Граница микрофона (или микрофона зоны давления) представляет собой один или более мелкие всенаправленной или кардиоидной конденсаторный микрофон капсула (ы) , расположенных вблизи или на одном уровне с краем (поверхности) , такие как пол, стол, или на стене. Капсула (и) обычно устанавливается на плоской пластине или в корпусе. Конструкция обеспечивает направленную диаграмму направленности захвата в полупространстве при выдаче относительно фазово-когерентного выходного сигнала.
Граничный микрофон можно использовать в качестве фортепианного микрофона, поместив его внутри крышки пианино, что позволяет лучше улавливать фортепианную смесь резких ударных переходных процессов и мягких оттенков, чем другие варианты микрофона. Пограничные микрофоны используются на хоккейных досках для звуковых эффектов проверки тела . Они также обычно используются для записи звука в помещении, например, в конференц-зале, путем крепления на стене или столе. Когда используется для записи солиста или небольшого музыкального ансамбля вместе с акустикой помещения (например, реверберация) граничный микрофон предотвращает фазовую интерференцию между прямым и отраженным звуком, в результате чего получается естественный звук с более плоской частотной характеристикой, чем можно получить с микрофоном, установленным на стойке, на том же расстоянии (объяснение ниже).
Граничные микрофоны обычно дешевле, чем другие микрофоны, хотя, тем не менее, существует ряд ценовых категорий, которые варьируются в зависимости от количества капсул и отсутствия или наличия дополнительных функций, таких как переключатели, возможности беспроводной связи и рычаги для переместите капсулу (ы). Поскольку это конденсаторные микрофоны, им требуется фантомное питание . Граничные микрофоны имеют относительно плоский профиль, их преимущество заключается в том, что они менее навязчивы визуально, например, когда они размещаются на столе для переговоров, на полу или на сцене музыкального театра . В то же время размещение микрофона на столе или на полу может увеличить вероятность появления нежелательных звуков от контакта предметов или частей тела с этими твердыми поверхностями.
Развитие и функционирование
В начале 20 века физик Людвиг Прандтль изучал движение воздуха и аэродинамические силы между воздухом (или жидкостью) и объектом. 8 августа й 1904 г. он выступил с новаторской бумагой, Uber Flüssigkeitsbewegung Bei SEHR Клейнера Reibung ( О движении жидкостей в опилках трения ), на третьем международном математическом конгрессе в Гейдельберге . [1] [2] [3] В этой статье он описал пограничный слой и его важность для сопротивления и обтекания . В статье также описывается отрыв потока в результате пограничного слоя. Он обнаружил, что некоторые молекулы воздуха «прилипают» к объекту. Место рядом с объектом называлось «пограничным слоем», потому что оно находилось между объектом (без движения воздуха) и свободным потоком воздуха за ним.
В 1978 году звукорежиссеры Эд Лонг и Рон Викершем изучали влияние пограничного слоя на звукозапись. При исследовании микрофонов 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, в которой волны останавливались на границе, называлась «полем давления» или «зоной давления». Они также отметили, что использование микрофона в этой установке приводит к увеличению 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, размещенный на твердой граничной поверхности или на несколько дюймов выше нее, улавливает желаемый прямой звук, а также задержанный звук, отражающийся от граничной поверхности. Прямые и задержанные отраженные звуки будут объединяться в микрофоне для создания гребенчатой фильтрации с конструктивными и деструктивными помехами, вызывающими пики и спады в частотной характеристике . [4] Время задержки отражения для большинства микрофонов находится в диапазоне от 0,1 до 1 миллисекунды, что соответствует частотам подавления в несколько килогерц и кратно октавам. Поскольку эти частоты слышны, эффекты подавления также слышимы и, как говорят, « окрашивают » полученные аудиосигналы.
Путем размещения диафрагмы микрофонного капсюля параллельно и лицом к границе пластины, обеспечиваемой корпусом микрофона, задержка отраженного звука уменьшается, и результирующие частоты помех гребенчатого фильтра достаточно высоки, чтобы выходить за пределы слышимого диапазона.
Термины «граничный микрофон» и «микрофон зоны давления» (или PZM) относятся к одной и той же общей конструкции. PZM - торговая марка Crown. Торговая марка Crown в этом подходе - «Phase Coherent Cardioid» 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 котором конденсаторный капсюль располагался немного выше, чем опорная пластина. Один источник 1986 года использует альтернативный термин «барьерный микрофон» для обозначения подхода граничного микрофона. [5]
Возможности варианта
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 сочетается с поверхностью, на которую они будут помещены или на которой будут установлены, по порядку. чтобы еще больше уменьшить навязчивость микрофона. Некоторые граничные микрофоны поставляются с маской для окраски, чтобы облегчить индивидуальную окраску корпуса. Пользовательская окраска может использоваться для обеспечения точного совпадения цвета со стеной 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 установки на стол, не обязательно должна быть такой сверхпрочной, так как она находится в месте, где она относительно безопасна от ударов. С другой стороны, граничный микрофон, предназначенный для использования на сцене музыкального театра, с гораздо большей вероятностью столкнется с ударами (например, на него наступят), поэтому для него требуется прочный толстый стальной корпус. Другой вариант корпуса - это размер. Когда важно скрыть микрофон, например, при производстве пленки, может быть желателен корпус меньшего размера. Пограничный микрофон Sanken CUB-01 имеет диаметр 32 мм и высоту 12 мм, что упрощает его скрытие при съемке на телевидении и в кино, а также его легче перемещать или временно устанавливать в определенных местах (например, приклеивать его на внутренний потолок автомобиля).
Микрофоны поверхностного слоя могут иметь разъемы XLR или 1/4 "TRS. Некоторые используют разъемы mini-XLR или 1/8" TRS. Некоторые граничные микрофоны имеют переключатель «спада низких частот», чтобы уменьшить громкость в низкочастотном диапазоне, например, в тех случаях, когда микрофон будет использоваться для улавливания речи. Crown PZM-30D имеет переключаемый фильтр, который позволяет переключаться между ровным откликом и «более ярким» звуком. Граничные микрофоны Shure Microflex имеют встроенный предусилитель, что означает отсутствие необходимости в фантомном питании. Это важно для людей, использующих микрофоны с потребительскими товарами, такими как домашние видеокамеры, которые обычно не обеспечивают фантомное питание. Граничный микрофон CBM1 от Gold Line и Sound Grabber II от Crown также имеют внутреннюю батарею для питания конденсатора.
Граничный микрофон BLM 3 компании Schoeps необычен тем, что у него есть капсюль «датчик давления», которая обеспечивает полусферическую диаграмму направленности.
AKG PZM11 - атмосферостойкий пограничный микрофон. Его можно установить на открытом воздухе в таких местах, как проезжие переулки для ресторанов быстрого питания, будки для платных дорог и охранные домофоны. Он имеет пластиковую мембрану, которая защищает капсулу от дождевой воды.
Направленный граничный микрофон
Направленный микрофон границы является границей микрофона с направленной диаграммой направленностью , такие как кардиоидные или суперкардиоидные. Один из методов создания направленного граничного микрофона - это установка панелей (твердых поверхностей) рядом с всенаправленным микрофонным капсюлем.
Другой метод создания направленного граничного микрофона заключается в использовании направленного микрофонного капсюля малого диаметра (1 см или меньше), установленного на граничной поверхности, при этом ось микрофона параллельна поверхности. Как показано в технических данных производителя, микрофонный капсюль сохраняет свою направленность (кардиоидную или суперкардиоидную диаграмму направленности) и предотвращает гребенчатую фильтрацию, удерживая фазовые помехи выше слышимого диапазона. [6]
Примеры включают:
- Crown Audio PCC-160 представлен в январе 1985 года.
- Shure SM-91, который также обычно используется внутри бас-барабана для усиления звука.
- Audio-Technica U843R, который имеет три кардиоидных конденсаторных элемента на одной пластине корпуса, что позволяет использовать несколько выбранных пользователем схем захвата (рычаги позволяют переориентировать капсулы; также можно включать и выключать отдельные капсулы).
Предшественником направленного граничного микрофона был направленный микрофон, помещенный в мышь Electrovoice Mic Mouse, пеноблок, который подвешивал обычный микрофон горизонтально прямо над поверхностью. Поскольку диафрагмы обычных микрофонов относительно велики (> 1 см в диаметре), 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; освоение работы танцевальных коллективов; прослушивание речи за столами для конференций, в залах заседаний и за кафедрой в церкви; и запись небольших музыкальных ансамблей или солистов.
Микрофоны поверхностного слоя, предназначенные для использования в зале заседаний, могут иметь ряд дополнительных функций, которые могут быть полезны при настройке конференции, такие как светодиодный индикатор включения, переключатель включения-выключения (или кнопка «нажми и говори» или «отключи звук»), а также возможность беспроводной связи, что позволяет легко менять положение во время мероприятия.
Рекомендации
- ^ Толлмин, Уолтер; Шлихтинг, Германн; Гёртлер, Генри; Riegels, FW (1961), Tollmien, Walter; Шлихтинг, Германн; Гёртлер, Генри; Riegels, FW (ред.), "Über Flüssigkeitsbewegung бей зеЬг Клейнер Reibung", Прандтль Gesammelte Abhandlungen: цур angewandten Mechanik, Гидро унд Aerodynamik (на немецком языке ), Springer Berlin Heidelberg, стр 575-584,. Дои : 10.1007 / 978 -3-662-11836-8_43 , ISBN 9783662118368
- ^ Андерсон, Джон Д. (2005). "Пограничный слой Людвига Прандтля". Физика сегодня . 58 (12): 42–48. Bibcode : 2005PhT .... 58l..42A . DOI : 10.1063 / 1.2169443 . ISSN 0031-9228 .
- ^ IUTAM симпозиум по Сто лет пограничного слоя исследований: материалы IUTAM симпозиума в DLR-Геттингене, Германия, 12-14 августа 2004 года . Международный союз теоретической и прикладной механики. Дордрехт: Спрингер. 2006. ISBN 1402041497. OCLC 122941795 .CS1 maint: другие ( ссылка )
- ^ Бартлетт, Брюс (2009). « Микрофон поверхностного слоя ».
- ↑ Пасторальная музыка, том 11, Национальная ассоциация пасторальных музыкантов, 1986. Страница 28
- ^ а б Бартлетт, Брюс (2013). "Зачем ставить микрофон на пол?" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 30 апреля 2016 года . Проверено 12 октября 2017 .
Внешние ссылки
- Конденсаторный микрофон PZM - четкое и лаконичное описание
- Микрофоны зоны давления - история и другая информация
- Два разных типа граничных микрофонов
- Меморандум о 22-летии микрофона Crown (включает раннюю историю PZM)
- Основы граничного микрофона / PZM