Mikrofonok

Mihez használjuk apu tárcsázós telefonjából a mikrofont és mi mindenre jó egy sztereó kondenzátor mikrofon?

Régi szén mikrofonnal működő telefon

Ha telefon hangot akarunk beszéd rögzítésére, akkor elég a szén mikrofon a jó öreg Bell találmányából, de ha utca zajt akarunk rögzíteni, ahogy jönnek-mennek a buszok, járó kelők, akkor már fontos, hogy nagyon érzékeny legyen a mikrofonunk. Természetesen elengedhetetlen a megfelelő előerősítő, de ahhoz, hogy jól válasszunk típust, fontos figyelembe venni a felhasználásból adódó fontos szempontokat.

Ha csak egy trombitát szeretnénk rögzíteni, tökéletesen elég lesz egy dinamikus mikrofon a tölcsér elé.

Nyílván minél szélesebb tartományú, annál jobb minőségű lesz a felvétel, de egy láb dob esetében egy egyszerű ének-mikrofon nem lesz megfelelő. Itt a mély hangok érzékenysége a mérv adó. Egy ének rögzítéséhez már célszerű a nagy érzékenységű elektrosztatikus, azaz kondenzátor mikrofon. Vegyünk fel minden egyes nyál fröccsenést, levegő vételt, orrhangot és köhögést. Van, hogy jól jön ez is. Elengedhetetlen az ének felvételhez egy szűrő, amit a mikrofon előtt rögzítve felfogjuk a puffogó hangokat. Ezt pop-filter elnevezéssel dobták a piacra, ami egy sűrű szövésű háló gyakorlatilag felfeszítve egy keretre. Én csináltam ilyet harisnyából és virágtartó állványból. Ugyan azt értem el vele, mint a drágább társaival, csak nehezebben volt rögzíthető. Ha távolabb helyezett nagy érzékenységű mikrofonunk van, akkor ez talán nem szükséges.

Mikrofonok fajtái és alkalmazási területeik:

Akusztikai szempont szerint működésük határozza meg irány jellegüket.

• Nyomás: gyenge membrán mozgás, csak a membránra ható nyomás határozza meg a működését, zárt üreg és rugalmas lemez.
• Nyomás-gradiens: (sebességi mikrofon) Mindkét oldala szabad a membránnak.
• Kombinált mikrofon: Az előző mindkét tulajdonsággal rendelkezik.

Elektromos működés mód:

1. Elektrodinamikus elv: Erős mágneses térben a hanghullámok hatására elmozduló vezetőben feszültség indukálódik.
2. Kiviteli alakok: szalag mikrofon és lengő tekercses mikrofon. A szalag mikrofon egy erős mágnesből és a mágnes résében egy 2-5 mikron vastagságú, 3-4 mm széles és különböző hosszúságú alumínium-szalag mozoghat. Rendkívül érzéketlen, még ma is használatos főleg olyan sport események közvetítésénél, ahol igen nagy a külső zaj. A lengő tekercses mikrofon a mai dinamikus mikrofonként emlegetett típus. Az előzőnél rugalmasabb membránra erősített tekercs mozog a mágneses résében. Érzékenysége kicsi.

Kondenzátor mikrofon szűrővel

• Elektrosztatikus elv: Gyakorlatilag egy kondenzátor, amely a hanghullámok hatására változtatja kapacitását. Egy szilárd fém lap és egy membránból áll, ami arany, réz vagy alumínium bevonatú műanyag fólia. Az ezekre kapcsolt polarizáló feszültség (+48 Volt) változik a hanghullámok hatására, így változik a kapacitás nagysága ezzel a rajta levő elektromos töltés.
• Piezoelektromos elv: Vannak olyan kristályok, amelyek felületén külső mechanikai hatásra elektromos töltés keletkezik (kvarc, turmalin, seignette-só, stb.) Két egymáson lévő kristály réteg hajlításakor az egyik megrövidül, a másik pedig megnyúlik, a kialakult potenciálok pedig összeadódnak. Ma már alig használják ezeket, stúdió technikában pedig egyáltalán nem.
• Elektromágneses elv: Húros hangszereknél alkalmaznak ilyen elven működő felvevőket, ahol egy mágnes köré tekercselt vezetőben a húrok mozgása által indukált feszültség áramot hoz létre. Ez inkább „hangszedő”, mint a klasszikus értelemben vett mikrofon.
• Kontaktmikrofon (szén mikrofon): A membrán mozgása ellenállás változást hoz létre. Ilyen volt a régi tekerő-számlapos telefonok kagylóiban is és még van talán a mai napig használt telefon fülkékben is.

Karakterisztika

Karakterisztika (gömb, 8-as, vese vagy ezek kombinációja): más szóval irány érzékenység, amit a mechanikai felépítése határoz meg. A növekvő frekvenciával a nyalábolási szög csökken, ezért a mikrofonoknál több más-más frekvencián mért karakterisztikát adnak meg.

• Ha a membrán egyik oldala zárt, akkor gömb vagy vese karakterisztikájú a mikrofon.
• Ha a membrán mindkét oldala szabad, akkor gömb vagy nyolcas a mikrofon irány jelleggörbéje.
• Puska mikrofon az a nagyon éles nyalábolású vese karakterisztikájú mikrofon, amivel általában nagyobb távolságból „célozva” történik a felvétel. Ez köszönhető a hosszabb háznak, aminek a belseje különleges csillapító anyaggal van beborítva, hogy az oldalról beeső hangból minél kevesebb jusson el a membránig.

A mikrofonok alkalmazásához elengedhetetlen tudni, hogyan használjuk őket viselkedés és különböző beállítások szerint. Rögzíthetünk velük három csoportra bontott hangokat.

• Dialógus, azaz emberi beszéd. Erre a célra felhasználhatók a magasabb minőségű mozgó tekercses mikrofonok, a Hi-Fi célra gyártott szalag mikrofonok és az elektretmikrofonok, ami egy mikroporttal kiegészítve hordozható is.
• Zörej felvételekhez alkalmazott elsődleges követelmény a nagy érzékenység és a széles frekvencia sáv-átvitel. A fent említett mikrofonok bármelyike alkalmas, ha a kritériumoknak eleget tesz.
• A zenei produkciók felvételéhez a mozgó tekercses és kondenzátor mikrofont alkalmazzunk. Ezt befolyásolja még, hogy milyen a zenei anyag, azaz milyen hangszerek szólalnak meg, továbbá, hogy milyenek a hang források elhelyezkedései. Ezekre pontos szabály nincs, de vannak alapvető megfontolások, amikre lehet támaszkodni az optimális megoldáshoz. Az egyik ilyen dolog a hang forrás és a mikrofon távolsága, amit teljes mértékben a hang tér akusztikája befolyásol (direkt és zengő energia viszonya). A mikrofon maximálisan olyan távolságra helyezhető el, ahol még a direkt energia dominál a zengő energiával szemben. Így határozzák ezt meg a fizikusok, akik a műszereikkel és számításaikkal észlelik a környezetet. Vagyis, olyan távol lehet a mikrofon, ahol a hang még nem „levegős”.

Összegezve tehát a mikrofonok kiválasztásánál vegyük figyelembe, hogy mit akarunk rögzíteni. Lehet ezt túlzásba vinni, egy akusztikus gitárból 5 mikrofonnal felvételt készíteni, de a játékot nem teszi élvezhetőbbé. Egy ilyen esetben jó, ha használunk maximum 3 mikrofont, de talán 2 is elegendő lenne. Egy közvetlen az akusztikus doboz elé téve a dobozból kifelé áramló hang irányában elhelyezve, egyet a gitár nyakához téve, ezzel a zörejeket hallhatóvá téve és egy, a távolabbi elhelyezéssel összefogható lágyabb hangzás elérésére elhelyezett mikrofonnal kaphatunk olyan hangzást, mintha előttünk játszana a művész. Itt a nagy érzékenység fontos, mivel nem erősített jelet rögzítünk, hanem akusztikus hangszert. Ellentétben egy elektromos gitár rögzítésénél, ahol az effekt-pedálból és különböző átalakítókból eredő hangot rögzítjük külön vonal-kimenetről plusz egy, a kombó-láda előtt elhelyezett dinamikus mikrofonnal, sokkal teltebb hangzást adhatunk vissza. Nézzük meg a gitár erősítő hátulján az adat lapot, hogy milyen frekvencia jelleg görbéje van, és ehhez mérten válasszunk hozzá mikrofont. Itt nem mérv adó a nagy érzékenység, mert a hangszóró előtt elhelyezve elegendő hang erősséget beállítva hallható lesz minden és jól fog szólni a felvételen is.

Egy dob felszerelés be mikrofonozására is lehet 30 mikrofont használni, de itt is vannak alapvető irányelvek. A láb dobra a reflex nyílás (ha van) elé helyezett mikrofon kellemes lüktető hangot ad. Itt a nagy feszített bőrön keletkező alacsony rezgés számú nagy légnyomás teszi intenzívebbé a hangot. Ha a pergő dobot hangosítjuk, lehet csak a felső káva mellett egy mikrofon, de lehet az alsó húros oldalhoz is egy mikrofon, amitől sokkal dinamikusabb lesz a leütés. Koncert hangosításkor nem jellemző, de stúdióban igen, hogy egy-egy távol elhelyezett tér mikrofonnal az egész szett hangját összefoghatjuk, hogy ne csússzon szét elemeire.

Ének felvétel akusztikai szigeteléssel

Minden hangszernek megvan a saját frekvencia sávja, amihez érdemes megválasztani a mikrofonunkat. Egy zongorának hatalmas skálán mozog a frekvencia tartománya, ide természetesen hasonlóan széles sávban érzékeny mikrofon javasolt, de ne legyen túl érzékeny, mert a billentyűk és a kalapácsok kopogása nem teszi élvezhetővé a játékot, ellenben a dinamikát meghatározhatja egy külső, érzékenyebb mikrofon.

Most már itt az idő, hogy készítsünk felvételt a kutya ugatásáról, a víz csobogásáról, majd beszédről, énekről és koncertező zenekarról is. Váltogatva a különböző mikrofonokat, rájöhetünk, hogy mit, hol és hogyan érdemes használni.

A hangsugárzók, mint elektromechanikai átalakítók

A jelforrásokból eredő és megfelelően felerősített hangfrekvenciás feszültség teljesítménnyé erősítve akkor tehető hallhatóvá, ha a teljesítményerősítő kimenetére megfelelő elektromechanikus átalakítót – hangszórót, illetve hangsugárzó rendszert kapcsoltunk. Vagyis hiába van csúcs kategóriás Yamaha erősítőnk, Technics 1210 MK II-es bakelit lemezjátszónk a legszuperebb tűvel, ha a hangfalunk egy szakadt alsókategóriás papírmembrános szerkezet és ezzel próbáljuk meghallgatni a Queen koncertlemezét, kb. annyira lesz élvezhető, mint játszani egy Gibson Les Paul Studio gitáron 0,11-es húrokkal szárazon. Ami szuper, csak épp nem hallunk belőle semmit. Vagy hasonlíthatnánk itt bármit, a lényeg, hogy ha a rendszerben van egyetlen gyenge láncszem, akkor az a szűk keresztmetszetet jelenti a lejátszás minőségében.

A hangsugárzó rendszerrel szemben ugyanolyan minőségi követelményeket támasztunk, mint a hangátviteli lánc bármely más tagjával szemben:

1. Egyenletes frekvencia-átvitel
2. Minimális torzítás
3. Jó tranziens átvitel
4. Megfelelő irányjelleggörbe
5. Jó hatásfok

A jelenleg használt hangsugárzó rendszereknek két fajtáját ismerjük, a hangsugárzókat és a fejhallgatókat. Míg a hangszórókat önmagukban nem tudjuk megszólaltatni, a fejhallgatók önálló hangrendszert alkotnak. A hangszórók segédeszközei: Hangfalak, Hangdobozok.

A hangszórók és a sugárzást javító segédberendezések együttesével szemben módosulnak a minőségi követelmények is:

• Elérhető legyen a szélessávú frekvencia-átvitel.
• Rövid berezgési és lecsengési idővel rendelkezzen.
• Az együttes önrezonanciája minél kisebb legyen.
• Nagy hatásfokkal működjön.

Ezeket egy hangszóró magában nem teljesíti, ezért van szükség a sugárzórendszerre, vagyis többutas kialakításra.

Hangszórók

A korszerű hangtechnikában használt hangsugárzókban, akár fejhallgatók vagy hangszórókról legyen szó, kizárólag dinamikus elven működő típusokat használnak. Mély-, közép- és magashang-sugárzásra egyaránt, permanens mágneses dinamikus hangszórókat alkalmaznak.

Hogy is működik egy hangszóró?

Hangszóró felépítése

Az erős gyűrű alakú permanens (vagyis állandó) mágnes, mágneses teret kelt a gyűrű alakú légrésben, amelyben a lengőtekercs szabadon mozog. Ez a tekercs a széle mentén rugalmasan központosítva van a dugattyúszerűen mozgó membránhoz erősítve. A membrán általában papírtölcsér. Ha a lengőtekercsen hangfrekvenciás áramot vezetünk keresztül, az áram hatására keletkező mágneses erőtér kölcsönhatásba kerül a permanens (állandó) mágnes erőterével. Ennek hatására a hangfrekvenciás feszültség pillanatról pillanatra változó polaritásától függően, a mágnest vagy befelé húzza vagy kifelé löki magából a tekercset. Tehát elkezd mozogni a membrán ki-be, megfelelően a megszólaltatott hang teljesítményével, amit aztán vagy kibír, vagy nem. A tekerccsel együtt a hozzá rögzített papírmembrán is követi az áram változásait. A membrán dugattyú módjára hat a környező levegőre, tehát nyomáshullámokat kelt maga előtt és mögött. Olyan ez, mint a mikrofon membránjára ható, eredeti hangrezgés. Így tehát a hangfrekvenciás áramváltozások mechanikai hangrezgésekké alakulnak. És megszólalhat a hangszórónk. A membrántölcsér átmérőjétől és alapterületétől függően különböző frekvenciás sávok lesugárzására alkalmas. Vagyis a nagy membránból lesz a mélyhang-sugárzó, a közepesből a középhang- és a kis membránátmérőből a magashang-sugárzó.

Mélyhang-sugárzók

Általában 20 Hz-2000 Hz között egyenletesen sugárzó hangszórók. A mély hang visszaadásakor a következőket kell teljesítenie egy hangszórónak, ha hangfalba építik be:

Autós mélyhang-sugárzó reflex nyílással

1. A membránja lehetőleg nagy átmérővel és felülettel rendelkezzen, jó hatásfokkal és nagy teljesítmény lesugárzására legyen alkalmas.
2. Rezonanciafrekvenciája 20 Hz-nél kisebb legyen.
3. Könnyű legyen a membrán, lágy felerősítéssel.
4. Minél nagyobb mágneses térereje legyen, mert ettől függ a hatásfok és a csillapítás.

Középhang-sugárzók

Frekvenciatartományuk 300-5000 Hz között legyen a lehető legkisebb nemlineáris torzítás mellett. Ehhez fontos, hogy a membrán átmérője ideális mérettel, 150-200 mm-es átmérővel rendelkezzen. Rezonanciafrekvenciája a lineáris sugárzási tartomány alsó határfrekvenciájánál kisebb legyen. Szélesebb hangsugárzási szög érhető el ovál hangszóróval, amit egy hangfalba célszerű függőleges nagytengellyel beépíteni.

Magashang-sugárzók

Magashang-sugárzók koncerthez

A legnagyobb kisugárzott frekvencia hullámhosszához képest mindig nagyobb méretű membránnal rendelkeznek. Ez erős hangnyaláboláshoz vezet. Többutas hangszóró-rendszerekben ezért mindig több magashang-sugárzót használnak, amelyek egymáshoz képest különböző irányba sugároznak. Ezekre jellemző, hogy merev, könnyű membránúak, impregnált papírból, műanyagból, esetleg alumíniumból préselve készülnek. Viszonylag nagy rezonanciafrekvencia, ami legalább egy oktávval kisebb a kisugárzott frekvenciasáv alsó határfrekvenciájánál. Terhelhetőségük típustól függően 1-5W.

Hangdobozok

KRK Rokit 8 aktív stúdió monitor hangfalak 

Háromféle elv szerint alakítják ki. Lehet zárt doboz, reflexnyílásos doboz és akusztikai labirintus. Manapság legelterjedtebb a teljesen zárt, belül csillapítóanyaggal töltött doboz, amelyekbe vagy szélessávú hangszórókat egyutas rendszerben, vagy különféle mély-, közép- és magashang-sugárzókat építenek. Hátránya, hogy zárt dobozban az önrezonanciája a dobozba zárt levegő rugalmassága miatt megnő, aminek hatására csökken a mélyhang-átvitel.

Zárt hangfal

A hátoldal lezárása elvileg teljesen megszünteti az akusztikai rövidzárat, viszont a bezárt levegő rugalmas hatást gyakorol a membránra. A hangfal méretének növelésével elvileg elérhető egy olyan határ, amikor már nem befolyásolja lényegesen a dobozba zárt légtömeg a visszatérő erőt és így nem emelkedik jelentős mértékben az önrezonancia-pont sem. Ehhez a megállapításhoz a membránfelfüggesztés rugalmas visszatérő erejének nagyságát kellene ismerni, aminek a mérése egyszerű módon nem végezhető. Azokon a frekvenciákon, ahol a doboz párhuzamos oldalainak a távolsága azonos méretű a hullámhossz felének egész számú többszörösével, állóhullámok keletkezhetnek, amelyek az átviteli egyenletességet csúcsokkal és völgyekkel törik meg. Ezért kell a belső teret 40-50mm vastag vatta vagy habszivacs réteggel akusztikailag csillapítani. Fontos, hogy a hangfal oldalfala legyen eléggé vastag és merev, különben a hangnyomás miatt rezegni fog. Ezzel a szigeteléssel viszont a membrán által befelé sugárzott nyomást elnyeljük, emiatt a hatásfoka a felére csökken, vele együtt a kisugárzott hangteljesítmény is. Cserébe viszont nagy mennyiségben gyárthatók és összeszerelésük egyszerű.

Reflexnyílásos hangfal

Általában a hangfal előlapján, ahol a hangszóró is van, alakítanak ki nyílást. A rezonanciafrekvencia annál kisebb, minél nagyobb a doboz térfogata és minél nagyobb a reflexnyílásban lévő légtömeg. A reflexnyíláson át a dobozban összenyomott levegő a membrán hátrafelé mozgásakor kiegyenlítődhet. Ilyenkor a doboz rezonátorként is működik, vagyis saját rezonanciafrekvenciája van ebben a rendszerben. A mélyreflex-dobozt úgy kell méretezni, hogy a rezonanciafrekvenciája azonos legyen a hangszóróéval. Azaz, legyen egymásra „hangolva”. Optimális impulzusátvitel és frekvenciamenet úgy lehet, ha a dobozba zárt levegő rugóállandója egyenlő a hangszóró membránfelfüggesztésének a rugóállandójával, valamint a hangszóró és a doboz önrezonancia-pontja azonos legyen. Ha ez így teljesül, akkor a reflexnyílásban lévő levegőtömeg egyenlő a membrán tömegével. Ebben az esetben a mélyreflex-doboz rezonanciafrekvenciája lezárt nyílásnál a hangszóró rezonanciafrekvenciájának √2-szerese.

Hangszórórendszerek

Egyedi gyártású Cselló hangszórórendszer

Több önálló hangszóróból állnak, amelyeket egy hangfal foglal egységbe. Erre akkor van szükség, ha széles frekvenciasávban akarunk egyenletes intenzitással hangot sugározni. A Hi-Fi hangszórórendszereknél alapvető követelmény, hogy a 20-20.000 Hz közötti frekvenciákat ±6dB tűrésen belül egyenletesen adják vissza. Erre egy hangszóró nem képes, mert a torzítás minimális szinten tartása egy hangszóróval nem valósítható meg. A különböző hangszórókat frekvenciaváltókkal kapcsolják össze. Ezek biztosítják, hogy az adott frekvenciaszakaszban sugárzó hangszóróra főként csak az ide tartozó hangfrekvenciák jussanak. Lehetnek 6, 12 vagy 18 dB/oktáv meredekségű frekvenciaváltók.

Fejhallgatók

A hangtechnikában használt fejhallgatók többsége Hi-Fi minőségű hangközlésre alkalmas, sztereo vagy kvadro rendszerű. A minőségi jellemzők alapvetően itt is befolyásolják a teljes hangátviteli lánc minőségét. Megszűnik a tökéletlen akusztikai tér káros hatása. Egy-egy miniatűr hangszóró sugározza a teljes hangfrekvenciás sávban megszólaló hangokat. Mivel kicsi a membrán és érvényesül a bezárt levegő hatása, a mélyhang-átvitel különösen gyenge. Erre két módszer van. A külső légpárna a hallgatómembrán köré vont habszivacs kerettel lezárt levegő mozgás lezárásával egy kívülről elszigetelt akusztikai üreggel, a másik módszer szerint, pedig főként az 500 Hz alatti mélyhangok jobb hatásfokú visszaadását segíti elő a „lélegző membrános” hátsó légnyílás. Ekkor a befelé nyomott levegő a hátsó nyíláson át kifelé áramlik, a membrán elé mozgásakor visszaszívódik az üregbe. Általánosságban a Hi-Fi fejhallgatók 40-20.000 Hz között tudnak megszólalni ±8dB-en belüli közvetítésre.

Nyitott karakterisztikájú stúdió fejhallgató
mix, mastering munkákhoz

Hangfrekvenciás erősítők

Mikrofon előerősítő koncertre - hátsó panel

Míg egy akusztikus hangszer közvetlenül szolgáltat zenei élményt, egy elektromos zenei jel közvetlenül alkalmatlan arra, hogy megszólaltasson egy hangfalat. Ezt az általában előforduló alacsony jelszintet ezért erősíteni kell. A folyamat közben lehetőségünk nyílik arra is, hogy a szükséges vagy célszerű korrekciókat elvégezzük az eredeti műsoranyagon. Ezért a rendszer kétirányú: egyrészt a bemeneti tulajdonságaival a hang forrásához közelít, a kimeneti jellemzőivel pedig az átalakítóhoz illeszkedik. Ezeket a hangtechnikában használt erősítőket –és rendszereket csoportosíthatjuk:

1.     Rendeltetés szerint:

a.     Mikrofon-előerősítők

b.     Hangszedő-előerősítők

c.     Végerősítők

2.     Alkalmazott erősítőelemek szerint lehet elektroncsöves, tranzisztoros és integrált áramkörös típusú.

3.     Munkapont-beállítás szerint

a.     A-osztályú végerősítők

b.     B-osztályú végerősítők

c.     AB-osztályú végerősítők

Minőségi jellemzők szerinti megítélésükhöz szükséges ismerni a legfontosabbakat, de természetesen nem minden erősítőfajtára vonatkoztatható minden jellemző, így a kimeneti teljesítmény, a teljesítmény-sávszélesség és a hangszóró-kimenetiillesztés csak a végerősítőkre érvényes.

A frekvencia-átviteli sávszélesség mindig a ±3 dB-es pontokhoz tartozó határfrekvenciák Hz-ben megadott értéke és az átviteli karakterisztika ezen sávon belüli ingadozásának a tűréshatára ±dB-ben kifejezve.

Jel-zaj viszont a hangerősítőkre vonatkoztatva kétféle módon adható meg:

a. legnagyobb szinuszos teljesítményre vonatkoztatva (végerősítőknél). Ez a megadott legnagyobb szinuszos kimeneti teljesítményhez tartozó kimeneti feszültség és az erősítőben keletkező zajfeszültség dB-ben kifejezett viszonya.

b.  Az erősítőben keletkező zajfeszültség és egy adott szabványban előírt szinuszos kimeneti jelszinthez tartozó feszültség dB-ben kifejezett viszonya.

A teljes harmonikus torzítás (Total Harmonic Distortion – THD) a nemlineáris átviteli jellemző adat, ami azt mutatja, hogy az erősítő bemenetére adott tiszta szinuszos hangfrekvenciás jelből az erősítőn keresztül, milyen arányban keletkeznek olyan felharmonikusok, amik a bemeneten még nem voltak jelen. Ez %-ban megadva az összes felharmonikusra vonatkozik.

A zajszintet az erősítő legnagyobb szinuszos kimeneti teljesítménye (végerősítőknél) vagy maximális erősítése (előerősítőknél) esetén, a kimenetén – bemeneti vezérlés nélkül – megjelenő zaj dB-ben meghatározott értéke.

A teljesítmény-sávszélesség a hangfrekvenciás végerősítőket jellemző átviteli frekvenciasáv, amelyen belül az erősítő előírt állandó harmonikus torzítás mellett leadott kimeneti teljesítménye legfeljebb 3 dB-el kisebb a vonatkoztatási frekvenciára megadott értéknél.

A Hi-Fi erősítőkre vonatkozóan szabványos előírás a lineáris fázismenet – az állandó futási idő. Mivel abszolút lineáris fázismenetű erősítő nincs, a jelenleg gyártott Hi-Fi erősítőkkel szemben az a követelmény, hogy a közvetített hangfrekvenciás sávban minden frekvencián azonos legyen a fáziseltolás mértéke (pl. 10-18000 Hz között 90°).

A hangszóró kimeneti illesztés a végerősítőknél az a terhelő impedancia, aminél az erősítő a legnagyobb szinuszos kimeneti teljesítményt szolgáltatja, a névleges torzítási tényező megnövekedése nélkül.

A bemeneti érzékenység a végerősítőkre vonatkoztatva az a névleges legkisebb bemeneti feszültség, ami ahhoz szükséges, hogy az erősítő kimenetén a névleges szinuszos kimeneti teljesítmény jelenjen meg, az előírt terhelőimpedancián. Ezt mV-ban, az illesztő impedanciát Ω-ban vagy kΩ-ban adják meg.

Mikrofon-előerősítőket, a különféle jelforrások kis szintű jelfeszültségének kívánt mértékű felerősítésére használjuk. Ezek a legegyszerűbb felépítésűek. Mivel a mikrofonok jelszintje igen alacsony, igen nagy bemeneti érzékenységű előerősítőre van szükség. A legfontosabb követelmények: széles átviteli frekvenciasáv, kis torzítás, minimális zajszint és nagy túlvezérelhetőség az adott torzítási érték túllépése nélkül.

Focusrite Studio Kit

Az elsősorban kondenzátormikrofonokhoz használt nagy bemeneti impedanciájú mikrofon-előerősítők 0,1-1MΩ bemenettel rendelkeznek, ezek mellett kis kimeneti impedanciával készülnek (200Ω-2kΩ). Így illeszthetők leginkább a következő erősítőfokozathoz.

A kis bemeneti impedanciájú előerősítők 200Ω-1kΩ-os bemenettel rendelkeznek, kimeneti impedanciájuk szintén ilyen értékű.

Tehát, ha erősítőt választunk a dinamikus mikrofonunkhoz, amiről már tudjuk, hogy hogyan működik és milyen karakterisztikával képes befogni a hangunkat a ruhásszekrényben kialakított hangvisszaverődésben gátolt, de nem szigetelt amatőr szobánkban, válasszunk hozzá egy előerősítőt, ami továbbítja a jelet a következő feldolgozó egységünkbe, ami szintén továbbítja a lejátszáshoz szükséges jelet a hangszóróinkba, amiről hamarosan megtudjuk, hogy milyennek kell lennie ahhoz, hogy tisztán halljuk vissza magunkat.

Építőanyagok

Még nem sikerült dönteni, hogy mit szeretnél pontosan? Nem tudod mennyibe fog ez kerülni? Annyit elárulhatok, hogy nekem a lottó nyeremény is kevés volna, szórhatnám bele a pénzt. Szeretek kísérletezni és persze minél jobb eszközöket kipróbálni, megismerni. Korábban építettem már „süketszobát” 55 000 Ft-ból, amiben benne volt az alumínium profil, az OSB lap, a kőzetgyapot szigetelő anyag, a külső-belső borítás, szellőztetés nyitó-záró szerkezet és egy véraláfutásos ujj. A szigetelés nem minden, az akusztikai kialakítás sokkal fontosabb. Ehhez jó tudni, hogy milyen anyagokat érdemes használni és hogyan.

Tudjuk már, hogy a hang egy fajta mechanikai rezgés, amely rugalmas közegben terjed és visszaverődik szinte bármiről. Vízben gyorsan terjed, ám leggyorsabban a hangszerek jellegzetes anyagában a fenyőben (lucfenyőben 5300 m/s). A sok mérhető tulajdonságára és módszerére később szentelnék időt, de előtte még vegyünk pár klasszikus stúdiós szigetelő anyagot.

Klasszikus tojástartó

A tojástartó: fantasztikus, hogy mindenki ismeri, próbatermekben szinte mindenhol megtalálható volt régen és talán ma is. Funkciója a közhiedelemmel ellentétben nem a szigetelés! A felülete miatt, amit diffúznak is mondhatnánk, olyan szögben veri vissza a hangot, hogy egy helységen belül ezek nem találkoznak újra és így nem alakulnak ki álló hullámok, amik önmagukat erősítenék fel, tehát megszűnik a térhang jelentős része, ami zavaró volt eddig.

Textil a falon: ez lehet egy függöny, egy szőnyeg vagy hasonló felrögzítve. Szigetelni ez sem fog, de elnyeli a rezgéseket sokkal nagyobb mértékben, mint a tojástartó és szintén nem veri vissza a hangot feleslegesen.

Üveggyapot: nagyon jól szigeteli a hangot megfelelően beépítve, lefedve és még elérhető ára is van. Ezt természetesen építés közben kell a falra rögzíteni, majd be kell burkolni, hogy ne szálljon az üvegpor. Erre egy párazáró fólia felhelyezése után tegyünk OSB lapot vagy gipszkartont. Így a kifelé/befelé szűrődő hangoknak útját állja a szigetelő anyag. A belső hangtörésre a továbbiakban adok tanácsokat.

Hallottam már különleges próbálkozásokat a hangszigetelésre, mint például, hogy a homokkal feltöltött fal a basszus hangokat nagyon jól fogja. Hallottam olyat is, hogy a Desert Session a sivatagban rögzített, ahol semmi sem verte vissza a hangokat. Különleges hangzása lett, de ez természetesen szubjektív.

Klasszikus stúdiót, próbatermet már néhány egyszerű anyag felhasználásával lehet építeni!

Ahhoz, hogy a hangokat ne engedjük be-ki a helységünkből, fontos tudni a következőket:

A mély hangok könnyen terjednek és nehezebb tompítani. Ha fesztivál van néhány utcával odébb, jórészt csak a mélyebb hangokat, azaz a basszust és a dübörgést fogjuk hallani. Ha próbál egy zenekar a pincében, szintén a dob és a basszus fog kihallatszódni a helységből. A magasabb hangok terjedése ellen néhány centi légrést a falba építve lehet jó eredményt elérni. A mély hangokat bezárni nehezebb, de megfelelően puha anyaggal helyén tarthatjuk. Erre nagyon jó a kőzetgyapot, mert az üveggyapottal ellentétben nem száll belőle az üvegpor és jobbak a hang- és hőszigetelő értékei. A beépítési eljárás ugyan az, mint az üveggyapot esetében. Rögzítés, burkolás.

Kőzetgyapot

Vegyünk egy példát: Van egy szobánk, amiben szeretnénk a zenekarral próbálni vagy felvenni néhány dalt. 5*5-ös léceket a falhoz kell rögzítenünk első lépésként, de tegyünk alá kisebb, levágott darabokat ebből a méretből, így a faltól való távolság 10 cm-t érhet el, ide kerülhet a felszerelt lécek közé a 10 cm vastag kőzetgyapot. Ezt nagyon egyszerűen fedjük be gipszkartonnal vagy préselt fából készült lemez lapokkal (OSB lap). Ezt kívülről díszíthetjük ízlés szerint, de javaslom, hogy használjunk a falak borítására a kőzetgyapot lefedése után szivacsot. Fontos, hogy nem kell mindenhol! A sarkokat mindenképpen ki kell tölteni hangtörésre való elemekkel (basszus csapda), ne legyenek szabályos derékszögek a sarkokban, párhuzamos falak. Itt jöhet néhány tojástartó doboz.

Ha a szoba-a-szobában mellett döntenél, ugyan ezt meg lehet valósítani. Egy ablakot mindenki szeretne, ehhez viszont fontos, hogy milyen üveget alkalmazunk és hogyan. Az ablak több rétegű és a belső lapnak néhány fokos dőlésszögben kell állnia. Létezik hangszigetelő üveg, ami ragasztott eljárással készül. Két 4mm vastag üveg közé 2 réteg hangszigetelő fóliát tesznek. Ezt az építészetben 4+4/2 Stratophone elnevezéssel illetik. Legalább 16 mm-es légréssel szerelve kb. 36 dB-es zajcsökkentést érhetünk el vele. Egy fűnyíró több mint 90 dB hangerőt produkál, az már a hallásunk fájdalomküszöbét súrolja.

Szintén nem lehet elhanyagolni, hogy szerelés közben a szerkezetileg fontos illesztésekhez, ahol például fémet vagy fémhez rögzítünk (mert a fém a rezgéseket nagyon könnyen átadja), tegyünk puha gumi alátétet a csavarokhoz vagy szögekhez. Használjunk faragasztót a fa elemek illesztéseinél, mert így erősebb lesz a szobánk és ne felejtsünk el, tenni szőnyeget a padlóra.

Mivel gyakorlatilag építünk, magáncélra, akkor is érdemes figyelembe venni az általános előírásokat a célnak megfelelően például olyan anyagot válasszunk, ami tűzállósága <100mm/min értékkel rendelkezik (FMVSS 302 szabvány szerint). A hangelnyelő képessége (ISO 10534 szabvány szerint) pedig ≥ 90%. Rengeteg építőipari szabványt sorolhatnánk még fel a szilárdságról (ISO 1798), a fajsúlyról (ISO 845), a füstgáz mérgezősségről (ISO 5659-2), a hővezető képességről (DIN EN 12667), de nem ezek szerint mérlegelünk most és ez nem egy építőipari gyorstalpaló. Ajánlott, hogy legyen kéznél egy akkus csavarbehajtó és fémfűrész.

Kezdőhang

Ahogy a szlogenből is kiderül, tényleg szélsőséges körülményeket szeretnék megragadni ahhoz, hogy a stúdiótechnikában jártas és jártatlan emberek is akár profi minőségű felvételt készíthessenek az itt lévő információk alapján. Az istállót vehetjük komolyan is, hiszen egy üresen álló ilyen fa-tákolmányban nagyon jó akusztikai feltételek lehetnek. Kevés a hangot visszaverő rideg anyag. Ha az áramellátást meg tudjuk oldani akár egy aggregátorral, egy paraván segítségével máris kész az énekszobánk és mehet a felvétel!

Hogy mi is kell hozzá?

Ne szaladjunk ennyire előre, talán egy picit az alapokat ismerjük meg, ami nélkülözhetetlen egy énekszoba megépítéséhez!

Minden embernek jobb esetben egy nyílása van a fején, amin hangot ad ki és ez a szája - orrot fújni nem tudsz beszéd közben :-) amiből következik, hogy az ember egy mono hangszóró (a biológiai rezgéskeltésbe és érzékelésbe később merülnék bele). Ami kijön belőled hang, már rendelkezik rezgésszámmal, sebességgel (A hang terjedési sebessége normál páratartalmú, +15 °C hőmérsékletű levegőben 343 m/s). Ez gyakorlatilag egy mechanikai rezgés, ami hullámként terjed (longitudinális hullám). A rezgésnek (továbbiakban a hangról általánosságban) van frekvenciája, ami ha 20 Hz alatti, akkor infrahangról, ha 20 000 Hz feletti rezgésszáma van, pedig ultrahangról beszélünk. Ezeket az emberi fül nem érzékeli. A célunk, hogy a köztes frekvenciákat rögzítsük minél tisztábban, jobb minőségben. Megtévesztő lehet viszont, hogy ugyanazon hangnyomásnál (hangerősség, hangintenzitás) két különböző magasságú hangot hangosabbnak/halkabbnak érzékeljük, bár a leképezett hang ugyanolyan hangerejű. Nem elhanyagolható a hangszín és hangmagasság sem, hiszen két különböző eredetű hangszer ugyanazon frekvenciájú hangjának más az összetétele, spektruma. Ezekre nagyon jó programok vannak elemzéshez (pl; Sound Forge – Spectrum Analysis).

A hang leképezésének a folyamata egy mechanikai rezgés más fizikai folyamattá való átalakítása, babrálása, majd visszaállítása eredeti formájába. Erre a legjobb példa a hanglemez (apu régi fekete bakelit lemezei). Ebbe az igen nagy keménységű anyagba barázdákat nyomnak, amiket úgy képzeljünk el, mintha egy V alakú völgyben a kiálló rögöket (hangnak megfelelő formával) egyenletes mozgás közben egy tapintó tű elmozdításával (dinamikus vagy mágneses hangszedővel) impulzusokat keltünk, amiket elektromossággá átalakítva – itt sok elektromos kütyün megy keresztül, ahol már állíthatunk hangszínt, hangerőt, stb. - továbbít egy mágnesnek. Ez már a hangszórónk része és szintén az impulzusoknak köszönhetően a mágnes a membrán kimozdulását fogja okozni. Ezeket a rezgéseket halljuk mi. Biztosan kipróbáltad már te is mit bír apu hifi-je. Ha levetted a hangfal burkolatát láthattad, hogy a láda hangszórója épphogy nem szakadt ki a helyéről. Rosszabb esetben kiszakadt, apu elverte érte a seggedet és vihette javíttatni a hangszórót. Ha csak túlterhelted a hangszórót, tekercselhették, ha a membrán is megszakadt (a régiek ugye papírból voltak gumi perem nélkül) akkor lehet, hogy úgy sikerült tönkretenni, hogy már csak a téli időszak melegítésére volt alkalmas a láda fa része. Ez tulajdonképpen az analóg jel feldolgozása.

Mi most az egyszerűbb, olcsó megoldásokra szeretnénk ráhangolódni. Napjainkban feltűnhetett már, hogy a sima VHS videó már drágább, mint egy DVD lejátszó. Nagyon nem kell csodálkozni, keleten biztosan szilíciumból van még a legutolsó domb is, ahonnan bányásszák ezt a temérdek alapanyagot, amit a méregdrága gépekkel legyártanak és az olcsó munkaerővel összeszereltetnek. Habár a világ 800 000 ipari robotjának a fele Japánban található, tehát ami már nem „kínaji” az gagyi.

A hangot mi digitális formában szeretnénk leképezni, rögzíteni. Ennek a folyamatnak van egy mintavételezési mélysége, ami lehetőleg minél gyakoribb függőleges felbontást jelent. Pl; 8bit, 16bit, 24 bit. Ez minél nagyobb, annál tisztább, recsegéstől mentes hangot hallhatunk majd vissza. Gondoljunk bele, egy recsegő rossz minőségű adó-vevőn alig lehet érteni, amit a főtörzs mond (bár gyakorlatból tudjuk, hogy mit akar).

Zenei fájloknál és lejátszóknál jellemzően találkozhattál a „kbps” kifejezéssel. Ez a Kilobit/sec rövidítése. Vagyis hány ezer bit van jelen egy másodpercen belül annál tisztább hangot hallhatunk vissza.

-          8kbit/s = telefon minőség

-          32kbit/s = nagyapa Sokol rádiójának a minősége

-          96kbp/s = FM rádió minősége

-          128kbp/s = magnókazetta minősége

-          256-320kbp/s = közelíti az Audio CD minőségét

Nem árt szólni pár szót a Hertz-ekről is.

Vegyünk például egy sima WAV típusú tömörítéstől mentes hangot. Az adatlapján láthatjuk, hogy 44kHz-es hangról van szó. Korábban írtam ugye, hogy az emberi fül 20Hz-20kHz-ig érzékel. A számítógép viszont az amplitúdó alsó-felső végpontjának a mintavételezéséhez ezt duplán számolja, tehát a te 44kHz-es hangod valóságban visszahallgatva csak 22kHz-es lesz. Persze ez a tartomány is minél szélesebb, annál szebb hangokat kaphatunk vissza, mert ez a tartomány alsó-felső határát kiszélesítve hallhatunk olyan felharmónikusokat is, amiket nagyapa Sokol rádióján a műsorvezetőnek kellett bemondania, hogy mit hallottál (volna).

A mai DVD lemezek audio sávjai leggyakrabban 24bit-esek, míg egy házilag írott audio lemez csak 16 bit-es. Ezek között a különbséget csak méregdrága hangrendszereken fogod észrevenni, ezért nem is ezt céloznánk meg. Ugye minél nagyobb a mintavételezésünk, annál több adatot fogunk rögzíteni, tehát a helyigényünk is megnövekszik.

Nos, első körben ennyit fontos tudni magáról a hangról, amit később rögzíteni szeretnénk és a számítógép segítségével fogunk majd tekerni-csavarni, alakítgatni.