Що робить один мікрофон кращим за інший, і як зробити свій власний?


27

Мені цікаво мікрофонів і у мене є кілька питань.

  1. Який ключовий компонент у них робить один кращим за іншого?
  2. Що потрібно для створення високоякісного мікрофона самостійно? Я хотів придбати хороший мікрофон, і дивився на Блакитний Єті як на приклад, так що мені просто стало цікаво. Я знаю, що це краще, ніж мій мікрофон у доларовому магазині, але хочу знати, чому.
  3. Тільки для ударів я придбав конденсорний мікрофон el-cheapo (2,2 К Ом, 1,5 В), щоб пограти, але я мало розумію його меж. Для чого міг би бути такий мікрофон, як цей?

Я настійно рекомендую приєднатися до Товариства аудіоінженерії та ознайомитись з деякими там виробниками перетворювачів.
Роберт Брістоу-Джонсон

Відповіді:


37

Запитувати, що робить один мікрофон кращим за інший - це як запитати, що робить одну машину кращою за іншу. Це ВЕЛИЧЕЗНА тема, яку я можу дати лише огляд. Але ось що:

Діафрагма

Звичайно діафрагма є найважливішою (але лише ледь). Це та частина, яка рухається у відповідь на звук і якось перетворює звук в електричні сигнали. Це частина, яка визначає, чи є ваш мікрофон динамічним, конденсатором, стрічкою чи іншим типом мікрофона.

Щоб отримати хорошу частотну характеристику, діафрагма повинна бути дуже легкою. Чим світліше, тим краще. Але чим світліше щось, тим крихкіше воно. Тому необхідно вжити заходів, щоб зробити його більш надійним та / або захистити від пошкоджень.

Хороша діафрагма також буде протистояти шкоді навколишньому середовищу. Переважно вологість, але також дим, перепади температури, шок тощо.

Побудувати діафрагму дуже складно і вимагає спеціалізованих матеріалів та машин. Це виходить майже у кожного хобіста, і навіть у більшості компаній. Шанси на те, що більше 75% брендів мікрофонів, що продаються в таких місцях, як центр гітари, не роблять власних діафрагм - і це може бути до 90%.

Можна зробити діафрагму у себе вдома, але це не буде добре звучати. Вам би пощастило зробити той, який має "якість телефону".

Іноді діафрагму називають «мікрофонною капсулою», але це іноді може ввести в оману.

Механічні

Не варто недооцінювати механічні властивості мікрофона. Під механічними деталями я маю на увазі все, що не є діафрагмою чи електричним. Корпус мікрофона, решітка, розміщення діафрагми всередині мікрофона і навіть затискач мікрофона.

Це, насамперед, механічна конструкція, яка визначає, чи є мікрофон кардіоїдним, всенаправленим чи гіперкардіоїдним. Мабуть, до речі, саме механічна конструкція визначає, наскільки відхиляється ненавмисний шум. Це робиться за допомогою розміщення діафрагми та конструкції решітки.

Іншим важливим завданням механічної конструкції є зменшення шуму в роботі - шуму, спричиненого тим, хто тримає, переміщує чи регулює мікрофон. У дійсно поганих мікрофонах чітко пролунає просто згинання руки, тримаючи мікрофон.

Механічна конструкція також допомагає захистити мікрофон від вітру, дихання, плювання, диму, пива тощо.

Електричні

Більшість мікрофонів, особливо конденсаторні мікрофони, мають в собі електроніку для посилення сигналу з діафрагми до виведення її. Деякі мікрофони також мають прості перемикаючі високочастотні фільтри, що додатково зменшують поводження з шумом і вітром.

Звичайно, електроніка повинна мати низький рівень шуму, в той час, як вміти керувати величезним динамічним діапазоном без спотворень. Незважаючи на те, що ці схеми зазвичай дуже прості, зробити їх високою якістю простіше, ніж зробити.

Це стає ще складніше для USB-мікрофонів, які виходять. Зробити USB-мікрофон для споживачів не надто важкий, але USB-мікрофон студійного класу є складним через додаткову електроніку.

Послідовність

Робити вищезазначені речі послідовно, для виробника мікрофонів дуже важливо. Коли у вас є дороге виробниче обладнання, зробити якісний мікрофон порівняно легко. Але скласти дві якісні мікрофони, які співпадають один з одним за рівнем виходу, частотною характеристикою, перехідною характеристикою тощо, важко.

Це дуже важливо, якщо вам потрібна пара мікрофонів для стереозаписів. Якщо лівий мікрофон має дещо іншу частотну характеристику, ніж правий, то запис буде звучати дивно. Практично кожна компанія мікрофонів продаватиме "зібрані пари" мікрофонів, де вони проходять партію мікрофонів та знайдуть дві, які дуже добре узгоджуються. Інші компанії навіть не будуть турбуватися, оскільки їм важко зробити 2 однакові.

Створення високоякісного мікрофона в домашніх умовах

Це дуже складно, але залежить від того, наскільки ти хочеш займатися сам. Зробити його з нуля майже неможливо, оскільки для цього потрібні навички та обладнання, які рідко зустрічаються в однієї людини (осадження пари, електроніка, виготовлення металів, лиття під тиском пластику та / або гуми тощо).

Ви можете взяти одне із цих завдань і відновити існуючий мікрофон із цим завданням. Наприклад, ви можете взяти дешевий китайський мікрофон і відновити або переробити електроніку в ньому. Або придбайте токарний верстат для металу та фрезерний верстат та переконструюйте корпус існуючого мікрофона.

Безумовно, можливо, при ретельному дослідженні та плануванні, взяти 75 мкм США і зробити його таким, що працює як 500 мкм.

Але не хвилюйтеся намагатися зробити власні діафрагми, якщо якість звуку - ваша мета. В будь-якому випадку змусити когось просто вивчити речі, але не сподівайся, що це буде добре.

Конденсаторні мікро-капсули El-Cheapo

Вони не дуже корисні, якщо мова йде про професійне аудіо. Якість просто відсутня: у шумі, частотній характеристиці, динамічному діапазоні тощо. Професійні конденсатори мають діафрагму діаметром від 0,5 до 1,0 дюйма для того, щоб бути чутливими та мати кращу частотну характеристику. Дешеві зазвичай менше 0,25 дюйма і, можливо, 0,10 дюйма.

Mic Arrays

Однією з напрямків дослідження мікрофонів сьогодні є використання мікрофонних масивів. Саме тут використовується багато міксів ель-чеапо і поєднуються корисними способами. Зазвичай мікросистеми використовуються для виготовлення мікронаправленого мікрофона для телеконференцій та подібних програм. Це сфера, в яку хтось вдома може легше грати і, можливо, придумати щось, що працює краще, ніж те, що доступне на комерційній основі.


Одне, про що я задумався з мікрофонами, btw, - чи можна покращити продуктивність дешевої діафрагми, додавши біля неї високочастотний (наприклад, 100 + Хц) перетворювач для зміщення його, таким чином, що концептуально схожий на використання упередженості на аудіокасетах. Як я розумію, поширена проблема з дешевими мікрофонами - механічне тертя; якщо мікрофон приймає аудіосигнал 1 КГц, механічне тертя накладає квадратну хвилю 1 КГц, яка є антифазною вихідного сигналу. Додавання зміщення 100 кГц перетворить це на квадратну хвилю частотою 100 кГц, яку потім можна відфільтрувати.
supercat

1
Треба було б забезпечити, щоб рівень зміщення був досить низьким, щоб не викликати власних спотворень, але я б очікував, що первинним обмеженням рівня сигналу буде зміщення діафрагми; оскільки зміщення при заданому рівні звукового тиску обернено пропорційне частоті, зміщення 100 кГц не повинно вимагати великого зміщення. Будь-які думки?
supercat

1
Деякі професійні мікрофони мають дуже маленькі діафрагми. Зазвичай вони не призначені для вокалу / інструментів, а для барабанних накладних витрат, стерео-мікрінгу тощо. Зазвичай такі мікрофони відомі тим, що мають кращу частотну характеристику (на осі або поза нею), але не чутливі. Великі діафрагми мають багато природи за кольором поза осі.
Bjorn Roche

1
Професійні люди, що використовувались для того, щоб взяти один з дешевих радіостанційних мікрофонів PZM та відновити електроніку, щоб закінчитись чудовим мікрофоном за дуже маленькі гроші. Востаннє я перевіряв, що більше не міг знайти той самий мікрофон. але, можливо, якщо ви google, вам буде більше удачі.
Bjorn Roche

1
@rdtsc: Корекція: не синусова хвиля з фіксованою частотою, а скоріше відфільтрований шум, щоб уникнути згладжування на підмножинах частоти. Основна ідея полягала б у тому, що якщо періодична форма хвилі подається в мікрофон, статичне тертя буде впливати на одну і ту ж частину хвилі однаково кожен цикл; додавання шуму призвело б до того, що періодичне викривлення перетворювалося б на апериодичний шум.
supercat

9

Q1

Кілька речей, які спадають на думку:

  • Динамічний діапазон - діапазон між найнижчим і найвищим рівнем SPL, з яким може працювати мікрофон. Наприклад, шурхіт листя шурхіт вимагає хорошої продуктивності низького рівня, а микш бас-барабан вимагатиме хорошої продуктивності високого рівня (тобто відсутність спотворень).
  • Частотна характеристика - рівність по всій ширині смуги частот (наприклад, 20 Гц - 20 кГц), як правило, бажана, але може бути розроблена, наприклад, для кращої басової відповіді.
  • Коефіцієнт сигнал / шум (SNR) та власний шум - відношення сигналу до шуму - відношення опорного сигналу до шуму, який мікрофон видає без присутності звуку (самошум). Тож високий SNR - це добре, а низький рівень шуму - це добре. Мікроконденсаторні мікрофони, як правило, дуже чутливі, простіше отримати хороші показники SNR, а тому добре для низького рівня звуку.
  • Спрямованість - як кут звуку впливає на реакцію. У різних типів мікрофона є різні візерунки. На це впливає як тип елемента (динамічний, конденсатор, стрічка тощо), так і дизайн корпусу:

Тут схеми реакції напрямку (відомі як полярні схеми ) для типового кардіоїда (ліворуч) та мікрофона рушниці (праворуч)

кардіоїдний полярний рушниця полярна

Зазвичай вони даються в 2D, але для тих, хто для них новий, може бути простіше зрозуміти, чи можемо ми побачити 3D-зображення - ось такий же кардіоїдний малюнок у 3D:

3D-кардіоїд

З цього ми бачимо, що, наприклад, якщо вам потрібно лише підбирати звук з певного напрямку, то рушниця - хороший мікрофон.

  • Імпеданс - наскільки легко поєднувати мікрофон з різними типами обладнання, а також наскільки чутливим він може бути до шуму (наприклад, п'єзо-мікрофони, які часто використовуються на акустичних інструментах, дуже чутливі до вібрацій) Наприклад, мікрофон з низьким опором буде краще для використання з довгими кабелями (уникайте гудіння)
  • Довговічність - як легко мікрофон може бути пошкоджений. Мікрофільми з стрічками IIRC досить крихкі і з ними потрібно обережно поводитися. Професійні конденсаторні елементи також досить легко пошкодити. Менш крихкі типи включають динамічні (рухомі котушки) і вуглець.
  • Ціна - як і багато інших речей в аудіо, це не завжди диктується продуктивністю. Дешева електрична капсула (~ £ 1) при неправильному зміщенні може мати набагато кращу частотну характеристику, ніж, наприклад, старий мікрофонний конденсатор, який може бути сотнями. Тут (від Elliott Sound Products) йдеться про обговорення та приклад використання дешевої електричної капсули (найчастіше зловживаної, але це, як правило, пояснюється поганим дизайном, а не самою капсулою), щоб зробити тестовий мікрофон з продуктивністю, порівнянною з професійними моделями.
    Для ще більш детальної та чудової дискусії ця тезапорівнює тестовий мікрофон, побудований з електричною капсулою ~ 1 фунт (загальна вартість близько 15 фунтів стерлінгів), з програмою для встановлення мікрофона вартістю ~ 500 фунтів. Дешевий мікрофон перевершує або відповідає програмі мікрофону в більшості областей. Наприклад, ось шум для обох мікрофонів:

Порівняння рівня шуму

Q2

Якщо ви хочете спроектувати капсулу самостійно, то створити якісний мікрофон буде досить складно, враховуючи крихкий та химерний характер багатьох типів. Я, певно, хотів би знайти щось на зразок великого конденсатора або електронного мікрофона - ви повинні мати можливість дістати потрібний плівковий матеріал, або ви можете придбати мілар і застосувати до нього постійну зарядку за допомогою джерела високого струму (шукайте електростатичні колонки для Ідеї)
Потім перегляньте кілька схем схеми підсилювача, яка необхідна в конденсаторних мікрофонах (через їх високий імпеданс).
Не сподівайтеся, що ваші результати будуть чудовими, але якщо ви достатньо дослідите і не витратите на це час, ви ніколи не знаєте. Це, безумовно, буде цікавим навчальним проектом.

Якщо ви хочете взяти наявну капсулу і побудувати навколо неї мікрофон, то досягти хороших результатів було б набагато простіше. Це, безумовно, можливо, використовуючи легко доступні компоненти та інструменти. Читання вищезгаданої тези буде уважним місцем для початку.

Q3

По третьому питанню важко сказати, не бачивши специфікації / аркуша, але це, мабуть, буде корисно як мікрофон для мови / музики загального призначення (не для дуже високих рівнів)
Якість має бути придатною для будь-якого споживача, але, ймовірно, не відповідають стандартам "про аудіо" (хоча див. примітку вище щодо ціни, нічого не визначено)

Сторінка Wiki на мікрофонах - хороша, дуже хороша вступ до багатьох різних типів - варто прочитати.


Я сумую за співвідношенням S / N та динамічним діапазоном!
стевенх

@Steven - про динамічний діапазон посилається на точку чутливості та барабан листя / басу. Я подумаю, як помістити S / N туди, хоча (не соромтесь редагувати, якщо і ти хочеш)
Олі Глазер

Вибачте, Олі, я щойно відсканував кулі, не побачив, що ти включив динамічний діапазон під чутливістю.
stevenvh

@Steven - немає проблем, я трохи додав SNR.
Олі Глазер

Я б фактично використовував мікрофони, згадані в Q3, в якості міксів вимірювання, особливо в масиві для визначення напрямку звуку. Я дуже підозрюю, що вони мають низьку продуктивність як голосові мікрофони майже на будь-якому рівні. Однак при використанні в масиві, як згадує @ David-Kessner, вони могли б створити гідний мікрофон із синтетичним дробовиком (якщо припустити, що у вас є електроніка для резервного копіювання).
MBraedley
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.