Tento díl bude oproti poslednímu poněkud delší, podíváme se na význam termínu “A – weight” dále pak na vlastní šum mikrofonu a jeho Max SPL.

VÁHOVÁ KŘIVKA „A“

Dalším výrazem se kterým se setkáváme ve spojitosti s mikrofony je A-Weight neboli váhová křivka ¨A¨ a jelikož má své opodstatnění je dobré jeho význam pochopit.

Pro ty z vás kteří se s tímto výrazem setkávají poprvé, musím uvést, že tento výraz zcela určitě nepopisuje balistickou dráhu mikrofonu vrženého zpěvákem po jiném členovi kapely i když by tento průzkum byl zřejmě zajímavým. Výsledkem by pak mohly být decibely vydávané řvoucím členem kapely po zásahu mikrofonem v závislosti na velikosti membrány a typu mikrofonu.

Zajímavým by byl také průzkum o rozsahu poškození mikrofonu v závislosti na typu instrumentu zacíleného interpreta či procentuální výčet úspěšných zásahů na instrument. Ale je tomu zcela jinak a tom jsem přesvědčen. Ale teď vážně.

Co je to A-weight

Lidský sluch se díky evoluci přizpůsobil tak, abychom co nejlépe rozuměli mluvenému slovu. Proto je lidské ucho citlivější na frekvence mezi 1 – 5 kHz, to znamená že v tomto frekvenčním rozsahu vnímáme zvuk jako hlasitější.

Například signál o síle 90dB a frekvenci 50Hz nám bude připadat tišší, než signál o stejné síle (90dB) na frekvenci 2 kHz.

Jednou z metod kterou výrobci využívají pro měření šumu mikrofonu, se provádí pomocí analýzy testovacího signálu křivkou A-weight. Tato křivka odpovídá reakci lidského sluchu na průběh signálu frekvenčním spektrem.

Na animaci vidíte analýzu plynulého průběhu sinusové vlny frekvenčním spektrem. Zelená křivka znázorňuje akustický tlak, a červená zobrazuje analýzu testovacího signálu pomocí váhové křivky¨A¨.

NORMY CCIT A DIN

Na níže uvedeném grafu jsou znázorněny průběhy váhových křivek.

A-WEIGHT

Norma CCIT využívá psychometrickou křivku která se používá pro měřící mikrofony které nejsou určeny pro nahrávání.

Norma DIN využívá váhovou křivku A, která se standardně využívá pro měření nahrávacích mikrofonů, jelikož tato křivka simuluje průběh citlivosti lidského sluchu v závislosti na frekvenci.

Váhovým křivkám opravdu rozumět nemusíte, jde jen o to si zapamatovat, že průběh váhové křivky typu ¨A¨ neboli ¨A-weight¨ odpovídá křivce kompenzací lidského sluchu na akustický tlak v závislosti na frekvenci signálu.

VLASTNÍ ŠUM A MAX SPL

Vlastní šum, odstup signálu od šumu a maximální úroveň akustického tlaku (Max SPL) jsou důležité parametry které velkou měrou ovlivňují náš výběr mikrofonu a proto hodnoty těchto parametrů NIKDY nepřehlížejte. Pokud těmto parametrům věnujeme patřičnou pozornost, ušetříme nejenom své těžce vydělané peníze, ale také budeme ušetřeni pozdějších starostí.

Je velmi mnoho druhů šumů které se popisují různými názvy, například bílý šum, růžový šum, praskání, brum, bzukot, hukot a tak podobně. První dva (bílý a růžový) se využívají pro měření a jsou uměle vytvořeny. Ostatní šumy jsou nechtěné a dají se víceméně eliminovat. Šum který nás nejvíce zajímá ve spojení s mikrofony je šum inherentní jelikož vzniká uvnitř součástek mikrofonního obvodu. Na rozdíl od ostatních, tento šum nelze nijak odstranit.

SELF-NOISE (vlastní šum)

Tato hodnota vyjadřuje vlastní elektrický šum mikrofonu, který je výrobci označován jako ekvivalent SPL. Zjednodušeně řečeno je to inherentní šum, to znamená šum vznikající přímo v součástkách elektronického obvodu mikrofonu který nejde odstranit.

Jelikož se tento vlastní šum zesiluje současně se zesílením signálu v předzesilovači ať už na mixážním pultu či externím předzesilovači, je citlivost mikrofonu velmi důležitá. Jestliže chcete nahrávat velmi tichý zdroj zvuku, například v přírodě, velmi citlivý mikrofon nevyžaduje velké zesílení a tím se nezesiluje vlastní šum. Pokud je nutné signál zesílit, pak vlasní šum mikrofonu je rozhodujícím faktorem pro kvalitu nahrávky.

Vysvětlení tohoto parametru je však velice komplikované a bohužel neexistuje žádná přímá odpověď. Zatím co u některých mikrofonů je vlastní šum příjemným zvukovým elementem který není rušivý, tak u jiných mikrofonů může generovat zejména při velikém zesílení předzesilovače velmi nepříjemný šum, který může nahrávku zcela znehodnotit.

Existují dva druhy měření vlasního šumu a to v normách CCIR a DIN/IEC

Vlastní šum (CCIT)

Je výsledek měření v normě CCIT který je udáván v dB. Hodnota je výsledkem měřícího testu, kde vlastní šum mikrofonu je měřen při snímání testovacího signálu o konstantní síle 94dB v celém frekvenčním spektru 20Hz – 20kHz.

Vlastní šum (DIN/IEC)

Je výsledek měření v normě DIN/IEC je udáván v dBA či dB-A. Hodnota je výsledkem měřícího testu kde testovací signál používá frekvenční chrakteristiku A-weight. Průběh křivky ¨A ¨ je takový, že frekvenci 1 kHz odpovídá korekce 0dB na měřícím přístroji. Proto výrobci mikrofonů standartně uvádějí hodnoty měřené signálem o frekvenci 1 kHz pokud není uvedeno jinak.

Hodnota vlastního šumu dle DIN

25dBA = dobrý

20dBA = velmi dobrý

16dBA a níže = vynikající

U mikrofonů, které umístíte přímo na nástroj je 30dBA velmi dobrá hodnota, jelikož zvukový signál nástroje je mnohem silnější než vlastní šum mikrofonu.

SIGNAL TO NOISE RATIO (Odstup signálu od šumu)

Tato hodnota vyjadřuje poměr odstupu referenčního signálu od vlastního šumu mikrofonu. Jinými slovy, SNR je rozdíl mezi úrovní šumu a standardním referenčním signálem, což je frekvence 1kHz při tlaku 94 dBSPL neboli 1Pa (Pascal). Výsledná hodnota je udávána v decibelech (dB).

SNR je vypočítáno měřením výstupního šumu mikrofonu v tiché zvukově izolované (anechoic) místnosti. Měření se provádí v celém frekvenčním pásmu (20Hz-20kHz) křivkou A-weight, jejíž průběh, jak již víte, odpovídá citlivosti lidského sluchu na rozdílné frekvence.

Výrobci měří Max SPL a Self-Noise dvěmi rozdílnými metodami. Pokud SNR není udáno v technichých parametrech je možné ho vypočítal, ale musíme použít hodnoty naměřené stejnou metodou u obou parametrů. Při porovnávání rozdílných SNR věnujte pozornost nejen metodě měření, ale také frekvenčnímu rozsahu ve kterém bylo měření provedeno. Pokud měření bylo provedeno v omezeném frekvenčním pásmu výsledky budou mít lepší hodnoty než by tomu bylo u měření v celém pásmu.

Odstup šumu dle DIN

69dB = dobrý

74dB = velmi dobrý

79dB a výše = vynikající

U mikrofonů, které umístíte přímo na nástroj je 64dB velmi dobrá hodnota, jelikož zvukový signál nástroje je mnohem silnější než vlastní šum mikrofonu.

Pro lepší pochopení co je to odstup signálu od šumu

Představte si, že jste novinář a chcete nahrát rozhovor s osobou v místnosti plné lidí. Lidé v místnosti se baví a tím vytvářejí celkový hluk (vlastní šum) řekněme 65dB. Osoba kterou nahráváte (snímaný signál) proto musí mluvit hlasitěji, řekněme 85dB, aby byl rozhovor zřetelně odlišen od hluku v místnosti.

Kdyby tak neučinil, snažili by jste si zesílit citlivost mikrofonu, a výsledkem by nebyl pouze zesílený snímaný signál nahrávaného hlasu (hlavní signál) a také hluk místnosti (vlasní šum). Rozdíl mezi těmito hodnotami (osoba-lidé) je odstup signálu od šumu. V tomto příkladu je odstup od šumu 20dB.

Z toho vyplývá, že pokud budou lidé v místnoti mluvit tišeji (50dB), a osoba se kterou děláte rozhovor bude mluvit stejně hlasitě (85dB), pak rozdíl mezi a těmito hodnotami se zvýší na 35 dB. Z toho vyplývá, že mikrofon s menším vlastním šumem a vysokým maximálním SPL bude mít velký odstup od šumu (SNR), a jak vyplývá z příkladu, čím větší je odstup od šumu, tím lépe.

Maximal Sound Pressure Level (Maximální úroveň akustického tlaku)

Citlivost mikrofonu se určuje na základě měření síly výstupního signálu pro daný zvukový tlak. Maximální SPL udává maximální sílu signálu, kterou je mikrofon schopen snímat bez zkreslení. Čím vyšší je citlivost mikrofonu, tím má lepší odstup užitečného signálu od šumu. Nejčastěji je výrobcem udávána hodnota naměřena při signálu o frekvenci 1kHz (DIN/IEC), někteří výrobci však uvédějí hodnoty naměřené podle normy CCIT. Tato hodnota je udávána v decibelech (dB)

Hodnota MAX SPL dle DIN

120dB = dobrý

130dB = velmi dobrý

140dB a výše = vynikající

Rozdílné vstupní úrovně SPL

Aby toho nebylo málo tak si musíme dávat pozor při čtení specifikací mikrofonů jelikož výrobci mikrofonů používají dva rozdílné referenční tlaky.

V Evropě se používá referenční tlak 94 dB SPL (1Pa). Někteří výrobci mimo Evropu, zejména pak v Severní Americe stále používají referenční tlak o síle 74 dB SPL (0.1Pa). Oba tyto tlaky jsou aplikovány na frekvenci 1kHz pokud není uvedeno jinak.

Evropa
94 dB SPL ≡ 1Pa = 10µbars = 10dynes/m2
Severní Amerika
74 dB SPL ≡ 1dyne/m2 = 0.1Pa = 1µbar

DYNAMICKÝ ROZSAH (dynamic range)

Dynamický rozsah mikrofonu vyjadřuje rozdíl mezi nejsilnějším a nejtišším SPL na který mikrofon reaguje lineáraně. Dynamický rozsah je rozdíl mezi vlastním šumem a Max SPL. Dynamický rozsah není to samé jako SNR. SNR měří rozdíl mezi vlastním šumem a referenčním signálem který je pro Evropu 94dB SPL.

Příklad výpočtu

Max SPL : 135 db SPL 0.5% THD

Self Noise : 15 dBA

Dynamic Range : 135 – 15 = 120dB SPL

SNR : 94 – 15 = 79 dB SPL

THD (Total Harmonic Distortion)

Každý mikrofon je schopný snímat signál do určité úrovně SPL bez zkreslení. Po překročení této úrovně začne zkreslovat signál generováním harmonických frekvencí. Max SPL uváděný výrobci je úroveň kde mikrofon již generuje THD. Tato hodnota je vyjádřena v procentech a je součástí údaje maximálního SPL. Výrobci uvádějí rozdílné typy THD ale většinou se setkáte s 0,5% či 1%.

Pokud porovnáváte dva mikrofony se stejným SPL ale rozdílným THD, tak u mikrofonu s 1% THD odečtěte 6dB, aby tyto hodnoty obou mikrofonů mohly být porovnány s větší přesností. Jelikož THD vzniká až při vysokém SPL není většinou důležitým faktorem pro výběr mikrofonu.

VÝSTUPNÍ CITLIVOST (output sensitivity)

Citlivost mikrofonu se určuje na základě měření síly výstupního signálu pro daný zvukový tlak a je to bez pochyby velmi důležitý údaj pro výběr mikrofonu. Toto měření se provádí pomocí sinusové vlny o frekvenci 1 kHz o síle 1 Pascal(Pa), což odpovídá 94dB SPL. Jestliže vystavíte dva mikrofony tomu samému vstupnímu tlaku zvuku a jeden z nich bude mít na výstupu silnější signál (vyšší voltáž), pak můžeme říci že tento mikrofon má větší senzitivitu. Ne vždy je však vyšší senzitivita lepší než senzitivita nízká.

Výsledná veličina tohoto měření která je naměřena při tomto vstupním signálu je u analogového výstupu vyjádřena v milivoltech na Pascal (mV/Pa).

V příštím pokračování tohoto miniseriálu se podíváme na headroom, clipping, transient response a jiné parametry které mají vliv na snímaný signál.

Tags:

KONTAKT

Napište svoji zprávu a já se s vámi v nejbližší době spojím

Sending

©2018 ADM magazín

Designed by Stan Skrivanek at FineDiv Studio

or

Log in with your credentials

Forgot your details?