmi relativamente pesanti dei microfoni a bobina mobile dinamici.
I determinanti della risposta in frequenza del microfono
La risposta in frequenza è il determinante più importante del suono caratteristico di un microfono. È una funzione di molte variabili sia all’interno che all’esterno del microfono stesso.
La risposta in frequenza di un microfono è influenzata dai seguenti fattori:
- peso del diaframma.
- Dimensione del diaframma.
- Forma a diaframma.
- Tensione del diaframma.
- Dimensioni e forma della capsula/deflettore/cartuccia.
- direzionalità della capsula.
- Frequenze di risonanza del corpo del microfono.
- Distanza tra la sorgente sonora e il microfono.
- Impedenza di uscita rispetto all’impedenza di carico tra microfono e preamplificatore.
Peso del diaframma
Il peso del diaframma del microfono è un fattore limitante nella risposta alle alte frequenze.
L’inerzia di un diaframma pesante lo rende meno sensibile alle lunghezze d’onda del suono più piccole(frequenze più alte). Per questo motivo, i diaframmi a bobina mobile relativamente pesanti hanno una sensibilità alle alte frequenze inferiore rispetto alle loro controparti a nastro e condensatore più leggere.
dimensione del diaframma
Il diametro di un diaframma circolare gioca un ruolo importante nel determinare la risposta alle alte frequenze del microfono.
Se un’onda sonora ha una lunghezza d’onda uguale al diametro di un diaframma, applicherà quantità uguali di pressione positiva e negativa, annullandosi di fatto.
Le onde sonore più corte di questa lunghezza d’onda diventano piuttosto «a gradini», specialmente quando entrambi i lati del diaframma sono esposti alla pressione sonora esterna. Ciò riduce ulteriormente la chiarezza della risposta ad alta frequenza.
Più corta è la lunghezza d’onda, maggiore è la frequenza, quindi i diaframmi più piccoli sono fisicamente in grado di riprodurre frequenze più alte rispetto ai diaframmi grandi.
la forma del diaframma
La forma del diaframma è un fattore nelle frequenze di risonanza del microfono.
I tipici diaframmi a bobina mobile e condensatore sono circolari e quindi suscettibili alle frequenze di risonanza(si pensi alle onde stazionarie).
Una lunghezza d’onda che è esattamente il doppio del diametro del diaframma provoca una sorta di onda stazionaria al diaframma, in cui la natura della forma del diaframma accentua leggermente la frequenza di questa lunghezza d’onda. Multipli interi della lunghezza d’onda si comportano in modo interessante al diaframma, causando onde stazionarie auto-cancellanti o risonanti.
I microfoni a nastro sono diversi. I loro lunghi diaframmi a nastro ondulato generalmente non hanno forti frequenze di risonanza a causa della loro forma irregolare!
I diaframmi della bobina mobile spesso hanno fessure nelle lame e tacche in cui si attacca la bobina mobile. Questa forma irregolare influisce anche sulla risposta in frequenza del microfono.
Tensione del diaframma
La tensione di un diaframma influisce sull’inerzia del diaframma e sulla risposta in frequenza del microfono.
Pensa a mettere a punto una scatola. Più allunghiamo la pelle, maggiore è la frequenza di risonanza della scatola. Allo stesso modo, più stretto è il diaframma di un microfono, maggiore è la sua frequenza di risonanza a causa della tensione. Non colpire i diaframmi del microfono con le bacchette!
Nei microfoni a condensatore a diaframma piccolo, questa tensione può causare una risonanza ben al di sopra della gamma udibile dell’orecchio umano.
I condensatori a diaframma largo in genere hanno un aumento di alta frequenza dovuto allo stress del diaframma.
I diaframmi del nastro sono spesso abbastanza allentati che la loro frequenza di risonanza(a causa della tensione) si trova nella regione dei sub-bassi o addirittura al di sotto della gamma udibile dell’orecchio umano.
Il materiale di imbottitura e lo spazio intorno alla capsula.
I microfoni hanno spesso griglie protettive attorno alle loro capsule. All’interno della griglia e attorno alla capsula è spesso presente schiuma acustica idratante. C’è uno spazio vuoto tra la griglia, la schiuma e la capsula.
Il materiale di smorzamento aiuta a proteggere la capsula dalle esplosioni mentre smorza le frequenze più alte.
Lo spazio all’interno del microfono ha il potenziale per promuovere onde stazionarie corte.
Sebbene minori e terribilmente complicati, questi fattori apparentemente piccoli sono parti importanti del design del microfono e della risposta in frequenza.
In generale, i driver sono smorzati a -6 dB per ottava per produrre una risposta in frequenza dal suono naturale.
direzionalità della capsula
Sì, anche la direzionalità di un microfono influisce sulla sua risposta in frequenza. Ciò è particolarmente vero quando ci si sposta fuori asse per i microfoni direzionali.
In un microfono direzionale, la capsula è progettata con un «percorso» specifico che il suono deve percorrere per passare dalla parte anteriore del diaframma alla parte posteriore del diaframma. Questa distanza influisce sull’attenuazione delle alte frequenze dai microfoni.
L’attenuazione della frequenza inizia a un picco: a una frequenza con una lunghezza d’onda doppia rispetto alla lunghezza del percorso dalla parte anteriore a quella posteriore del diaframma. A questa frequenza, c’è una differenza di pressione massima tra i due lati del diaframma, causando un picco nella risposta in frequenza.
La differenza di pressione al di sopra di questa frequenza di taglio diventerà sempre più piccola. La differenza di ampiezza si riduce anche con frequenze più alte. Entrambi provocano una diminuzione della risposta in frequenza.
Si noti che i microfoni sono più direzionali alle alte frequenze e diventano sempre più omnidirezionali alle basse frequenze.
Pertanto, la risposta in frequenza fuori asse di un microfono direzionale avrà relativamente meno alti e più bassi rispetto alla risposta in asse. Man mano che spostiamo la sorgente sonora ulteriormente fuori asse, il microfono peggiora nella riproduzione delle alte frequenze.
Frequenze di risonanza del corpo del microfono
Tutti gli oggetti fisici hanno frequenze di risonanza(pensa ai diapason). I microfoni non sono diversi.
I corpi dei microfoni di qualità sono progettati tenendo presente questo e viene prestata particolare attenzione per ridurre al minimo la presenza di frequenze di risonanza. Ma il fatto è che queste frequenze di risonanza del corpo del microfono influenzeranno la risposta in frequenza.
Distanza tra la sorgente sonora e il microfono
Sebbene non faccia parte dell’anatomia del microfono, la distanza dalla sorgente sonora gioca un ruolo nella risposta in frequenza dei microfoni direzionali. In particolare nella fascia bassa. Ciò è dovuto all’effetto di prossimità, di cui parleremo più dettagliatamente in seguito.
Più la sorgente sonora è vicina a un microfono, più basse saranno le frequenze che il microfono riprodurrà.
Impedenza di uscita rispetto a impedenza di carico
Il trasferimento di tensione tra il microfono e il preamplificatore aumenta all’aumentare dell’impedenza di carico rispetto all’impedenza di uscita del microfono. È preferibile un’impedenza di carico almeno 5 volte superiore all’impedenza di uscita.
Tuttavia, l’impedenza di uscita di un microfono è specifica della frequenza ed è spesso molto più alta alle basse frequenze. Pertanto, basse impedenze di carico possono causare la perdita della risposta alle basse frequenze.
Nei convertitori di impedenza(trasformatori o circuiti step-up), le alte frequenze possono andare perse a causa della maggiore impedenza del segnale del microfono.
La risposta in frequenza dell’orecchio umano
Sì, anche le nostre orecchie hanno una risposta in frequenza!
I limiti esterni dell’udito umano, come abbiamo discusso, sono 20 Hz nella fascia bassa e 20.000 Hz nella fascia alta.
Ci siamo evoluti per avere una sensibilità compresa tra 2000 Hz e 5000 Hz. Questa è la gamma di intelligibilità del parlato nella voce umana. Come abbiamo discusso in precedenza, i microfoni vocali beneficiano di una spinta in questa gamma.
Man mano che scendiamo nello spettro, avvicinandoci ai 20 Hz, diventiamo sempre meno sensibili ai livelli di SPL.
In effetti, sentiamo queste frequenze sub-bassi(20 Hz – 60 Hz) più spesso di quanto le sentiamo.
All’estremità più alta dello spettro, perdiamo lentamente la sensibilità con l’età e danneggiamo ripetutamente il nostro udito.
Ad esempio, trascorrendo così tanto tempo ascoltando musica in bande forti e assistendo a spettacoli ad alto volume, personalmente ho difficoltà a sentire qualcosa al di sopra di 16.500 Hz… Proteggi le tue orecchie!
Per comprendere meglio la complicata risposta in frequenza dell’udito umano, controlla le curve di Fletcher-Munson:
Le curve sopra ci mostrano, in termini generali, le specifiche sensibilità di frequenza relative dell’orecchio umano.
Nel grafico sopra, troverai diverse righe relative a diversi valori di phon.
Un phon è un livello di volume percepito. Vedrai che più bassa è la linea telefonica, minore è il livello di pressione sonora necessario per poter ascoltare una frequenza.
- 0 phon è la soglia uditiva.
- 120 phon è la soglia del dolore.
Alla fascia bassa(20 Hz), vediamo che sarebbe necessario un livello di pressione sonora elevato per poter effettivamente sentire un suono. Tuttavia, ad una frequenza di 4 kHz, siamo molto sensibili alle variazioni di pressione sonora.
Cosa sono le bande di frequenza?
Prima di continuare, vorrei fornire alcune informazioni in più sulle bande di frequenza(gamme) e su come le ascoltiamo:
Si prega di notare che questi intervalli sono semplicemente linee guida approssimative. Non c’è uno standard qui.
Le gamme di frequenza sono:
- ≤ 60 Hz = subwoofer.
- 60Hz – 250Hz = bassi.
- 250 Hz – 500 Hz = bassi medi.
- 500Hz – 2kHz = gamma media.
- 2 kHz – 4 kHz = medi alti.
- 4 kHz – 6 kHz = presenza.
- ≥ 6kHz = luminosità.
≤ 60 Hz = subwoofer
Questa banda di frequenza è più che sentita(vedi curve di Fletcher-Munson). La maggior parte degli strumenti e dei suoni mancano di informazioni in questa gamma.
Prestare particolare attenzione alla risposta in frequenza dei sub-bassi nei microfoni per grancassa, amplificatori per basso e tuba.
60Hz – 250Hz = basso
È qui che si trova la maggior parte delle informazioni sui bassi «musicali». Le frequenze fondamentali di molti strumenti sono in questa gamma, inclusa la frequenza fondamentale della maggior parte delle voci umane.
250 Hz – 500 Hz = medio-bassi
Questa gamma contiene le armoniche più forti degli strumenti bassi e le basi di alcuni strumenti acuti. Troppo feedback in questa fascia può rendere il microfono «fangoso». Una risposta insufficiente in questa banda può rendere il suono del microfono troppo sottile.
500Hz – 2kHz = gamma media
L’orecchio umano inizia a diventare più sensibile in questo intervallo. Questa gamma contiene armoniche più deboli da strumenti bassi e armoniche più forti da strumenti acuti.
2 kHz – 4 kHz = medi alti
L’orecchio umano è il più sensibile in questa gamma. Un microfono che ha un aumento o un taglio sostanziale in questa banda non ricreerà il timbro di un suono in modo molto accurato.
4kHz – 6kHz = presenza
Se un microfono è sensibile in questa gamma, può aggiungere più presenza al suono o può suonare duro. C’è una linea molto sottile.
Se c’è un calo nella risposta in frequenza di un microfono in questa banda, può rendere il suono della sorgente trasparente o più lontano di quanto non sia in realtà.
≥ 6kHz = luminosità
Molti microfoni dinamici rientrano da qualche parte nella banda di frequenza della «luminosità»(sebbene possano essere classificati per catturare fino a 20 kHz).
Questa banda è parte del motivo per cui i microfoni a condensatore, in generale, suonano più «hi-fi» rispetto alle loro controparti dinamiche. I microfoni a condensatore in genere fanno un ottimo lavoro nel raccogliere le frequenze in questa gamma, che comprende tutte le armoniche più alte dei suoni, così come «l’aria» e la «luminosità» di un suono(questi sono i miei termini tecnici).
I microfoni a nastro tendono a scivolare dolcemente nella fascia luminosa, quindi riproducono un suono «caldo».
Come viene misurata la risposta in frequenza nei microfoni?
Il processo di calcolo corretto della risposta in frequenza di un microfono è facile da concettualizzare. Tuttavia, i produttori di microfoni necessitano di apparecchiature costose per misurare effettivamente correttamente. Questo kit include:
- una camera anecoica.
- Un diffusore perfettamente calibrato.
Una camera anecoica è assolutamente acusticamente morta. Non c’è rumore ambientale in una camera anecoica e non ci sono superfici riflettenti nella stanza stessa. Non è raro avere valori dBA negativi quando si misura il rumore ambientale da una camera anecoica. Questo è incredibile!
Successivamente, è necessario un altoparlante perfettamente calibrato. Questo altoparlante necessita di una risposta in frequenza piatta e dovrebbe essere in grado di trasmettere in modo uniforme da 20 Hz a 20.000 Hz. Come la camera anecoica, questo diffusore deve includere una quantità davvero incredibile di dettagli di design.
Il microfono in questione è posizionato davanti all’altoparlante, collegato tramite XLR ad un analizzatore di spettro calibrato e il test è pronto per partire.
Il rumore rosa viene riprodotto attraverso questo altoparlante e catturato dal microfono.
Il rumore rosa viene utilizzato perché ha la stessa energia in tutte le ottave della gamma uditiva umana. Quindi, se il grafico della risposta in frequenza risultante non è piatto, ha qualcosa a che fare con la risposta del microfono a frequenze particolari.
Il segnale del microfono viene inviato a un analizzatore di spettro e quindi viene prodotto un grafico della risposta in frequenza.
Sembra costoso, e lo è!
Un modo alternativo per misurare la risposta in frequenza nei microfoni
Invece di utilizzare tutte queste costose apparecchiature per produrre una risposta in frequenza accurata, i produttori(e gli appassionati di audio allo stesso modo) si confrontano con un riferimento noto.
Analizzando il microfono in questione con un altro microfono con risposta in frequenza nota, calcoliamo le differenze e deduciamo una risposta in frequenza per il microfono sconosciuto.
In questa opzione, dobbiamo assicurarci che tutto tranne i microfoni sia lo stesso in entrambi i test:
- Il quarto.
- Tutto nella stanza.
- La posizione dei microfoni.
- distanza dall’altoparlante.
- Verrà utilizzato lo stesso rumore rosa e allo stesso volume.
Questa è un’opzione più economica. Non è necessario che la stanza sia anecoica poiché entrambi i microfoni saranno soggetti allo stesso stimolo. Sebbene le stanze acusticamente morte siano migliori, poiché i riflessi del suono all’interno della stanza daranno un risultato distorto.
Inoltre, l’altoparlante non deve essere perfetto, ma deve essere calibrato in modo da sapere che il rumore rosa è il più piatto possibile.
Abbiamo trovato le differenze nella risposta in frequenza tra i due microfoni utilizzando analizzatori di frequenza. Da lì, tracciamo un nuovo grafico della risposta in frequenza basato sul grafico noto.
Anche quello suona noioso…
E lo è, ma conviene avere una scheda tecnica per servire meglio il cliente.
Tuttavia, alcuni produttori prendono più «congetture» di altri quando si tratta di grafici di risposta in frequenza. Quindi a volte il grafico della risposta in frequenza non è necessariamente accurato.
Un altro modo in cui questi grafici mancano di precisione è nella scala del grafico. Spesso la linea di risposta è liscia e si somma alla sensibilità media(invece di essere molto nitida e frastagliata). Questo va bene per fornire un’idea generale di dove il microfono aumenta e riduce naturalmente lo spettro di frequenza, ma manca del vero dettaglio della risposta in frequenza effettiva.
Quindi fondamentalmente ci sono 3 modi per misurare la risposta in frequenza di un microfono:
- Una camera anecoica con altoparlante calibrato.
- Confronto con un microfono noto.
- Indovina.
Wow, la precisione è diminuita molto velocemente!
L’effetto di prossimità sulla risposta in frequenza
L’effetto di prossimità è un fenomeno del microfono in cui avvicinare un microfono a una sorgente sonora ne aumenta la sensibilità alle basse frequenze.
La risposta in frequenza di un microfono cambia quindi a seconda della sua vicinanza alla sorgente che sta catturando.
Ecco una rappresentazione grafica dell’effetto di prossimità sul microfono Shure Beta 57A:
Come può essere?
Innanzitutto, ci sono due tipi di principi del microfono: il principio della pressione e il principio del gradiente di pressione.
L’effetto di prossimità ha effetto solo sui microfoni con gradiente di pressione. I microfoni a gradiente di pressione sono direzionali(cardioide e figura 8 polar pattern e tutte le relative variazioni).
Perché la differenza di pressione tra la piastra anteriore e quella posteriore è ciò che causa il segnale e la differenza è fisicamente maggiore alle alte frequenze rispetto alle basse frequenze(a causa delle differenze di fase a lunghezze d’onda più brevi). I microfoni smorzano il diaframma per aiutare a bilanciare il segnale e catturare una risposta in frequenza «più piatta».
Funziona molto bene a distanze considerevoli.
Tuttavia, quando la sorgente sonora si avvicina alla capsula, le cose cambiano. Diciamo che c’è una distanza D tra la parte anteriore e posteriore del diaframma di un microfono e la sorgente sonora è una distanza D dalla parte anteriore del diaframma.
Ciò significa che la sorgente è 2D dalla parte posteriore, e quindi l’ SPL è quattro volte più forte nella parte anteriore che nella parte posteriore.
A queste distanze, la differenza di pressione tra la parte anteriore e quella posteriore dipende poco dalla frequenza e molto più dall’ampiezza.
E quindi lo smorzamento aumenta effettivamente le basse frequenze invece di equalizzarle. Questo aumento si traduce in una variazione della risposta in frequenza all’estremità bassa di un microfono ed è noto come effetto di prossimità!
Metodi per modificare la risposta in frequenza di un microfono
Come posso modificare la risposta in frequenza di un microfono? Sebbene sia una caratteristica innata di un microfono, la risposta in frequenza può essere modificata nei seguenti modi:
- effetto di prossimità.
- Spostamento della sorgente sonora fuori asse.
- Coppettando il microfono.
- Inserire o rimuovere griglie e schiuma acustica.
- Fornire quantità variabili di alimentazione phantom(ai microfoni attivi).
- Modifica dell’impedenza di carico.
- che coinvolgono i filtri.
- Cambio di schemi polari.
effetto di prossimità
Come accennato in precedenza, l’effetto di prossimità afferma che quando un microfono direzionale si avvicina a una sorgente sonora, la risposta dei bassi del microfono aumenta.
Sposta la sorgente sonora fuori asse
I microfoni diventano naturalmente più omnidirezionali alle frequenze più basse e più direzionali alle frequenze più alte. Pertanto, lo spostamento di una sorgente sonora fuori asse ridurrà efficacemente la risposta alle alte frequenze del microfono.
avvolgendo il microfono
Posizionando il microfono a forma di coppa, introduciamo più onde stazionarie attorno al diaframma del microfono. Ciò provoca alterazioni nella risposta in frequenza del microfono.
Inserimento o rimozione di griglie e schiuma acustica
Ogni volta che aggiungiamo o rimuoviamo materiale attorno al diaframma di un microfono, corriamo il rischio di alterare il modo in cui il suono influisce sul diaframma. In questo modo modifichiamo la risposta in frequenza.
Fornitura di diverse quantità di alimentazione phantom
Alcuni microfoni attivi che richiedono alimentazione phantom possono funzionare con una varietà di tensioni CC e non solo con i +48 volt standard.
Tuttavia, molti di questi microfoni avranno funzionalità limitate con una tensione inferiore. Uno dei modi in cui questa ridotta funzionalità si manifesta è nella diminuzione della risposta ad alta frequenza.
Modifica dell’impedenza di carico
La variazione dell’impedenza di carico di un microfono influirà sul flusso del segnale.
Ci sono preamplificatori a impedenza variabile sul mercato che possono essere usati per alterare il suono del microfono. Questi preamplificatori sono i più popolari e sono combinati con microfoni a nastro.
filtri attraenti
L’attivazione dei filtri passa-alto e degli aumenti di frequenza(incrementi di presenza, ecc.) influirà direttamente sulla risposta in frequenza di un microfono.
mutevole schema polare
Sui microfoni multi-pattern, la modifica del pattern polare spesso altera leggermente la risposta in frequenza.
Generalizzazioni della risposta in frequenza dei 4 principali tipi di microfoni
Parliamo di alcune generalità dei vari tipi di microfoni e delle loro caratteristiche di risposta in frequenza.
Esistono 4 tipi principali di microfoni professionali:
- Microfoni dinamici a bobina mobile.
- Microfoni a nastro dinamici.
- Microfoni a condensatore a diaframma piccolo.
- Microfoni a condensatore a diaframma largo.
Includerò collegamenti ai rivenditori online di ciascun microfono campione per ulteriori informazioni e prezzi.
Panoramica sulla risposta in frequenza del microfono dinamico a bobina mobile
Esempio di microfono: Shure SM58
I microfoni dinamici a bobina mobile hanno spesso le seguenti caratteristiche di risposta in frequenza:
- risposta colorata.
- Roll-off di fascia alta all’interno dello spettro udibile.
- Frequenze di risonanza significative.
Panoramica sulla risposta in frequenza del microfono dinamico a nastro
Esempio di microfono: Royer R-121
I microfoni a nastro dinamici spesso mostrano i seguenti tratti di risposta in frequenza:
- Risposta di gamma media relativamente piatta.
- Attenuazione uniforme delle alte frequenze.
- Non ci sono frequenze di risonanza significative all’interno della gamma udibile.
Panoramica sulla risposta in frequenza del microfono a condensatore a diaframma piccolo
Esempio di microfono: DPA 4006A
I microfoni a condensatore a diaframma piccolo generalmente presentano le seguenti caratteristiche di risposta in frequenza:
- Risposta in frequenza piatta su tutta la gamma di frequenze udibili.
- Risposta di fascia alta estesa al di sopra della gamma udibile.
Panoramica sulla risposta in frequenza del microfono a condensatore a diaframma largo
Esempio di microfono: Neumann TLM 102
I condensatori a diaframma largo spesso offrono le seguenti qualità di risposta in frequenza:
- Risposte in frequenza relativamente piatte in tutta la gamma udibile.
- Un morbido roll-off di fascia bassa.
- Aumento della sensibilità alle frequenze medio-alte e/o alte con un leggero calo delle alte frequenze all’interno della gamma udibile.
Domande correlate
Gli altoparlanti e le cuffie hanno una risposta in frequenza? Altoparlanti e cuffie, come i microfoni, hanno risposte in frequenza. La risposta in frequenza di un dispositivo di uscita audio è determinata principalmente dalle dimensioni degli altoparlanti, dal tipo di trasduttore, dai circuiti e dalle frequenze di risonanza.
Cos’è la sensibilità del microfono? La sensibilità del microfono è definita come l’intensità del segnale di uscita di un microfono(mV o dBV) rispetto al livello di pressione sonora percepito dal microfono(misurato a 94 dB SPL o 1 Pascal a 1 Pascal). kHz). La valutazione della sensibilità di un microfono ha a che fare con l’uscita del segnale piuttosto che con la reattività al suono.
