الگوی قطبی و راستای دریافت صدا در انواع میکروفون

ارسال شده در تاریخ فوریه 22, 2021 در دانش نامه, مقالات برگزیده | ۰ دیدگاه

میکروفن ها با توجه به نحوه پاسخگویی به اصوات رسیده از جوانب مختلف با هم متفاوت هستند. تفاوت در الگوی برداشت (قطبی) باعث تفاوت در کارایی و کاربردهای میکروفن ها می شود. یک میکروفن تمام جهتی (Omni Directional) حساسیت یکسانی نسبت به اصوات رسیده از جهات گوناگون دارد. در حالی که میکروفون یک جهتی (Unidirectional) بیشترین حساسیت را نسبت به اصوات رسیده از مقابل دیافراگم نشان می دهد اما صداهای رسیده از کناره ها یا پشت دیافراگم را به صورت ضعیف شده دریافت می کند. میکروفن دو جهتی (Bidirectional) بیشترین حساسیت را نسبت به اصوات رسیده از مقابل و پشت دیافراگم و کمترین حساسیت را نسبت به صداهای رسیده از کناره های دیافراگم دارد.

الگوی دریافت یک جهتی به سه نوع کاردیود، سوپر کاردیود و هایپر کاردیود تقسیم می شود. یک میکروفن با الگوی دریافت کاردیود به اصوات رسیده از مقابل، با زاویه باز حساس است ولی حساسیت آن در کناره ها ۶ دسی بل کاهش می یابد. این در حالی است که میزان کاهش حساسیت در پشت دیافراگم این میکروفن به ۱۵ تا ۲۵ دسی بل می رسد. حساسیت میکروفن سوپر کاردیود در کناره ها ۷/۸ دسی بل نسبت به جلوی میکروفن کمتر است و در دو ناحیه (زاویه ۱۲۵ درجه از جلوی میکروفن به راست و چپ)، حداقل حساسیت را دارد. حساسیت میکروفن هایپر کاردیود در کناره های آن ۱۲ دسی بل کمتر از جلوی میکروفن است و در دو ناحیه  (زاویه ۱۱۰ درجه از جلوی میکروفن به راست و چپ)، حداقل حساسیت را داراست.

برای شنیدن چگونگی دریافت صدا توسط میکروفن کاردیود، در حالی که به صدای خروجی آن گوش می دهید در گرداگرد آن صحبت کنید. در این صورت هنگامی که مقابل دیافراگم میکروفن صحبت می کنید صدای خود را در بلندترین سطح و هنگامی که پشت دیافراگم صحبت می کنید صدای خود را در پایین ترین سطح می شنوید.

میکروفن های سوپر کاردیود و هایپر کاردیود نسبت به میکروفن کاردیود، اصوات رسیده از کناره های خود را بیشتر پس می زنند (تضعیف می کنند) و جهت دار تر هستند اما نسبت به میکروفن کاردیود صداهای پشت دیافراگم را بیشتر دریافت می کنند.

الگوی دریافت صدای یک میکروفن، منحنی میزان حساسیت آن نسبت به زاویه ای است که صدا به میکروفن می رسد. این منحنی بر روی کاغذ مخصوص ترسیم می گردد.

شکل ۱ الگوهای گوناگون دریافت صدا را نشان می دهد.

شکل ۱

ویژگی های انواع راستاهای دریافت

تمام جهتی (Omnidirectional)

• دریافت صدا از همه جهت ها
• حداکثر پساوایی اتاق
• عدم امکان ایزولاسیون آکوستیکی مگر با کاربرد نزدیک میکروفن
• حساسیت کم نسبت به حروف انفجاری (پ،ت و …)
• حساسیت کم به نویز حاصل از تماس با بدنه میکروفن
• عدم تقویت فرکانس های پایین هنگام کاربرد نزدیک
• پاسخ فرکانسی گسترده در میکروفن های خازنی
• قیمت پایین

یک جهتی (Unidirectional)

• امکان انتخاب منبع صوتی
• تضعیف نشت صدا، نویز زمینه و صداهای انعکاسی از محیط
• ایزولاسیون خوب
• کاربرد نزدیک آن سبب تقویت فرکانس های پایین می شود (به غیر از میکروفن هایی که دارای حفره هایی در بدنه خود هستند)
• Gain بالاتر قبل از فیدبک آکوستیکی در یک سیستم پخش صدا در محیط
• امکان استفاده در میکروفن گذاری استریو فونیک

کاردیود (Cardioid)

• دارا بودن زاویه دریافت باز جهت منابع صوتی مقابل دیافراگم میکروفن
• بیشترین مقدار تضعیف صداهای پشت دیافراگم میکروفن

سوپر کاردیود (Super Cardioid)

• بیشترین اختلاف در میزان صدای دریافتی از مقابل و پشت میکروفن (مناسب برای قرار دادن روی کف صحنه نمایش)
• ایزولاسیون بیشتر نسبت به میکروفن کاردیود
• دریافت کمتر پساوایی نسبت به کاردیود

هایپر کاردیود (Hyper Cardioid)

• در میکروفن های یک جهتی این الگوی دریافت بیشترین تضعیف را در کناره های خود دارد.
• بیشترین ایزولاسیون (بیشترین تضعیف پساوایی، نشت صدا، فیدبک و نویز زمینه)

دو جهتی (Bidirectional)

• دریافت از مقابل و پشت دیافراگم و تضعیف صداهای کناری
• بیشترین ایزولاسیون هنگامی که آن را در بالای سر نوازندگان قرار دهیم، البته به شرطی که این نوازندگان مقابل هم قرار گرفته باشند.
• امکان استفاده در میکروفن گذاری استریو فونیک به صورتی که دو میکروفن دو جهته به صورت متقاطع با زاویه ۹۰ درجه نسبت به هم قرار گیرند.

در یک میکروفن خوب الگوی دریافتی باید در محدوده فرکانسی ۲۰۰ هرتز تا ۱۰ کیلوهرتز یکسان باشد (به عبارت دیگر پاسخ آن در داخل محدوده دریافت (On-Axis) و خارج از این محدوده (Off-Axis) و در بازه فرکانسی فوق با توجه به الگوی دریافت میکروفن تغییر کند) در غیر این صورت کیفیت فرکانسی صدا در داخل و خارج از محدوده دریافت میکروفن متفاوت بوده و صداهای واقع در خارج از محدوده به شکل Off-Axis Coloration شنیده خواهد شد. میکروفن های دیافراگم کوچک نسبت به میکروفن های دیافراگم بزرگ گرایش کمتری به رنگ آمیزی صدا در خارج از محدوده دریافت خود دارند.

میکروفن های خازنی و دینامیکی با هر الگوی دریافتی قابل دسترسی هستند (به جز میکروفن های داینامیک دو جهته). میکروفن های نواری دارای الگوهای دریافت دو جهتی و هایپر کاردیود می باشند.

برخی میکروفن های خازنی دارای کلیدی برای انتخاب الگوهای دریافت مختلف هستند. توجه داشته باشید که شکل ظاهری میکروفن چگونگی الگوی دریافت آن را نشان نمی دهد.

اگر دیافراگم در مقطع انتهایی میکروفن (عمود بر محور طولی میکروفن) باشد باید به شکلی آن را به طرف منبع صوتی نشانه گیری کرد که دیافراگم، مقابل منبع صوتی قرار گیرد و اگر دیافراگم در سطوح جانبی میکروفن باشد همان سطوح را مقابل منبع صوتی قرار داد. در شکل ۱ نمونه ای از میکروفن خازنی با الگوی دریافت قابل انتخاب که دیافراگم آن در سطح جانبی می باشد نشان داده شده است.

شکل 1

میکروفن های سطحی (Boundary) که بر روی یک سطح (همچون میز کنفرانس یا کف صفحه نمایش) قرار می گیرند دارای الگوی دریافت نیمه کروی، نیمه سوپر کاردیود یا نیمه کاردیود هستند. قرار گرفتن روی سطح، ویژگی جهتی میکروفن را افزایش داده و بنابراین اصوات منعکس شده از محیط را کمتر دریافت می کنند.