Puc. 13. Обобщенная схема канала микшерного пульта

48-

 

Глава 4 Техника радиовещания

DIRO/P ©

COUGH © FUNCTION SELECT

нных модулей, входных линейных стереомодулей, телефонного модуля, iмастер-модуля, контрольного модуля аппаратной и контрольного мо-дуля студии.

Микрофонный модуль (рис. 14) содержит следующие элементы: разъем несимметричного микрофонного входа; прямой (до фейдера) несим­метричный выход DIR О/Р; вход блокировки микрофона COUGH; включатель фантомного питания для конденсаторных микрофонов (48 V); переключатель усиления GAIN - Ml для динамических и LO для конденсаторных мик­рофонов; включатель HPF IN фильтра высо­ких частот (частота среза 80 Гц, крутизна 12дБ/октаву); переключатель статуса микро­фона ST/CR (студия/аппаратная), определя­ющий также логику функционирования сигна­лизации, прослушивания и блокировки. Регу­лятором GAIN осуществляется плавная регу­лировка усиления входа, причем диапазон ре­гулировки зависит от положения переключа­теля GAIN. Если он установлен в положение HI - усиление регулируется в пределах +50....+76 дБ, если в положение LO - в пределах +28.... +56 дБ.

За регулятором GAIN следует трехполос­ный эквалайзер EQ с диапазонами регулиро­вок +6 дБ на частотах 10 кГц, 3 кГц и 60 Гц. Потенциометр AUX предназначен для изме­нения уровня на шине AUX (после фейдера). Далее идут регулятор панорамирования вход­ного сигнала на главный стереовыход, вклю­чатель PFL системы прослушивания CUE (до фейдера), со светодиодным индикатором, фейдер. В пульте используются высокона­дежные регуляторы типа VCA с длинной шка­лой, т.е. регулирование звука осуществляет­ся управляемым усилителем. На управляе­мый усилитель также поступает сигнал с вы­ходного лимитера для предотвращения пере­модуляции. Для дистанционного управления источниками в моменты открывания и закры­вания фейдера вырабатывается выходной сигнал Fader Start.

Работа системы слухового контроля по микрофонному модулю зависит от положения

PAN

CUE

-60

Puc.14. Микрофонный модуль

 

 

переключателя MIC ST/CR. Если микрофон находится в аппаратной, то для предотвращения образования обратной акустической связи систе­ма отключается. Когда микрофон установлен в студии или в другом по­мещении, прослушивание можно организовать двумя способами с ис­пользованием выключателя CUE и входа дистанционного управления COUGH. Если при выведенном микшере нажать кнопку CUE (светодиод горит), то сигнал с микрофона будет прослу­шиваться на встроенном громкоговорителе. Таким образом, можно непрерывно слушать сигнал из студии.

При внешнем управлении замыканием контактов COUGH закрывается входной ка­нал (табло «микрофон включен» при этом не отключается), а сигнал студийного микрофо­на направляется на встроенный громкогово­ритель. Такая коммутация дает возможность ведущему или диктору отключить канал в вы­ходной программе, сохраняя открытым канал связи с аппаратной. Можно отметить, что вход COUGH работает только при включении режима MIC ST.

Входной стереомодуль (рис.15) предназ­начен для подключения источников высоко­го уровня через разъем UMC или через со­ответствующие адаптеры. В этот модуль вхо­дят регулятор усиления GAIN, трехполосный эквалайзер EQ (как у микрофонного модуля), регулятор уровня шины AUX, регулятор сте-реобаланса BAL, кнопка CUE включения си­стемы прослушивания, кнопка START дис­танционного включения источника и фейдер. Наличие кнопки START дает возможность за­пускать источник, как фейдером («старт от фейдера»), так и этой кнопкой («старт от кнопки»). На разъеме UMC имеются вход ди­станционного включения системы прослу­шивания CUE и выход сигнализации ее вклю­чения. Это позволяет прослушивать источ­ник через систему прослушивания, находясь непосредственно около источника. Такая возможность полезна при поиске начала или конца фрагмента фонограммы при монтаже.

Входной стереомодуль содержит также вы­ход TIMER с сигналом включения/выключения

 

4 GAIN •	f	i r
J HF ■	Щ
MF •	t		EQ
LF^	i	% m
J AUX ■	i	к
A 1	I	к. 1	BAL

CUE

START

-60

TEL. LINE

TELEPHON

Рис. 15 Входной стереомодуль

 

фейдера. Наличие такого выхода дает возможность управлять внешним таймером для определения времени звучания источника.

телефонный модуль (рис.16) предназначен для включения в вещательныйпроцесс информации, передаваемой по телефону. Телефон­ная линия подключается кнопкой ON через разъем XLR, а свечение све- CALL свидетельствует о работе линии (что эквивалентно сня­тию телефонной трубки). Система прослу­шивания CUE работает только при включе­нии телефонного канала кнопкой ON. Если кнопка ON не нажата, то телефонная линия отключена и система CUE заблокирована. Это предусмотрено для того, чтобы избежать прерывания слухового контроля источника или программы при нажатии кнопки CUE на незадействованном телефонном модуле.

Система контрольного прослушивания в телефонном модуле используется прежде всего для связи с абонентом при закрытом фейдере, т.е. без прохождения сигнала на главной выход. Абонент прослушивается че­рез встроенный в пульт громкоговоритель, а для ответа абоненту нужно нажать кнопку СОММ. Чтобы не возникало акустической обратной связи, при нажатии кнопки СОММ отключается встроенный громкоговоритель. Если вводится микшер, то для предотвраще­ния прохождения связанных команд на глав­ный выход автоматически блокируется про­слушивание абонента и исключается возмож­ность ответа ему при нажатой кнопке СОММ. Телефонный модуль также содержит ре­гуляторы уровня посылаемого абоненту сиг­нала SEND и принимаемого от абонента GAIN, регулятор выхода AUX, панорамный регулятор PAN и фейдер.

Мастер-секция (модуль) пульта SBM90 имеет все элементы для контроля и распре­деления выходного сигнала. В ее составе предусмотрены следующие блоки и элемен­ты коммутации. Переключателем MONO/ STEREO устанавливается моно или стерео режимы работы пульта. Сигналы через два линейных усилителя главного выхода пода­ются через симметрирующие трансформа-

 

ON

i

SEND

Ф

GAIN

AUX

CUE

PAN

СОММ

-60

Рис. 16 Телефонный модуль

 

CR SPEAKERS

О

CUE

SIGN

 

торы на главный симметричный выход MAIN OUTPUT (разъемы XLR для правого и левого каналов) и реле прерывания вещания ON AIR RELAY. Это реле необходимо при работе в режиме ретрансляции внешней про­граммы, поступающей с симметричного входа OFF AIR. Коммутация рет­ранслируемой программы и собственной осуществляется кнопкой ON AIR. При нажатой кнопке ON AIR на выход идет собственная программа, а при отжатой - ретранслируемая. Поскольку в режиме ретрансляции никакие модули пульта не задействованы, то одновременно с ретранс­ляцией пульт можно использовать для других работ, например, для записи или монтажа. Рет­ранслируемая программа будет выходить даже при выключенном пульте, а при случайном про­падании напряжения питания происходит пере­ключение пульта в режим ретрансляции.

Сигналы на линейные усилители выходов за­писи (ТАРЕ OUTPUTS) берутся с усилителей - сумматоров левого и правого каналов. К выхо­дам для записи можно подключиться как через разъемы ТАРЕ OUTPUTS, так и через разъемы UMC на входных модулях. Дополнительный вы­ход AUX, на который выводятся сигналы вход­ных модулей (после фейдеров), можно исполь­зовать для обратной подачи сигнала выбранных источников в студию при записи или для пода­чи сигнала на устройство эффектов при веща­нии. Выход AUX представлен в двух видах - сим­метричным (разъем XLR) и несимметричным (разъем RCA).

В выходном модуле находится также лими­тер, включаемый выключателем LIM, канал уп­равления лимитером. Если для главного выхо­да установлен режим MONO, то и лимитер и кон­троль работают в режиме MONO. Имеется так­же отдельный моно-выход в симметричном виде для внешних потребителей и в несиммет­ричном для использования в пределах аппарат­ной. Мастер-модуль конструктивно объединен с панелью для бумаг.

Контрольный модуль аппаратной (рис. 17) по­дает сигналы на главные мониторы аппаратной с выходов CR SPEAKERS, на головные телефо­ны, на дополнительные индикаторы уровня (вы­ход MTR), на блок управления световым табло «микрофон включен» (выход SIGN). Группа кно-

 

Глава 4 Техника радиовещания

MTR

ЕХТ

SPEAKERS

О CUE

AUTO

PHONES

Рис. 17 Контрольный модуль аппаратной

 

пок DESK, air, EXT образуют входной селектор модуля, так что на контрольможно подать сигналы с главного выхода кнопкой DESK, со входа контроляретранслируемой программы OFF AIR кнопкой AIR, с дополнительноговнешнего входа кнопкой ЕХТ. На мониторы аппаратной сигнал с выходаселектора поступает через регулятор громкости SPEAKERS, электронный выключатель блокировки MUTE SWITCH, активизируемый микрофонными модулями и через переключатель приглушения DIM SWITCH, срабатывающий при включении любой громкой связи. На голов­ные телефоны сигнал поступает через регулятор громкости PHONES без блокировки и приглуше­ния. На выходе MTR дополнительного индикатора уровня сигнал имеет номинальный уровень. С вы­хода CUE сигнал подается на громкоговоритель системы прослушивания. Прослушивание воз­можно с любого входного модуля при включении соответствующей кнопки CUE. В момент включе­ния любого микрофона в аппаратной выход CUE блокируется.

Большие возможности дает режим автомати­ческого прослушивания, включаемый кнопкой AUTO CUE. При отжатой кнопке звуковой сигнал направляется на встроенный громкоговоритель, а все выбранные на контроль источники смеши­ваются и прослушиваются одновременно. При на­жатой кнопке AUTO CUE сигнал прослушиваемо­го источника направляется на главные мониторы, при этом все другие сигналы отключаются. Дру­гими словами, при включении прослушивания следующего источника предыдущий отключает­ся, т.е. кнопка AUTO CUE выполняет функцию се­лектора поочередного контроля источников.

Выход SIGN предназначен для подачи сигнала на блок включения табло аппаратной и включает­ся при срабатывании блокировки MUTE.

Контрольный модуль студии (рис. 18) предназ­начен для подачи звуковых сигналов в студию или дикторскую кабину. Модуль имеет два выхода: STUDIO LSP в студию на громкоговорители и PRES НРН на наушники диктора или ведущего. Кнопки DESK (стерео-выход пульта в студию), AIR (сте­рео-вход AIR в студию) и ЕХТ (стерео-вход ЕХТ в студию) образуют селектор источников. В зави­симости от ситуации в студии организация пода­чи сигналов на контроль различная.

■ 18 Контрольный ^Модуль студии4.2 Цифровые микшерные пульты

 

Если микрофоны в студии выключены, на головные телефоны и на сту­дийные мониторы идет сигнал, выбранный селектором источников - программный сигнал (DESK), сигнал контроля эфира (OFF AIR) или сигнал с дополнительного входа (EXIT). Этот сигнал можно отключить или приглу­шить командой громкой связи. Если нажать на кнопку STUDIO, команда связи пойдет на монитор и головные телефоны, а при нажатии на кнопку PRES команда связи идет только на головные телефоны диктора.

При включении хотя бы одного студийного микрофона на студийные мониторы подается программный сигнал, за исключением сигналов от студийных микрофонов. Подача команды на студийные мониторы заб­локирована, а на головные телефоны диктора (ведущего) проходит. Та­кой режим позволяет участникам передачи следить за программой и предотвращает акустическую обратную связь. Уровень громкости регу­лируется потенциометром STUDIO. Сигнал с селектора источников идет на головные телефоны ведущего независимо оттого, включены или нет микрофоны студии, а уровень сигнала устанавливается регулятором PRES. Для управления световым табло есть выход SIGN.

Микшерный пульт SBM90 выпускается в различных мо­дификациях с различным чис­лом модулей. Максимально в состав пульта входят четыре микрофонных модуля, шесть входных стереомодулей, два телефонных.

Электроакустические пара­метры современных микшерных пультов очень высокие

: ~- "....... " [17]. Неравномерность АЧХ в

Модульная конструкция микшера на ^u ' „. _

^J, „Cv,, диапазоне частот 20 Гц -

примере цифрового микшера RD-12 составляет не более 0,5

фирмы AUDIOARTS ENGINEERING дБ при уровне сигнала +4 дБн

 

коэффициент гармонических

искажений науровне+14дБн менее 0,1%, уровень входного шума поряд­ка -128 дБн, уровень шума на выходе порядка -100 дБн, переходное зату­хание между близлежащими каналами не менее 80 дБ на частоте 1 кГц.

Цифровые микшерные пульты

После появления цифровых источников звукового сигнала - компакт-дисков, цифровых магнитофонов - возникла проблема повышения ка­чества тракта формирования программ. Проблема была решена разра­боткой цифровых микшерных пультов. По существу, цифровой микшер­ный пульт напоминает локальную компьютерную сеть, и его преимуще­ства не столько в повышении качества каналов за счет цифровой обра-

Пения

 

Базовый процессор	+-*	Цифровые и аналоговые Входы/Выходы
	Коммутацион­ная матрица

, 19. Структурная схема цифрового микшерного пульта

 

ботки, сколько в совер­шенно новых возможнос­тях, характерных для ком­пьютерных систем [18].

Структурно пульт состо­ит из четырех основных блоков (рис. 19): управляю­щей панели, базового про­цессора, секции цифровых и аналоговых входов/выхо­дов, коммутирующей мат-передачи цифровых и аналоговых сигналов. Основой пульта является базовый процессор с динамическим распределением процес-: ресурсов, благодаря чему один процессор может одновременно использоваться несколькими операторами для выполнения незави-с задач в различных аппаратных с отдельных панелей управления. Яровых пультах, в отличие от аналоговых, нет жесткой взаимо-|между физической конфигурацией и числом входов, выходов и эв.

В одном и том же наборе аппаратных средств можно создавать много вариантов конфигураций (виртуальных Микшерных пультов) с за-анием каждой конфигурации в виде файла. Поэтому цифровой ■ можно легко адаптировать к любому аппаратному окружению с уемым количеством аналоговых и цифровых входов/выходов 3U или оптических форматов.

Для того чтобы иметь возможность подключать и микшировать сиг-Цге синхронизированных цифровых источников или сигналы источников с разной частотой дискретизации, предусматриваются встроен-ии подключаемые преобразователи частоты дискретизации. По- I цифровой микшерный пульт представляет собой компьютерную |му, то ей присущи все средства автоматизации. Но, кроме этого, возможности автоматизации значительно расширяются с применением автоматизированных коммутационных матриц - программно-управ->ix коммутаторов для передачи сигналов между входами/выхода-|Устройствами аппаратно-студийного комплекса. Одно из преиму-1 использования такой матрицы - возможность воссоздания струк-i коммутации, соответствующей назначаемой конфигурации пуль-втоматика позволяет запоминать все состояния многочисленных Цйяторов, экономя время и предотвращая возможные ошибки, змотря на то, что цифровой микшерный пульт - это сложнейшее ус-гво с огромным числом управляющих элементов, внешне он напо-" аналоговый пульт. На всех кнопках, клавишах и регуляторах при-^м|1яются привычные по аналоговым пультам обозначения. Так делается сознательно, чтобы меньше возникало трудностей при освоении пульта.

Качество звука цифрового пульта зависит от вида цифровой обработ­ки и от совершенства технологии аналого-цифрового преобразования сигналов при соединении с внешним оборудованием. Поэтому все ана­лого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи имеют 20-24 -битовое разрешение, причем для внутренней обработки сигналов раз­решение повышается до 32 бит, а для особо ответственных операций разрядность может повышаться до 64 или 96 бит. Во многих моделях пультов для достижения универсальности входы и выходы имеют пере­ключатели на разрешение 16 бит и 24 бит. На качество цифрового звука в случае сигналов низких уровней значительное влияние оказывают не­линейные искажения, причем эти искажения слышны даже при уровнях сигнала ниже уровня шума преобразователя. Поэтому применяются та­кие преобразователи, у которых уровень искажений на 20-30 дБ ниже уровня шумов. Кроме этого, в зависимости от назначения, требуется оптимизировать параметры аналого-цифровых преобразователей: для микрофонного канала, для линейного.

Для регулирования уровня сигнала в любой назначаемой точке в циф­ровых пультах используются моторизованные фейдеры. Функции уст­ройств частотной и динамической обработки - эквалайзера, компрес­сора, экспандера, лимитера и др. могут применяться в любом месте прохождения сигнала.

По уровню электроакустических параметров цифровые микшерные пульты близки к аналоговым.

Микрофоны

Микрофон - это устройство, преобразующее звуковые колебания воздушной среды в электрический сигнал. Для того, чтобы качество звука не ухудшалось микрофоном, он должен удовлетворять следующим ос­новным требованиям: уровень сигнала должен в необходимой мере пре­вышать уровень собственных электрических шумов, вызываемых элек­троникой и конструкцией; неизбежные линейные и нелинейные искаже­ния не должны превышать критических значений; одинаковая передача всего частотного диапазона звука источника. Выполнить эти требова­ния в полной мере в одной конструкции микрофона не удается, поэтому выпускается большое число микрофонов, специализированных на вы­полнении определенного вида задач. На качество звучания, в конечном счете, определяющее влияние оказывают выбор подходящего микро­фона и его размещение относительно источника. В связи с этим очень важно понимание того, какой тип микрофона необходимо применять в каждом конкретном случае. Для правильного же выбора микрофона не­обходимо иметь четкое представление о типах микрофонов, об их ос­новных характеристиках, об особенностях применения, связанных с принципами действия и конструкцией.

 

способу преобразования звуко-колебаний воздуха в электрический сигнал микрофоны делятся на следующие основные типы: электродинамические, конденсаторные, пье-нсгрические, угольные. В пределах каждого типа микрофоны различаются по устройству акустико-электрического преобразователя, по pe­rn преобразователя на звуковое!ние или его градиент. Такие различия приводят к зависимости характеристик микрофона от направления распространения звуковой волны. Поэтомуу существует много типов микрофонов, каждый из которых обладает определенными характеристиками Ценностями, полезными в определенных условиях применения.

Глава 4 Техника радиовещания

Микрофон SM7 фирмы SHURE

В радиовещании в основном используются электродинамические и конденсаторные микрофоны [2,19]. Принцип действия электродинамического (или динамического) микрофона состоит в том, что звуковая волна приводит в движение диафрагму с прикрепленной катушкой. Катушка находится в магнитном поле постоянного магнита, и при движении в аводится электродвижущая сила (э.д.с.) индукции, пропорционально перемещению диафрагмы. На выходе микрофона получается сигнал очень низкого уровня, поэтому его нужно усиливать до уровней, с которыми работают устройства обработки сигнала.

•Ж- электродинамическим микрофонам также относятся ленточные, в рых диафрагма в виде металлической ленты колеблется в поле по-нного магнита. Наводимая на концах ленты э.д.с. и является полез-iсигналом.

В конденсаторном микрофоне диафрагма является одной из пластин конденсатора. При колебаниях диафрагмы изменяется емкость конден­сора, и если к этому конденсатору приложить напряжение, то в элект-Вмеской цепи возникнут колебания тока. Колебания тока создают на резонаторе напряжение, пропорциональное перемещению диафрагмы. Затем это напряжение усиливается до определенного уровня. Внутреннее сопрротивление акустико-электрического преобразователя конденсатор­ное микрофона (так называемого капсюля) сильно зависит от частоты и в области низких частот составляет порядка 100 МОм, поэтому его нужно согласовывать с входным сопротивлением микрофонного усилителя. Поскольку сигнал конденсаторного преобразователя чрезвычайно слабый, Атай микрофон всегда имеет встроенный предусилитель, для которого необходим источник питания. Обычно для питания конденсаторного микрофона применяют источник постоянного напряжения 48 В, встроен­ный в микшерный пульт. Напряжение питания подается по тому же кабе­лю, что и полезный сигнал. Поэтому такая схема питания получила назва­ние «фантомного» (т.е. скрытого) источника питания. Для защиты преду-силителя от перегрузки напряжение фантомного источника плавно нара­стает при включении и также плавно уменьшается при выключении.

Разновидностью конденсаторных микрофонов являются электретные, в которых одна или обе пластины конденсатора делаются из электрета - материала, сохраняющего электрическую поляризацию после дей­ствия электрического поля. При колебаниях диафрагмы на пластинах возникает электрическое напряжение, пропорциональное перемещению диафрагмы.

Исходя из назначения микрофона - воспринимать звуковые колеба­ния - основным свойством микрофона является чувствительность, оце­ниваемая по величине напряжения, создаваемого микрофоном при воз­действии определенного звукового давления. Чувствительность опре­деляется конструкцией и принципом действия, зависит от направления звуковой волны относительно оси микрофона. Эта так называемая на­правленность микрофона имеет большое значение при использовании его на практике. Дело в том, что при многомикрофонной записи, напри­мер, оркестра, необходимо добиваться максимально возможного раз­деления сигналов от различных микрофонов, чтобы управлять уровнем и тембром отдельных инструментов. И здесь желательно, чтобы каждый микрофон «слышал» только «свой» инструмент. Направленность микро­фона выражается через характеристику направленности - зависимость чувствительности от угла между рабочей осью микрофона и направле­нием на источник при определенной частоте звука. Если эту зависимость представить в полярных координатах, получим диаграмму направлен­ности. Направленность микрофона зависит от частоты звука. На высо­ких частотах, когда размеры микрофона соизмеримы с длиной звуко­вой волны, направленность становится более выраженной.

Капсюли, по принципу преобразования энергии звуковой волны в механические перемещения диафрагмы, делятся на приемники давле­ния и приемники градиента давления.

В микрофоне - приемнике давления колебания диафрагмы пропор­циональны звуковому давлению, вызываемому звуковой волной. Устрой­ство приемника таково, что силы звукового давления действуют только на одну сторону диафрагмы. Если размеры приемника давления малы по сравнению с длиной звуковой волны, то давление не зависит от угла падения и диафрагма направленности в плоскости имеет форму круга, т.е. такой микрофон ненаправленный.

В приемнике градиента давления перемещение диафрагмы пропор­ционально разности давления по обеим сторонам диафрагмы. Прием-

эадиента давления принципиально направленный, поскольку мак-пьный перепад давлений создается волной, распространяющейся (ть оси диафрагмы, а минимальный - волной, распространяющейся

зндикулярно оси диафрагмы.

В зависимости от вида диаграммы направленности все микрофоны тся на ненаправленные, двусторонненаправленные, односторонненаправленные, остронаправленные («пушки»). Ненаправленный мйк-эн характеризуется тем, что его чувствительность не зависит от на-пения прихода звуковой волны. Такой микрофон применяют в тех паях, когда нужно воспринимать звуки со всех сторон, например, при еде за круглым столом. Диаграмма направленности ненаправленного микрофона близка (но не полностью) к окружности, двусторонненаправленного микрофона чувствительность максимальнав осевом направлении и противоположном ему, а минимальна в поперечном направлении. Диаграмма направленности такого микрофон имеет вид «восьмерки», и он характеризуется рабочей зоной около °, в пределах которой обеспечиваются приемлемые качественные параметры. Микрофон с приемником градиента давления обладает Внно таковыми свойствами направленности. Необходимо отметить, Характеристика направленности двусторонненаправленного микрофона (как и любого направленного микрофона) зависит от частоты зву->а именно, чем выше частота, тем направленность микрофона прояв-гся сильнее.

Односторонненаправленные микрофоны характеризуются значительно большей чувствительностью в фронтальной области, чем в тыльной, в зависимости от вида диаграммы направленности однонаправленные микрофоны делятся на кардиоидные и суперкардиоидные. Кардиоидные диаграмма получается в результате сложения ненаправленной диаграммы и «восьмерки». Максимум чувствительности кардиоидного мик­рофона приходится на осевое направление, а сигналы с других направлений ослабляются тем сильнее, чем больше от оси отстоит источник звука. Чем выше частота, тем в большей степени проявляется такая зависимость. Чувствительность с тыльной стороны хотя и не равна нулю, а минимальна. Такая особенность угловой зависимости чувствительности кардиоидного микрофона позволяет использовать его в тех случаях, когда необходимо выделить один источник звука из некоторой группы. Низкая чувствительность с тыльной стороны дает также возможность реньшать обратную акустическую связь, если тыльной стороной направлять микрофон на громкоговоритель. Р Диаграмма направленности суперкардиоидного микрофона отличается в основном меньшей чувствительностью с тыльной стороны микрофона и наличием двух точек минимума чувствительности. Другими словами, свойства направленности суперкардиоидного микрофона вы-кены в большей степени, чем у кардиоидного.

Среди однонаправленных микрофонов выделяют остронаправленные или гиперкардиоидные. Такие микрофоны практически чувствительны только для источников звука, расположенных по оси микрофона. Для усиления эффекта направленности и получения «микрофона- пушки» используют различные конструкции интерференционных труб. Эти мик­рофоны применяются в случаях, когда нет возможности поднести обыч­ный микрофон ближе к источнику.

Качество любого микрофона определяется прежде всего конструк­цией диафрагмы. Она должна быть очень тонкой, легкой и жесткой. Толь­ко тогда она может достаточно быстро реагировать на все акустические импульсы без возбуждения посторонних колебаний. В динамическом микрофоне важными являются конструкции магнитной системы и катуш­ки. Стремление повысить уровень сигнала за счет увеличения энергии магнитов может привести к металлическому, ненатуральному звуку.

Конденсаторные микрофоны подразделяются на микрофоны с малой и большой диафрагмой. Большая диафрагма повышает качество мик­рофона, но и усложняет его конструкцию, а, значит, они более дорогие, поэтому их используют только для студийной работы.

При всей простоте принципов работы микрофон представляет собой сложное и высокотехнологичное изделие, а поэтому характеризуется многими параметрами. Не вдаваясь в подробности, рассмотрим только те из них, которые в основном определяют качество звукопередачи и которые нужно принимать во внимание при выборе микрофона для кон­кретных задач [20]. Итак, к основным качественным параметрам отно­сятся: частотная характеристика, уровень предельного звукового дав­ления, уровень собственных шумов, нелинейные искажения, выходное сопротивление, номинальное сопротивление нагрузки.

Чувствительность микрофона определяется как отношение напряже­ния на выходе микрофона U к звуковому давлению Р на частоте 1 кГц и выражается в единицах мВ/Па. В общем случае чувствительность зави­сит от характера распространения волны. Например, если на микрофон приходят прямая и отраженная стенами студии волна, результат будет другим, если была бы только падающая волна. Поэтому вводится уточ­нение по условиям измерения. Если эти условия таковы, что на форми­рование звукового поля не сказываются отражения от окружающих по­верхностей (в том числе и от микрофона), то чувствительность, изме­ренная в этих условиях, называется чувствительностью по свободному полю Е = U / Р. Эта величина обычно и имеется в виду, когда говорят о чувствительности микрофона. В ряде случаев удобно пользоваться от­носительной величиной чувствительности, так называемым уровнем чувствительности N, равным двадцати десятичных логарифмов отноше­ния чувствительности к условной чувствительности, равной 1 В/Па.

Уровень наводимого сигнала микрофона зависит от сопротивления нагрузки, поэтому вводится понятие стандартного уровня чувствительности определяющего мощность, развиваемую микрофоном в номинальной нагрузке при звуковом давлении 1 Па. Стандартный уровень чувствительности для удобства представляется выражением в децибелахотношения напряжения, развиваемого на номинальном сопротивлении нагрузки при звуковом давлении 1 Па, к напряжению, соответствуютмощности 1 мВт. В паспортных данных на микрофон обычно приводятся чувствительность по свободному полю в осевом направлении I работе на согласованную нагрузку.

Частотная характеристика микрофона, представленная в виде зависимости уровня сигнала от частоты, отражает его свойство передавать i различной частоты. Если сигналы разных частот передаются одинаково, то частотная характеристика равномерная и графически изображается прямой, параллельной оси частот. Реальная частотная характеристика микрофона всегда неравномерная и отклоняется от прямой. Чем больше это отклонение, тем хуже. Частотная характеристика микрофонов выражается тремя параметрами: номинальный диапазон частот, эффективно воспроизводимый диапазон частот, неравномерность частотной характеристики. Первый параметр представляет собой диапазон частот, в пределах которого определяют характеристики микрофона, второй - разность максимальной и минимальной чувствительности в номинальном диапазоне частот, а третий - частотный диапазон, в пределах которого неравномерность частотной характеристики равна «установленному в документации на микрофон значению, предельный уровень звукового давления равен уровню звукового зния, при котором коэффициент гармонических искажений микро-i не превышает установленной величины (обычно 0,5%). Микрофон как электромеханическое устройство является источником шума. Для оценки этого шума вводится параметр «уровень собственных шумов». Он равен уровню эквивалентного звукового давления, вызывающего на выходе микрофона напряжение, эквивалентно напряжению от воздействия внешних помех при отсутствии звукового поля. Уместно напомнить, что уровень звукового давления определяется по отношению к звуковому давлению, равному Р_о = 2 ■ 10⁵ Щт.е. 1__ш = 20 1д(Р_ш/Р₀).

Разность между предельным уровнем давления и уровнем собственны х шумов называется динамическим диапазоном микрофона. Нелинейные искажения микрофона оцениваются по коэффициенту Нелинейных искажений. Как правило, его не приводят в рекламных проспектах и документации, поскольку он мал. Действительно, даже при максимально допустимом давлении он не превышает 0,5 %. - В определенном смысле микрофон является генератором электрического сигнала, и для неискаженной его передачи к устройствам зву­кового тракта необходимо выполнять известные условия согласования генератора с нагрузкой, а именно, если выходное сопротивление источ­ника равно сопротивлению нагрузки, то устанавливается режим согласованного включения источника и нагрузки, при котором на нагрузке выделяется максимальная мощность. Если сопротивление нагрузки зна­чительно превышает выходное сопротивление источника, то имеет ме­сто режим холостого хода, при котором напряжение на нагрузке почти в 2 раза больше, чем в случае согласованной нагрузки. При низком уров­не сигнала микрофона предпочтительнее режим холостого хода. Поэто­му для получения наилучшего режима включения микрофона, необхо­димо нормировать выходное сопротивление микрофона и номинальное сопротивление нагрузки. В общем случае выходное сопротивление R_j микрофона зависит от частоты, поэтому за выходное сопротивление принимается модуль комплексного сопротивления на частоте 1 кГц. За номинальное сопротивление нагрузки R_H принимается такое сопротив­ление нагрузки, при котором обеспечивается наилучший режим рабо­ты. Обычно рекомендуется, чтобы R_H в 3-5 раз превышало R,.

В зависимости от назначения и конструктивного исполнения суще­ствует много моделей микрофонов: ручные, закрепленные на стойках и растяжках, петличные, настольные. Ручные микрофоны обычно однонап­равленные, причем многие модели микрофонов имеют переключаемые диаграммы направленности, различные фильтры, дискретный аттеню­атор на 10-20 дБ, а также выключатели. Особенно высококачественные микрофоны подвешиваются на упругих растяжках для изоляции акусти­ческих помех, возникающих от стойки или пола.

Петличные микрофоны имеют очень малые размеры, высокочувстви­тельны и крепятся на одежде с помощью зажима. Они обычно ненап­равленные, содержат фильтр низких частот для уменьшения помех от одежды.

По назначению микрофоны делятся на монофонические и стереофо­нические. Конструктивно стереофонический микрофон состоит из двух одинаковых направленных микрофонов, расположенных друг под дру­гом, а их оси составляют острый угол.

Завершая обзор моделей микрофонов, следует рассмотреть так на­зываемые цифровые и ламповые. Под цифровым понимается микрофон со встроенным аналого-цифровым преобразователем, а под ламповым - микрофон с ламповым предусилителем. Каких-либо явных преиму­ществ по сравнению с обычными указанные микрофоны не имеют.

Для того чтобы иметь представление об уровне современных микро­фонов, рассмотрим основные их параметры. Самыми качественными считаются конденсаторные, хотя количественные значения параметров динамических и конденсаторных микрофонов близки [21]. Номинальный диапазон частот - 10 Гц - 25 кГц, чувствительность - несколько мВ/Па, предельный уровень звукового давления - более 140 дБ, уровень соб­ственных шумов достигает 10 дБ. Выходное сопротивление у всех мик­рофонов различное и изменяется в довольно широких пределах - от нескольких десятков до сотен Ом.

 

Радиомикрофоны

В зависимости от способа передачи сигнала микрофона на канал ра­диовещания микрофоны делятся на проводные и беспроводные (радио­микрофоны). В проводном микрофоне связь с микшерным пультом или магнитофоном осуществляется по кабелю через разъемы типа XLR. Для защиты от помех используется симметричный кабель с двумя провода­ми в экранирующей оплетке. Разъемы XLR обеспечивают надежное в электрическом и механическом отношении соединение. Однако в ряде случаев, когда ведущему или исполнителю требуется свобода переме­щений, соединительный кабель сильно мешает.