O que é um filtro passa-alta de microfone e por que usar um?

Alguns microfones vêm com opções intercambiáveis, incluindo vários padrões polares, almofadas de atenuação e, como o título deste artigo sugere, filtros passa-altas. O filtro passa-alta do microfone(HPF) prova ser uma opção útil para muitas aplicações de microfone. Vamos falar sobre HPFs e como eles se relacionam com microfones.

Então, o que é um filtro passa-alta de microfone e por que usar um? Um filtro passa-alta corta efetivamente a resposta de frequência de um microfone abaixo de um determinado ponto de ajuste, permitindo que apenas as frequências acima desse ponto «passem» como sinal de áudio. Os filtros passa-altas removem a energia indesejada e excessiva de baixo custo que, de outra forma, degradaria o sinal de áudio.

Vamos discutir os filtros passa-alta de microfone com mais detalhes no restante deste artigo!

O que é um filtro passa-alta de microfone e por que usar um?

Um filtro passa-alta(HPF) é um filtro eletrônico que passa frequências de sinal acima de um determinado ponto de corte enquanto atenua as frequências de sinal abaixo do ponto de corte. Um HPF, no caso de um microfone, faz parte de um circuito eletrônico. Os sinais de áudio são tensões CA e podem passar por esses filtros eletrônicos de alta frequência. Os HPFs alteram a resposta de freqüência de um microfone » cortando » as freqüências abaixo de um certo ponto de corte.

Os filtros passa-alta também são comumente chamados de «filtros de corte baixo » ou » filtros de corte baixo». Qualquer um desses três nomes descreve muito bem o propósito do filtro: filtrar baixas frequências e permitir que altas frequências passem.

A verdade é que não são muitos os instrumentos que contêm potência de baixo custo. É um conselho comum filtrar todos os microfones ou canais que não reproduzem especificamente fontes de som de baixa frequência. Isso geralmente é feito no console de mixagem ou na estação de trabalho de áudio digital, mas pode ser feito mais cedo se um microfone tiver um interruptor HPF.

Precisamos de uma boa resposta de baixa frequência ao gravar instrumentos como bumbo, baixo, tuba, piano, órgão ou outros que tenham um alcance baixo estendido ou fundamental de baixa frequência. No entanto, é aconselhável usar instrumentos de filtro passa-altas que não contenham informações de baixo-fim.

Então, por que devemos usar sinais de microfone filtrados de alta frequência?

Como mencionado, muitas vezes é recomendado passar sinais de microfone passa-alta que não contêm informações essenciais de baixo-fim. Muitas vezes isso é feito em uma faixa de canal em um DAW ou console de mixagem, embora alguns microfones venham com switches HPF integrados!

Aqui está uma pequena lista de motivos pelos quais os filtros passa-alta são aplicados ao áudio do microfone:

• Para se livrar de ruídos e ruídos de baixo nível no sinal
• Para ajudar a reduzir o efeito de proximidade em microfones direcionais
• Para ajudar a reduzir plosivas em microfones direcionais.
• Para remover graves desnecessários para que um sinal de microfone possa se encaixar melhor em uma mixagem

Filtros de alta passagem para se livrar de ruídos e ruídos graves

Os HPFs geralmente são aplicados simplesmente para remover ruídos e ruídos de baixa frequência no sinal de um microfone. Só porque a resposta de frequência de um microfone o torna capaz de capturar baixas frequências não significa necessariamente que devemos capturar baixas frequências.

Não há muitas fontes de som que produzam o som pretendido abaixo de 50 Hz. A maior parte da energia sonora de baixo custo está na forma de ruído ambiente e estrondo. As fontes comuns deste ruído low-end incluem:

• Zumbido da rede(50-60 Hz).
• Ar condicionado.
• fornos.
• Acessórios.
• Caminhões passando ou parados perto do microfone.
• A própria Terra.

Mesmo em cabines de áudio à prova de som, essas fontes externas de baixo custo podem alcançar o microfone. Normalmente, esses sons chegam ao microfone através de sólidos vibrantes, em vez de ar.

Dica profissional: use um suporte de microfone para ajudar a reduzir ainda mais a suscetibilidade de um microfone a ruídos graves.

Essa energia de baixo custo é muitas vezes uma informação desnecessária no sinal de áudio e, na verdade, consome parte da potência e do headroom do sinal. Ao passar alto e remover o ruído de baixo nível de um sinal de áudio, ficamos com um sinal mais limpo com mais headroom! É um ganha-ganha.

Deve-se tomar cuidado para não filtrar muitas frequências baixas. Uma vez que começamos a filtrar as informações audíveis reais de um instrumento, corremos o risco de “afinar” o instrumento, tornando-o pouco natural e fraco.

Filtros passa-alta para reduzir o efeito de proximidade

Microfones direcionais(ou seja, todos os microfones que não são omnidirecionais) apresentam efeito de proximidade. Microfones bidirecionais com padrão polar “figura 8” têm o maior efeito de proximidade.

O efeito de proximidade aumenta as baixas frequências à medida que um microfone direcional se aproxima de sua fonte de som.

Às vezes, o efeito de proximidade é usado a nosso favor(pense na gravidade das locuções ou das vozes de rádio). No entanto, muitas vezes é uma consequência negativa dos microfones direcionais(pense em um reforço de graves em uma guitarra elétrica em uma mixagem).

Continuando com o exemplo da guitarra elétrica, se vamos fechar o gabinete de um amplificador de guitarra, provavelmente vamos querer ignorar o sinal do microfone para combater o efeito de proximidade. Aumentar desnecessariamente as baixas frequências fará com que a guitarra soe pouco natural e interferirá com outros elementos na mixagem, que veremos em breve.

Filtros de alta passagem para reduzir pops

Stops são aqueles “p-pops” ou “b-pops” que pegamos no microfone. Eles são causados ​​por rajadas de ar que criam uma enorme mudança de pressão no diafragma do microfone. Essas rajadas de ar são comumente produzidas pela boca das pessoas quando elas falam ou cantam palavras com ‘P’ ou ‘B’.

As paradas contêm muitas informações baixas, portanto, um filtro passa-alta pode ajudar a diminuir o volume das paradas. Observe que os HPFs não são uma boa estratégia para tratar a causa das paradas. Eles são simplesmente uma solução para ajudar a lidar com os sintomas. Muitas vezes, mesmo com um filtro passa-altas, parte da energia plosiva ainda é claramente ouvida no sinal. Isto não é bom.

Dica profissional: use um filtro pop de microfone e posicione o microfone ligeiramente fora do eixo para ajudar a reduzir ainda mais a suscetibilidade de um microfone a estourar.

Filtros passa-altas e de mistura

Guardei o melhor para o final aqui. Os filtros passa-altas são melhor usados ​​no contexto de uma mixagem de áudio. Mesmo que um sinal de microfone contenha informações musicais nas baixas frequências, pode ser vantajoso remover essas frequências das baixas frequências para permitir que outros instrumentos ocupem esse «espaço de frequência».

Vamos voltar ao nosso exemplo de microfone de perto no amplificador de guitarra elétrica mais uma vez. Além de passar alto o sinal do microfone para reduzir o efeito de proximidade e o ruído dos graves, podemos pensar que o amplificador de guitarra soa melhor na mixagem quando é passa-alto.

A frequência fundamental(mais baixa) da corda E baixa(tom mais baixo) em uma guitarra elétrica é 82 Hz. Mas em uma configuração típica de banda de rock, também haveria baixo e bateria.

• A corda E do baixo tem uma fundamental de 41 Hz, mas tem seu primeiro harmônico em 82 Hz
• O bumbo geralmente se beneficia de um aumento de EQ em torno de 80 Hz

Então, o que vamos fazer? Em apenas 3 instrumentos, temos muita competição em cerca de 80 Hz. Baixo e bumbo normalmente devem ocupar a maior parte do espaço de graves nesta configuração de mixagem específica. Ter o elemento extra da guitarra elétrica pode levar a um acúmulo de baixas frequências e uma mixagem «turva». Portanto, mesmo que a guitarra elétrica tenha informações nas frequências baixas, pode ser benéfico cortar essas frequências do som para abrir caminho para o bumbo e o baixo!

Muitas vezes, essas decisões são tomadas no nível de mixagem e não no estágio de gravação. No entanto, eu queria fornecer essa informação como generalidade ao falar sobre filtros passa-alta de microfone. Os filtros passa -altas são indiscutivelmente o dispositivo de processamento mais importante na mixagem de áudio e certamente o mais importante em termos de equalização de áudio.

Dica profissional: canais high-pass em sua mixagem que não contêm informações de low-end.

Então, tudo isso levanta a questão: devo ir alto no microfone ou mais tarde nos canais do meu mixer ou DAW? Vamos analisar melhor esta resposta:

Passando alto no microfone ou na mesa de mixagem?

Bem, na maioria das vezes não temos escolha, pois muitos microfones não têm um filtro passa-alta comutável. No entanto, se usarmos um microfone que tenha a(s) opção(ões) HPF, devemos usá-los em vez dos HPFs fornecidos pelos mixers?

A resposta, claro, depende do que estamos gravando e exatamente como queremos tratar o sinal.

Misturadores analógicos geralmente têm filtros passa-alta de ponto de ajuste. As frequências de corte são tipicamente 60, 80 ou 100 Hz com um rolloff acentuado para cortar efetivamente as frequências abaixo do ponto de ajuste. Neste caso, não há configurações: o HPF está ligado ou desligado na frequência de corte definida.

Misturadores digitais e estações de trabalho de áudio digital geralmente possuem equalizadores paramétricos. Com esses sistemas, podemos fazer todos os tipos de ajustes no filtro passa-altas: a frequência de corte, a inclinação do rolloff e até a quantidade de aumento na frequência de corte antes do rolloff. Os equalizadores paramétricos digitais oferecem flexibilidade máxima ao configurar nosso filtro passa-altas.

Quer usemos um filtro passa-altas de microfone embutido ou um HPF em um console, a filtragem acontece após a saída da cápsula do microfone. Isso significa que os filtros passa-altas não afetam a forma como a cápsula do microfone transforma o som em um sinal de áudio. Isso, no entanto, significa que o HPF integrado de um microfone está afetando o sinal de áudio antes de ser enviado pelo cabo e amplificado, enquanto o HPF de um console afeta um sinal já amplificado.

Então, se tivermos um sistema de mixagem digital, vale a pena usar o HPF no microfone? A resposta continua sendo sim, ainda há benefícios em um HPF comutável em um microfone.

Aqui está uma lista dos benefícios de ter um filtro passa-altas embutido em um microfone:

• O sinal é «high pass» antes da amplificação.
• O filtro passa-altas foi projetado especificamente para o microfone.

O sinal tem um «passa-alto» antes da amplificação

Uma vantagem de um microfone HPF integrado é que a filtragem ocorre antes do pré- amplificador do microfone.

Os pré-amplificadores de microfone aplicam ganho aos sinais de entrada do microfone. Embora alguns pré-amplificadores coloram o som(eles aumentam a amplitude de algumas frequências de maneira diferente de outras), em geral, o ganho é aplicado a todo o sinal de áudio. Em outras palavras, o pré-amplificador não pode diferenciar entre » ruído» e » sinal». Ele apenas aumenta tudo como um sinal de áudio de tensão CA.

Se a energia baixa do sinal do microfone não for necessária, por que submeter o pré-amplificador ao ruído adicional? Isso se encaixa bem com a regra de ouro «acerte na fonte».

Se vamos nos livrar dos baixos de qualquer maneira, geralmente é melhor fazê-lo o mais rápido possível. Isso permite que todo o processamento extra seja feito no sinal que queremos, em vez de uma versão relativamente barulhenta que requer processamento.

Deve-se tomar cuidado se o HPF de um microfone cortar algumas das frequências naturais da fonte sonora. Cortar muito baixo de uma fonte fará com que soe artificial e fino. Fazer isso no nível do microfone dificultará o bloqueio da mixagem.

O filtro passa-altas foi projetado especificamente para o microfone.

Os fabricantes de microfones gastam muito tempo tornando seus microfones «perfeitos». Se um fabricante decidir colocar um filtro passa-alta comutável em seu microfone, ele definitivamente serve a um propósito e foi projetado para funcionar com o microfone. Os HPFs são adaptados, por assim dizer, à resposta de frequência do microfone específico. Os HPFs visam fornecer uma resposta de frequência igualmente prática para o usuário.

Existem 2 razões principais pelas quais um microfone teria um filtro passa-alta comutável:

1. Para remover o ruído de graves do sinal de saída
2. Para neutralizar o efeito de proximidade

Para entender o propósito do HPF de um microfone, dê uma olhada no diagrama de resposta de frequência na folha de especificações do microfone. Aqui estão algumas generalizações:

• Se o HPF tiver um ponto de corte mais baixo(aproximadamente 100 Hz ou menos) e uma inclinação acentuada(aproximadamente -12 dB/oitava ou mais), seu objetivo é principalmente remover o ruído dos graves enquanto mantém os graves decentes. resposta frequente.
• Se o HPF tiver um ponto de corte mais alto(acima de 100 Hz) e uma inclinação de rolloff suave(-6 dB/oitava ou menos), seu objetivo é neutralizar o efeito de proximidade.
• Os HPFs geralmente atendem a ambos os propósitos, até certo ponto.

Um exemplo de microfone com HPF para eliminar o ruído dos graves, mantendo a capacidade de resposta dos graves é o popular AKG C 414.

O C 414 possui 3 interruptores HPF:

1. HPF a 40 Hz com rolloff de -12 dB/oitava
2. HPF a 80 Hz com rolloff de -12 dB/oitava
3. HPF a 160 Hz com rolloff de -6 dB/oitava

Uma frequência de corte de 80 Hz com -12 dB/oitava é uma configuração comum para filtros passa-altas devido ao infame zumbido de 50-60 Hz que geralmente chega aos sinais de áudio.

Os filtros passa-alta do C 414 removem efetivamente ruídos de baixa frequência e ruídos, mantendo a integridade das frequências do sinal acima do corte.

Um exemplo de microfone HPF para reduzir o efeito de proximidade é o lendário Neumann U87. Sua frequência de corte é em torno da marca de 1000 Hz! No entanto, o rolloff de frequência ocorre em um suave -3 dB/oitava.

Obviamente, este HPF afetará os graves de qualquer fonte de som, mas o objetivo deste HPF é combater o efeito de proximidade. Com o HPF ativado, uma fonte de som próxima soará bastante natural, em vez de ter um forte reforço de graves. O efeito de proximidade não desaparece, mas é explicado pelo HPF.

Dê uma olhada nos gráficos de resposta de frequência para entender melhor o propósito do HPF. Mas o mais importante, ouça com um ouvido crítico e decida se o HPF faz o sinal soar melhor ou pior. A subjetividade do som é o que o torna tão incrível!

Há também opções de HPF online. A Shure fabrica um filtro em linha chamado Shure A15HP . É um filtro XLR em linha balanceado que reduz as baixas frequências abaixo de 100 Hz. Podemos colocar este filtro externo diretamente após qualquer microfone XLR para atuar efetivamente como um HPF antes do ganho do pré-amplificador. O A15HP também passa phantom power, então pode ser usado com microfones ativos.

Como funcionam os filtros passa-alta?

Então, como funcionam os filtros passa-alta? Não sou eletricista, então tive que me fazer essa pergunta também.

Embora microfones diferentes tenham designs e filtros passa-altas diferentes, os HPFs são todos baseados em circuitos relativamente simples. Os sinais de áudio do microfone são sinais elétricos CA(geralmente medidos em milivolts) e, portanto, passam pelos circuitos elétricos dentro do microfone.

Os filtros passa-altas, como os microfones para os quais foram projetados, podem ser ativos ou passivos. HPFs ativos requerem energia para o amplificador operacional em seu design, enquanto HPFs passivos não requerem energia para funcionar corretamente.

Os HPFs passivos são geralmente feitos de circuitos resistor-capacitor(circuitos RC). O sinal de áudio de entrada(tensão) através da combinação em série de um capacitor e resistor é efetivamente ignorado e o sinal de áudio de saída é filtrado.

A frequência de corte do filtro é determinada pela seguinte equação:

fc = 1/(2πRC ₎

• f _c é a frequência de corte(em hertz)
• R é a resistência do resistor(em ohms)
• C é a capacitância do capacitor(em farads)

Observe que se trocássemos as posições do capacitor e do resistor no circuito RC, teríamos um filtro passa-baixa!

HPFs ativos são circuitos RC ligeiramente mais complexos com amplificadores operacionais ativos embutidos no circuito.

Essas partes do circuito são incorporadas ao design do microfone com interruptores. Esses interruptores são ativados por interruptores no corpo do microfone. Quando o interruptor está ligado, o sinal de áudio é enviado através do circuito RC do filtro passa-alta antes da saída. Se o interruptor estiver desligado, o sinal de áudio não passa pelo circuito HPF RC.

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Os microfones têm interruptores de filtro passa-baixa? Os fabricantes de microfones não adicionam filtros passa-baixas aos seus microfones. Os microfones dinâmicos naturalmente «filtram» as altas frequências. Os microfones condensadores, que possuem um alcance alto estendido, também não, uma vez que as altas frequências não afetam o ganho de sinal tanto quanto as baixas frequências. Se necessário, poste de microfone de passagem baixa.

Quais opções intercambiáveis ​​os fabricantes de microfones incluem em seus microfones?

• Dispositivos de atenuação passiva(pads de atenuação)
• Interruptores de padrão polar(em condensadores de diafragma grande de vários padrões)
• filtros passa-alta
• aumentar a presença
• Interruptores liga/desliga