Diversen en Thuisstudio

De (home-)studio 39 - Microfoons I

Infoteur: Coenraad12

De (home-)studio 39 - Microfoons I

Na een reeks van ongeveer 40 columnachtige artikelen over de homestudio, nu een serie waarin ik in meer detail aandacht schenk aan bepaalde aspecten in en rond de opname- & homestudio. De teksten van deze artikelen zijn gebaseerd op het eerder door mij geschreven 'Het Grote Opnameboek' . Opmerking: ik heb geen financiële belangen (meer) bij de verkoop ervan!


Microfoontypen - de belangrijkste modellen

Dynamische microfoons
Het principe van een dynamische microfoon is gebaseerd op een membraan, dat gekoppeld is aan een bewegende spreekspoel (moving coil). Geluidstrillingen brengen het membraan en dus tegelijkertijd de spreekspoel in beweging. Deze constructie is omgeven door een magneetkapsel. Als nu de spreekspoel beweegt in de omringende magneet, gaat een elektrische stroom lopen in de spreekspoel volgens het principe van magnetische inductie. Wanneer akoestische energie wordt omgezet in elektrische energie spreken we van transductie (zie foto).

De spreekspoel heeft echter een zekere traagheid, waardoor een zuivere weergave van hoge frequenties (waaronder transiënten) boven de 15 kHz niet goed mogelijk meer is. Bij korte afstanden tot de signaalbron leidt dit ook tot vervorming van het laag. Het frequentiespectrum van een dynamische microfoon loopt meestal vanaf 50 Hz tot hooguit 15 kHz. De frequentierespons is de registratie van een microfoon op de aangeboden signalen. Dit is voor veel dynamische microfoons meestal niet geheel vlak. De microfoon zal dus bepaalde frequentiegebieden uit het aangeboden signaal in lichte mate versterken dan wel verzwakken. Dit hoeft overigens geen nadeel te zijn. Technici benutten de eigenschappen van een bepaald type juist voor specifieke toepassingen, zoals de AKG D-112 basdrum-microfoon.

Nieuwe ontwikkelingen hebben de traagheid van de stemspoel deels ondervangen. Zo hebben ontwerpers een nieuwe magnetische legering bedacht, het superlichte neodymium. Dit materiaal levert een sterker magneetveld op, waardoor ook het gewicht en de omvang van de bewegende spreekspoel kan afnemen. Het gevolg is een toegenomen gevoeligheid, een lagere vervorming en een zuiverder weergave van de hogere frequenties. Het microfoonkapsel is omgeven door een stevig metalen raster. Ook de behuizing is gemaakt van een of ander stevige metaallegering, zodat de microfoon bestand is tegen het zware werk on the road. Een 3-polig aansluitpunt is aanwezig om de microfoon via gebalanceerde kabels (met XLR-pluggen) aan te sluiten op de mengtafel. Een dynamische microfoon verwerkt gemakkelijk hoge geluidsdrukken (tot 150 dB) en is dus heel geschikt voor het opnemen van gitaarversterkers, koperblazers en drums. Dankzij de eenvoudige, maar stevige constructie blijft de prijs van de meeste dynamische microfoons laag. Voor een aanschafprijs van 100-150 euro zijn dynamische microfoons van redelijke kwaliteit verkrijgbaar met een warme klankweergave.
Goedkope modellen hebben soms een ingesoldeerd 2-aderig snoer met een monojack-plug. Voor serieuze opnamen zijn deze modellen ongeschikt. Hoe goed en warm een dynamische microfoon ook is, in de opnamestudio blijft de condensatormicrofoon voor de meeste toepassingen de eerste keus. Bovendien bieden fabrikanten de laatste tijd condensatormodellen aan voor concurrerende prijzen tegen een goede kwaliteit.

Condensatormicrofoons
Condensatormicrofoons zijn, simpel voorgesteld, opgebouwd rond een flexibel membraan en een tweede steviger metalen plaat: de backplate. Net zoals in een gewone condensator staan beide onderdelen onder een constante polarisatiespanning. Deze backplate bevindt zich op enige afstand van het membraan en is doorgaans geperforeerd om de lucht (van de geluidstrillingen) door te laten. Soms zijn nog speciale uitsparingen aangebracht, zodat de backplate fungeert als een soort mechanisch dempingsysteem voor de fluctuaties en natuurlijke resonanties van het membraan. Dit membraan is een ultradun metalen folie en soms een plastic plaatje met een gemetalliseerde coating, meestal een opgedampt goudlaagje. Het membraan reageert zeer gevoelig op verschillen in luchtdruk, die worden veroorzaakt door een geluidsbron. Volgens het principe van transductie veroorzaken de bewegingen van het membraan (in feite een modulatie als gevolg van de optredende verschillen in luchtdruk) de spanningsverschillen in de condensator. De zo opgewekte elektrische pulsen vormen een nauwkeurige weergave van het akoestische bronsignaal. Het extreem lage gewicht van het membraan garandeert een veel efficiëntere en nauwkeuriger registratie in vergelijking tot de bewegende stemspoel van de dynamische microfoon.

Om een constante polarisatiespanning voor het membraan te krijgen, heeft de microfoon een externe spanning nodig; De zogenaamde phantom power ofwel de fantoomspanning voorziet de microfoon via de gebalanceerde draden van de nodige gelijkspanning, maar zonder aantasting van het muzikale signaal: vandaar dus zwevende, phantom- of spookvoeding. Deze voeding bedraagt standaard +48 Volt gelijkspanning en wordt op mengtafels en microfoonvoorversterkers aangetroffen, maar lagere voltages tot 9 Volt zijn ook nog mogelijk. In theorie zou een 9 Volt batterij moeten voldoen, maar zowel in de studio als op het podium is deze beperkte voeding zeker af te raden (lege batterijen!). Vanwege grotere kabelafstanden bij live-optredens levert de condensatorvoeding meestal technische problemen op. Dan verdienen dynamische microfoons en actieve DI-boxen met voorversterking de voorkeur.

De vroegere microfoons waren voor de voorziening van de (fantoom-)spanning uitgerust met transformatoren, die volgens puristen een positieve bijdrage (zouden) leveren aan de klank. Deze transformatoren waren echter duur, zwaar en bovendien ungunstig voor het weergeven van de transiënten. Momenteel maken fabrikanten (AKG, Neumann) gebruik van elektronische circuits, die zowel de benodigde spanning als de spookvoeding leveren. Deze schakelingen zijn dusdanig ontworpen, dat de klank van het transformatorprincipe gehandhaafd blijft, terwijl niet alleen de prijs maar ook de gevoeligheid voor RF-interferentie is afgenomen en waarbij de totale prestaties zijn toegenomen. Dit principe wordt ook wel transformerless (TLM) genoemd.

De dure typen beschikken over verschillende richtkarakteristieken om tijdens de opnamen over voldoende flexibiliteit te beschikken. De meeste condensatormicrofoons verwerken zonder problemen een geluidsdruk van 130 dB (SPL), maar dit niveau betekent echter wel acute gehoorbeschadiging! Het verschil in dynamiek is namelijk nog steeds hoger dan de meeste moderne audio-apparatuur op dit moment kan verwerken (gemiddeld 85-115 dB).
Dure modellen beschikken vaak over een verzwakkingsfilter van 10/20 dB om de elektronische circuits van de microfoons beschermen als gevolg van plotselinge geluidsdrukken, zodat geen waarneembare vervorming optreedt. Alleen door extreem hoge geluidsdrukken kan het kwetsbare membraan verbuigen, tegen de backplate aan laten slaan en/of daardoor beschadigen.

Sommige modellen zijn leverbaar met een prijzige uitwendige spinconstructie om de microfoon te vrijwaren van ongewenste trillingen. Bij andere modellen is een soort spinconstructie reeds intern ingebouwd. Voor kritische opnamen en wanneer er sprake is van veel laagfrequente informatie, zoals bij het opnemen van drums en basgitaar, maar ook de invloed van het verkeer, e.d., is een externe spin beslist aan te raden. Een condensatormicrofoon komt dus meer tot zijn recht in de opnamestudio. De weergave is vaak natuurgetrouw en mede bepaald door de nauwkeurige weergave van de altijd aanwezige niet-tonale elementen in het muzikale signaal; ook wel transiënten genoemd. Het resultaat is een levendige klank, die te omschrijven is als helder, strak en warm. De delicate constructie en de vaak complexe elektronische circuits resulteren in hogere aanschafprijzen (100-2000 euro), maar tegenwoordig zijn er al goedkope varianten voor onder de 100 euro verkrijgbaar; meestal met een vaste polarisatiespanning en klinken 'best aardig'. De hoge gevoeligheid, de uitstekende signaal/ruisverhouding en een groot bereik over het hele audiospectrum maken dit type rmicrofoon geschikt voor een preciese registratie van de meeste (akoestische) instrumenten.
© 2007 - 2010 Coenraad12, gepubliceerd in Diversen (Muziek en Film) op 03-06-2007. Het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van Coenraad12 is vermenigvuldiging van dit artikel verboden. Meer...

Verwante artikelen


Reageer op het artikel "De (home-)studio 39 - Microfoons I"


Er zijn nog geen reacties geplaatst op dit artikel.