Выбираем и подключаем микрофон

Существует несколько различных типов микрофонов, отличающихся конструкцией и принципом преобразования звуковых колебаний в электрические. Остановимся только на микрофонах электродинамических и электростатических, т. к. микрофоны других типов не обеспечивают необходимое качество. Электродинамические микрофоны бывают катушечными и ленточными. К электростатическим микрофонам относятся конденсаторные и их особая разновидность — электретные микрофоны.

Принцип действия электродинамического микрофона заключается в том, что колебания звукового давления вынуждают двигаться диафрагму и связанную с ней катушку индуктивности (в катушечных микрофонах) или ленту (в ленточных). Движение этих элементов в поле постоянного магнита приводит к возникновению на концах катушки или ленты электродвижущей силы, изменение которой и несет в себе информацию.

Конденсаторному микрофону необходим внешний источник питания. Жестко натянутая мембрана под действием изменяющегося звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Эти два элемента составляют конденсатор, являясь его обкладками. При колебаниях мембраны емкость конденсатора изменяется. В электрической цепи появляется переменный ток, пропорциональный звуковому давлению. Электретные микрофоны по принципу действия являются теми же конденсаторными, однако напряжение на обкладках конденсатора обеспечивается не внешним источником, а электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода. Материал этих элементов обладает электретным свойством — способностью сохранять заряд длительное время.

К основным характеристикам и параметрам микрофонов, определяющим их качество, относятся следующие.

• Чувствительность — микрофон должен улавливать слабые звуки, не маскируя их собственными шумами. Как правило, предпочтение следует отдавать микрофонам с высокой чувствительностью, а лучшие образцы микрофонов снабжены переключателем чувствительности.
• Динамический диапазон — микрофон должен "слышать" тихие звуки и не перегружаться от громких.
• Частотная характеристика. Если заранее неизвестны частотные характеристики источника звука, т. е. вы, например, не знаете, какой голос у исполнителя — бас или сопрано, то предпочтительнее микрофон с равномерной частотной характеристикой, одинаково хорошо воспринимающий звуковые колебания всех частот. Но для записи голоса конкретного человека или звука определенного музыкального инструмента лучше использовать микрофон, подчеркивающий те характерные составляющие, которые определяют красоту звучания.
• Уровень собственных шумов микрофона. Чем он меньше, тем лучше.
• Характеристика направленности (зависимость чувствительности микрофона от направления на источник звука). По виду характеристики направленности микрофоны делят на три основных типа:
• ненаправленные (характеристика направленности — окружность, микрофоны хороши для записи группы певцов или инструментов);
• двусторонне направленные (характеристика направленности — восьмерка, применяются при записи диалога или дуэта);
• односторонне направленные (кардиоидные и суперкардиоидные) —характеристика направленности напоминает сердечко; используются в сложных акустических условиях; звуки, приходящие со всех направлений, кроме одного основного, такими микрофонами почти не воспринимаются.

Лучшие микрофоны снабжены переключателем характеристики направленности, поэтому их можно применять в любых условиях.

Микрофон — не тот элемент звуковой студии, на котором следует экономить. Ведь от него в первую очередь зависит качество записанного звука, а значит, и ваш успех. Поэтому к приобретению микрофона нужно отнестись очень серьезно.

Занимаясь оснащением студии и выбирая между динамическими и конденсаторными микрофонами, многие звукорежиссеры отдают предпочтение последним. Высокая чувствительность, широкий частотный и динамический диапазоны, способность воспринимать малейшие оттенки голоса — для студии это плюсы. Минус один: "среднестатистический" конденсаторный микрофон дороже своего динамического собрата.

У любых конденсаторных микрофонов наряду с неоспоримыми достоинствами есть и несколько недостатков. Во-первых, они тяжелее по сравнению с динамическими переносят неблагоприятные погодные условия. Во-вторых, требуют наличия внешнего источника питания. Поэтому непосредственно к звуковой карте подключить конденсаторный микрофон если и не невозможно, то, во всяком случае, трудно. При работе с конденсаторным микрофоном обязательно потребуется специальное согласующее устройство, совмещенное с источником питания. Эти элементы имеются и в составе микшера.

Для снижения влияния различных акустических помех микрофон следует закрепить на стойке или подставке, снабженной специальной амортизирующей подвеской (рис. 3.1).

Итак, есть несколько вариантов подключения микрофона к звуковой карте.

• Динамический микрофон подключается либо непосредственно к микрофонному входу звуковой карты, либо к микрофонному входу микшера, выход которого в свою очередь подключается к линейному входу звуковой карты. Второй вариант предпочтительнее, т. к. позволяет получить меньший уровень шумов.
• Конденсаторный микрофон подключается к микрофонному входу микшера(или микрофонного усилителя), в котором имеется источник фантомного питания. Выход микшера или микрофонного усилителя подключается к линейному входу звуковой карты.

Примечание
Обращаем ваше внимание на необходимость соблюдать осторожность при использовании динамических микрофонов совместно с микшером (или микрофонным усилителем), имеющим источник фантомного питания, необходимый для работы конденсаторных микрофонов. Следите, чтобы источник фантомного питания был выключен! Иначе при определенных условиях динамический микрофон может выйти из строя.

Для борьбы с помехами от электромагнитных излучений при соединении микрофона с микшером, как правило, применяется симметричная коммутация. Сигнал от источника (микрофона) к приемнику (микшеру) передается не через одножильный экранированный кабель, а через экранированную витую пару проводов. По одному проводу сигнал передается без изменений. Этот сигнал, как и провод, называют "горячим", "плюсовым" или hot (+ve). По другому проводу идет тот же сигнал, только в противофазе. Этот сигнал, как и провод, называют "холодным", "минусовым" или cold (—ve). Провода (даже экранированные), хотим мы того или нет, играют роль антенны — воспринимают помехи. Получается, что оба сигнала приходят на симметричный вход микшера с помехами. Но на входе микшера производится вычитание второго сигнала из первого, при этом полезные сигналы складываются, а помеховые — вычитаются, практически компенсируя сами себя.

Итак, микрофон подключается к микшеру посредством кабеля, который содержит два сигнальных проводника, помещенных в экранирующую оплетку. Оплетка в свою очередь покрыта изолирующей защитной оболочкой. Кабель с двух сторон снабжен разъемами. Разъемы делятся на гнезда ("female", по-русски их часто называют "мама") и штекеры ("male", а по-русски — "папа").

С той стороны кабеля, которая соединяется с микрофоном, в любом случае должна быть подпаяна гнездовая часть разъема типа XLR (рис. 3.2).

Если вы подключаете микрофон к микшеру, то ко второй стороне кабеля должна быть подпаяна штекерная часть разъема типа XLR (рис. 3.3).

Разъемы типа XLR могут содержать различное число контактов. На рис. 3.4 представлено схематическое изображение и приведена нумерация контактов трехконтактных разъемов, которые обычно и используются в микрофонных кабелях.

Контакт 1 предназначен для соединения с общим проводником (экранирующей оплеткой кабеля), контакт 2 — с "плюсовым", а контакт 3 — с "минусовым" проводниками. Кроме того, есть не показанный на рисунке контакт 0— корпус разъема, иногда его соединяют с контактом 1. После припайки кабеля соответствующие контакты двух половинок разъема должны оказаться соединенными: контакт 1 штекерной части должен соединяться проводником кабеля с контактом 1 гнездовой части разъема XLR, контакт 2 — с контактом 2, контакт 3 — с контактом 3.

Если при распайке кабеля перепутать местами контакты 2 и 3, то сигнал, поступающий с микрофона в микшер, окажется инвертированным. При записи с единственного микрофона это не так уж и страшно, но если звук одного и того же источника вы одновременно снимаете двумя микрофонами, то при инвертировании одного из сигналов будет происходить их противофазное сложение. В худшем случае звука вообще не будет, а в лучшем —- его тембр окажется заметно обедненным.

Кабель для подключения микрофона к микшеру не обязательно изготавливать вручную. Его можно приобрести. В Интернете вы найдете множество ссылок на сайты фирм, торгующих всевозможными аудиокабелями.

При несимметричной коммутации сигнал от микрофона поступает на вход звуковой карты через одножильный экранированный кабель, а на линейный стереофонический вход — через двухжильный экранированный кабель. Такое техническое решение отличается от симметричной коммутации простотой и меньшей стоимостью, но не обеспечивает должного подавления помех от электромагнитных излучений.

Теперь настала очередь познакомиться с разъемами mono jack plug и stereo jack plug. По-русски такой разъем именуется словом "джек", это название уже устоялось, хотя порождено оно неточным переводом с английского языка ("jack" — гнездо). Изначально оно имеет смысл "панельный разъем" (кабельный разъем при этом называется plug). По количеству контактов такие разъемы можно разделить на двухконтактные (рис. 3.5, а) и трехконтактные (рис. 3.5, б). Первые (их часто называют моно- или несимметричными Джеками) предназначены для несимметричной передачи сигнала, а вторые (часто называемые стерео- или симметричными Джеками) можно применять как для несимметричной, так и для симметричной или двухканальной передачи сигнала. Контакты разъема (гнездовой и штекерной частей), в свою очередь, имеют определенные названия, и по первым буквам этих названий трехконтактные джеки называют также TRS-джеками.

Двухконтактный разъем отличается от трехконтактного отсутствием контакта Ring. При использовании двухконтактного разъема контакт Sleeve соединяется с общим или земляным проводником, например экранирующей оплеткой кабеля, а контакт Tip — с сигнальным проводником.

Трехконтактный разъем при использовании для симметричной коммутации распаивается следующим образом. Контакт Sleeve соединяется с общим проводником. Контакт Tip предназначен для передачи сигнала в фазе. В этом случае он называется "hot", "плюс", "фаза", "фаза плюс" или "горячий". Контакт Ring предназначен для передачи сигнала в противофазе. Его называют "cold", "минус", "противофаза", "фаза минус" или "холодный".

При двухканальной передаче контакт Sleeve используется для соединения с общим проводником, а контакты Tip и Ring — для сигнальных проводников первого и второго каналов соответственно. При стереофонической передаче контакт Sleeve — общий, контакт Tip передает сигнал левого канала, а контакт Ring — правого.

В профессиональной аппаратуре используются удобные, прочные и надежные штекеры диаметром 6,3 мм. Скорее всего, гнезда именно таких разъемов в вашем микшере служат в качестве выходных (main out), посредством которых с выхода микшера снимаются отдельно сигналы левого и правого стереоканалов.

Если в вашем распоряжении имеется профессиональная или полупрофессиональная звуковая карта, то, вероятнее всего, у нее есть линейный стерео вход: два разъема типа RCA, на которые по отдельности подаются сигналы левого и правого стереоканалов (рис. 3.6).

Для соединения выхода микшера с линейным входом такой звуковой карты потребуется стерео кабель с парой разъемов jack plug на одном конце и парой разъемов RCA — на другом (рис. 3.7).

А вот если вы работаете с мультимедийной звуковой картой (рис. 3.8), хочешь не хочешь, придется иметь дело с миниатюрным вариантом разъемов jack mono plug и jack stereo plug.

Диаметр штекеров этих разъемов составляет 3,5 мм (рис. 3.9). Иногда такой разъем называют "мини-джек". Названия контактов и их распайка соответствуют правилам для разъемов диаметром 6,3 мм. Мини-джеки неудобны и непрочны.

В микрофонных и линейных входах мультимедийных звуковых карт, как правило, используется несимметричная коммутация. Поэтому в случае непосредственного подключения динамического микрофона к микрофонному входу звуковой карты возникает проблема перехода от симметричного выхода к несимметричному входу. Если у источника сигнала есть трансформаторный выход, то можно воспользоваться простым кабельным переходником, схема которого представлена на рис. 3.10.

Примечание
Если симметричный выход источника сигнала — бестрансформаторный, то для перехода от симметричной схемы к несимметричной необходимо приобрести кабельный переходник с трансформаторной развязкой!

И еще один подводный камень может ожидать владельцев некоторых мультимедийных звуковых карт. Микрофонный вход звуковой карты рассчитан на подключение монофонического микрофона, тем не менее, гнездо разъема, в которое вставляется мини-джек, имеет три контакта. Контакт Sleeve соединяется с общим проводником, контакт Tip предназначен для получения сигнала с микрофона — как обычно. А вот на контакт Ring со стороны звуковой карты подается постоянное напряжение, предназначенное для питания мультимедийного электретного микрофона, которым иногда комплектуются звуковые карты. При подключении динамического микрофона во избежание неприятных последствий контакт Ring не должен иметь соединения ни с одним проводником микрофонного кабеля. Иными словами, для динамических микрофонов с симметричным выходом, подключаемых непосредственно к микрофонному входу звуковой карты, схема распайки кабеля должна быть такой, как показано на рис. 3.11.

Примечание
Обращаем ваше внимание на то, что для подключения динамического микрофона к гнезду, у которого на контакте Ring имеется постоянное напряжение питания электретного микрофона, миниатюрный штыревой разъем типа mono jack plug непригоден. Его вообще нельзя вставлять в подобное гнездо, т. к. это вызовет замыкание расположенного на звуковой карте источника питания электретного микрофона!

Выберите вариант, подходящий для вас, и подключите микрофон к звуковой карте.

Затем убедитесь в том, что на вкладке Wave In диалогового окна Device Properties выбрано необходимое устройство ввода цифрового звука (см. разд. 1.2.2, рис. 1.7).