Пограничный микрофон
( Граничный микрофон или микрофон зоны давления) — это одна или несколько небольших всенаправленных или кардиоидных конденсаторных микрофонных капсул, расположенных рядом или на одном уровне с границей (поверхностью), такой как пол, стол или стена. Капсула(ы) обычно монтируется в плоскую пластину или корпус. Такое расположение обеспечивает направленную диаграмму направленности в полупространстве , обеспечивая при этом относительно когерентный по фазе выходной сигнал.
Граничный микрофон можно использовать в качестве микрофона для фортепиано, поместив его внутри крышки фортепиано. Этот подход позволяет лучше уловить смесь резких перкуссионных переходных процессов и нежных полутонов фортепиано, чем другие варианты микрофонов. Пограничные микрофоны используются на хоккейных досках для проверки тела звуковых эффектов . Они также обычно используются для записи звука всего помещения, например, в конференц-зале, путем установки на стену или стол. При использовании для записи солиста или небольшого музыкального ансамбля вместе с акустикой помещения (например, реверберацией ) граничный микрофон предотвращает фазовую интерференцию между прямым и отраженным звуком, в результате чего получается естественный звук с более плоской частотной характеристикой, чем можно получить при использовании штатива. микрофон установлен на том же расстоянии (пояснение ниже).
Микрофоны граничного слоя обычно дешевле, чем другие микрофоны, хотя, тем не менее, существует диапазон цен, который варьируется в зависимости от количества капсюлей и отсутствия или наличия дополнительных функций, таких как переключатели включения, возможности беспроводной связи и рычаги для управления. переставьте капсулу(ы). Поскольку это конденсаторные микрофоны, им требуется питание. Пограничные микрофоны имеют относительно плоский профиль, их преимущество заключается в том, что они менее заметны визуально, например, когда они размещены на конференц-столе, на полу или на сцене музыкального театра . В то же время размещение микрофона на столе или полу может увеличить вероятность возникновения нежелательных звуков при контакте предметов или частей тела с этими твердыми поверхностями.
Развитие и функции
[ редактировать ]В начале 20 века физик Людвиг Прандтль изучал движение воздуха и аэродинамические силы между воздухом (или жидкостью) и объектом. он представил новаторскую работу « Über Flussigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung» (« О движении жидкостей при очень малом трении 8 августа 1904 года на Третьем Международном математическом конгрессе в Гейдельберге ») . [1] [2] [3] В этой статье он описал пограничный слой и его важность для сопротивления и обтекаемости . В статье также описан отрыв потока в результате образования пограничного слоя. Он обнаружил, что некоторые молекулы воздуха «прилипают» к объекту. Место рядом с объектом называлось «пограничным слоем», поскольку оно находилось между объектом (нет движения воздуха) и свободно текущим потоком воздуха за ним.
В 1978 году звукорежиссеры Эд Лонг и Рон Уикершам изучали влияние пограничного слоя при записи звука. Изучая микрофоны скрытого монтажа, они поняли, что если микрофон находится всего в нескольких миллиметрах от большой поверхности, когерентность звуковых сигналов повышается, поскольку они все еще находятся в фазе после остановки на границе. Точка, где волны останавливались на границе, называлась «полем давления» или «зоной давления». Они также отметили, что использование микрофона в этой установке приводит к повышению звукового давления на шесть дБ. Всего через два года после исследования Лонга и Викершема, в 1980 году, компания Crown Audio разработала и выпустила на рынок первый пограничный микрофон.
Обычный микрофон, помещенный на твердую граничную поверхность или на несколько дюймов выше нее, уловит желаемый прямой звук, а также задержанный звук, отражающийся от граничной поверхности. Прямые и задержанные отраженные звуки объединяются в микрофоне, создавая гребенчатую фильтрацию , а конструктивные и деструктивные помехи вызывают пики и провалы в частотной характеристике . [4] Время задержки отражения для большинства микрофонов будет находиться в диапазоне от 0,1 до 1 миллисекунды, что соответствует частотам подавления, кратным нескольким килогерцам и октавам. Поскольку эти частоты слышны, эффекты подавления также слышны и, как говорят, « окрашивают » результирующие аудиосигналы.
При размещении диафрагмы микрофонного капсюля параллельно границе пластины, предусмотренной в корпусе микрофона, и обращенной к ней, задержка отраженного звука уменьшается, а возникающие в результате частоты помех гребенчатого фильтра становятся достаточно высокими, чтобы выходить за пределы слышимого диапазона.
Термины «пограничный микрофон» и «микрофон зоны давления» (или PZM) относятся к одной и той же общей конструкции. PZM является торговой маркой компании Crown. Торговая марка компании Crown в этом подходе — «Фазово-когерентная кардиоида» или «PCC», но есть и другие производители, которые также используют эту технику. Radio Shack и Tandy также используют термин PZM для обозначения своей особой конструкции граничного микрофона, в которой конденсаторный капсюль располагался немного выше опорной пластины. В одном источнике 1986 года используется альтернативный термин «барьерный микрофон» для обозначения подхода к граничному микрофону. [5]
Характеристики варианта
[ редактировать ]Поскольку одним из преимуществ граничных микрофонов является то, что они менее навязчивы визуально, они могут быть доступны в нескольких цветах, чтобы звукоинженеры могли выбрать цвет, который лучше всего будет сочетаться с поверхностью, на которой они будут размещены или установлены. чтобы еще больше уменьшить визуальную навязчивость микрофона. Некоторые граничные микрофоны поставляются с маской для окраски, чтобы облегчить покраску корпуса по индивидуальному заказу. Индивидуальная окраска может быть использована для обеспечения точного соответствия цвета стены в тех случаях, когда архитекторы здания хотят, чтобы визуальное воздействие было минимальным (например, историческая церковь или сцена классической музыки).
Корпус также варьируется в зависимости от предполагаемого использования. Модель, предназначенная для размещения на столе, не обязательно должна быть такой тяжелой, поскольку она находится в месте, где она относительно защищена от ударов. С другой стороны, граничный микрофон, предназначенный для использования на сцене музыкального театра, гораздо чаще подвергается ударам (например, на него наступают), поэтому ему необходим прочный толстый стальной корпус. Еще одним вариантом жилья является размер. Когда важно скрыть микрофон, например, при кинопроизводстве, может оказаться желательным корпус меньшего размера. Граничный микрофон Sanken CUB-01 имеет диаметр 32 мм и высоту 12 мм, что позволяет легко спрятать его при съемке теле- и кинофильмов, а также легко перемещать или временно монтировать в определенных местах (например, прикрепить его скотчем к внутреннему потолку автомобиля).
Микрофоны поверхностного слоя могут иметь разъемы XLR или 1/4 дюйма TRS. Некоторые используют разъемы mini-XLR или 1/8 дюйма TRS. Некоторые пограничные микрофоны имеют переключатель «спада низких частот», чтобы уменьшить гул в низкочастотном диапазоне, например, в тех случаях, когда микрофон будет использоваться для записи речи. Crown PZM-30D имеет переключаемый фильтр, позволяющий переключаться между ровным откликом или более «ярким» звуком. Граничный микрофон CBM1 компании Gold Line и Sound Grabber II компании Crown имеют внутреннюю батарею для питания конденсатора.
Граничный микрофон BLM 3 от Schoeps необычен тем, что имеет капсюль «преобразователя давления», который обеспечивает полусферическую диаграмму направленности.
AKG PZM11 — это атмосферостойкий граничный микрофон. Его можно устанавливать на открытом воздухе в таких местах, как проезды для ресторанов быстрого питания, пункты платной дороги и домофоны системы безопасности. Он имеет пластиковую мембрану, которая защищает капсулу от дождевой воды.
Направленный граничный микрофон
[ редактировать ]Направленный граничный микрофон — это граничный микрофон с направленной диаграммой направленности, например кардиоидной или суперкардиоидной. Одним из способов создания направленного граничного микрофона является установка панелей (твердых поверхностей) рядом с всенаправленным микрофонным капсюлем.
Другой метод создания направленного граничного микрофона — использовать направленный микрофонный капсюль небольшого диаметра (1 см или меньше), установленный на граничной поверхности так, чтобы ось микрофона была параллельна поверхности. Как показано в технических характеристиках производителей, микрофонный капсюль сохраняет свою направленность (кардиоидную или суперкардиоидную диаграмму направленности) и предотвращает гребенчатую фильтрацию, сохраняя фазовые помехи выше слышимого диапазона. [6]
Примеры включают в себя:
- Crown Audio PCC-160 представлен в январе 1985 года.
- Shure SM-91, который также часто используется внутри бас-барабана для усиления звука.
- Audio-Technica U843R, который имеет три кардиоидных конденсаторных элемента в одной корпусной пластине, что позволяет использовать несколько схем звукоснимания, выбираемых пользователем (рычаги позволяют переориентировать капсюли; кроме того, отдельные капсюли можно включать или выключать).
Предшественником направленного граничного микрофона был направленный микрофон, помещенный в Electrovoice Mic Mouse, пенопластовый блок, в котором обычный микрофон подвешивался горизонтально прямо над поверхностью. Поскольку диафрагмы обычных микрофонов относительно велики (диаметр> 1 см), фазовые помехи от отражений звука от поверхности вызвали спад высоких частот микрофона в Mic Mouse. [6]
Некоторые приложения для направленных граничных микрофонов улавливают голоса актеров на сцене в драмах или мюзиклах; перенимание движений танцевальных коллективов; подхватывание речи за конференц-столами, в залах заседаний и за кафедрой в церкви; и запись небольших музыкальных ансамблей или солистов.
Пограничные микрофоны, предназначенные для использования в залах заседаний, могут иметь ряд дополнительных функций, полезных в условиях конференции, таких как светодиодный индикатор включения, переключатель включения (или кнопка «нажми, чтобы говорить» или «отключить звук»), и возможность беспроводной связи, позволяющая легко менять положение во время мероприятия.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Толлмиен, Уолтер; Шлихтинг, Герман; Гертлер, Генри; Ригельс, Ф.В. (1961), Толлмиен, Уолтер; Шлихтинг, Герман; Гертлер, Генри; Ригельс, Ф.В. (ред.), «О движении жидкости при очень низком трении», Сборник статей Людвига Прандтля: по прикладной механике, гидро- и аэродинамике (на немецком языке), Springer Berlin Heidelberg, стр. 575–584, doi : 10.1007/ 978-3-662-11836-8_43 , ISBN 9783662118368
- ^ Андерсон, Джон Д. (2005). «Пограничный слой Людвига Прандтля». Физика сегодня . 58 (12): 42–48. Бибкод : 2005ФТ....58л..42А . дои : 10.1063/1.2169443 . ISSN 0031-9228 .
- ^ Симпозиум IUTAM, посвященный ста годам исследований пограничного слоя: материалы симпозиума IUTAM, проходившего в DLR-Геттингене, Германия, 12-14 августа 2004 г. Международный союз теоретической и прикладной механики. Дордрехт: Спрингер. 2006. ISBN 1402041497 . OCLC 122941795 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Бартлетт, Брюс (2009). « Пограничный микрофон ».
- ^ Пасторальная музыка, Том 11, Национальная ассоциация пасторальных музыкантов, 1986. Страница 28.
- ^ Перейти обратно: а б Бартлетт, Брюс (2013). «Зачем ставить микрофон на пол?» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 апреля 2016 г. Проверено 12 октября 2017 г.