راهنمای مشخصات فنی میکروفون

جدول مشخصات فنی میکروفون، پر از اصطلاحات و اعدادیست که به چشم یک فرد مبتدی، می‌توانند کلافه‌کننده و بی‌معنی به نظر برسند و انتخاب میکروفون صحیح را به کاری دلهره‌آور و دشوار تبدیل کنند. اکثر اعداد مشخصات فنی میکروفون، معیاری ثابت و محدوده‌ای قابل قبول ندارند تا به شما در انتخاب گزینه مناسب کمک کنند. به‌علاوه، واحدها و روش اندازه‌گیری هر یک از این مشخصات می‌تواند برای هر شرکت سازنده متفاوت باشد و همین امر، تحلیل و درک آنها را برای افراد دشوار‌تر می‌سازد.

به همین دلیل نیز بسیاری از افراد هنگام خرید میکروفون، به جای خواندن مشخصات فنی آن، از فروشندگان برای انتخاب کمک می‌گیرند، از بررسی‌های انجام‌شده توسط متخصصان این حوزه استفاده می‌کنند یا محصولی را انتخاب می‌کنند که توسط هنرمند مورد علاقه آنها استفاده می‌شود.

معمولاً با خرید یک میکروفون باکیفیت، تا سالها نیازی به تعویض آن نخواهید داشت؛ به همین دلیل بهتر است به‌خوبی درباره این ابزار و کارکرد آن تحقیق کنید و سپس اقدام به خرید کنید.

درک مشخصات فنی میکروفون، به شما در مقایسه میان گزینه‌های مختلف کمک خواهد کرد و زمانی که در انتخاب میان چند مدل مشخص مردد هستید، بسیار مفید واقع خواهد شد. در ادامه این مقاله، به تحلیل فهرستی جامع از مشخصات فنی میکروفون خواهیم پرداخت که هنگام انتخاب این ابزار مهم، قطعاً با آنها برخورد خواهید کرد.

امپدانس

امپدانس (impedance) عبارت است از میزان مقاومت یک مدار AC در برابر جریان که با واحد اهم نشان داده می‌شود. سیگنال صوتی نیز به دلیل اینکه از دو جریان منفی و مثبت برخوردار است، یک سیگنال AC محسوب می‌شود. سازندگان کارت صدا و پری‌امپ‌های میکروفون، مشخصه‌ای تحت عنوان امپدانس ورودی یا امپدانس بار برای آن اعلام می‌کنند. این عدد باید همواره از امپدانس خروجی میکروفون بالاتر باشد تا میکروفون شما کارکردی بهینه داشته باشد.

امپدانس خروجی یک میکروفون، بیانگر مقاومت کلی تمامی اجزای الکتریکی آن است. به‌صورت تجربی، برای حصول بالاترین کیفیت ضبط، امپدانس ورودی پری‌امپ یا هر دستگاه میزبان، باید در حدود ده برابر امپدانس میکروفون باشد.

در مشخصات فنی تمامی میکروفون‌ها، مقداری برای امپدانس خروجی آن توسط سازنده اعلام شده است. تمامی میکروفون‌هایی که کاربری استودیویی دارند، امپدانس پایین محسوب می‌شوند؛ بدین معنا که امپدانس آنها در محدوده‌ای میان ۵۰ تا ۶۰۰ اهم قرار دارد. البته به بیان دقیق‌تر، اکثر این مدل‌ها از امپدانسی در میان ۱۵۰ تا ۲۵۰ اهم برخوردارند.

حداکثر شدت صدای قابل دریافت

تمامی میکروفون‌ها، توانایی دریافت صدا تا میزان SPL مشخصی را دارند و با دریافت صدا با شدتی بیشتر از آن، شروع به اعوجاج یا دیستورشن سیگنال می‌کنند. حتی برخی از میکروفون‌ها مانند مدل‌های ریبون (ribbon)، ممکن است بر اثر شدت صدای بیش‌ازحد، آسیبی جدی ببینند. بسیاری از میکروفون‌ها، یک پد کاهنده شدت صدا در کپسول خود دارند که با تنظیم آن می‌توان شدت سیگنال دریافتی را تا ۱۰ یا ۲۰ دسی‌بل کاهش داد. این ویژگی، از ایجاد دیستورشن و همچنین آسیب به کپسول در صورت ضبط صدا با شدتی بیش از حداکثر تحمل آن، جلوگیری می‌کند.

همراه با این مؤلفه، معمولاً عددی تحت عنوان THD یا اعوجاج هارمونیک کلی نیز توسط سازنده ذکر می‌شود. همراهی این عدد با حداکثر شدت صدا، به این معناست که میکروفون با دریافت این شدت از صدا، اعوجاجی معادل با عدد مذکور دارد و با دریافت صدا با شدتی بیشتر، این درصد نیز افزایش پیدا خواهد کرد.

سلف نویز یا ENR (مخفف Equivalent Noise Rating)

این دو عبارت، هر دو گویای یک مؤلفه هستند. سلف نویز در واقع میزان نویز تولیدشده توسط مدار داخلی میکروفون است و تنها برای میکروفون‌های اکتیو مانند مدل‌های کاندنسر (condenser) کاربرد دارد. واحد این مؤلفه، dBA است که به معنای دسی‌بل با وزن‌دهی A است. در وزن‌دهی A یا A-Weighting، فرکانس‌های بسیار بالا و بسیار پایین که اکثر انسان‌ها قادر به شنیدن آنها نیستند، حذف می‌شوند و با این روش، آزمایش در شرایطی حقیقی‌تر صورت می‌گیرد.

مسلم است که هر چه این عدد پایین‌تر باشد، با میکروفون کم‌نویزتری سر و کار خواهیم داشت. پس اگر قصد مقایسه میان دو مدل از دو سازنده مختلف را دارید و در مشخصات فنی آنها سلف نویز با واحد dBA ذکر شده است، می‌توانید این مؤلفه را یکی از معیارهای نسبتاً مناسب برای سنجش کیفیت آنها در نظر بگیرید.

سلف نویز در میکروفون‌های کاندنسر مدرن با دیافراگم بزرگ می‌تواند به حداقل ۵ dBA برسد؛ اما معمولاً اندازه دیافراگم ارتباطی مستقیم با میزان سلف نویز دارد و در اکثر اوقات، هرچه دیافراگم میکروفون کوچک‌تر باشد، سلف نویز آن نیز بالاتر است. به‌طوری که در بعضی از میکروفون‌های کاندنسر دیافراگم کوچک، این عدد به ۲۷ dBA نیز می‌رسد. هنگام ضبط در محیط‌های ساکت‌تر، این مؤلفه اهمیتی ویژه پیدا می‌کند و میکروفون‌هایی با سلف نویز بیش از ۲۰ dBA، معمولاً در این شرایط نویزی قابل شنیدن تولید خواهند کرد.

نسبت سیگنال به نویز یا SNR (مخفف Signal-to-Noise Ratio)

در این مؤلفه، نسبت را می‌توان یک کسر در نظر گرفت و در آن، سیگنال را صورت کسر و نویز را مخرج قرار داد. طبیعتاً هرچه نسبت سیگنال به نویز بالاتر باشد، کیفیت صدایی بالاتر حاصل خواهد شد؛ پس در این کسر، صورت کسر بالاتر نشانگر کیفیتی بالاتر است. در نتیجه، هرچه مقدار SNR بالاتر باشد، با میکروفونی بهتر سر و کار خواهیم داشت. این مؤلفه معمولاً با قرار دادن میکروفون در یک میدان صوتی با شدت ۹۴ دسی‌بل اندازه‌گیری می‌شود. در نتیجه، اگر سازنده محصول مقداری برای نسبت سیگنال به نویز آن اعلام نکرده است و تنها سلف نویز در مشخصات آن وجود دارد، می‌توانید با تفریق آن از عدد ۹۴، به مقداری حدودی از نسبت سیگنال به نویز دست پیدا کنید.

محاسبه بالا، به شکل زیر قابل انجام است:

SNR=94 – Self-Noise

داینامیک رنج

داینامیک رنج عبارت است از بازه شدت صدا از نویز میکروفون تا حداکثر شدت قابل دریافت توسط آن. در واقع، این مؤلفه، بیانگر کم‌شدت‌ترین و پرشدت‌ترین صدایی است که میکروفون قادر به دریافت آن است. هرچه مقدار این مؤلفه بیشتر باشد، با میکروفون باکیفیت‌تری روبرو هستید.

توان مورد نیاز

این مؤلفه، بیانگر توان خارجی مورد نیاز میکروفون برای کار است. اکثر مدل‌های کاندنسر، برای کار نیاز به نیروی ۴۸ ولت فانتوم پاور دارند که توسط پری‌امپ یا کارت صداهای استودیویی پشتیبان و با اتصال میکروفون از طریق کابل XLR به آنها تأمین می‌شود. برخی از میکروفون‌ها نیز از یک باتری داخلی برخوردارند تا در صورت عدم برخورداری پری‌امپ از فانتوم پاور نیز بتوان از آنها استفاده کرد. شرکت‌های تولیدکننده معمولاً توان مورد نیاز میکروفون را در قالب یک بازه از ولتاژ‌های مورد پشتیبانی مانند ۲۴v و ۴۸v اعلام می‌کند.

کانکتور

تقریباً تمامی میکروفون‌های حرفه‌ای امروزی، از طریق کانکتور XLR به پری‌امپ متصل می‌شوند. دلیل استفاده وسیع از این کانکتور، استحکام بالا و سیم‌کشی بالانس آن است که باعث می‌شود حتی در صورت استفاده از کابل‌های بسیار بلند نیز نویز و تداخل الکتریکی وارد زنجیره سیگنال نشود. اما برخی دیگر از میکروفون‌ها، مانند مدل‌های یقه‌ای نیز از طریق کانکتورهای ۶.۳ میلی‌متری و ۳.۵ میلی‌متری به دریافت‌کننده سیگنال خود متصل می‌شوند.

محور دریافت صدا

کپسول میکروفون‌ها معمولاً در دو شکل افقی و عمودی در بدنه آنها تعبیه شده است. در بسیاری از مدل‌های کاندنسر معمولاً کپسول به‌صورت عمودی جایگذاری شده است و برای ضبط صدا در محور صحیح، باید منبع صوت یا دهان خود را در کناره‌های میکروفون قرار دهید. به این نوع از میکروفون‌ها، Side-Address گفته می‌شوند.

از سوی دیگر، در میکروفون‌های End-Address کپسول به‌صورت افقی در بدنه تعبیه شده است و برای ضبط صحیح صدا، باید منبع صوتی را در بالای بدنه آن قرار دهید. مدل‌های داینامیک مانند Shure SM57 معمولاً از نوع End-Address هستند.

انتخاب میان این دو حالت، به کاربری شما بستگی خواهد داشت؛ برای مثال، برای ضبط صدای اسنر درام، بهتر است از یک میکروفون Side-Address استفاده کنید تا برای نوازنده دست و پا گیر نشود.

منحنی پاسخ‌دهی فرکانسی

منحنی پاسخ‌دهی فرکانسی میکروفون، یک نمودار گرافیکی از شدت حساسیت آن در هر محدوده فرکانسی است. با مشاهده این منحنی، می‌توان به ماهیت صوتی کلی میکروفون و فرکانس‌هایی که در آن با اغراق یا تضعیف ضبط می‌شوند پی برد.

قابلیت Roll-Off

برخی از میکروفون‌ها، قابلیت تضعیف فرکانس‌های بیس در محدوده‌ای خاص را دارند. برای مثال، AKG C414 امکان ضبط صدا با حذف فرکانس‌های بیس از محدوده ۱۶۰، ۸۰ و ۴۰ هرتز را به کاربر می‌دهد. این قابلیت به حذف نویزهای بم محیط، مانند صدای موتورخانه و سیستم‌های تهویه کمک می‌کند و ضبطی با کیفیت‌تر را رقم می‌زند.

اثر مجاورت یا Proximity Effect

اثر مجاورت (Proximity Effect) زمانی رخ می‌دهد که منبع صوتی، کمتر از چند سانتی‌متر با میکروفون فاصله داشته باشد. این اثر، باعث تقویت محدوده فرکانسی بیس می‌شود و ماهیت صوتی کلی میکروفون را گرم‌تر می‌کند. در نمودار پاسخ‌دهی فرکانسی، تفاوت پاسخ‌دهی میکروفون در صورت قرار گرفتن منبع صوتی با فاصله‌ای بسیار کم از آن و در نتیجه حصول اثر مجاورت، با خطوطی نقطه‌چین و معمولاً با ذکر فاصله منبع صوت از میکروفون، توسط سازنده اعلام می‌شود.

Presence Peak

قله‌های Presence، بخشی از منحنی پاسخ‌دهی فرکانسی هستند که نمایشگر اوج‌هایی در محدوده فرکانسی ۳ تا ۱۰ کیلوهرتز هستند. برخی از میکروفون‌ها با تقویت این بخش از سیگنال صوتی هنگام ضبط آن، رنگ و درخششی خاص به صدا، خصوصاً وکال می‌بخشند که بر جذابیت صدای ضبط‌شده می‌افزاید. یکی از مهم‌ترین و باکیفیت‌ترین مدل‌هایی که از این ویژگی برخوردار است، U87 از کمپانی آلمانی نویمن (Neumann) است. اما برخی از میکروفون‌ها، قسمتی کوچک‌تر از محدوده Presence مانند ۳ تا ۵ کیلوهرتز را تقویت می‌کنند که موجب ضبط صدایی تیز و ناخوشایند می‌شود.

میکروفون‌های جفت‌سازی‌شده

برخی از شرکت‌های سازنده، میکروفون‌هایی را به‌صورت جفت می‌فروشند که به‌صورت استریو استفاده می‌شوند. برای این دسته از محصولات، منحنی پاسخ‌دهی فرکانسی هر نمونه اندازه‌گیری می‌شود تا از انطباق کامل دو میکروفون اطمینان حاصل شود؛ زیرا مدار الکترونیک تمامی میکروفون‌ها، تفاوت‌هایی جزئی در نمونه‌های تولیدی مختلف خود دارند و برای استفاده از آنها به‌صورت استریو، این تفاوت باید در کمترین حالت ممکن باشد. با اندازه‌گیری دقیق و اطمینان از انطباق پاسخ‌دهی فرکانسی دو میکروفون، می‌توان آنها را با یکدیگر جفت‌سازی کرد تا کاربر بتواند محتوای استریو را با دقتی بی‌نقص ضبط کند.

الگوی قطبی

الگوی قطبی (polar patterns)، نشان‌دهنده میدان دریافت و دفع صدا توسط کپسول میکروفون است که در قالب یک شکل گرافیکی نشان داده می‌شود.

در تصویر پایین، متداول‌ترین الگوهای قطبی میکروفون، نشان داده شده است. برخی از مدل‌های موجود در بازار مانند Rode NT2 نیز امکان تغییر الگوی قطبی خود را دارند و می‌توان آنها را در چند الگوی قطبی مختلف تنظیم کرد.

پاسخ‌دهی فرکانسی خارج از محور اصلی کپسول

این مؤلفه بیانگر تغییرات الگوی قطبی میکروفون در هر بازه فرکانسی است و معمولاً با یک خط نقطه‌چین، بر روی نمودار الگوی قطبی اصلی نمایش داده می‌شود.

هر چه این مؤلفه به الگوی قطبی اصلی نزدیک‌تر باشد، احتمال اینکه میکروفون نویز محیط را دریافت کند کمتر است. این امر، طبیعتاً به ضبطی تمیز‌تر و شفاف‌تر منتج می‌شود.

نوع کپسول

کپسول میکروفون، عنصر اصلی دریافت‌کننده صوت آن محسوب می‌شود. این بخش، انواعی مختلف دارد که هر کدام، امواج صوت را به گونه‌ای متفاوت دریافت و آن را تبدیل به تغییرات مداوم ولتاژ و در نتیجه، سیگنال صوتی می‌کنند. از رایج‌ترین انواع کپسول میکروفون می‌توان به کپسول‌های کاندنسر، داینامیک، ریبون، الکترت (electret) و تماسی اشاره کرد که برای آشنایی بیشتر با آنها می‌توانید این مقاله را مطالعه کنید.

اندازه دیافراگم و پاسخ گذرا (Transient Response)

اندازه دیافراگم میکروفون، بر روی ماهیت صوتی و پاسخ‌دهی فرکانسی آن تأثیر دارد و می‌تواند بر سرعت پاسخ‌دهی آن نیز مؤثر باشد.

با درکی پایه از قوانین فیزیک، احتمالاً فرض خواهید کرد که میکروفون‌های دارای دیافراگم بزرگ، سرعت پاسخ‌دهی پایین‌تری از نمونه‌های مجهز به دیافراگم کوچک‌تر دارند؛ اما این فرضیه هیچ‌گاه ثابت نشده است و قطعیت کامل ندارد.

Ian Corbett، نویسنده کتاب Microphones, Microphone Techniques, and Their Impact on the Final Mix در این باره می‌گوید: «میکروفون‌های داینامیک، نسبت به دیگر انواع میکروفون‌، دارای دیافراگمی سنگین‌تر هستند. همین امر باعث می‌شود که این مدل‌ها فاقد سرعت کافی برای پاسخ‌دهی به صداهای بلند و ناگهانی باشند و به دنبال آن، اتک و جزئیات این صداها را همراه با اعوجاج ضبط کنند. این مشخصه میکروفون‌های داینامیک، دقت عملکرد آنها را پایین می‌آورد؛ اما فشرده‌سازی دامنه بلند‌ترین صداها در امواج صوت باعث می‌شود که برای دستیابی به حجم صدای قابل قبول، نیاز به افزایش گین پری‌امپ داشته باشید و این امر، طبیعتاً حجم صدای کلی را افزایش می‌دهد و افکتی مانند سچوریشن به سیگنال می‌افزاید. به همین دلیل، مدل‌های داینامیک صدا را با شفافیتی کمتر اما حجم و قدرتی بیشتر ضبط می‌کنند. این ماهیت، میکروفون‌های داینامیک را به گزینه‌ای بسیار مناسب برای ضبط صدای گیتار الکتریک، بیس و درامز تبدیل می‌کند. البته که بسیاری از آنها توانایی درخشانی در ضبط وکال نیز دارند.»

حساسیت

حساسیت میکروفون، در واقع ولتاژیست که مدار آن با دریافت حجمی مشخص از صدا تولید می‌کند.

اندازه‌گیری ولتاژ خروجی میکروفون با دریافت صدایی ثابت، معمولاً با یک صدای مرجع با حجم ۹۴ دسی‌بل و در محصولات برخی از شرکت‌ها، ۷۴ دسی‌بل صورت می‌گیرد.

حساسیت با دو واحد mV/Pa (میلی‌ولت بر پاسکال) و mV/µbars (میلی‌ولت بر میکروبار) اندازه‌گیری می‌شود. همانطور که احتمالاً می‌دانید، بار و پاسکال هر دو واحدهای سنجش فشار هستند و ۱۰ میکروبار با ۱ پاسکال برابر است. در جدول پایین، تبدیل این دو واحد به یکدیگر به خوبی توضیح داده شده است:

در این شکل از اندازه‌گیری حساسیت، هر چه عدد حاصله بالاتر باشد، به معنای حساسیت بالاتر میکروفون در برابر صدای ورودی است.

اما برخی از کمپانی‌های سازنده نیز حساسیت تولیدات خود را با واحد دسی‌بل منفی (dB-) اعلام می‌کنند که در این صورت، هرچه عدد منفی این واحد پایین‌تر باشد، حساسیت میکروفون مورد بحث بالاتر است.

برای مثال، میکروفون با حساسیت اعلامی ۳۱dB re 1V/Pa- (منفی ۳۱ دسی‌بل با نسبت یک ولت بر پاسکال)، دارای حساسیتی بالاتر از یک میکروفون با حساسیت ۴۵dB re 1V/Pa- است.

کوربت در این باره می‌گوید: «برای مقایسه دو میکروفون با مقدار حساسیت اعلامی با واحد dB- که حساسیت یکی از آنها با مرجع ۹۴ دسی‌بل و حساسیت دیگری با مرجع ۷۴ دسی‌بل اندازه‌گیری شده است، باید ۲۰ دسی‌بل به عدد حساسیت اندازه‌گیری‌شده با مرجع ۷۴ دسی‌بلی بیفزایید یا برعکس، ۲۰ دسی‌بل از عدد حساسیت با معیار ۹۴ دسی‌بلی کم کنید. در این حالت، می‌توانید به‌صورت برابر، میکروفون‌های مورد نظر خود را مقایسه کنید.»

اما مهم‌ترین سوال این است که حساسیت میکروفون چه نقشی در عملکرد حقیقی آن دارد؟ باید بگوییم که هرچه حساسیت یک میکروفون بالاتر باشد، نیاز به گین کمتری برای ضبط صدا به وسیله آن در حجمی معین خواهد بود و به همین دلیل، نویز تولیدی پری‌امپ کاهش پیدا می‌کند و ضبطی شفاف‌تر و تمیز‌تر حاصل می‌شود.

جمع‌بندی

در نهایت، باید بدانید که مشخصه‌های فنی یک میکروفون، بیانگر ماهیت و کیفیت آن به‌صورت قطعی نیستند و نباید تنها بر اساس آنها تصمیم‌گیری کرد.

پیشنهاد می‌کنیم در کنار خواندن مشخصات فنی میکروفون‌ها، بررسی‌های آنها توسط منابع معتبر را نیز مطالعه کنید و در صورت امکان، شخصاً آنها را تست کنید و به صدای ضبط‌شده توسط آنها گوش دهید تا بتوانید از میان گزینه‌های بسیار متنوع موجود در بازار، انتخابی صحیح داشته باشید.

اما جدا از این، توانایی خواندن مشخصات فنی می‌تواند به شما در مقایسه سریع میان دو میکروفون یا هر ابزار استودیویی دیگر، کمکی شایان کند.

شرکت‌های معتبر معمولاً مشخصات فنی محصول خود را با جزئیاتی بالا اعلام می‌کنند و برای آن، ضریب خطایی مشخص نیز در نظر می‌گیرند. در حالی که شرکت‌های نوپا و نه‌چندان معتبر، بعضاً با اعلام مشخصات فنی اغراق‌آمیز و غیر واقعی، سعی دارند تا ارزش و کیفیت محصول خود را بیش از آنچه واقعاً هست نشان دهند.

امیدواریم که این مقاله، توانسته باشد به شما در درک دنیای پیچیده مشخصات فنی میکروفون کمی کمک کرده باشد و شما بتوانید با استفاده از آن، هنگام خرید میکروفون انتخابی صحیح داشته باشید.

شما هنگام انتخاب میکروفون بیشتر به مشخصات فنی آن دقت می‌کنید یا‌ ترجیح می‌دهید که با مطالعه بررسی‌های تخصصی و تست آن به‌صورت حقیقی، گزینه نهایی خود را انتخاب کنید؟ اگر اولویت شما مشخصات فنی است، کدام‌یک از مؤلفه‌ها برای شما اهمیت بیشتری دارد؟ لطفاً نظر خود را با ما و مخاطبان گیتارایران در میان بگذارید.

منبع: Pro Audio Files
نویسنده: Philip Mantione