Связь спектрального состава акустического сигнала и амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) электроакустического преобразования микрофона.

Микрофонный приём

Огромное разнообразие существующих нынче типов и конкретных конструкций микрофонов привело к тому, что многие звукорежиссёры используют их в своей работе, полагаясь на собственный эмпирический опыт, либо опыт своих коллег. Между тем, знание принципов микрофонного приёма позволит действовать целесообразнее, как в отношении количества устанавливаемых приёмников, так и в смысле качества электроакустических сигналов.

Никогда нельзя забывать о том, что природа звукового образа, являющаяся симбиозом акустической природы собственно источника и управляемых свойств тракта звукопередачи, формируется, в первую очередь, на стадии микрофонного приёма. Ошибки, совершённые звукорежиссёром на этом этапе, практически, не поддаются исправлению, разве что приходится измышлять какие-то качественные замены в процессе перезаписи, употреблять специфические обработки сигналов, вынужденные линейные, а то и нелинейные, коррекции, и всё это лишь потому, что невнимательность или некомпетентность приводят к результату, неадекватному естественному ожиданию или звукорежиссёрской идее.

Следует попутно заметить, что требования к качеству звука необходимо, в равной мере, предъявлять и артистам, так как состояние звукового объекта является главнейшим во всём процессе создания фонографии. Точная акустическая настройка музыкальных инструментов (её не следует путать с традиционной звуковысотной настройкой), тщательный выбор исполнительского характера звучания - в этом и основа успеха, и устранение многих препятствий на пути поиска оптимальной звукопередачи. Естественно, что нужно обеспечить максимальные удобства для работы артистов. И поскольку сказанное также относится к стадии микрофонного приёма, то примем его, как лишнее доказательство актуальности предмета данной главы.

Постараемся анализировать каждый вопрос с нескольких сторон: с точки зрения требований к микрофонному приёму, с точки зрения свойств звуковых источников и тон-ателье и, соответственно, с точки зрения технических характеристик применяемых микрофонов. Такой комбинационный подход лежит в основе подготовки к записи; его сознание и владение им является свидетельством высокой профессиональной культуры мастеров фонографии.

Среди основных сведений об источниках звука при рассмотрении вопросов, связанных с микрофонным приёмом, необходимо знать:

а) Спектральный состав акустического сигнала.

б) Характер направленности излучения в области спектра основных тонов, обертонов и групповых (унисонных) унтертонов.

в) Динамические свойства источника (априорная информация об этом может и не учитывать особенностей конкретной динамики записываемого музыкального произведения).

г) Наличие (отсутствие) аэродинамической составляющей в акустическом сигнале.

Кроме знания этих объективных признаков, звукорежиссёр, разумеется, осведомлён о жанровой специфике исполнения, не только дополняющей приведенную информацию, но и диктующей определённые условия для качественного музицирования (в частности, расположение артистов в студии).

Что касается акустических характеристик тон-ателье, то особое внимание следует уделять геометрии ранних отражений, и не только потому, что таковые, в большинстве случаев, определяют эстетику звуковой окраски. Направленность начальной структуры диффузного звукового поля позволяет лучше регулировать акустическое отношение в сигнале изменением ориентации направленных микрофонов. Об этом в особенности нельзя забывать, если помещение для записи изобилует локальными акустическими объёмами, галереями, куполами, пр. Отражаемый ими звук может доходить до зоны расположения основного источника с ощутимой задержкой, следовательно, хорошо читаться в фонографии, а это далеко не всегда желательно.

Художественные аспекты использования диффузной
акустики тон-ателье рассмотрены в главе «ФОНОГРАФИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ».

Преимущественные характеристики микрофонов, учет которых необходим в звукорежиссёрской практике, следующие:

1) Осевая чувствительность и максимально допустимое звуковое давление (перегрузочная способность).

2) Амплитудно - частотная характеристика электроакустического преобразования.

3) Диаграмма направленности микрофонного приёма на средних частотах.

4) Семейство частотных характеристик диаграммы направленности, либо, по меньшей мере, частотная характеристика тылового приёма для направленных микрофонов.

5) Степень демпфированности приёмной части микрофона, определяемая, как правило, практически.

6) Для стереофонических микрофонов - гарантия согласован­ности амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик, а также характеристик направленности совмещённой пары приёмников.

Само собой разумеется, что звукорежиссёру известны принципиальные типы используемых преобразователей (динамический, конденсаторный, ленточный), а также то, является ли микрофон приёмником звукового давления или его градиента.

Такие технические параметры микрофонов, как вносимые нелинейные искажения преобразования, собственные шумы, выходной импеданс и способность работы на длинную линию входят в компетенцию инженеров звукозаписывающих студий, и здесь не рассматриваются. Предполагается, что эти характеристики лежат в пределах, вполне пригодных для профессионального использования.

От микрофонов при записи требуется получить следующее:

а). Количество звука. Это, достаточно неформальное,
выражение означает, что микрофонный сигнал должен передавать
максимально возможные громкостные и тембральные ощущения
объекта, при сохранении естественности звучания, либо, если такая
цель не преследуется, то в соответствии со звукорежиссёрской
задачей. Попутно следует заметить, что помощь в оценке количества
звука могут оказать индикаторы уровня передачи сигналов при
условном сравнении их показаний с субъективными громкостными
впечатлениями (см. ниже); разумеется, предполагается определённый профессиональный навык, и, кроме того, опыт работы в одних и тех же условиях мониторинга.

б). Качество звука. Имеется в виду необходимый спектральный состав сигнала, отвечающий той или иной тембральной специфике, а также характер и степень акустической окраски звучания в тех случаях, когда сознательно используется диффузное поле тон-ателье.

в). Если применяются стереофонические микрофоны или запись ведётся многомикрофонным способом, то встаёт вопрос о чёткости локализации в поле виртуальных источников звука.

На практике выполнение указанных требований далеко не всегда происходит сепаратно. Поскольку субъективно ощущаемая громкость является косвенным грубым критерием оценки любого акустического качества, то налицо различные взаимовлияния и взаимообоснованности. Так, например, количество звука может казаться недостаточным из-за диффузных компонент, линейный и временной спектр которых не имеет тесной корреляции с прямым сигналом (это особенно проявляется в низкочастотной области); показания индикаторов уровня при этом могут быть весьма значительными, а громкость - невысокой. Или общая акустическая картина, передаваемая сигналом так называемого обзорного стереофонического микрофона, при её приемлемом качестве, может конфликтовать, в смысле глубинно-пространственного рисунка, с фонографическим изображением, полученным от локальных микрофонов.

С опытом приходится вырабатывать умение совокупного решения всех вопросов, связанных с микрофонным приёмом. И только лишь методологические удобства дают право на раздельное изучение перечисленных требований.

Написанное ниже отнюдь не следует рассматривать, как непререкаемое руководство к действию; просто личный опыт автора накладывает свой отпечаток на освещение вопроса, сколь бы велико ни было его желание руководствоваться лишь сугубо принципиальными соображениями.

Логика творческих поисков не подчиняется каким-то строгим алгоритмам; иной раз наличие в распоряжении звукорежиссёра одного - единственного микрофона является определяющим фактором для установления режима микрофонного приёма, и это досадное обстоятельство влечёт за собой изменения в расположении исполнителей, пусть даже не слишком для них удобные.

Может оказаться, что тон-ателье достаточно адаптивно,
благодаря наличию в нём большого разнообразия акустико -
архитектурных зон или возможности использования
дополнительных акустических конструкций (щитов,

изолированных кабин, т.п.) Но иные студии, в особенности те, что
расположены в храмах, диктуют своей спецификой способы
микрофонного приёма, весьма далёкие от традиционных. Более
того, музицирование для записи в таких тон-ателье рождает у
исполнителей ощущения, значительно отличающиеся от концертных, что не может не вызвать соответствующих изменений природы звукового источника в смысле характера звукоизвлечения.

Связь спектрального состава акустического сигнала и амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) электроакустического преобразования микрофона.

Амплитудно - частотный спектр звуковых волн, излучаемых одиночным источником, как правило, начинается с компоненты, соответствующей основному тону самой низкой интонации, если речь идёт о звуковысотном музыкальном инструменте. Сказанное особенно справедливо для одноголосных инструментов - медных или деревянных духовых. Что касается музыкальных инструментов, на которых возможны исполнения аккордами, и инструментов, где звукообразование происходит посредством так называемого «хора», то есть двух-трёх струн (у роялей, пианино, мандолин, т. п.) или нескольких язычков (органы, баяны, аккордеоны, гармони), то энергетический спектр их излучения простирается гораздо ниже, вплоть до инфразвуковой области. Это объясняется биениями при относительной расстройке колеблющихся элементов. Спектр собственных частот дек, в особенности больших, также существенно обогащает звучание в низкочастотной зоне.

Значительное расширение спектрального состава на низких частотах наблюдается при унисонном исполнении музыкального материала группой однородных инструментов. В оркестровой ткани это типично для смычковых струнных. Ещё больший эффект дают хоровые унисоны; им особенно свойственно наличие инфранизкочастотных излучений.

Спектры ударных и ударно-шумовых инструментов, благодаря импульсному характеру атак при звукоизвлечении, имеют достаточно заполненную низкочастотную область, независимо от того, являются ли эти инструменты интонирующими (настраиваемыми), или нет.

Надо учесть, что некоторые ударные инструменты, например,
литавры и большие барабаны, обнаруживают, пожалуй, самый
ощутимый подъём спектральной плотности на низких частотах;
излучая акустическую волну, близкую к шаровой, они создают поле,
характеризующееся непосредственно у звучащих мембран высокой
величиной градиента давления. Следовательно, любой

направленный микрофон (в той или иной степени реагирующий на градиент звукового давления), устанавливаемый вблизи от них, должен обладать собственным компенсационным корректором, работающим в нижней области амплитудно - частотной характеристики, либо фильтром верхних частот не ниже второго порядка.

Если кому - либо кажется, что приведенное замечание носит гипотетический характер, можно предложить поочерёдное прослушивание сигналов двух микрофонов, расположенных рядом друг с другом в непосредственной близости от источника указанного вида. Один из микрофонов должен быть приёмником звукового давления, а другой - приёмником градиента звукового давления. Внимание необходимо обращать на естественность звучания источника.

Сразу станет ясно, что ненаправленный микрофон даёт гораздо более натуральную звукопередачу. И дело здесь далеко не только в том, что этот микрофон обеспечивает больший пространственный охват объекта; в конце концов, эксперимент можно провести при таком расстоянии до источника, когда последний полностью попадёт в зону эффективного приёма направленного микрофона. Причина неестественности в этом случае объясняется гиперболическим подъёмом частотной характеристики в нижней части спектра, названном в электроакустике «эффектом ближней зоны»,