Τα μικρόφωνα και εμείς
του ZAINEA LIVIU
article from SOUND AND VISION , GREECE
Κάπου, στο1827, ο Wheatstone χρησιμοποίήσε
για πρώτη φορά την λέξη '' μικρόφωνο ''για μια ακουστική
συσκευή που έκανε ενίσχυση των αδύναμων ήχων. Ήταν ο καθηγητής
Hughes στο Λονδίνο το Μάιο του 1878 που έδωσε συνέχεια στον
όρο μικρόφωνο χρησιμοποιώντας πρώτα, τρία μεταλλικά καρφιά,
που το ένα ήταν σε ελαφρύ επαφή κάθετα στα άλλα δύο
συνδεδεμένα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα . Η συσκευή ήταν
ευαίσθητη σε οποιαδήποτε δόνηση ή παλμούς στον αέρα. Τα καρφιά
αντικαταστάθηκαν με ξυσμένα και στα δυο άκρα μολύβια
άνθρακος μονταρισμένα σε ένα διπλό ελαστικό υπόστρωμα. Ο
αδρανής μεταβιβαστής ήταν πολύ ευαίσθητος και οι
επιδράσεις του κινητού στοιχείου, τύπου άεργης
αντίστασης μάζας. Από ένα, τα μολύβια από άνθρακα έγιναν 6 ή
12 συνδεδεμένα ηλεκτρικά σε σύνθετες σειρές. Τοποθετημένα
έτσι, βρίσκονταν μονταρισμένα σε ελαφριά ξύλινα κουτιά, από
πεύκο.
Πέρα από την μετάδοση της ομιλίας που ήταν ο
πρώτος και βασικός στόχος όλων των κατασκευών , αμέσως ,
εκείνη την εποχή, στο 1881, στην Έκθεση για το ηλεκτρικό
φωτισμό στην Παριζιάνικη Grand Opera, 4 ζευγάρια τέτοιων
σύνθετων συσκευών κατάφεραν να μεταδώσουν την
παράσταση στην Opera. Ο σχεδιασμός του C. Ader, όπως φαίνεται
στην φωτογραφία, έδειχνε τα σύνθετα του μικρόφωνα μπροστά από
τα φώτα δαπέδου. Η μετάδοση έγινε ταυτόχρονα σε 4 μεγάλα
δωμάτια του ίδιου κτιρίου χρησιμοποιώντας 80 binaural
telephones ή κατά σύγχρονης ορολογίας, ακουστικά (στερεοφωνικά
βέβαια). Για πρώτη φορά , ιστορικά , έγινε δυνατή αμέσως μια
αρχική ηλεκτροακουστική εμπειρία για κάθε ακροατή.
Διαβάζω από κείμενο εποχής, του 1932, ''άρχισε να
σχηματίζεται στο μυαλό του ( ακροατή) την τοποθέτηση των
τραγουδιστών, σε σταθερές αποστάσεις, ορισμένοι αριστερά και
άλλοι δεξιά. Ήταν εύκολο να παρακολουθούνται οι κινήσεις τους
με τις ανάλογες αποστάσεις μεταξύ των
καλλιτεχνών''.
Η περιγραφή
αποτελεί την πρώτη χρήση παραταγμένων μικρόφωνων / microphone arrays.
Τα αναφερόμενα τηλέφωνα είναι άλλη παράλληλη ιστορία .
Ο γνωστός όλων εφευρέτης Alexander Graham Bell, κατάφερε να συγκεντρώσει όλη την
έρευνα του (και των παράλληλων εργασιών άλλων εφευρετών) σε ένα δίπλωμα
ευρεσιτεχνίας με τίτλο ''Βελτίωση του φωνογράφου και των φωνητικών μηχανών''
δηλαδή του τηλεφώνου. Η αρχή (δεν υπάρχει αντίστοιχη φωτογραφία) - μια φωνητική
μεμβράνη και για ηλεκτρική λήψη / μετάδοσης της ομιλίας ακολουθεί την εσωτερική
κατασκευή του αυτιού. Τα ηχητικά κύματα της φωνής έπρεπε να διαμορφώνουν μια
αντίσταση που διαπερνάται από ρεύμα έτσι ώστε οι αλλαγές στην ροή του ρεύματος
να ακολουθούν αρκετά πιστά τις αλλαγές της πίεσης του αέρα. Οι δονήσεις της
οριζόντιας λεπτής σφυρηλατημένης χρήσης μεμβράνης έχοντας κολλημένη ένα μικρό
πλατινένιο σύρμα προς ένα αγώγιμο δοχείο με δεικτικό νερό , ήτανε ικανές να
μεταφέρουν τότε μια φράση προς τον βοηθό του Bell - ''Mr.Watson come here. I
want you''.
Τοποθέτηση λεπτού
μαλακού λάστιχου μεταξύ μεμβράνης και συμπαγούς άνθρακα είχε ως αποτέλεσμα
μετατροπής της συσκευής από εύρος σε ανεύρεση της πίεσης και μόνο. Η ευαισθησία
του ήταν μικρή και βελτιώθηκε όταν ο άνθρακας έγινε σε μορφή σκόνης. Παρόλο που
ο Bell έμεινε με το όνομα και την εταιρία (συνηθίζεται και σήμερα) οι συσκευές
βελτιώθηκαν από άλλους ( ένας από αυτούς ο
Edison
αλλά και ο καθηγητής Blake
) και, μόνο στο 1888 τα
τηλέφωνα Bell System μετριόνταν σε εκατοντάδες
χιλιάδες .
Κάποια χρονιά αργότερα, στο 1891 η ιδέα να γίνει ''πολυκάναλη'' και πάλι,
τηλεφωνική μετάδοση έφτασε σε εφαρμογή τύπου- για κάθε μουσικό όργανο και ένα
μικρόφωνο. Προβλήματα σωστής ισορροπίας εμφανίστηκαν αμέσως και, πέρα από όλα
αυτά στην τηλεφωνική εταιρεία όλα τα καλώδια έγιναν σειρά και η γραμμή ,μια
γραμμή τηλεφώνου και όλη η ενθουσιώδη αίσθηση χαμένη. Και πάλι πέρασαν κάποια
χρόνια και στο 1933 ο διευθυντής ορχήστρας Leopold Stokowski, μελλοντικό επίσημο
μέλος της Audio Engineering Society και με ένθερμο πάθος για την πολυκάναλη
μετάδοση, ''έτυχε'' να γνωρίζει τον Harvey Fletcher ερευνητή της Bell
Laboratories και την τρικάναλη εγκατάσταση - μικροφώνων και αντίστοιχων ηχείων.
Ο Fletcher ήτανε ο άνθρωπος που επηρέασε θετικά πολλά πράγματα ειδικά στην
ψυχοακουστική , ένα από τα ευρήματα του - οι καμπύλες ίσης ακουστότητας
Fletcher/Munson ακόμα επίκαιρα. Σε εκείνη την κλασσική συναυλία με μετάδοση από
Philadelphia στη Washington o ''ηχολήπτης''
έγινε ο Stokowski και η ορχήστρα στα χέρια του βοηθού του. Εξαιτίας του
τελευταίου η ορχήστρα ζορίστηκε και να, για πρώτη φορά το overload
εμφανίστηκε. Το τρικάναλο remix έπιασε και πάτησε με το δεξί στην
κινηματογραφική βιομηχανία. 1940 και Disney Studios προβάλουν την Fantasia με
ηχητικό σύστημα Fantasound, τρικάναλη με αυτόματο panning αριστερά-κέντρο
μπροστά -δεξιά, εγκαταλείποντας την αισιοδοξία να χρησιμοποιούνε έναν τεχνικό
για τις αλλαγές φωνών / όργανα κλπ.
Εντωμεταξύ οι ερευνητές πρόλαβαν να εφευρέσουν τα πυκνωτικά μικρόφωνα ( 1918-22)
, λαμπάντα τότε ( και πολύ καλά και τώρα ) και το πολύ ευαίσθητο ribbon
μικρόφωνο.
Ανάλυση μικρόφωνων, κάποιες λεπτομέρειες
Εννοείται ότι υπάρχει μια σχέση στην προτίμηση των μικροφώνων μεταξύ τύπου και
τοποθέτησης , ηχείων, ομιλητή /ομιλητών και ακροατή που επηρεάζουν την ευκρίνεια
σε κάθε στάδιο και το ακουστικό αποτέλεσμα. Διαλέξαμε να σας παρουσιάσουμε
κάποιες λεπτομέρειες περί το πώς τα μικρόφωνα μετατρέπουν την ακουστική
ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Θα μπορούσαμε να τα διαχωρίσουμε σε
κατηγορίες : για μετρήσεις, ηχογραφήσεις σε στούντιο, ζωντανές εμφανίσεις και
εκπομπές. Ειδικά στο χώρο της διασκέδασης, στους επαγγελματίες, μετρούν και
άλλα χαρακτηριστικά όπως εμφάνιση, αφή και κάποια αξεσουάρ ή φετίχ.
Οι ηχολήπτες ή μηχανικοί ήχου , όπως θέλετε, κοιτάνε και κάποια άλλα πράγματα :
ευαισθησία, κατεύθυνση ,αντίσταση, πολικότητα, φάση, μέγιστη ακουστική ένταση
στην είσοδο, θερμικό θόρυβο διαφόρων ειδών παραμορφώσεων, ειδικά χαρακτηριστικά
όπως φίλτρα θορύβου , ασύρματα. Ορισμένα ή μάλλον όλα από αυτά είναι μετρήσιμα
αλλά και η προσωπική εκτίμηση τα συμπληρώνει.
Βασικά , στις ηχογραφήσεις υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι μικροφώνων: δυναμικά,
ταινία/ribbon και πυκνωτικά και φυσικά το είδη
εξελιγμένο
τύπου
άνθρακας .
Το
δυναμικό μικρόφωνο
Το δυναμικό
ή moving coil μικρόφωνο ενεργοποιείται με την
ακουστική πίεση.
Αποτελείται από ένα πηνίο υψωμένο σε μια πολύ λεπτή μεμβράνη- διάφραγμα, το
σύνολο αναρτημένο γύρω από ένα μαγνήτη. Το σταθερό μαγνητικό πεδίο βγαίνει από
την αδράνεια και επάγεται στο πηνίο ρεύμα ανάλογα με την κίνηση του πηνίου, όπου
η συχνότητα του σήματος επίσης ανάλογη με πόσες φορές ανά δευτερόλεπτο το πηνίο
αλλάζει κατεύθυνση γύρω από την θέση ισορροπίας. Βασικά
τέτοια
μικρόφωνα είναι omni-directional, που
σημαίνει ότι θα πρέπει να έχουν ίδια ευαισθησία για ηχητικά κύματα που
προέρχονται από οποιαδήποτε κατεύθυνση, περίπου σαν μια σφαίρα.
Τα
δυναμικά μικρόφωνα μπορούν να κατασκευαστούν και να δείχνουν
προτεραιότητα , δηλαδή προς μέγιστη ευαισθησία προς μια
διεύθυνση και τότε ονομάζονται
cardioid ή hypercardioid
, όπως μια καρδιά δηλαδή αλλά, και πάλι σε τρισδιάστατη μορφή
με πολικό διάγραμμα σαν ένα μύλο
(βλέπε σχέδιο ).
Όταν η πηγή βρίσκεται μπροστά του μικροφώνου, τα ηχητικά
κύματα χτυπούν την μεμβράνη και φτάνουν και στα ports (ανοίγματα
στο σώμα του μικροφώνου) με διπλή μετατόπιση της φάσης: μια
φορά από την καθυστέρηση των κυμάτων, εξωτερικά από το
διάφραγμα στα ports και δεύτερη φορά μέσα στα ports. Όταν ο
ήχος χτυπά το πίσω της μεμβράνης είναι μερικός σε φάση με το
μπροστινό κύμα , ενισχύοντας ή ακυρώνοντας την με αποτέλεσμα
το γνωστό cardioid πολικό διάγραμμα με μέγιστη απόκριση
αξονικά , δηλαδή στα 180 μοίρες.
Τα
μικρόφωνα ribbon
/ ταινία ή pressure gradient ή velocity χρησιμοποιούν μια
λεπτή μεταλλική ταινία μονταρισμένη μεταξύ των πόλων ενός
μαγνήτη. Η διαφορά της πίεσης μπροστά και πίσω από την
μεμβράνη, ανάλογη με την ταχύτητα των μορίων του αέρα και πάλι
επάγει ένα ρεύμα στο πηνίο. Επειδή η ταινία βρίσκεται στο
ηχητικό πεδίο με τις δυο πλευρές , ο ήχος προς την πίσω πλευρά
είναι με 180 μοίρες εκτός φάσης με το μπροστινό. Ήχους
αξονικούς προς την ταινία παράγουν ίσης πίεσης και αντίστροφα
σήματα σε κάθε πλευρά που, αλληλοακυρώνονται.
Ως αποτέλεσμα , χωρίς επέμβαση το ribbon μικρόφωνο έχει μια
figure of eight
pattern (on left). Εάν το πίσω μέρος της ταινίας, που δέχεται
την προς πίσω μέρος ηχητικής ενέργειας, καλύπτεται και
κατασκευάζονται (όπως στο δυναμικό μικρόφωνο) λαβύρινθους ,
ως πολλαπλές ακουστικές αντιστάσεις για να μεταβάλλεται η φάση
, τότε , μπορούμε να έχουμε πέρα από figure of eight και
omnidirectional ή cardioid
πολικά διαγράμματα.
Το πυκνωτικό μικρόφωνο
Το
πυκνωτικό μικρόφωνο
ξεφεύγει από την ηλεκτρομαγνητική αρχή των δυναμικών και
ταινιών μικροφώνων. Η κάψα ή η κεφαλή , αποτελείται από δυο
λεπτές πλάκες που σχηματίζουν τους πόλους ενός
πυκνωτή
που έχει την ικανότητα να συσσωρεύει ηλεκτρικά φορτία. Το
φορτίο
Q (σε
coulombs ) ενός πυκνωτή σχετίζεται με την χωρητικότητα C
(σε farads) και την εφαρμοσμένη τάση V κατά τον
τύπο Q=CV. Η χωρητικότητα εξαρτάται από κάποιες σταθερές : η
σύνθεση και η απόσταση μετάξι των δυο πλακών , το διηλεκτρικό
στοιχείο - συνήθως ο αέρας ,και όλα μαζί ευαίσθητα στην
ηχητική ακουστική πίεση.
Οι πλάκες είναι συνδεδεμένες σε συνεχές ρεύμα που παρέχει μια
τάση πόλωσης. Όταν τα ηλεκτρόνια έλκονται από την πλάκα
συνδεδεμένη στο θετικό , εάν, η ηχητική πίεση πιέζει την
μεμβράνη προς τα μέσα ,η θέση ισορροπίας του πυκνωτή και το
μικρό ρεύμα προς την αντίθετη σειρά με το ηλεκτρόδιο ,
αλλάζουν ξαφνικά ανάλογα με το ωστικό / ηχητικό κύμα . Στην
μέγιστη κάμψη της μεμβράνης η χωρητικότητα μικραίνει και όταν
η μεμβράνη γυρίζει προς την θέση ισορροπίας προς την άλλη
κατεύθυνση , η χωρητικότητα μεγαλώνει.
Σε αυτές της συνθήκες, έχοντας σταθερό μόνο το ηλεκτρικό
φορτίο, μόνο η τάση που αποτελεί το σήμα , αλλάζει συνεχώς. Ο
συνδυασμός μεγάλης τιμής της αντίστασης και χωρητικότητας (
που είναι σειρά και με την πηγή dc που παράγει την πόλωση) σε
φόρτωση / εκφόρτωση , έχουν μια σταθερή διάρκεια μεγαλύτερη
του κύκλου σχεδόν οποιασδήποτε συχνότητας και δεν
επηρεάζονται από αυτά.
Όταν η τάση μέσα στον πυκνωτή αλλάζει , ισοφαρίζει εκείνη της
αντίστασης που είναι όμως αντίστροφη. Αυτή η τάση αποτελεί το
σήμα της κάψας. Λόγω υψηλής τιμής αντίστασης , γύρω στα 20
megohms ,και χαμηλής σιμά εξόδου είναι αναγκαίο κάποια
ενίσχυση ενός προενησχητή .
Για αποφυγήν βόμβου , θορύβων και την πτώση του σήματος , ο
προενισχητής , είτε λάμπατος , είτε μη , πάντα μοντάρεται μέσα
στο σώμα του μικρόφωνου.
Και τα πυκνωτικά μικρόφωνα είναι ευαίσθητα μόνο στην αλλαγή
της ακουστικής πίεσης που τα οδηγούν σε omnidirectional .
Προσθέτοντας σε μια διάτρητη σταθερή πλάκα , δυο μεμβράνες
μπρος και πίσω από αυτήν , έχουμε δυο πυκνωτές .Με την πόλωση
τον δυο μεμβρανών με διαφορετική δυαδικότητα σε σχέση με την
σταθερή πλάκα , πετυχαίνουμε ένα omnidirectional διάγραμμα.
Εάν αλλάξουμε την τάση πόλωσης μιας μεμβράνης και η άλλη μένει
σταθερή , σχηματίζεται ένα cardioid. Με τις δυο μεμβράνες με
διαφορετικές πολώσεις και η σταθερή πλάκα στην γείωση ,
αποκτούμε ένα figure-of-eight πολικό διάγραμμα.
Για την ιστορία , αναφέρω ότι η ιδέα πολικών διαγραμμάτων ή
συνδυασμό δυο ή περισσότερων μονάδων, ήρθε και από
συνδυασμό κεραιών ( ευθειών με κυκλικές ) .
Επί ευκαιρία , αναφέρω επίσης ότι τα περισσότερα
διαγράμματα και οι φωτογραφίες προέρχονται από το Journal of
Acoustical Society of America , περίοδο 1929-1948.
Για πόλους , μπορεί να είναι περιττή επισήμανση , αλλά ,
μιλώντας για μικρόφωνα και τις εφαρμογές τους , από τότε ,
μετά από 1820 οι ερευνητές είχαν γερές γνώσεις ακουστικής ,
φυσικής και υλικών, στα όρια γνώσεων της εποχής τους.
Για τον Bell αναφέρεται ότι είχε κατανοήσει πλήρες τα
φαινόμενα της φωνής και το σαν πως θα μπορούσε να είναι η
εφαρμογή. Από την στιγμή που έδωσε στον βοηθό του τις
οδηγίες και τα σχέδια , μέχρι που ακούστηκε η αναφερόμενη
φράση , πέρασε μόνο μια μέρα.
Μην ξεχνάμε ότι στο 1877 ο Hermann Helmholtz εξέδωσε το βιβλίο
The Sensations of tone όπου περιγράφονται συσκευές ικανές να
παράγουν και να μετρούν μουσικούς τόνους με εκπληκτική
ακρίβεια. Κάποτε είχα κάνει το λάθος να αγνοήσω τα παλιά
κείμενα για τα οποία υπάρχει δικαιολογία δύσκολης ανεύρεσης.
Μια παραλλαγή του πυκνωτικού μικρόφωνου είναι το electret.
Λειτουργεί παρόμοια με το πυκνωτικό με την διαφορά ότι η
πόλωση είναι μόνιμα ηλεκτροστατικά φορτωμένη στις πλάκες του
πυκνωτή. Και πάλι, χρειάζεται προενίσχυση που να κατεβάσει την
αντίσταση εξόδου και να αυξάνει το σήμα. Συνήθως θα βρούμε μια
μπαταρία ενσωματωμένη.
Μια καινούρια μορφή μικρόφωνων ελεκτρετ είναι τα λεγόμενα PZM
(Pressure Zone Microphone ). Το διάφραγμα ενθικεύεται πάνω σε
μια σχετικά μεγάλη μεταλλική πλάκα. Μέσου ενός ανοίγματος προς
την πλάκα ''μαζεύει'' την κυματική πίεση σε ένα σημείο της
πλάκας όπου τα απευθείας και τα αντανακλούμενα κύματα είναι σε
φάση , προσθέτοντας περίπου 6 dB στην ευαισθησία του
μικροφώνου. Επειδή το PZM μπορεί να τοποθετείται σε μια
επιφάνεια, δεν του παρουσιάζεται το πρόβλημα άλλων μικροφώνων
που δέχονται την απευθείας ακουστικής ενέργειας αλλά και τα
επιβραδυμένα, λόγω γεωμετρίας του περιβάλλοντος που παράγουν
phase cancellation και οδηγεί σε μη , σχετικά γραμμική ,
φασματική απόκρουση. Τα έλεγα ότι, τα PZM έχουν έτοιμη μία
ομαλή ισοστάθμιση , ότι πρέπει σε μεταδόσεις. Στη Ελλάδα
ένα τηλεοπτικό σταθμό , στα δελτία ειδήσεων , χρησιμοποιεί με
επιτυχία τα PZM.
Υπάρχουν δύο χαρακτηριστικά των μικροφώνων , την ευαισθησία με
τα παράγωγα της και ο θερμικός θόρυβος .
Πολλά από τα πυκνωτικά μικρόφωνα έχουν προστασία για μεγάλες
ηχητικές στάθμες , παρεμβάλλοντας τα attenuation pads μεταξύ
κάψας και προενισχητή . Έτσι ο εσωτερικός προενισχητής του
μικροφώνου δεν οδηγείται σε υπερφόρτωση .Αλλιώς , καμία
μονάδα επεξεργασίας ( εγράφη ή κονσόλα ) δεν θα μπορέσει ποτέ
να διορθώσει το αρχικό πρόβλημα. Όλοι οι επαγγελματίες δεν
θα έπρεπε ποτέ να φυσήξουν προς την μεμβράνη του μικρόφωνου ή
να το χτυπήσουν.
Τα μικρόφωνα είναι συσκευές που πρέπει να ανιχνεύουν την
μικρότερη δυνατόν ένταση του ήχου , να έχουν όσο μικρότερο
θερμικό θόρυβο από μόνα τους και μέσα στα ηλεκτρικά κυκλώματα
που λειτουργούν και αυτό το συνολικό σήμα προς τον θόρυβο τους
πρέπει να ταιριάζει με το ανθρώπινο σήμα προς τον θόρυβο ,
δηλαδή την ακοή μας.
Όπως φαίνεται
στο διάγραμμα ίσης ακουστότητας που σχηματίστηκε σε εργαστήριο ,επί την επίδραση
καθαρών τόνων με στατιστικό τρόπο (Fletcher-Munson),το ανθρώπινο αυτί είναι πιο
αποτελεσματικό , σταδιακά με την
αύξηση της συχνότητας .Ευτυχώς
και αξιοσημείωτο, τα μικρόφωνα παρουσιάζουν παρόμοιο φαινόμενο και έτσι θα
μπορούσαμε να πούμε , το αυτί σαν μικρόφωνο ή το αυτί σαν αναλυτή φάσματος
.
Ο όρος '' κριτικές περιοχές ''-critical bands , και πάλι ανακεινούμενο από τον
Harvey Fletcher γύρω στο 1930 ,εξηγεί ότι το αυτί αναλύει το ηχητικό σήμα κατά
περίπου λογαριθμικό τρόπο σε περιοχές κοντά σε 1/3 οκτάβας. Η επικάλυψη είναι
ένα άλλο φαινόμενο βάσει του οποίου ορίζεται ποσά dB ανυψώνεται το κατώφλι της
ακοής για ένα συγκεκριμένο τόνο ή φασματική περιοχή όταν το / τα αφτιά δέχονται
ταυτόχρονα και άλλους θορύβους ( τόνους ή διάφορα noise : white , pink, red).
Συγκεκριμένα αυτή την φορά, βλέποντας το
Fig.5.16
(Critical bands for listening) , για παράδειγμα , ένας τόνος των 1000 Hz θα
είναι ανήκουστο εάν είναι λιγότερο από 16,5 dB σε σχέση με το επίπεδο του
θορύβου που παράγει την επικάλυψη. Λογική είναι η συνέχεια , εάν ο θόρυβος , κάθ'
εαυτός ενός μικρόφωνου είναι παραπάνω από 20 dB ,έστω και εάν τα dB είναι dB (A)
- που στις περισσότερες περιοχές είναι λιγότερα από τα dB SPL, ήχους
χαμηλότονους με ίση ή λιγότερη ένταση , απλώς δεν μεταδίδονται .
Στην θεωρία της πληροφόρησης, η μετάδοση έννοιας της ομιλίας , η πιθανότητα 1
σημαίνει κατανόηση , το μηδέν έλλειψη της ή το πολύ , ελαττωματική. Αναφέρουμε
ότι η κλίμακα d B (A) εισήχθη για ακοομετρικές μετρήσεις και βασικά , για
εντάσεις 40~78 dB, κλίμακα Α που για λόγους αδρανείας ή συμφερόντων συνεχίζει να
είναι επίσημη ένδειξης ηχητικής ενόχλησης (παρ'όλο που ισχυρίζεται ότι
απεικονίζει την ανθρώπινη ακοή) σε ένα περιβάλλον που όσο περνάνε τα χρόνια ,
μόνο ιδανικός ή εργαστηριακός δεν είναι. Στα τελευταία χρόνια υπάρχει μια
επιστημονικής προσπάθειας διόρθωσης αυτής της κατάστασης αλλά , η αλλαγή θα έχει
την ταχύτητα μιας ριζικής αλλαγής στην τεχνολογία αυτοκινητοβιομηχανίας .
Εάν επιμένετε , θα σας έλεγα ότι η ενκατάληψης της κλίμακας dB(A) ή την διόρθωση
της θα μπορούσε να έχει ως αποτέλεσμα απαγόρευσης λειτουργίας περισσότερων
κέντρων διασκεδάσεων (φυσικά όχι από αυτά που έχουν μελετηθεί από τον γραφούντα
)[αυτοδιαφήμιση...]
Θα πρέπει να προσθέσουμε ότι , για την χαμηλή προς μεσαία περιοχή των περίπου
650 Hz , η γυρισμένη καμπύλη, σταδιακά χαμηλότερης ευαισθησίας του ανθρώπινου
αυτιού, είναι σαφώς πιο ένδοξη από το roll-off στην ίδια περιοχή των
περισσότερων μικρόφωνων. Τα λέγαμε ότι εκτός περιπτώσεων μετρήσεων ακριβείας , η
απόκριση στην χαμηλή περιοχή των μικρόφωνων δεν θα έπρεπε να μας ανησυχήσουν
αφού είναι πιο γραμμικά από την ακοή. Υστερούμε επίσης και στην καθαρή εντόπιση
χαμηλών συχνοτήτων .
Μόνο με
υπερβολική αύξηση τους διασπάται την προσοχή μας, αλλιώς πώς θα ξέραμε από
μακριά ,
ότι περνάει στο δρόμο το καινούριο στερεοφωνικό .
Εάν το κριτήριο χρήσης μικρόφωνου είναι υψηλότατη απόδοση , ο απόλυτος θόρυβος
του μπορεί να μειωθεί με την αύξηση του διαμέτρου της μεμβράνης που οδηγεί σε
μεγαλύτερες διαστάσεις του σώματος του. Έτσι όμως θυσιάζονται άλλα
χαρακτηριστικά όπως κατευθυντικότητα ή τον την ποιότητα με την οποία εστιάζουν
προς την πηγή ήχου.
Εάν κοιτάζουμε στατιστικά τα χαρακτηριστικά 22 τύπων μικροφώνων της (πρώην)
Bruel&Kjaer
, παρατηρούμε ότι για εκείνα με διάφραγμα μισής ίντσας , ο θόρυβος τους
κυμαίνεται μεταξύ 20 και 13,5 dB (A) στην περιοχή 2,6-8 Hz στις χαμηλές έως
12,5-40 kHz σε +/-2 dB. Περνώντας σε μια ίντσα έχουμε απόκριση 2-10 Hz έως 8-18
kHz αλλά οι στάθμες θορύβου είναι εξαιρετικές , όλα στα 9,5 dB(A) και ένα στα
-2,5dB(A). Σχεδόν όλα τα μοντέλα έχουν την πόλωση στα 200 volts.
Εάν προσθέσουμε και άλλους παραμέτρους
σαν το όριο παραμόρφωσης 3%, ορίου έντασης, τις δεχόμενες παρεμβολές υγρασίας,
θερμοκρασίας, δονήσεων και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων, όλα οδηγούν στην
αναγγελλόμενη χρονική σταθερότητα των χαρακτηριστικών τους, κάτι μεταξύ 250 έως
1000 χρόνια/dB , και, επαναλαμβάνω, όλα αυτά εάν
δεν φθείνονται,
χτυπιούνται ή ποιός
ξέρει τι άλλο.
Αξίζει να σημειώσουμε ότι, εκτός των μικροφώνων με omnidirectional πολικό διάγραμμα, όταν η απόσταση της ηχητικής πηγής είναι περίπου 60 εκατοστά μέχρι πάρα πολύ κοντά στην μεμβράνη , οι καμπύλες απόκρισης των χαμηλών συχνοτήτων παρουσιάζουν μια αύξηση .Ξέρουμε από μετρήσεις ή εμπειρικά ότι η ένταση του ήχου σε, παράδειγμα 60 εκατοστών είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερη από εκείνη της διπλής απόστασης (1,2 μέτρα) ή αλλιώς , για 30 εκατοστά η ένταση (sound intensity όχι SPL) είναι έξι φορές μεγαλύτερη από εκείνη στα 1,2 μέτρα . Εάν το μικρόφωνο πλησιάζει αξονικά προς την πηγή υπάρχει μεγαλύτερη μεταβολή βαθμού ανακλαστικότητας ή πιο απλά της πίεσης μπροστά και πίσω από την μεμβράνη . Λόγο των διαστάσεων του μικροφώνου του μικροφώνου που πλησιάζουν το μήκος κύματος των υψηλών συχνοτήτων , η έντονη μεταβολή της φάσης παράγει αποσβέσεις δηλαδή μείωση της ευαισθησίας του μικροφώνου με αποτέλεσμα φανέρωσης των υψηλών συχνοτήτων , η έντονη μεταβολή της φάσης παράγει αποσβέσεις δηλαδή μείωση της ευαισθησίας του μικροφώνου με αποτέλεσμα φανέρωσης των χαμηλών κατά τουλάχιστον 5 dB .
Και εδώ έχουμε διόρθωση με έναν διακόπτη rolloff στις χαμηλές . Άλος τρόπος μείωσης του φαινομένου και των προβλημάτων εκφωνήσεων που έχουν απότομο τονισμό του Π είναε η χρήση των omnidirectionals με την παρουσία όμως των παρεμβολών του χώρου . Τα μικρόφωνα προορισμένα για ζωντανές φωνητικές εκδηλώσεις έρχονται ρυθμισμένα έτσι ώστε να παρουσιάζουν μια σταδιακή αύξηση αρχίζοντας από 3000 Hz. Έτσι η φωνή έχει περισσότερη ευκρίνεια στην άρθρωση ,’’more presence’’.Τα καλά ηχεία κατασκευασμένα μέχρι και την δεκαετία του ΄80 είχαν τέτοιες ρυθμίσεις. Και τα ακουστικά όργανα που λίγο πολύ είναι προέκταση της φωνής , ευνοούνται ή μάλλον ακούγονται πιο ρεαλιστικά σε μετάδοση / ηχογράφηση με βαθμιαίο presence. Τονίζω ότι αυτή η ρύθμιση έχει πιο πολύ ενεργειακό χαρακτήρα σαν ζωντανό παράδειγμα της έννοιας της ακουστότητας.
Κλείνοντας (προσωρινά), αναφέρω ότι η (γρήγορη) κατανόηση του χαρακτήρα κάθε ηχητικής εμφάνισης— φωνή έντονη ή χαμηλή, καλλιεργημένη ή μη, όργανα που χρειάζονται διαφορετικό τρόπο προσέγγισης εάν είναι σε κλειστό ή ανοιχτό χώρο, εάν είναι μόνο του, σε μικρά ή μεγάλα σύνολα, όλα χρειάζονται βαθύτερη γνώση των τεχνικών χαρακτηριστικών των μικρόφωνων και των συνηθισμένων ( τουλάχιστον) χροιών τους.
Ζαινέα Λίβιου, Αύγουστος 1998