میکروفونهای ریبون یا روبانی (ribbon microphones) بسیاری از علاقهمندان جدی صدا را به خود جلب میکنند. مهندسین مجرب، صدای منحصربهفرد این دسته از میکروفونها را میپسندند؛ زیرا یادآور جادوی آثار موسیقی پیش از عصر دیجیتال است. با اینکه میکروفونهای ریبون کمی دردسرساز هستند و استفاده از آنها نیازمند تمهیدات بهخصوصی است، اما وقتی جادوی این میکروفونها را درک کنید، دیگر هرگز نمیتوانید از آنها چشمپوشی کنید.
تاریخچه
کمتر کسی میداند که میکروفونهای ریبون حدوداً در اواخر قرن نوزدهم اختراع شدند و مخترع آن کسی نبود جز ورنر فون زیمنس (Werner von Siemens)؛ یعنی همان کسی که میکروفون کویل متحرک دینامیک (dynamic moving coil) را اختراع کرد. متأسفانه در آن زمان، هنوز لامپهای خلأ و ترانزیستورها اختراع نشده بودند و بدون ابزار مناسب برای تقویت سیگنال، هم روبان (ribbon) و هم کویل متحرک دینامیک، عملاً بیاستفاده بودند. در حوالی سال ۱۹۲۰، اروین گرلاخ (Erwin Gerlach) یک بلندگوی ریبون تولید کرد و در سال ۱۹۳۰، هری اولسن (Harry Olson) از شرکت RCA، اولین میکروفون ریبون قابل استفاده را به بازار معرفی کرد.
میکروفون ریبون صدایی بهتر از نمونههای کریستالی یا زغالی داشت که در آن زمان مرسوم بودند و به همین علت، بسیار سریع به موفقیت تجاری رسید. تا اوایل دهه ۶۰ میلادی، با اینکه میکروفونهای خازنی (condenser) در آلمان محبوبتر بودند، اما در سایر نقاط جهان، از نمونههای ریبون برای برنامههای رادیویی، صدابرداری فیلم و ضبط ارکستر استفاده میشد.
در دهه شصت، میکروفونهای ریبون رفتهرفته جای خود را به مدلهای خازنی میدادند؛ زیرا مردم از صدای نرم دهه پنجاه خسته شده بودند و در جستجوی صدایی براقتر و مدرنتر بودند. بیشتر شرکتهای تولیدکننده میکروفونهای ریبون نیز یا کار را رها کردند و یا تمرکز خود را بر بخشهای دیگر خط تولید خود معطوف ساختند. شرکت RCA که زمانی از بزرگترین تولیدکنندگان میکروفونهای ریبون بود، بهطور کامل تولید این گروه از محصولات را متوقف کرد. جالب آنجاست که تنها تولیدکننده بزرگ میکروفونهای ریبون که به تولید آنها ادامه داد و نسل آنها را حفظ کرد نیز یک شرکت آلمانی، یعنی بیرداینامیک بود. بیرداینامیک بیشتر مدلهای ریبون خود را در دهه شصت به بازار معرفی کرد و هنوز پس از گذشت بیش از ۵۰ سال، بسیاری از آن مدلها را در خط تولید خود حفظ کرده است.
از زمان پیدایش تکنولوژی دیجیتال در عالم صدا، میکروفونهای ریبون نیز رستاخیز را تجربه کردهاند. صدای نرم، غنی و زیبای این دسته از میکروفونها، ناگهان بدل به چیزی شد که به مهندس صدا کمک میکرد تا خشکی و سختی صدای دیجیتال را تلطیف کند. از اواخر دهه نود، شرکت رویر لبز (Royer Labs)، سردمدار تکنولوژی میکروفونهای ریبون مدرن بوده است. همچنین در دهههای اخیر، تولیدکنندگان دیگر مانند AEA نیز طراحی مدلهای ریبون خود را بهروز کردهاند. اخیراً نیز تولید این گروه از محصولات در کشور چین باعث شده است که افراد بیشتری بتوانند آنها را تهیه کنند و در استودیوی خود داشته باشد.
نحوه کارکرد
نحوه کارکرد میکروفون دینامیک
میکروفونهای ریبون متعلق به خانواده میکروفونهای دینامیک هستند. دینامیکها پَسیو هستند؛ یعنی برای کارکرد به منبع تغذیه برق نیاز ندارند. متداولترین نوع میکروفون دینامیک، بر اساس تکنولوژی سیمپیچ متحرک عمل میکند. بسیاری از مدلهای داینامیک مشهور مانند Shure SM58 که در اجراهای زنده مورد استفاده قرار میگیرند، با استفاده از همین تکنولوژی کار میکنند. ساختار میکروفونهای کویل متحرک شبیه به یک اسپیکر است: سیمپیچی در پشت یک دیافراگم تعبیه شده و یک آهنربا این سیمپیچ را احاطه کرده است. وقتی امواج صدا به دیافراگم برخورد میکنند، سیمپیچ که در داخل آهنربا معلق است، شروع به حرکت میکند. حرکت ایجادشده درون میدان مغناطیسی آهنربا، جریان الکتریکی کوچکی در سیمپیچ پدید میآورد. میکروفون نیز درست به همین شیوه کار میکند: صدا تبدیل به ولتاژی کوچک شده و به شکل سیگنال الکتریکی منتقل میگردد. اگر این ولتاژ را تقویت کرده و آن را به یک اسپیکر برسانیم، دقیقاً معکوس همین روند رخ خواهد داد و سیگنال الکتریکی ما مجدداً به صدا تبدیل میشود.
نحوه کارکرد میکروفون ریبون
میکروفون ریبون نیز از همین اصل استفاده میکند؛ اما صدا و ساختار آن بسیار ظریفتر است. در میکروفونهای کویل متحرک، سیمپیچی که باید توسط صدا به حرکت درآید، نسبتاً سنگین است و این یک نقطه ضعف محسوب میشود. دیافراگم آنها نسبتاً ضخیم است و باید وزن یک سیمپیچ مسی را نیز بر روی پشت خود تحمل کند. در ساختار میکروفونهای ریبون، به جای دیافراگم، از یک روبان آلومینیومی بسیار ظریف بهره گرفته میشود. این نوار آلومینیومی باریک و سبک، بین دو قطب آهنربا قرار میگیرد. در صورت برخورد با امواج صدا، روبان متناسب با این امواج حرکت کرده و جریان الکتریکی خفیفی در آن شکل میگیرد.
این کارکرد یک نقطه قوت و یک نقطه ضعف دارد. از یک سو، این ریبون بسیار سبک است و میتواند امواج صدا را با دقت بسیار بالاتر از یک سیمپیچ سنگین شبیهسازی کند و از سوی دیگر، انرژی تولیدشده توسط آن بسیار خفیف است؛ آنقدر خفیف که نمیتواند یک پریامپ میکروفون را تغذیه کند.
استفاده از ترانسفورمر
به همین خاطر است که میکروفونهای ریبون همیشه شامل یک ترانسفورمر هستند. ترانسفورمر در اصل متشکل از دو سیمپیچ است که بسیار نزدیک به یکدیگر قرار گرفتهاند. اگر جریان برق متناوب را به سیمپیچ اول منتقل کنیم، بر روی سیمپیچ دوم جریانی کاملاً همسان با جریان ورودی مشاهده خواهیم کرد. تا اینجای کار نکته جذابی وجود ندارد. ماجرا زمانی هیجانانگیز میشود که تعداد دورهای یک سیمپیچ از دیگری بیشتر باشد. حتماً دیدهاید که ترانس میتواند برق ۲۳۰ ولت را به برق مثلاً ۱۰ ولت تبدیل کند. این یعنی نسبت تعداد دورها بین دو سیمپیچ بهکاررفته در ترانس، ۲۳ به ۱ است. اما ترانسفورمر میتواند در خلاف این جهت نیز عمل کرده و ولتاژ پایین را به ولتاژ قویتر تبدیل کند. ترانس استفادهشده در میکروفونهای ریبون معمولاً نسبتی بین ۱:۲۰ الی ۱:۴۰ دارد. یک عارضه جانبی این امر این است که امپدانس جریان نیز تغییر میکند. امپدانس خود روبان معمولاً کمتر از یک اهم است. ترانسفورمر این مقدار را به چیزی مابین ۲۰۰ الی ۶۰۰ اهم تبدیل میکند. با وجود تقویت شدید، خروجی میکروفون ریبون معمولاً کمتر از خروجی میکروفونهای کویل متحرک است. پس برای بهرهگیری از مدلهای ریبون، به یک پریامپ مناسب نیاز دارید.
اختراعی جدید: میکروفون ریبون اکتیو
به علت خروجی پایین میکروفونهای ریبون و نیاز به افزایش گین زیاد، مخترعان به این فکر افتادهاند که آنها را به پریامپ داخلی مجهز کنند. کمتر پریامپ یا میکسری پیدا میشود که از برق فانتوم (phantom power) برای میکروفونهای خازنی پشتیبانی نکند؛ پس چرا از همین برق برای نمونههای ریبون بهره نگیریم؟!
معروفترین میکروفونهای ریبون اکتیو که از برق فانتوم استفاده میکنند، توسط شرکت آمریکایی Royer Labs تولید میشوند؛ اما تولیدکنندگان دیگر مانند Sontronics نیز از این شرکت دنبالهروی کردهاند.
توجه: برق فانتوم را برای دیگر انواع میکروفونهای ریبون به کار نگیرید؛ زیرا میتواند به نمونههای ریبون پسیو و معمولی آسیب بزند.
شاخصههای صوتی
میکروفونهای ریبون شخصیتی نسبتاً خاص دارند و برای استفاده مناسب از آنها بهتر است خصوصیاتشان را بشناسید.
الگوی صوتی: Figure-8
الگوی قطبی طبیعی میکروفونهای ریبون، Figure-8 (شکل عدد ۸ انگلیسی) یا دو جهتی است. از آنجا که روبان بین دو تکه آهنربا معلق است، طبیعتاً به صداهایی که از دو سوی میکروفون وارد شده و به آن برخورد میکنند، واکنش مشابهی نشان میدهد. این الگوی قطبی در بسیاری از شرایط بسیار کارآمد است و مزایای قابل توجهی دارد. بهطور مثال، این الگو، منابع صدایی که در کنارههای میکروفون قرار دارند را بهخوبی نادیده میگیرد؛ پس شما میتوانید از این خاصیت استفاده کرده و کنارههای میکروفون را به سمت کامپیوتر خود و یا سایر منابع صداهای ناخواسته نشانه بگیرید. اگر به میکروفون ریبون با الگوی غیر از Figure-8 نیاز دارید، میتوانید به سراغ محصولات بیرداینامیک بروید که برخی از آنها دارای الگوی کاردیوید (cardioid) هستند.
اثر مجاورت شدید
الگوی قطبی Figure-8 با اثر مجاورت یا proximity effect شدیدی همراه است؛ یعنی هرچه میکروفون به منبع صدا نزدیکتر باشد، فرکانسهای بم تقویت میشوند. علت محبوبیت مدلهای ریبون در بین گویندگان رادیو در گذشته نیز همین بود. این دسته از میکروفونها برای خوانندههایی با فضای سینه کوچکتر مناسب هستند. خوانندگانی که صدایی قویتر دارند، بهتر است فاصله خود را با مدلهای ریبون بیشتر کنند تا فرکانسهای بم مازاد ناشی از نزدیکی به میکروفون، مزاحم صدای سازهای دیگر نشوند. حداقل فاصله مناسب بین دهان خواننده و میکروفون، حدود ۳۰ سانتیمتر است. اگر قصد دارید فاصله خود را از ۳۰ سانتیمتر کمتر کنید، میتوانید از فیلتر لو-کات استفاده کنید.
رابطه فازی
به علت جهتدار بودن الگوی قطبی Figure-8 و تقویت فرکانسهای بم، رابطه فازی اهمیت بیشتری پیدا میکند. وقتی خواننده در مقابل میکروفون میایستد، صدای خود را بهطور مستقیم در هوا و از طریق هدفون میشنود. اگر صدای مستقیم و صدای هدفون با یکدیگر اختلاف فاز داشته باشند، فرکانسهای بهخصوصی خنثی شده و بیصدا میگردند. لذا ممکن است صدا از نظر خواننده (و نه ناظر ضبط!) دور و لاغر شنیده شود. در چنین حالتی میتوانید دکمه معکوسسازی فاز موجود بر روی پریامپ را فشار داده و ببینید خواننده در کدام حالت صدای خود را بهتر میشنود. این شگرد برای خوانندههایی که صدای بم دارند بسیار تأثیرگذار است. البته چنین شگردی تأثیری بر روی صدای ضبطشده ندارد؛ اما باعث بهتر شدن صدای دریافتی توسط خواننده و تقویت حس اجرای او میگردد.
خروجی پایین
همانطور که پیشتر اشاره کردیم، مدلهای ریبون خروجی نسبتاً پایینی دارند و برای تقویت آنها به پریامپی خوب با میزان نویز پایین نیاز دارید. خوشبختانه امروزه میتوان پریامپهایی با این مشخصات را با بودجه اندک تهیه کرد. حتی پریامپهای ارزانقیمت نیز مقادیر EIN (نویز نسبی ورودی) پایینی دارند. میکروفونهای ریبون به گین بالایی نیاز دارند. اگر قصد دارید منبع صوتی کمصدایی مانند گیتار سیم نایلون را ضبط کنید، به پریامپی نیاز دارید که حداقل ۶۰ دسیبل گین ارائه کند.
شکنندگی
روبان استفادهشده در میکروفونهای ریبون ، ساختاری ظریف و شکننده دارد. پس مراقب ضربهها باشید و از میکروفون خود بهخوبی مراقبت کنید. هرگز به درون یک میکروفون ریبون فوت نکنید و از آن در محیطهایی که جریان شدید باد وجود دارد، استفاده نکنید. اگر قصد دارید از یک مدل ریبون در اجرای زنده استفاده کنید، حتماً از محافظ فومی برای آن استفاده کنید (البته به علت الگوی قطبی این دسته از میکروفونها، استفاده از آنها در چنین شرایطی دشوار است). برای ضبط آواز در استودیو بهتر است حتما از پتگیر (پاپ اسکرین) مناسب استفاده کنید. همچنین همانطور که گفته شد، به هیچ وجه از برق فانتوم برای میکروفونهای ریبون غیر اکتیو استفاده نکنید؛ زیرا جریان برق ۴۸ ولت میتواند آسیبهای دائمی به آنها وارد کند.
کاربرد
صدا
میکروفونهای ریبون صدای غنی و نرم دارند. جزئیات صدای آنها از میکروفونهای کویل متحرک بیشتر است و خشونت و زبری صدای آنها در فرکانسهای بالا، از نمونههای خازنی نیز کمتر است. اگر ضبطهای شما صدایی سرد و دیجیتال دارند، حتماً استفاده از میکروفون ریبون را امتحان کنید. بسیاری از مهندسین صدای شناختهشده از جمله Bruce Swedien، از هواداران پروپاقرص این دسته از میکروفونها هستند.
کاربردهای متداول
میکروفونهای ریبون همواره برای ضبط آواز و کلام محبوب بودهاند. این میکروفونها صدایی با ابهت داشته و صدای انسان را به شیوهای نرم و باوقار اما باصلابت ضبط میکنند. آنها گزینهای عالی برای ضبط صداهای خشن نیز به شمار میآیند است. همچنین مدلهای ریبون معمولاً صدای حرفهای صامت سایشی (س،ش،ف و…) را چندان تشدید نمیکنند.
کاربرد متداول دیگر این دسته از میکروفونها، ضبط صدای سازهای زهی و بادی است و میتوانند صدایی گیرا و شفاف از این سازها ضبط میکند. صدای موسیقی فیلمهای هالیوودی در دهههای ۴۰ و ۵۰، تقریباً بهطور کامل با استفاده از میکروفونهای ریبون ضبط شدهاند. بسیاری از مهندسین، کماکان این میکروفونها را برای ضبط صدایی غنی ولی رمانتیک و دلنشین از سازهای ارکسترال ترجیح میدهند.
میکروفونهای ریبون برای ضبط سازهای کوبهای نیز بسیار مناسب هستند؛ زیرا رنگ خاصی به صدای این سازها اضافه کرده و مجموعه آنها را به یک گروه واحد و همگن بدل میکند. اگر با صدای خشن، بلند و بیشازحد بارز سنجها مشکل دارید، میتوانید از میکروفونهای ریبون بهعنوان اورهد استفاده کنید.
اخیراً استفاده از میکروفونهای ریبون، به دلیل دامنه میانی متناسب و یکدست آنها، برای میکروفونگذاری امپلیفایر گیتار نیز بسیار مرسوم شده است. گیتار الکتریک تقریباً بهطور کامل در دامنه میانی جای میگیرد. از سوی دیگر، دامنه فرکانسی اسپیکرهای گیتار معمولاً بین ۱۰۰ الی ۷ هزار هرتز است. همین دامنه محدود درست در محدوده مناسب شنیداری انسان است؛ پس کوچکترین تغییر رنگ صدا در این دامنه را بهخوبی تشخیص میدهیم. میکروفونهای ریبون میتوانند کوچکترین فراز و نشیبهای صدای گیتار را ثبت کنند و به شما کمک کنند تا صدای امپلیفایر خود را مثل یک امپ حرفهای و گرانقیمت ضبط کنید.
همان اصل همیشگی درباره تمام میکروفونها درباره نمونههای ریبون نیز صادق است: آزمونوخطا! باید به قضاوت گوش خود اطمینان کنید و کاربردهای مختلف میکروفونهای ریبون را امتحان کنید.
پرسشهای متداول
– آیا درست است که برق فانتوم، میکروفون ریبون را میسوزاند؟
هم بله و هم نه. اگر تمام سیمکشیها درست باشد نباید برق فانتوم تأثیری بر روی میکروفون بگذارد. اما در سیمکشی، جای کوچکترین اشتباه هم وجود ندارد. اگر کوچکترین برخورد ولتاژ با روبان آلومینیومی ظریف نیز اتفاق افتد، احتمال پاره شدن روبان وجود دارد. پس بر حسب احتیاط، از ورود جریان برق فانتوم به میکروفون ریبون خودداری کنید. توجه داشته باشید که پس از فشار دادن دکمه خاموش برق فانتوم ممکن است تا حدود ۶۰ ثانیه طول بکشد که برق بهطور کامل از مدار خارج شود؛ پس عجله نکنید.
– بهطور ناخواسته دکمه برق فانتوم را فشار دادم و میکروفون ریبون نیز متصل بود، حال باید چه کار کنم؟
نگران نشوید و مهمتر از همه آنکه سیم میکروفون را نکشید. روبروی میکروفون صحبت کنید تا مطمئن شوید که هنوز کار میکند. احتمالاً آسیبی به میکروفون وارد نشده و اگر بهدرستی کار کرد، یعنی اتفاق ناگواری برای آن نیفتاده است. کافیست برق فانتوم را قطع کرده، کمی صبر کنید و سپس کابل میکروفون را بکشید.
– میکروفون ریبون جدیدی که خریدهام، صدایی کسلکننده دارد؛ آیا دچار ایراد فنی است؟
مدلهای ریبون معمولاً اثر مجاورت شدیدی دارند و در صورت نزدیک شدن بیشازحد به میکروفون، صداهای بم را تقویت میکنند. کمی از میکروفون دور شوید تا صدا شفافتر شود. این دسته از میکروفونها به فضای زیادی برای ارائه پاسخ فرکانسی تخت نیاز دارند.
– میکروفون ریبون من باید دوجهتی باشد، اما طرف جلو و پشت آن صدای متفاوتی دارند؛ چرا؟
طرف جلو و پشت میکروفون در ظاهر صدای متفاوتی دارند؛ زیرا فاز آنها معکوس یکدیگر است. وقتی صدای خود را هم بهطور مستقیم و هم از طریق هدفون میشنوید، صدای یکی از طرفین میکروفون با سیگنالی که در گوش خود میشنوید همفاز است و سوی دیگر غیر همفاز. طرف غیر همفاز، صدایی لاغر و دور خواهد داشت. دکمه معکوسسازی فاز را بر روی پریامپ فشار دهید تا طرفی که صدایی نحیف دارد، صدایی غنی و کامل پیدا کند. حال سوی دیگر میکروفون است که صدایی نحیف دارد. پس اگر میخواهید صدای دو سوی میکروفون را با یکدیگر مقایسه کنید، باید در هنگام تعویض جهت، دکمه معکوس کردن فاز را نیز بزنید. توجه داشته باشید که این تفاوت، تنها توسط شخصی که در مقابل میکروفون ایستاده درک میشود و تغییر فاز تأثیر چندانی بر روی صدای ضبطشده ندارد. البته دو سوی میکروفونهای ریبون از نظر صدا تفاوتهایی دارند و معمولاً یک سوی آنها نسبت به دیگری کمی براقتر صدا میدهد؛ اما این تفاوتها چندان شاخص و مشهود نیستند.
– آیا درست است که میکروفونهای ریبون نویزی ایجاد نمیکنند؟
خیر، همه میکروفونها دارای سلف-نویز هستند. نویز مدلهای ریبون حدوداً برابر با نویز میکروفون خازنی است که خروجی آن حدوداً ۱۸dB-A باشد.
– چه پریامپی برای میکروفون ریبون مناسب است؟
نویز کم و گین بالا، دو مشخصه لازم برای پریامپ مناسب میکروفون ریبون هستند. صفحه مشخصات درجشده در دفترچه راهنما، جای آزمایش کردن با گوش را نمیگیرد؛ اما برای محدود کردن گزینهها بد نیست به این صفحات سری بزنیم. مهمترین مشخصه، میزان نویز ورودی یا EIN (مخفف equivalent input noise) است. هرچه این عدد پایینتر باشد، یعنی کارکرد پریامپ از نظر میزان نویز بهتر است. به خاطر داشته باشید که در این شاخصه با اعداد منفی سر و کار داریم: ۱۲۹- دسیبل پایینتر و لذا بهتر از ۱۲۰- دسیبل است. متأسفانه تمام تولیدکنندهها از معیارهای اندازهگیری یکسان استفاده نمیکنند و این امر ممکن است کمی خریدار را سردرگم کند. در اندازهگیری با مقاومت ۱۵۰ یا ۲۰۰ اهم در مرحله ورودی بهعنوان نماد امپدانس طبیعی میکروفون، بهترین عدد ممکن برای نویز حدوداً ۱۲۹- دسیبل است. برخی از شرکتها این اندازهگیری را با مقاومتهای کمتر انجام میدهند که مخرج محاسباتی آن در ظاهر بهتر بوده و تا حدود ۱۳ دسیبل هم میرسد.
– شنیدهام که میکروفونهای ریبون باید به ورودیهای پریامپ با امپدانس پایین متصل شوند؛ آیا این حقیقت دارد؟
خیر، این یک شایعه است. میکروفون ریبون باید به پریامپی متصل شود که امپدانس آن حداقل پنج یا حتی ده برابر امپدانس میکروفون باشد. امپدانس پایین منجر به از دست رفتن گین میشود و اغلب پاسخ فرکانسهای بالا و پایین را نیز مخدوش میکند. بسیاری از تولیدکنندگان توصیه میکنند که امپدانس ورودی پریامپ حداقل ۱۵۰۰ اهم باشد.
– زمانی که از میکروفون استفاده نمیکنم چطور باید آن را حفظ و نگهداری کنم؟
میکروفونهای ریبون باید بهگونهای نگهداری شوند که المنت درون آنها در حالت عمودی قرار داشته باشد. اگر روبان داخل آنها برای مدت طولانی به حالت افقی قرار گیرد، ممکن است دچار افتادگی شود و کیفیت صدای ارائهشده توسط آن افت کند. پس بهتر است میکروفونهای ریبون را به شکل ایستاده (عمودی) نگه دارید.
نتیجهگیری
میکروفونهای ریبون جایگزینی مناسب برای میکروفونهای خازنی و میکروفونهای داینامیک با سیمپیچ متحرک هستند. این دسته از میکروفونها صدایی منحصربهفرد و غنی ایجاد میکنند که به ضبطهای شما طراوتی تازه میبخشد. البته نمیتوان ادعا کرد که آنها همهفنحریف هستند؛ اما در برخی از کاربردهای بهخصوص، یک سر و گردن بالاتر از دیگر انواع میکروفون ظاهر میشوند. اگر در استودیوی خود میکروفون خازنی دارید، میکروفون ریبون میتواند گزینهای مناسب برای افزودن به گنجینهتان باشد؛ زیرا ماهیت صوتی آنها، مکمل خوبی برای نقاط قوت مدلهای خازنی به حساب میآید.
منبع: Thomann
مترجم: کیان ایرجی