Vrste prijema zvuka kod mikrofona

Omnidirekcioni, bi-direkcioni, kardioidni? Ako ste se nekada pitali šta znače ove oznake za polarne šeme kod mikrofona, u ovom tekstu objasnićemo ih detaljnije.

Po definiciji, mikrofonska polarna šema (polar pattern) predstavlja trodimenzionalni prostor oko mikrofonske kapsule koji je najviše osetljiv na zvuk.

Postoje 3 osnovne polarne šeme, i to:

  • Omnidirekciona
  • Bi-direkciona, poznatija kao “osmica”
  • Kardioidna

Na sledećoj slici možete pogledati njihov izgled u odnosu na mikrofon (crni krug):

Izgled polarnih šema kod mikrofona

Prema dijagramu, možemo izvući sledeće zaključke:

  • Mikrofon 1 ima omnidirekcionu polarnu šemu, što znači da je celokupan prostor oko mikrofona označen crvenom bojom podjednako osetljiv na prijem zvuka
  • Mikrofon 2 ima bi-direkcionu (osmica) polarnu šemu kod koje je prijem zvuka fokusiran ispred i iza mikrofona (plavi krugovi), dok se zvuk koji dolazi sa strane ignoriše
  • Mikrofon 3 ima kardioidnu prijemnu šemu kod koje je prednja strana mikrofona najosetljivija, leva i desna strana imaju smanjenu osetljivost, a zvuk iza mikrofona se ignoriše

Pored ovih osnovnih šema, postoje i varijacije istih, a dve narasprostranjenije su:

  • Superkardioidna – slična kardioidnoj, ali je kod nje prednji prostor nešto uži nego kod kardioidne i postoji manji prostor sa zadnje strane koji je takođe osetljiv na prijem zvuka
  • Hiperkardioidna – slična superkardioidnoj, u odnosu na nju prednji prijemni prostor je dodatno sužen, dok je zadnji prijemni prostor nešto veći

Kardioidne polarne šeme kod mikrofona

Pojedini profesionalni mikrofoni omogućuju izbor između više polarnih šema pomoću prekidača na samom mikrofonu kako bi se bolje prilagodili prostoru i nameni, ali o njima ćemo detaljnije u daljem tekstu.

Standardni mikrofoni uglavnom dolaze sa kapsulom kod koje je fabrički podešena polarna šema i nije je moguće naknadno promeniti bez zamene kapsule.

Nastanak polarnih šema mikrofona

Pre nego što pređemo na primenu polarnih šema, objasnićemo prvo tehnologiju koja stoji iza njih kako bi bolje razumeli njihov način rada. U najranijim danima razvoja mikrofona postojale su samo dve vrste polarnih šema, i to omnidirekciona i “osmica”.

Omnidirekcioni mikrofoni su najjednostavniji i rade tako što mere zvučni pritisak na mikrofonskoj membrani (dijafragmi). Obzirom da mere pritisak koji dolazi iz jedne tačke u prostoru, podjednako su osetljivi na zvuk koji dolazi iz svih pravaca.

Za razliku od omnidirekcionih, “osmica” mikrofoni mere razliku u pritisku sa obe strane mikrofonske membrane. Ovaj način rada znači da su veoma osetljivi isped i iza membrane, ali gotovo potpuno “gluvi” levo i desno od iste.

Daljim istraživanjem prijema zvuka kod mikrofona, neko je došao na ideju da iskombinuje signal iz omnidirekcionog i osmica mikrofona, čime su dobijeni sledeći rezultati:

  • Ispred mikrofona – pozitivni signali oba mikrofona se kombinuju za 2x jači signal
  • Sa strane – signal iz omidirekcionog ostaje isti jer nema signala iz osmice
  • Iza mikrofona – negativni signal osmice poništava pozitivni signal omnidirekcionog mikrofona pa mikrofon postaje “gluv” sa zadnje strane

Rezultat ovog eksperimenta je danas poznat kao standardni kardioidni mikrofon, a na slici ispod može se videti njegova šema:

Dijagram kardioidnog mikrofona

Sledeći korak u evoluciji mikrofona nastao je kao ideja da se prijem kardioidnog mikrofona još više usmeri tako što će se u ukupnom zvuku miksovati više signala iz “osmice”, a manje signala iz omnidirekcionog.

Rezultujući mikrofon ima uže prednje prijemno polje jer je smanjena osetljivost sa leve i desne strane, ali se kao sporedni efekat takođe javlja i manje polje osetljivosti sa zadnje strane mikrofona obzirom da sada slabije omnidirekciono polje ne može u potpunosti da negira signal iz “osmice”.

Ovi mikrofoni su danas poznati kao superkardioidni i imaju još užu verziju koja se naziva hiperkardioidnom. Ne slici ispod može se videti šema kombinovanja omnidirekcionog i duplo jačeg “osmica” signala.

Dijagram superkardioidnih i kardioidnih mikrofona

Mikrofoni sa više polarnih šema

Obzirom da različite polarne šeme imaju različite namene u zavisnosti od prostora i toga šta se konkretno snima, audio inženjeri su došli na ideju kako da u jednom mikrofonu ugrade više polarnih šema.

Kombinovanjem dve kardioidne kapsule okrenute leđima jedna drugoj u istom mikrofonu, moguće je stvoriti praktično bilo koju poznatu prijemnu šemu, na primer:

  • Kombinovanjem oba kardioidna signala dobija se omnidirekciona polarna šema
  • Kombinovanjem oba ali obrtanjem polariteta jednog dobija se osmica
  • Isključivanjem jednog kardioidnog signala ostaje samo čista kardioidna šema

Iz ovog dizajna nastali su svi multi-pattern mikrofoni koji se danas koriste.

Kada koristiti kardioidne mikrofone?

Prednost kardioidnih mikrofona je vrlo jednostavna – snimaju prema poziciji ka kojoj su okrenuti dok ignorišu većinu zvuka iz ostalih pravaca. Ovo ih čini pravim izborom za snimanje vokala, ali i za sledeće manje očigledne namene:

  • Ozvučenje bubnjeva – sa brojnim instrumentima na uskom prostoru, izolacija možda deluje nemoguće, ali se uz pravi izbor kardioidnih mikrofona i dobro pozicioniranje mogu se dobiti veoma zadovoljavajući rezultati
  • Muzika uživo – na bini gde zvuk dolazi iz raznih pravaca kardioidni mikrofoni su odličan izbor koji veoma efikasno izolira izvođača od ostatka prostora čime se sprečava neželjeni feedback efekat
  • Prostorije sa lošom akustikom – ozvučenje izbliza sa kardioidnim mikrofonima daje odlične rezultate u sprečavanju reflektovanja zvuka

Iako deluju kao odličan izbor za većinu primena, kardioidni mikrofoni imaju i neke nedostatke, a dva najbitnija su:

  • Kolorisanje zvuka van ose – kod većina kardioidnih mikrofona sa udaljavanje izvora zvuka od prednje ose gde je mikrofon najosetljivi na prijem zvuka dolazi do pada visokih frekvencija čime se zvuk negativno menja, pa ovo može biti veliki problem sa neiskusnim pevačima koji često pomeraju glavu
  • Efekat blizine – fenomen ekskluzivan za kardioidne mikrofone, prouzrokuje veći skok u bas frekvencijama kada je izvor zvuka previše blizu mikrofona pa može imati negativan uticaj na ukupni zvuk

Superkardioidni i kardioidni mikrofoni se najčešće koriste u filmskoj idustriji, konferencijskim salama i drugim sličnim mestima, dok se u muzici i studiju veoma retko koriste jer je kod njih kolorisanje zvuka izvan ose prijema još izraženije  u odnosu na kardioidne.

Kada koristiti omnidirekcione mikrofone?

Iako je njihova popularnost drastično opala od pronalaska kardioidnih mikrofona, omnidirekcioni mikrofoni su i dalje nezamenljivi u pojedinim situacijama, a neki od primera njihove primene su:

  • Snimanje zvuka u celoj prostoriji – na primer izolovane prostorije za bubnjeve
  • Snimanje širokog izvora zvuka – na primer snimanje celog orkestra ili hora
  • Snimanje izvora zvuka koji se kreće – na primer snimanje izvođača koji se pomera po bini
  • Snimanje u stereo režimu – uobičajena A/B tehnika koristi omnidirekcione mikrofone

U poređenju sa kardioidnim mikrofonima, omnidirekcioni mikrofoni imaju sledeće prednosti:

  • Imuni su na efekat blizine
  • Niži sopstveni šum
  • Frekventni opseg koji je tipično za čitavu oktavu niži
  • Manje kolorisanje zvukova koji nisu u osi

Poslednja prednost je posebno izražena kod omnidirekcionih mikrofona sa malom membranom pa se ovakvi mikrofoni gotovo uvek koriste tamo gde je potrebno precizno merenje zvuka.

Kada koristiti osmica mikrofone?

Iako na prvi pogled ne deluju nešto preterano korisno, osmica mikrofoni itekako imaju svoje primene. I ne, nije u pitanju popularni kliše za snimanje dueta sa pevačima koji koriste jedan mikrofon okrenuti jedno ka drugom, takva situacija se u praksi gotovo nikad ne dešava. Osmica mikrofoni se najčešće koriste u sledeće 3 situacije:

  • Za stereo snimanje
  • Sa tzv. “ribbon” mikrofonima
  • Za maksimalnu izolaciju od zvuka koji nije u osi

Za stereo snimanje, dva osmica mikrofona se koriste za formiranje tzv. Blumlain-ovog para, ili pak za Mid/Side stereo tehniku.

Kod ribbon mikrofona, fizičke karakteristike mikrofona su takve da on najčešće ima osmica polarnu šemu zbog samog dizajna, pa oni koji vole detaljan zvuk ovih mikrofona treba da budu spremni na ovaj kompromis.

Za izoliranje instrumenata izbliza, osmice su idealne zato što potpuno odbijaju zvuk koji dolazi sa strane. Uz pametno pozicioniranje mikrofona, sa njima je moguće postići daleku bolju izolaciju nego sa bilo kojom drugom polarnom šemom, a jedan od uobičajenih trikova je i postavljenje materijala koji apsorbuje zvuk sa druge strane mikrofona kako bi se blokirao prijem neželjenog zvuka.

Ovim tekstom smo ukratko pokrili sve što treba da znate o prijemnim šemama, bilo da čitate o mikrofonima samo iz znatiželje ili pak želite da se profesionalno bavite snimanjem. Ukoliko imate neki komentar ili sugestiju, slobodno nam pišite ispod.

Recite nam svoje mišljenje...