Микрофоны в компьютерной практике. Часть 1. Who is who?

В любой звуковой карте есть микрофонный вход. Внешняя, внутренняя или встроенная саундкарта - не столь важно. И куда она вставлена/подключена, в десктоп или ноутбук - тоже вторично. Микрофонный вход был и будет неизменным атрибутом компьютерного звука. Разве что с годами лучшеет качество, да прибавляется число каналов (скоро все микрофонные входы обещают быть стереофоническими). Однако наличие микрофона в комплекте с мультимедийным компьютером - абсолютный нонсенс. Микрофон, встроенный в ноутбуках, на пару с бортовым «звуковушным» усилителем - баловство одно. Считается, пользователь сам разберется, какой конкретно микрофон/усилитель прикупить в случае необходимости.

Пока мало кто из нас использует микрофоны по делу. Но не за горами компьютерный ввод и распознавание речи. Уже сейчас имеются эффективные программы, как платные (в том числе отечественные), так и... понятно какие. Неизменный рост свободных вычислительных ресурсов позволяют с оптимизмом смотреть в этом направлении.

Микрофонов и микрофончиков продается сплошь и рядом неимоверное количество. От разнообразия моделей и фирм рябит в глазах. Мировая промышленность штампует в год десятки миллионов микрофонов! Плюс штучная ручная сборка. Цена - от нескольких десятков рублей до тысяч долларов. Короче, ставим задачу: нужен качественный микрофон для музицирования, караоке и распознавания речи, причем желательно чтобы не только с компьютером дружил, но и с прочим бытовым аудио. В разряд музицирования попадает любительская запись вокальных потуг и музыкальных инструментов. При этом выдвигается главное условие: цена должна быть минимальной, но не в ущерб качеству.

Перед погружением

Отметим, что предлагаемый вашему вниманию тест не является сравнительным. Микрофоны подразделяются на целый ряд «гостированных» классов (бытовые, студийные и т. п.) и ряд неофициальных подклассов, вдобавок в рамках каждого подкласса расплодились ценовые диапазоны. Рассмотреть хотя бы несколько моделей, перебрав все подклассы - получится слишком утомительно, заинтересует лишь узких специалистов. Поэтому предпочли выборочный подход. Фактически цель такова: прояснить критерии-подходы выбора покупки на примерах того или иного микрофона.

Микрофоны для данного теста отбирались методом проб и ошибок. Некоторые модели не прошли по «звучанию», остальные были отвергнуты по иным причинам (завышенная цена и т. д.). Именитость производителя игнорировалась: что было в продаже (в Москве) на текущий момент, то и пошло в ход.

Скажу сразу: найти хороший микрофон дешевле 20 долларов - из области фантастики. Это будет либо короткоживущая подделка, либо никуда негодный полный отстой. Не купитесь на именитую вывеску (Panasonic, Sony или Philips и т. п.), поскольку даже самые крутые «брэнды» по долгу службы лепят «игрушечные» микрофоны. Имеет смысл покопаться среди «нераскрученных» производителей, которые за свое имя не дерут втридорога, а вовсю используют качественные комплектующие. Так, мало кто знает, что фирменный микрофонный капсюль, выпускаемый в Японии крупными сериями тем же «Панасоником», стоит два доллара, а заделанный в корпус и упакованный в коробку с некой маститой торговой маркой уже потянет либо на 12 долларов, либо на 120 (!) в зависимости от ловкости производителя.

Особо внимательными надо быть с микрофонами из аксессуаров к плеерам или диктофонам. Как правило, такие микрофоны «заточены» (например, имеют уникальное сопротивление и чувствительность) под конкретную модель, или негласно «привязаны» (например, специфическим питанием) к фирме производителю. Кстати, цена подобных аксессуаров просто дикая.

Нелишне помнить, что качественные фирменные микрофоны в виде петличек не смотря на свои смешные размеры имеют совсем несмешную цену. Полштуки баксов для них не предел.

Да! Стереомикрофоны - пока вне теста. С ними предстоит отдельный разбор полетов.

Итак, участники поименно. Nady (www.nady.com) - американская компания, на микрофонах съевшая не один пуд соли, представляет популярную потребительскую модель. Про германскую TerraTec (www.terratec.ru) мы уже все уши прозвенели (см. www.terralab.ru/multimedia/34543, ../multimedia/34504), теперь фирма отметилась любопытным мультимедийным микрофоном. Чистокровно китайская BBK (www.bbk.ru), стремительно взбирающаяся на музыкальный Олимп, повсеместно не слазит с рекламных щитов (ярко-голубеньких таких). Среди вороха ее продукции откопалась интересная модель очень недорогого микрофона, судя по описанию предназначенная для «профессионального» караоке. Suzuki (www.suzukimusic.com) - эта фирма уходит своими корнями понятно куда, в Японию! Названная по фамилии основателя, с 1953 года остается семейной компанией, хотя имеет отделения по всему свету. Специализируется на клавишных (наиболее известны электроорганы Hammond), губных гармошках, гитарах, ударных и прочих профессиональных и учебных инструментах, но не брезгует и усилителями, и наушниками. Микрофоны Suzuki выделяются скромной ценой при завидных (честно указанных) параметрах. В частности, нормальной ценой правильного конденсаторного микрофона считается сумма порядка 500 долларов, а Suzuki предлагает флагманскую модель в три с лишним раза дешевле.

В тесте не принимает участие легендарный Shure SM58 по той простой причине, что хотя ему пока еще нет конкурентов (в своем классе вокальных студийно-концертных), но выложить под 200 долларов за скромный по виду динамический микрофон - для этого еще созреть надо.

Принцип действия динамического микрофона как бы проходят в школе. Не взыщите: «повторение - мать учения». Свое название этот тип микрофона получил от слова динамик. По сути, имеет аналогичный диффузор с магнитом и перемещающейся катушкой, только наоборот: не излучает звук, а реагирует на акустические колебания-волны (распространяющиеся в воздухе), тем самым генерируя переменное напряжение. Следовательно, обычный динамик можно приспособить в качестве микрофона. Лучше всего для этой цели подойдут высокочувствительные наушники вкладыши-капельки с легкими диффузорами-катушками. Конечно, в серьезном деле сия «приспособа» не заменит настоящего микрофона.

Конденсаторный микрофон изобрели почти сразу же с динамическим, в первой половине 20-го века. В двух словах принцип следующий. Тоненькую подвижную мембрану с напыленным электродом помещают вблизи массивной пластины - другого электрода. Между ними - воздух, диэлектрик. На оба электрода подают постоянное напряжение. В результате как на пластине, так и мембране создается заряд, и вместе они образуют емкость. Колебания мембраны вызывают изменение емкости, как следствие изменяется ток. Далее образующийся сигнал подают на усилитель по току. В отличие от динамических, конденсаторные микрофоны могут обеспечить равномерно высокую чувствительность в более широком диапазоне частот.

Электретный микрофон придумали относительно недавно. Не влезая в дебри, замечу: он представляет собой облегченно-усушенный вариант конденсаторного микрофона.

Направленность микрофонов различается-определяется по форме кривой диаграммы чувствительности, снятой в полярных координатах (как правило), излучая звук на заданной частоте. А поскольку направленность любого микрофона на разных частотах существенно различается, то диаграмм таких - целое семейство. У ненаправленного микрофона зависимость чувствительности от угла отклонения не выражена, звуки со всех сторон улавливаются примерно одинаково. Направленные микрофоны классифицируются следующим образом: кардиоида (этакая вишенка), суперкардиоида (вытянутая вдоль нулевой оси кардиоида), гиперкардиоида (еще более вытянутая кардиоида), восьмерка (гантель влево и вправо). Ясно, когда необходимо минимизировать посторонние звуки, приходящие с тыла-сбоку, или когда отсутствует возможность приблизиться к источнику звука, то следует применять микрофон с соответствующей направленностью.

Существуют еще и остронаправленные микрофоны, так называемые пушки (shotgun). Они имеют вытянутую трубоподобную рабочую камеру со специальными прорезями, увеличивающими градиент сил, воздействующих на диафрагму.

Всем направленным микрофонам свойственен эффект близости (proximity), который выражается в подъеме чувствительности на низких частотах по мере приближения источника звука. В целях коррекции применяют отключаемый фильтр, подавляющий нежелательно «задранные» басы.

Чувствительность микрофона можно измерять-оценивать по-разному. Чем беззастенчиво пользуются ушлые производители. И что прекрасно видно (единицы измерений, где «+», где «–», дБ, где мВ) из приведенной выше таблицы. В соответствии со стандартом МЭК 60268-4, уровень чувствительности определяется как среднеквадратичное напряжение на выходе микрофона при нагрузочном сопротивлении 1 кОм на частоте 1 кГц, когда воздействует акустическое давление 1 Па (эквивалентно 94 дБ). Измерять чувствительность по правилам - занятие муторное и дико дорогое, посему частенько прибегают к косвенным методам. Чувствительность современных конденсаторных микрофонов находится в пределах от 8 мВ/Па до 40 мВ/Па¹. Попытка пересчитать каким то образом измеренные относительные дБВ/Па (и гордо указанные!) в объективные В/Па, используя официальный опорный уровень 0,00002 Па (94 дБ = 1 Па), может привести к заблуждению.

Предельное звуковое давление - некий уровень (относительно опорного), при котором искажения не превосходят некого заданного значения на принятой (1 кГц) частоте. Если коэффициент искажений производителем при этом не указан, то остается либо верить, что в пределах законных 0,5%, либо попросту не обращать внимания на данный показатель. Так, уровень 140 дБ (относительно акустического давления 0,00002 Па) соответствует громкости звука взлетающего над головой самолета. Тогда микрофон с указанным максимальным Sound Pressure Level, равным 140 дБ, сей рев турбин всяко зарегистрирует. Остается выяснить с какими искажениями. Естественно при этом пользователь должен заранее побеспокоиться и выставить мизерный уровень усиления, чтобы предотвратить «обрезание» сигнала, поступающего микрофона.

Гораздо важнее знать уровень собственных (электрической природы) шумов микрофона. Как бы ни была высока чувствительность, в случае неслабого фона реальный динамический диапазон микрофона окажется грустным. Однако мало кто из производителей говорит про собственный фон, разве что самые крутые сподобятся, да и то лишь для «эксклюзива» (для тестируемых моделей, попавших в разряд недорогих, не указали). Причин тому несколько. Во-первых, стандартов существует-уживается несколько (IEC651, CCIR 468-2/3, ГОСТ16123-88). Во-вторых, нередко используют такой параметр, как соотношение сигнал/шум, которое, увы, измеряется опять-таки по-разному. В-третьих, чтобы не отпугнуть неискушенного покупателя. В общем, мешанина та еще. Ориентироваться в разнобое значений крайне тяжело. Для студийных конденсаторных микрофонов значения сигнал/шум находятся в диапазонах от 74 до 64 дБ согласно CCIR, и от 84 до 74 дБА, если измерять в соответствии с IEC651¹.

К собственному шуму микрофона поневоле добавляется шум, превносимый кабелем-шнуром. Качественный кабель менее чувствителен к внешним переменным магнитным полям: скрутка жил-пар гуще, экран плотнее, медь чище. Да и вообще правильный микрофонный кабель гибче и долговечнее (устойчивее к перемалыванию). Помните: сигнал с микрофона идет слабенький, какие то несчастные милливольты. Донести такой сигнал на 3-10 метрах кабеля, не нахватав грязи по дороге - ответственная техническая задача. Разъемы микрофонного кабеля так же играют огромную роль, особенно если микрофон перманентно «ходит по рукам». Сэкономив на «мелочах», получишь постоянную головную боль (в виде щелчков, треска и скрежета) в процессе работы.

Наконец, пару слов а размере диафрагмы микрофона. Чем больше - тем выше чувствительность, но тем сложнее соблюсти нейтральность в частотном отклике. Например, микрофонам с дюймовой диафрагмой свойственно раскрашивать звук (тембрально). Посему маститые производители неустанно колдуют над приятным «звучанием» вокально-инструментальных микрофонов. Читать дальше >>>

1. Алдошина И.А. Акустическая метрология. Часть 5. Электроакустические параметры микрофонов. (2002, www.installpro.ru) [вернуться]