Ленталы микрофон түрлері және олардың қасиеттері

Кіріспе

Микрофонның түрі

Таспалы микрофон, сондай-ақ таспалы жылдамдық микрофоны деп те аталады, – бұл микрофонның бір түрі. Ол электр тогын өткізетін жұқа алюминий, дуралюминий немесе нанопленкадан жасалған таспаны магниттің полюстері арасына орналастырып, электромагниттік индукция арқылы кернеу тудырады. Таспалы микрофондар көбінесе екі бағытты болады, яғни олар микрофонның екі жағынан да дыбысты бірдей жақсы қабылдайды.

Жұмыс істеу принципі

Жылжымалы шиналы микрофонда диафрагма тұрақты магниттің полюстері арасында алға-артқа қозғалғанда кернеу тудыратын жеңіл жылжымалы шинаға бекітіледі. Таспалы микрофондарда жеңіл металл таспа (көбінесе толқынды) магниттің полюстері арасында ілінеді. Таспа дірілдегенде, кернеу таспаның жылдамдығына және магнит өрісі бағытына перпендикуляр бағытта индукцияланады және таспа ұштарындағы контактілер арқылы алынады. Таспалы микрофондар "жылдамдық микрофондары" деп те аталады, себебі индукцияланған кернеу таспаның жылдамдығына пропорционалды, демек дыбыс толқынындағы ауа бөлшектеріне, ал кейбір басқа микрофондарда кернеу диафрагма мен ауаның орын ауыстыруына пропорционалды. Таспалы микрофонның пайда болған кездегі маңызды артықшылығы – оның өте жеңіл таспасы, минималды кернеуде, 20 Гц-тен төмен резонанстық жиілікке ие болды; бұл қазіргі заманғы, жоғары сапалы микрофондардағы диафрагмалардың әдеттегі резонанстық жиілігінен өзгеше. Бұл микрофондардың резонанстық жиілігі адамның есту диапазонында болады. Сондықтан, тіпті ерте коммерциялық таспалы микрофондар адамның есту диапазонында (жас ересектер үшін 20 Гц-тан 20 кГц-ға дейін) өте жақсы жиілік жауабына ие болды. Ескі таспалы микрофондардың кернеу шығысы, динамикалық жылжымалы шиналы микрофонмен салыстырғанда, әдетте өте төмен болады, сондықтан кернеу шығысын арттыру және шығыс кедергісін жоғарылату үшін көтеру трансформаторы қолданылады. Қазіргі заманғы таспалы микрофондарда бұл мәселе жоқ, себебі жақсартылған магниттер мен тиімдірек трансформаторлардың арқасында олардың шығыс деңгейі әдеттегі сахналық динамикалық микрофондардан жоғарылайды. Таспалы микрофондар бұрын нәзік және қымбат болған, бірақ қазіргі материалдар кейбір заманауи таспалы микрофондарды өте берік етеді, сондықтан оларды қатты музыка мен сахналық жұмыстарда қолдануға болады. Олар жоғары жиіліктердегі егжей-тегжейлі дыбысты жазу қабілеті үшін бағаланады, бұл жиілік спектрінің жоғарғы бөлігінде субъективті түрде "агрессивті" немесе "қатаң" дыбыстайтын конденсаторлық микрофондармен салыстырғанда өте жақсы. Екі бағытты қабылдау схемасына байланысты таспалы микрофондарды Blumlein Pair жазу массивін жасау үшін жұпта қолдануға болады. Стандартты екі бағытты қабылдау схемасынан басқа, таспалы микрофондар кардиоидты, гиперкардиоидты және өзгермелі схемаларға да конфигурациялануы мүмкін. Көптеген микшерлер конденсаторлық микрофондарды пайдалануға мүмкіндік беретін фантомдық қуатпен жабдықталғандықтан, конденсаторлық және таспалы микрофондарды бір уақытта пайдаланғанда сақтық таныту керек. Егер таспалы микрофон дұрыс сымдалмаған болса, бұл ескі микрофондарда жиі кездеседі, онда бұл мүмкіндік таспаның кейбір элементтерін зақымдауы мүмкін.

In a moving coil microphone, the diaphragm is attached to a light movable coil that generates a voltage as it moves back and forth between the poles of a permanent magnet. In ribbon microphones, a light metal ribbon (usually corrugated) is suspended between the poles of a magnet. As the ribbon vibrates, a voltage is induced at right angles to both the ribbon velocity and magnetic field direction and is picked off by contacts at the ends of the ribbon. Ribbon microphones are also called "velocity microphones" because the induced voltage is proportional to the velocity of the ribbon and thus of the air particles in the sound wave, unlike in some other microphones where the voltage is proportional to the displacement of the diaphragm and the air. One important advantage that the ribbon microphone had when it was introduced is that its very lightweight ribbon, which is under very little tension, has a resonant frequency lower than 20 Hz; in contrast to the typical resonant frequency of the diaphragms in contemporary high quality microphones which used other technology. The typical resonant frequency of those microphones is within the range of human hearing. So even the very early commercially available ribbon microphones had excellent frequency response throughout the nominal range of human hearing (20 Hz to 20 kHz for a young adult). The voltage output of older ribbon microphones is typically quite low compared to a dynamic moving coil microphone, and a step up transformer is used to increase the voltage output and increase the output impedance. Modern ribbon microphones do not suffer from this problem due to improved magnets and more efficient transformers and have output levels that can exceed typical stage dynamic microphones. Ribbon microphones were once delicate and expensive, but modern materials make certain present day ribbon microphones very durable, and so they may be used for loud popular music and stage work. They are prized for their ability to capture high frequency detail, comparing very favorably with condenser microphones, which can often sound subjectively "aggressive" or "brittle" in the high end of the frequency spectrum. Due to their bidirectional pick up pattern, ribbon microphones may be used in pairs to produce the Blumlein Pair recording array. In addition to the standard bidirectional pick up pattern, ribbon microphones can also be configured to have cardioid, hypercardioid, and variable pattern. As many mixers are equipped with phantom power in order to enable the use of condenser microphones, care should be taken when using condenser and ribbon microphones at the same time. If the ribbon microphone is improperly wired, which is not unheard of with older microphones, this capability can damage some ribbon elements;

Тарих

1920 жылдардың басында докторлар Уолтер Х. Шотки мен Эрвин Герлах алғашқы таспалы микрофонды өңдеп шығарды. Таспалық тізбекті кері бағытта бұру арқылы олар алғашқы таспалы динамикті де өңдеп шығарды. Бірнеше жылдан кейін RCA-ның докторы Гарри Ф. Олсон өріс орамдары мен тұрақты магниттерді пайдалана отырып, таспалы микрофондарды әзірлеуді бастады. RCA Photophone Type PB 31 1931 жылы өндіріске шығарылып, аудио жазу және хабар тарату саласына зор әсер етті. Ол кездегі конденсаторлық микрофондар оның жиілік диапазонымен салыстыруға келмейтін. 1932 жылы Радио Сити музыка залында PB 31 микрофондары қолданылды. Келесі жылы RCA Type 44A жылдамдық микрофонын ұсынды. Оның тембр мен диаграмманы басқаруы резонансты азайтуға көмектесті. Көптеген RCA таспалы микрофондары әлі де қолданылуда және аудио инженерлер оларды жоғары бағалайды. BBC Marconi Type A – 1934 және 1959 жылдар аралығында BBC және Marconi компаниялары жасаған танымал таспалы микрофон. Сондай-ақ, 1954 жылы BBC жобалаған және кейбір қолданыстарда бүгінге дейін қолданылатын ST&C Coles 4038 (немесе PGS – қысым градиентінің бірегейі) микрофоны бар. Оның тарихи қолданысы сөздерден симфониялық концерттерге дейін әртүрлі болды және ол нәзік, сапалы дәстүрлі микрофон ретінде есептеледі. 1957 жылы неміс Beyerdynamic M 160 ұсынылды, ол кішкентай микрофон элементімен жабдықталды, оның құрамында екі 15 мм таспа бар, бұл жоғары бағытталған дыбыс жинау схемасын жасады. Бұл микрофон жазу студияларында танымал болды. 2002 жыл шамасында Қытайда өндірілген, RCA 44 және ескі советтік Октава таспалы микрофондарынан шабыттанған, салыстырмалы түрде арзан ($80 – $200) таспалы микрофондар қолжетімді болды. Ұлыбританиялық Стюарт Тавернер және оның XAudia компаниясы "The Beeb" атты жобаны жасады, ол Reslo таспалы микрофондарын жақсырақ дыбыс, өнімділік және жоғары шығыс деңгейі үшін өзгертіп баптады. 2007 жылы берік наноматериалдардан жасалған таспалы элементтерді қолданатын микрофондар пайда болды, бұл сигнал тазалығы мен шығыс деңгейін едәуір жақсартты. Таспалы микрофон электрлік тұрғыдан қарапайым конструкцияға ие, активті схемалары жоқ; оны жинақтан немесе қарапайым құралдар мен материалдардан құрастыруға болады. Таспалы микрофондардың акустикалық күрделілігі басқа ауа арқылы байланысқан түрлендіргіштермен салыстыруға болады.

In the early 1920s, Drs. Walter H. Schottky and Erwin Gerlach co invented the first ribbon microphone. By turning the ribbon circuit in the opposite direction, they also invented the first ribbon loudspeaker. A few years later, Dr. Harry F. Olson of RCA started developing ribbon microphones using field coils and permanent magnets. The RCA Photophone Type PB 31 was commercially manufactured in 1931, greatly impacting the audio recording and broadcasting industries. Condenser microphones at the time could not compare to its frequency response. Radio City Music Hall employed PB 31s in 1932. The following year, RCA introduced the Type 44A Velocity Microphone. Its tone and pattern control helped reduce reverberation. Many RCA ribbon models are still in use and valued by audio engineers. The BBC Marconi Type A was an iconic ribbon microphone produced by the BBC and Marconi between 1934 and 1959. Also of note is the ST&C Coles 4038 (or PGS – pressure gradient single), designed by the BBC in 1954 and still used for some applications to this day. Its historical uses varied from talks to symphony concerts, and it is regarded as a delicate, fine traditional microphone. The German Beyerdynamic M 160 was introduced in 1957, fitted with a smaller microphone element with two 15 mm ribbons combined to create a highly directional pickup pattern. The microphone proved to be popular in recording studios. Around 2002, relatively inexpensive ($80 – $200) ribbon microphones manufactured in China and inspired by the RCA 44 and older Soviet Oktava ribbon microphones became available. UK based Stewart Taverner and his company XAudia developed "The Beeb", modifying vintage Reslo ribbon microphones for better tone, performance and increased output. In 2007, microphones employing ribbon elements made of strong nanomaterials became available, offering orders of magnitude improvement in signal purity and output level. The ribbon microphone is an electrically simple design with no active circuitry; it is possible to build one from a kit, or with basic tools and materials. The acoustic complexity of ribbon microphones is comparable to other types of air coupled transducers.