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無線電子工学および電気工学の百科事典 最新のマイクとそのアプリケーション。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
マイクは、音響増幅システム、アマチュアおよびプロの録音機器、ラジオおよびテレビの放送スタジオに不可欠な要素です。 マルチメディア システムの発展に伴い、現在では多くのコンピュータの標準外部コンポーネントとなっています。 この記事では、マイクの設計、その最も重要な特性、特定の用途条件に最適なマイクを選択する方法について説明します。 この記事では、内部構造と目的に基づいてマイクを選択する一般的なアプローチを説明し、録音愛好家やこの分野の特別な知識を持たない人から生じる可能性のあるいくつかの質問に答えます。 これを行うために、さまざまなデザインとタイプを説明し、国内モデルと海外モデルの例を示します。 マイクとは？ マイクは、空気の音響振動を電気信号に変換する電気音響デバイスです。 これは、録音、音声増幅、音声通信のあらゆる経路における最初のリンクです。 その特性と動作条件によって、パス全体の信号の品質が大きく決まります。 オーディオ信号の多くの種類の歪み (非線形、過渡現象、音響条件や遠近感の伝達の特徴) やさまざまな干渉 (風、振動、音響) は、多くの場合、有用なコンポーネントを大幅に劣化させることなく、後続の信号処理によって除去することができません。 マイクロフォンでは、音の振動が電気信号に変換されるときに、相互に関連するさまざまな物理プロセスが発生します。 これに従って、マイクロホンは一連の機能リンクとして考えることができます。 最初のリンクは音響であり、音波の受信機です。 音源によって生成される音（振動）圧力は、音響入力に作用します。 受信機と音場の間の相互作用の結果、機械的な力が形成されます。これは、音声信号の周波数、マイク本体とその音響入力のサイズと形状、それらの間の距離、角度に依存します。マイクロホンの音響軸に対する音波の入射の度合い、および音場の性質。 受信機のタイプによって、指向性特性 (CH) などの重要なパラメータが決まります。 XNUMX 番目のリンクは音響機械的であり、特定の周波数範囲で受信機によって生成される力を、マイクロホンの電気機械式可動要素の振動速度 (ダイナミック マイクの場合) または変位 (コンデンサー マイクの場合) の値と一致させる役割を果たします。トランスデューサー。 このリンクの特性は、リンクに含まれる音響機械要素の相互配置、サイズ、周波数依存性によって決まります。これらの要素は、構成的な意味で、マイク カプセル内にあるさまざまなギャップ、スロット、穴、ボリューム、多孔質要素を表します。 このリンクはマイクの感度 (FCH) の周波数応答を決定し、広い周波数範囲で CL を形成するのに大きく役立ちます。 XNUMX 番目のリンク (電気機械) は、ジェネレーター モードでマイク内で動作し、可動要素の機械振動 (速度または変位) を起電力 (EMF) に変換する電気機械トランスデューサーです。 コンバータの効率は、電気機械結合係数によって特徴付けられます。 コンバーターはマイクの感度を決定します。 XNUMX 番目のリンクは電気的です。 これは、コンバータと後続の増幅デバイスを整合させる機能を実行します (たとえば、コンデンサー マイクロフォンでは、カプセルの大きな静電容量と後続の増幅デバイスの比較的低インピーダンス入力を整合させます)。 マイクロフォンの一部のモデルでは、電気リンクによってマイクロフォンの周波数応答も補正されます。 レシーバーとトランスデューサーのタイプは、マイクロホンの定義要素です。 音響機械的リンクと電気的リンクは整合しており、その主な役割は、有用な信号の損失を最小限に抑え、出力信号の必要な周波数応答を取得することです。 マイクロホンは通常、受信機の種類、トランスデューサーの種類、および目的 (動作条件) の XNUMX つの主な特徴に従って分類されます。 マイクはどのように分類されますか? 受信機のタイプによって、マイクロホンの主な特性の XNUMX つである指向特性が決まります。 指向性特性は、特定の周波数におけるマイクロホンの感度の音波の入射角への依存性です。 受信機の種類によって、マイクは次のグループに分けられます。 圧力レシーバー (無指向性、「ゼロ次」、「円形」)。 それらでは、音は可動要素（膜、振動板）の片側からのみ影響を与えます。 その結果、マイクロフォンの寸法が音の波長に比べて小さい低および中周波数では、マイクロフォンの感度は音の入射角が異なっても実質的に変化しません。 勾配または差圧レシーバー（指向性）。 それらにはXNUMXつのタイプがあります。 単一指向性受信機の HH の形状の違いは、入力の非対称性の程度と、音響機械リンクの内部構造の音響機械パラメータの値の両方によって決まります。 これらのタイプの受信機の指向特性（図）を図に示します。 1.
マイク感度特性: 1 - 無指向性 (無指向性)、2 - 双指向性、3 ～ 5 - カーディオイド 図上。 図２は、無指向性（ａ）、双方向指向性（ｂ）、および単一指向性（ｃ）マイクロフォンの構成原理を概略的に示す。
組み合わせたマイク、または可変 XH を備えたマイクは、特別なグループに区別されることがあります。 これらのマイクでは、無指向性 (曲線 1) と双方向指向性 (曲線 1) の 2 つの受信機からの電気信号、または展開された 180 つのカーディオイド マイクからの電気信号の組み合わせによって、ファミリーのほぼすべての HH を取得することができます (図 XNUMX を参照)。 XNUMX°（電気的に結合）だけでなく、二重膜コンデンサーマイクロフォンの固定電極または膜の半分にかかる分極電圧の大きさの変化も同様です。 特別なグループは指向性の高いマイクで表され、有用な信号の発信源に近づくことができない場合に使用されます。 彼らの急性HNはいくつかの異なる方法で実現されます。 「ビッグラジエント」または「バイカーディオイド」（二次勾配）は、逆位相に含まれる「XNUMX の字」または「カーディオイド」HN を備えた、空間的に間隔を置いて同軸上に配置された XNUMX つの同一のカプセルで構成されるマイクロフォンです。 このような受信機の周波数範囲は非常に限られています。 高指向性マイクの中で最も一般的なのは「進行波」（干渉）マイクで、穴またはスロットのあるチューブで構成され、その後端に無指向性または単一指向性マイク カプセルがあります（図 3）。
チューブの穴（スロット）は布または多孔質材料で塞がれており、プライマーに近づくにつれて音響インピーダンスが増加します。 慢性不全の悪化は、チューブの穴を通過する部分的な音波の干渉によって起こります。 サウンドフロントが管の軸に平行に移動すると、すべての部分波が同位相で同時に移動要素に到達します。 音が軸に対してある角度で伝播すると、これらの波は、対応する穴からカプセルまでの距離によって決まる異なる遅延でカプセルに到達しますが、可動要素に作用する圧力の部分的または完全な補償が発生します。 このようなマイクロホンにおける HN の顕著な悪化は、管の長さが音波の長さの半分を超える周波数で始まります。 HN の頻度が増加すると、HN はさらに悪化します。 したがって、このようなマイクロホンが 150 メートル以上に達することもあるかなりの長さの場合でも、200 ～ XNUMX Hz 未満の周波数での周波数応答はカプセルによってのみ決定され、通常はカーディオイドまたはスーパーカーディオイドに近くなります。 4 番目は、実際に遭遇した高指向性マイクのタイプ - 反射型マイクです。 これらのマイクロフォンでは、無指向性または単一指向性 CI を備えたカプセルが放物面反射鏡の焦点に配置されます (図 XNUMX)。
同時に、放物線の性質により、反射後の音波は放物線の焦点、つまりカプセルの可動要素の位置に集中し、同相で到達します。 放物線の軸に対してある角度で到達する音波は、マイクに到達せずに反射板によって散乱されます。 反射システムでは、CI は干渉システムよりもさらに周波数に依存し、低周波数ではほぼ全方向性 (反射鏡の直径が音の波長より小さい) から高周波数では狭いローブに変化します。 このようなマイクロホンの周波数応答は、オクターブあたり約 6 dB の傾きで高周波数に向かって上昇しますが、これは通常、電気的に、または特別なカプセル設計によって補償されます。 トランスデューサーのタイプごとにマイクはどのグループに分類されますか？ 電気機械トランスデューサの種類に応じて、マイクロフォンはカーボン、電磁、圧電、動電型（動的）、およびコンデンサ（静電）に分類されます。 業務用マイク (車内での通信や音声用のマイクを除く) は、通常、最後の XNUMX 種類のトランスデューサーを使用します。 したがって、それらをさらに詳しく検討します。 ダイナミックマイクはコイルとリボンに分かれます。 最も単純なデバイスの概略を図に示します。 5 (それぞれ a と b)。 最初の変形例では、円筒形のフレームレス コイル (通常は 0,4 層、まれに 0,6 層) が磁気回路の環状ギャップに配置され、半径方向の均一な磁場が生成されます。 コイルは、サスペンションとして機能する波形カラーを備えたドーム型ダイヤフラムに接着されています。 ダイアフラム（高分子材料でできている）が音圧の作用で振動すると、コイルワイヤがギャップ（幅は通常20 ... 600 mm）の磁場を横切り、コイル内にEMFが誘導されます。 マイクの永久磁石は残留誘導力と保磁力の高い特殊素材で作られています。 さまざまなモデルにおけるこのようなコイルのアクティブ抵抗の値は、通常 XNUMX ... XNUMX オームの範囲です。
a) ダイナミックマイク b）リボンマイク 1 - 波形カラー付きドーム型ダイヤフラム、2 - 円筒コイル、3 - 磁石、4 - 磁気回路、5 - 波形フォイルテープ、6 - 磁気ギャップ 一般に、このタイプのトランスデューサでは、マイクロフォンは無指向性または一方向の指向性で作られます。 後者の場合、磁気システムの場合には穴が開けられ、シルクまたはその他の多孔質材料で密閉され、XNUMX 番目の入力でアクティブな音響抵抗が実現されます。 このようなマイクロフォンで低周波の範囲を拡大するには、通常、追加の密閉ボリュームが使用され、さまざまなセクションのチューブと穴を介して磁石で内部に接続されます。 現在 Microfon-M LLC (サンクトペテルブルク) によって製造されている音声増幅システム用の一方向指向性を備えた MD-83 および MD-97 マイクロフォンと同様に、無指向性マイクロフォン MD-91 は、そのような国産マイクロフォンの一例として役立ちます。マイク。 コイルマイクロホンの電磁干渉 (AC ハム) を補償するために、通常、対声コイルがボイスコイルと直列に組み込まれ、一般に磁気システム上に巻かれます。 コイルは、コイルに誘導され、両方のコイルで励起されるバックグラウンド電圧が相互に補償されるようにスイッチがオンになります。 テープコンバータ (図 5、b) では、数ミクロンの厚さの波形の (柔軟性を高めるための) 金属 (通常はアルミニウム) リボンが可動要素として使用され、永久磁石の磁極片間の磁界内に配置されます。その間の隙間は通常 1,5 ～ 2 mm 程度です。 リボンは電流導体と可動トランスデューサー システムの両方として機能します。 このタイプのトランスデューサでは、「0,1」HN を備えたマイクロフォンが通常 (トランスデューサの完全な対称性により) 非指向性 (リボンの片側を覆う音響迷路を備えた) で実装されますが、片側に指向されることはあまりありません。 コイルとは異なり、リボンの電気抵抗は 0,3 ～ 20 オーム程度と非常に低く、出力の信号電圧は 30 Pa の圧力でわずか 1 ～ XNUMX μV です (マイク ケーブル)。 したがって、リボンによって発生する電圧は、パーマロイ スクリーン内のマイク ハウジング内に配置された昇圧トランスによって事前に増加されます。 サウンド エンジニアは、多くの楽器、特に弦やシンバルの音色の伝達の自然さ、柔らかさ、透明性に注目しますが、これはリボン マイクロフォンにとって特別なことです。 これは、可動要素であるリボンの軽さ、およびその結果として生じる小さな一時的な歪みによるものです。 また、ダイナミック マイクロホンでは、理論的には直交ダイナミック トランスデューサーを使用することが可能ですが、これまでのところ、量産マイクロホン モデルには適用されていません。 したがって、ここでそのデザインにこだわるのは意味がありません。 コンデンサー（静電）マイクロホン（CM）には、可動電極と固定電極の 6 つの電極があり、コンデンサープレートを形成します（図 XNUMX）。 可動電極は、数ミクロンの厚さの金属箔または高分子金属化フィルムで作られた膜です。 音圧の作用により、固定電極に対して振動し、静止状態に対するカプセル (コンデンサ) の静電容量の変化につながります。 CM では、静電容量の変化、つまり出力電気信号の値が音圧に対応する必要があります。 出力電圧と振幅および周波数の音圧との適合度によって、特定のマイクロホンの周波数応答とダイナミック レンジが決まります。 あらゆる CM に不可欠な部分は、コンバータと後続の増幅デバイスの電気インピーダンスを整合させるノードです。 この電気リンクＫＭは、高周波タイプと低周波タイプとすることができる。 高周波変換方式の場合、KMカプセルは高周波発生回路（数MHz程度）に接続されます。 この場合、RF 信号の周波数変調が得られ、復調後にのみオーディオ周波数信号が形成されます。 このカプセルの組み込みは分極電圧を必要とせず、マイク自体のノイズが低レベルであることが特徴です。 しかし、マイクロフォンの高周波回路は、主に周波数安定化の複雑さのため、幅広い用途には至っておらず、オーディオ範囲のマイクロフォンの工業用モデルではほとんど見られません。 動作原理と CM の種類についてのさらなる説明では、最新の CM モデルを含む、低周波数リンクを備えた CM を意味します。 それらでは、音圧から電気信号への変換は、外部または内部 (エレクトレット) 分極によって発生します。 外部分極を備えたシステムのCM（図6）は、10 ... 100 μmのエアギャップを備えた容量20 ... 40 pFの電極から、約0,5 ...の抵抗を介してフラットコンデンサを形成します。外部電圧源 UP から 2 GΩ が充電されます。 膜が音圧または圧力差の作用下で振動すると、RC チェーンの大きな時定数によりプレートの電荷の大きさは変化しません。 膜の振動とそれに対応する静電容量の変化によって生じる電圧の変動成分の大きさは、膜の変位に比例します。
a）無指向性マイク： b）双方向指向性を備えたマイク 1 - 金属化フィルム、2 - 校正済み絶縁ガスケット、3 - 固定電極 約XNUMX年前、海外および我が国において、分極電圧の外部電源を必要としないエレクトレットコンデンサーマイクロホンの工業生産が始まりました。 これらは、外側から金属化されたポリマーエレクトレットフィルムを膜として使用します。 このフィルムは既知の方法のいずれかによって分極されており、一定の表面電荷を長期間維持する特性を持っています。 したがって、外部ソースの代わりに内部ソースが使用されます。 それ以外の点では、このようなコンバータの動作は従来の CM と基本的に変わりません。 80 年代初頭、NIIRPA は多数の単一指向性および無指向性コンデンサー マイクを開発しましたが、現在ではそのほとんどがさまざまな理由により製造中止となっています。 最近、新しいモデルのマイクロフォンを開発する際、エレクトレット材料が何らかの方法で固定電極に適用され、これにより、エレクトレット フィルムに比べて機械的パラメータが大幅に高い、より薄い金属およびポリマー フィルムを膜として使用することが可能になります。 これにより、カプセルの感度は同じで、指向性受信の公称周波数範囲がより広くなり、低方向 (厚さの減少、したがって膜の曲げ剛性の減少による) と高方向 (薄膜の曲げ剛性による) の両方に拡張されます。膜の質量の減少による）音の周波数。 このようなプロフェッショナル用マイクの例としては、サンクトペテルブルクの企業が製造したカーディオイド単膜エレクトレットマイク MKE-13M (「Microphone-M」) や無指向性ラベリア MKE-400 (「Nevaton」) があり、これらはその特性において劣りません。外国企業の最高のモデル（外部電圧源を備えた KM を含む）に使用されており、ロシアよりも西ヨーロッパのスタジオで人気があります。
a) 単膜マイクロホン: b) ダブルメンブレンマイクロホン 1 - 膜 2-固定電極 3-エアギャップ 4-5-音響チャネルの開口部 6-絶縁リング 7-校正済みガスケット KM カプセルの簡略化した設計を図に示します。 7. 図からわかるように、設計パラメータを適切に選択すると、単膜コンデンサー マイクロホン (スモール ダイアフラム) は単一指向性 (図 7、a)、無指向性 (この場合はスロット 7) になります。閉じている必要があります）、両側性も同様です（図7b）。 ダブルメンブレンマイク（DKMまたはラージツインダイアフラム）では、両方のメンブレンが電気的にアクティブになる可能性があります（図7b）。 専門文献に記載されている DKM 内で発生するプロセスの物理学について詳しく説明する必要はありませんが、DKM カプセルの各半分は、音響的および機械的な観点から、カーディオイド指向特性を備えた個別のマイクを表していると言えます。 、その 180 番目の音響入力は、単膜マイクロホンの場合のようにスリットを通らず、XNUMX 番目 (反対側) の膜を通って行われ、これらのマイクロホンの感度最大値は XNUMX° 回転します。 このようなマイクロホンは、音響結合型マイクロホンとも呼ばれます。 音響に加えて、DKM は電気的な組み合わせも実装します。 したがって、膜の 1 つ (アクティブ) に分極電圧を印加し、XNUMX つ目 (パッシブ) を固定電極に短絡することにより、設計パラメータを正しく選択することで、片側特性を持つマイクを得ることができます。カーディオイドに近いカーブ。 同じ大きさと符号の分極電圧が XNUMX 番目の膜に印加されると、無指向性マイクが得られます。 同じ大きさで符号が反対の分極電圧が XNUMX 番目の膜に印加されると、双方向の指向性 (「XNUMX」) が得られます。 中間のケースでは、必要に応じて、任意の CN を取得できます (図 XNUMX を参照)。 切り替え可能な XH を備えたこのようなマイクの例としては、C414B-ULS (AKG)、U87i および U89i (Neumann)、および国産の MK51 (Nevaton) を挙げることができます。 マイクを選ぶ基準となるマイクの主な特徴やパラメータ、またその理由は何ですか? 特定の作業条件に合わせてマイクを選択する場合は、その使用の特定の機能に基づいて、技術的および運用上の要件全体を考慮する必要があります。 この点において、マイクの技術的特性が何を決定するのかを明確に理解する必要があります。 マイクを選択する際に考慮すべき主な技術的特性は次のとおりです。 1. 公称周波数範囲は、dB 単位で測定される感度の不均一な周波数応答とともに、有用な信号スペクトルを正しく送信するための基準として機能します。 2. 自由音場感度。通常は 1000 Hz の周波数で正規化され、mV / Pa で測定されます。また、この値に関連するパラメータ、つまりマイク自体のノイズと等価音圧レベル (CM の場合) も含まれます。ゼロレベルを基準として dB で正規化: ro = 2x10-5 Pa。 信号変換および増幅システムには常に独自のノイズが含まれており、マイクロホンはそのようなシステムの最初のリンクであるため、マイクロホンが生成する有用な信号の値がシステム全体の信号対独自のノイズ比を決定します。 したがって、マイクの感度が低下することは望ましくない要因となります。 また、マイクロホンによって再生される周波数範囲の幅を広げたいと思うと、その感度の絶対値が減少することにも留意する必要があります。 一方で、マイクの周波数範囲が広くなるほど、その範囲内で安定した周波数応答を得ることが難しくなります。 3. 指向性特性は、空間選択性、つまり有用な音響信号が大きな振幅不均一性を持たない立体角の幅を決定します。 有効信号源からの固定距離における XN は、有効信号源から比較的近い距離、つまりブーム半径内での有効信号/音響ノイズ比を決定します。 XH と密接に関係しているのは、指向性係数の概念です。これは、遠方 (音源に対して) フィールドでのマイクロホンの指向特性を決定します。 マイクロフォンの軸に沿って配置された有用な音源に対する感度は、マイクロフォンの周囲に分布する (拡散音場に対する) ノイズ源に対する感度よりも数倍高くなります。言い換えれば、マイクロフォン入力での S/N 比は同じです。 、指向性マイクは、無指向性マイクよりも有用な音源からはるかに遠くに配置することができます。 いくつかの近似では、(音の波長と比較して) 横方向の寸法が小さい無指向性マイクロフォンが、150...180°の立体角で有用な信号を非常に正確に認識すると仮定できます。 無指向性マイクの寸法が大きくなると、その特性曲線は周波数に強く依存し、高周波数では著しく狭くなるため、この場合のカバレッジ角度は 90° を超えるとは考えられません。 一定周波数 HH のカーディオイド マイクの場合、カバレッジ角度は 120°、スーパーカーディオイド マイクの場合 - 90°、ハイパーカーディオイド マイク - 60°、双方向指向性マイク (「60 の字」HH) の場合、カバレッジ角度は 1°です。角度は各辺4°です。 また、（たとえば、音声増幅システムの計算の場合）HN が「サークル」および「3,7」のマイクロホンの指向性係数が 3、「ハイパーカーディオイド」の HN が 5、「スーパーカーディオイド」の HN が 7、 「カーディオイド」 - XNUMX 、指向性の高いマイクの場合、範囲全体で平均して XNUMX ～ XNUMX に達することがあります。 4. 限界音圧のレベルは、ro = 2x10-5 Pa に対する dB で表され、高調波歪み係数が 0,5% または技術文書で定められた別の値を超えないレベルです。 このパラメータは、マイクロフォンの振幅特性の線形性の限界を示し、自己ノイズのレベルとともにマイクロフォンのダイナミック レンジ、したがって全体としてのパスを決定します。 5. オーム単位の総電気抵抗 (インピーダンス) のモジュールは、通常 1000 Hz の周波数で正規化され、マイクが動作する負荷の量 (アンプまたはリモコンの入力抵抗) を決定します。 一般に、有用な信号の損失を避けるために、負荷値は周波数範囲全体にわたってマイク インピーダンスの 5 ～ 10 倍を超える必要があります。 6. 全体の寸法、重量、コネクタの種類、その他の設計上の特徴により、特定の条件でマイクを使用できるかどうかを判断できます。 特定のマイクに対する一連の要件は、その目的によって決まります。 マイクは目的別にどのグループに分けられますか? 予約により、マイクは XNUMX つの大きなグループに分けられます。
プロのマイクも目的が大きく異なります。
さらに、マイクの設計は、信号源に対する取り付け条件と位置に応じて大きく異なります。
特定の設計ソリューションや目的のマイク (たとえば、スタジオでのサウンド録音用の広帯域コンデンサーマイク) は、互換性や互換性が低い場合があるため、特定の条件を考慮せずにマイクの選択について具体的な推奨事項を与えることは非常に困難です。他の条件や目的（たとえば、会議システムやソリストのマニュアルなど）ではまったく受け入れられません。 何らかの目的でマイクを選択する際に従うべき一般的なルールのみを示すこともできます。 放送スタジオ、音楽や芸術的スピーチの録音スタジオ (テレビ、映画、レコーディング) には、最高の電気音響パラメータを備えた広帯域マイクを装備する必要があります。 したがって、スタジオ条件では、原則として、広い周波数とダイナミックレンジを備えたコンデンサーマイクが使用され、多くの場合、切り替え可能なXH（ダブルメンブレン、そのデバイスは上で説明されています）を備えています。 列挙した利点に加えて、スタジオ CM はダイナミック CM よりも 5 ～ 10 倍高い感度を持ち、CM 移動システムの共振は公称周波数範囲の上限近くにあり、非常に低い品質係数。 したがって、レコーディングスタジオや音楽音響強化システムでは、国産のKM84、KM184（ノイマン）、C460B（AKG）などの小型カーディオイドKM - MKE-13M（「マイク-M」）がユニバーサルなものとして使用されることが増えています。楽器用マイク。 CM の欠点には、定電圧源 (通常は主電源) が必要なこと、CM が湿度や急激な温度変化にあまり耐えられないことが挙げられます。 後者は、内蔵 KM アンプの入力インピーダンスの値が 0,5 ～ 2 GΩ であるため、高湿度や結露の条件下では、この抵抗は気温の変化とともに減少します。低周波の「遮断」とノイズの増加につながります。 したがって、CM は屋外や持ち運び可能な設備で使用されることはほとんどありません。 スタジオ環境では、CM の使用に問題はありません。 単一指向性マイクは、演奏者の位置が広い角度で使用される場合や、楽器群を明確に分離するために複数のマイクを使用して録音する場合や、外来ノイズの影響を軽減したり、音の響きを低減する必要がある場合に使用されます。録音された信号に含まれる残響成分。 双方向の指向性を持つマイクは、デュエット、対話、歌手と伴奏者を録音する場合、小さな音楽作品（弦楽四重奏）を録音する場合、また指向性のあるノイズ源や天井からの強い反射からデチューンする必要がある場合にも使用されます。そして床。 この場合、マイクロフォンは、ノイズ源または反射面に対する感度が最小になるゾーンを向くように配置されます。 XNUMX の字マイクは、ソリストや別の楽器の声の低周波を特に強調したい場合にも使用され、この場合マイクは演奏者のすぐ近くに配置されます。 ここでは、マイクロフォンの XNUMX 番目と XNUMX 番目の音響入力が、位相だけでなく振幅も異なります。 この効果は「XNUMX 個」のマイクで最も顕著ですが、無指向性マイクではまったく見られません。 無指向性マイクは、複数のマイクで録音する場合や、非常にこもった部屋でスピーチ、歌、音楽を録音する場合、さまざまな会議や円卓での会話を録音する場合に、部屋の一般的な音響環境を伝えるために使用されます。 最近、このような録音には「境界層」マイクロフォンがますます使用されるようになりました。このマイクロフォンでは、非常に小さなサイズの膜が、その表面から非常に短い距離でテーブルの平面と平行に配置され、マイクロフォン自体がマイクロフォンとして設計されています。小さな平らな物体で、テーブルや床の上に置かれると、実質的にその表面の連続になります。 このため、テーブルの表面からの反射はそのようなマイクロホンの膜には当たらず、そのようなマイクロホンの特性曲線はマイクロホンが置かれている表面の方向と寸法によって決まり、半球に近くなります。音の範囲内で。 このような「境界層」マイクの例としては、C562BL (AKG)、および国内モデルの MK403 (「Nevaton」) を挙げることができます。 全方向性 CM は、家具やテープレコーダーに組み込まれた音響測定用のラベリアとしても使用されます。 スタジオのマイクは、上記の特殊な場合を除き、通常はフロアまたはブーム スタンドに取り付けられます。 録音中にマイクが移動したり触れたりすることはなく、スタンドが床からの衝撃を適切に吸収するため、原則として、スタジオマイクには振動感受性に関する特別な要件はありません。 テレビにおける録音の原則の多くは、出演者の環境を考慮した正確なマイクの配置を必要とし、主に視覚的な要件によって決まります。 したがって、フレームに入るマイクは小さく、テレビの色を正確に再現することが保証され、ぎらつきを排除した表面を備えている必要があります。 フレーム外では、マイクはモバイルスタンドで使用されます。 送信中はマイクの動きが頻繁に発生するため、気流や振動からマイクを保護する特別な対策（外部緩衝材、防風）が施されています。 音源からの距離が比較的遠く、騒音レベルが高い場合は、指向性マイク、多くの場合指向性の高いマイクを使用する必要があります。 ビデオカメラの場合、一般に、カーディオイドマイクと比較してわずかに尖った特性を備えた軽くて比較的小さなマイクが使用され、構造的にカメラと互換性があり、多くの場合、マイクの設計に特殊な対策を講じて、撮影時に発生する振動干渉を軽減します。ビデオ撮影中にカメラが移動した場合。 例として、MKE-24 および MKE-25 マイク (「Microphone-M」) を示します。 もう XNUMX つのプロ用マイクのグループは、コンサート ホールや劇場での音楽や芸術的スピーチ、およびこれらの施設からの放送用の音声増幅システム用です。 音響増幅システム (C3U) におけるマイクロフォンの動作の主な特徴は、ラウドスピーカー (直接) または反射音からの音響信号により、特定の周波数で寄生音響フィードバックが発生し、自己励振が発生する可能性があることです。天井の壁やマイクの他の表面から。 この現象は通常、ホールの音響における音圧の量を制限します。 C3U の安定性の向上は、特別な電子信号処理と、以下に概説するいくつかの簡単な考慮事項の両方によって実現されます。 1. マイクロホンと一次信号源 (歌手、話者、楽器) の最大近似。 ラベリア（スピーチ用）およびハンドヘルドマイクの使用。 通常、ラベリア マイクは無指向性であるため、スピーカーに近づけても周波数応答には影響しません。 ハンドヘルド マイクロフォンでは、通常は単一指向性であり、近くの信号源を使用する場合の低周波の上昇を補償するために、低周波をカットする特別な措置が取られます。 2. スピーカーおよび反射面からスピーカーとマイクまでの可能な最大距離 (スタンド上のマイクは演奏者の口または楽器の高さ)。 3. マイクロホンの XH と、干渉源 (反射) および最も近いスピーカーとスピーカーの動作軸の両方に対するマイクの動作軸の方向の正しい選択。 ここで、私たちの研究結果によれば、C3U の安定性の点で最も汎用性が高いのは、スーパーカーディオイド電圧特性を備えたマイクロホンであり、これは特に 200 ～ 3000 Hz の範囲で顕著であることに注意してください。 C3U やテレビ放送では、ステージやステージ上で起こっていることを見ている聴衆の邪魔にならないように、マイクはできるだけ小さいことが好ましいです。 同じ理由で、光沢のある明るい色のマイクは使用しないでください。 劇場環境では、マイクはランプに沿って配置されることが多く、照明設備によって生成される強力な電磁場にさらされます。 ここでは、信頼性の高いシールドとバランス出力を備えたマイクを使用する必要があり、ダイナミックマイクの場合はアンチフォナルコイルが必要です。 コンサートホール、ステージ、演台などでは、衝撃や振動により大きな干渉が起こる危険性があるため、ほとんどのスタンドには通常ベースに振動吸収装置が設置されており、スタンドに埋め込まれたスタンドにも衝撃吸収装置が組み込まれていることが多いです。 。 ただし、テーブル、床、演台の揺れによる振動の伝達を完全に排除するわけではありません。 また、主に手動で操作するソリスト用マイクはもちろん、スピーカーがスタンドに接触する可能性も常にあります。 これらのマイクロホンは、振動保護のための特別な対策を講じています。カプセルは衝撃を吸収するか、マイクロホン本体に対して緩められており、低周波を遮断する電気フィルターが使用されています。 このようなマイクの数十のモデルは、多くのヨーロッパの企業（AKG、ゼンハイザー、ベイヤーダイナミック）、アメリカの企業（エレクトロボイス、シュア）、国内の「Byton-2」によって製造されています。 基本的にダイナミック マイクはコンデンサー マイクよりも振動に敏感であり、指向性マイクは圧力受信機よりも敏感であることに注意してください。 音声増幅システム (会議ホール、会議室、演劇劇場など) では、主な基準は音声の明瞭度であり、音色の正確な伝達ではないため、マイクロフォンの周波数範囲を 100 の範囲に制限することをお勧めします。 .. 10 Hz の低周波の「遮断」、000...300 Hz から始まり、400 Hz で 10...12 dB まで。 そのようなマイクの例として、国内のものからモデルD100、D541В、D558、С590（AKG）、MD-580、MD-91、MD-96（「マイク-M」）を挙げることができます。 明瞭度をほとんど損なうことなく、マイクロホンの周波数範囲を 97 ～ 500 Hz までさらに狭めることも可能ですが、これにより話者の音声の音色に顕著な歪みが生じ、これも高品質の C5000 音声では望ましくないことになります。 したがって、3 ... 500 Hz、またはさらに狭い周波数範囲のマイクは、音声の音色の送信が必須ではないが、アクション、コマンド、メッセージの意味を正しく伝える必要がある通信デバイスでのみ使用されます。等 C3U 音声用のマイクロホンの周波数範囲を 100 ～ 10 Hz に狭めることは、明瞭さと音声の音色の伝達との間の一定の妥協点であり、空気力学 (話者の呼吸による風)、振動 (摩擦) のスペクトルを考慮すると、推奨されます。ほとんどの会議室や会議室など、減衰が不十分な部屋での騒音や残響干渉は、顕著な低周波特性を持っています。 したがって、「有用な信号/ノイズ」比の観点から、広範囲の低周波を備えたマイクを使用することはお勧めできません。 さらに、C000U は単一指向性マイクを使用しているため、スピーカーの近くに配置すると低周波が上昇し、標準距離 3 m の自由空間で撮影した場合のマイクの周波数応答の低下を補います。このような低下により、低周波が強調され、マイクの「ブツブツ」「樽型」サウンドの影響が生じ、音声の明瞭度が低下します。 音声明瞭度と音声の透明性を向上させるために、C1U 用のマイクロフォンは通常、3 ～ 3 kHz の周波数で最大 7 ～ 3 dB まで周波数応答が滑らかに上昇します。 別のマイクのグループには、テレビと C3U の両方で使用されるラペル マイク、またはラベリア マイクとも呼ばれます。 ラベリアマイク - 通常は圧力受信器であり、軽くてサイズが小さく、衣服に特別に取り付けられます。 これらは、たとえば、SK97-O (AKG)、MKE10 (Sennheiser)、KMKE400 (Nevaton) マイクです。 このようなマイクの使用には利点と欠点の両方があります。 明らかな利点は、話者の手が自由になることと、マイクが有用な信号源に近いことです。 いくつかデメリットを挙げてみましょう。 これはマイクと胸部の接触であり、低周波の音の色付けに影響を与えます。 服装の種類や話者の特性によって異なります。 さらに、スピーカーに電源を取り付ける場所がないこともよくあります。 多くの場合、マイクはあごで遮蔽され、サウンドのプレゼンス効果が失われ、場合によっては鼻音が強調され、鼻音や明瞭度の低下につながります。 マイクケーブルが衣服に触れるとカサカサ音が発生します。 さらに、そのようなマイクの使用には心理的な困難もあります。 屋外で使用するマイクは、雨、雪、風など、あらゆる天候での使用に適している必要があります。そのため、通常、これらの目的にはダイナミックマイクが使用されます。コンデンサーマイクやエレクトレットマイクと比較して、温度や温度に対する耐性が大幅に優れています。一定の電力を必要としない湿気のため、より信頼性が高くなります。 風雑音を低減するために、このようなマイクは通常、流線形の形状である外部フロントガラスを備えています。これは、通常ハンドヘルドマイクや C3U スピーチに使用される内蔵フロントガラスでは、風の強い屋外での操作には不十分であるためです。 街頭からレポートする場合、無指向性マイクは基本的に風、振動、偶発的な衝撃の影響を受けにくいため、ハンドヘルド マイクとして使用する方が便利です。 同時に、当然のことながら、振動や風の影響を軽減するための特別な措置をこのようなマイクロホンの設計から排除すべきではありません。 レポートマイクの例としては、F-115 (Sony)、および国内のものからは MD-83 (「Microphone-M」) があります。 C3U 屋外では、屋内と同じ理由で、指向性マイクを使用する必要がありますが、それでもマイク上に雨が降る可能性を避けるように努める必要があります (天蓋、ブースの設置など)。 著者：Sh.Vakhitov
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