Sijainti: Musiikkiteknologia -> Studio- ja äänitekniikka -> Materiaalit -> Mikrofonit
Päivitetty viimeksi 20.06.2010 kello 18:11

Äänen sieppaaminen eli mikrofonit

© Reima Saarinen, alkuperäinen lähde osoitteessa http://pwc.kapsi.fi/reiska/index.htm

Äänen talteen sieppaaminen on kriittisin ja varmaan huonommin tunnettu vaihe koko äänentoisto ketjussa. Siihen liittyy aina suurta mystiikkaa. Esimerkiksi ekvalisaattorin tehtävä on selkeä. Ekvalisaattori joko hoitaa hommansa hyvin tai huonommin. Mutta joku mikrofoni ei kelpaa lauluun tai kitaraan, mutta on aivan lyömätön bassarille tai saksofonille. Tarinoita riittää.

Mikrofonin valinta on suurta taidetta ja tiedettä. Ehkä kuitenkin enemmän taidetta, viime kädessä.

Mikrofonit voidaan jakaa ryhmiin ainakin suuntakuvion, toimintaperiaatteen ja käyttötarkoituksen mukaan. Ja näissä ryhmissä asiat menevät niin ristiin ja rastiin, että järjellisen näköisen taulukon laatiminen on vaikeaa. Valmistajat siihen tietenkin pystyvät, mutta niidenhän on pakko. Heidän laatimansa taulukot pitävät siis paikkansa, mutta niitä voi itse jatkaa loputtomiin.

Juttu saattaa tuntua kertaukselta, sillä se on sitä. Samat asiat kävelevät vastaan aina. Niitä vain katsotaan hieman eri kantilta. Välillä ongelmana on vuodot, välillä kierto ja joskus soundi. Ja aina pyöritään samojen asioiden ympärillä.

Peruskäsitteitä

Impedanssi

Nykyisin lähes kaikki myytävät mikit ovat onneksi matalaimpedanssisia. Niiden impedanssi on 200-600 ohmia.

Mikserin mikrofonitulon impedanssin tulisi olla vähintään 3-5 kertainen mikrofonin impedanssiin nähden. Usein se onkin 2 000 ohmia.

Korkeaimpedanssiset mikit (10 000-40 000 ohmia) olivat häiriöherkkiä.

Taajuusvaste

Mikrofonien herkkyys eri taajuuksilla vaihtelee. Valmistajan ilmoitus voi olla esim. seuraavanlainen.

40-16000 Hz (hertsi), ±3 dB (desibeli).

Tässä tapauksessa taajuusvaste vaihtelee 1000:een hertsiin (1 kHz eli 1 kilohertsi) verrattuna + ja – 3 desibeliä. Taajuusvaste on siis kuuden desibelin sisällä.

Herkkyys

Herkkyys on mikrofonin antama jännitetaso tietyllä äänenpainetasolla. Mitä herkempi mikki, sitä suurempi voimakkuustaso sillä saavutetaan samalla vahvistuksella. Herkkä mikki tarvitsee siis pienemmän vahvistuksen mikserissä, jolloin myös kohinataso jää pienemmäksi. Yksikkönä mV/Pa eli millivoltti/Pascal. Takana on niin paljon sumeata matematiikkaa, jonka jätämme tässä omaan arvoonsa. Mitä suurempi luku, sen parempi. Piste.

Kohina

Kaikki mikit kohisevat. Konkkamikit yleensä vähemmän kuin dynaamiset.

Ilmoituksia voi olla monenlaisia, ja niiden vertailu paperilla vaatii laskutikkua. Käytä siis korviasi.

Maksimiäänenpainetaso (max SPL) ja särö (Distortion)

Mikrofoni joutuu paikkoihin, joihin ei omaa päätään viitsisi laittaa. Meteli on valtava virvelin vieressä ja korva kiinni Marshall-läjässä. Mikrofonin tulisi suoriutua puhtaasti ilman säröä tehtävästään. Meteli on virveliä kuritettaessa jopa yli 130 desibeliä. Dynaaminen mikki selviää yleensä hyvin korkeassakin paineessa, konkkamikkien kanssa kannattaa olla tarkkana. Konkat ovat parantaneet paineensietoaan jatkuvasti, ja nykyiset selviävät niille suositetuista tehtävistä yleensä kunnialla.

Häiriöherkkyys

Kaikki sähköhärvelit mikkien lähellä aiheuttavat magneettikentän, jonka mikrofoni "kuulee". Tämä on varsinkin dynaamisten mikkien ongelma. Tyyriimmät dynaamiset on varustettu vastavaiheisella vaimennuskelalla, joka yrittää suodattaa häiriötä.

Puhallusäänet ja tuulen aiheuttamat äänet

Pee, Tee ja Koo kirjaimet voi räjähdellä silmille laulun ja varsinkin puheen seasta. Puhutaan Pop-äänistä. Termillä ei ole mitään tekemistä musiikkilajin kanssa. Ilmiö on pahimmillaan viiden sentin päässä mikistä. Kannattaa siis siirtyä vähän eteen tai taakse. Myös puhuminen vähän ohi mikistä auttaa asiaa.

Tuuli aiheuttaa myös ulkokeikoilla aina ongelmia.

Lauluun tarkoitetuissa mikrofoneissa on grillin alla tuulta ja Pop-ääniä suodattava ohut vaahtokumi. Lisäksi kaikkiin mikkeihin on saatavana jos jonkinnäköisiä erillisiä tuulisuojia. Vaahtokumista valmistetut ovat yleisimpiä. Niiden aiheuttama korkeiden äänien vaimennus on pieni paha verrattuna varsinaiseen ongelmaan.

Äänitystilanteissa käytetään usein herkkien konkkamikkien kanssa mikin eteen asennettua 10-20 sentin suuruista rengasta, jonka yli on asennettu ohut nylonkangas. Teimme kyseisen pyydyksen aikanaan PeeGee-studiolle risasta sulkapallomailasta ja itäsaksalaisista sukkahousuista.

Proximity-efekti eli lähiääni-ilmiö

Kaikissa suuntaavissa mikrofoneissa on ilmiö, jonka vuoksi matalat taajuudet korostuvat sitä enemmän, mitä lähempänä äänilähde on.

Ilmiötä voi käyttää taitava laulaja viihdemaailmassa hyväkseen. T. Kansa on mestari tässä hommassa. Rokki tykityksessä sitä ei pysty aina käyttämään hyväksi, vaan laulajan on laulettava turpa kiinni mikissä. Muuten mikki noukkisi jo kaikkea muuta lauteilta. Ja tämmöisessä tilanteessa meillä on aina liian raju basso korostus. Tästä syystä tarvitaan alapään leikkureita joko mikrofonissa tai mikserissä.

Aiheeseen kannattaa varsinkin studiossa paneutua. Oikea etäisyys voi olla valmiiksi oikea soundi.

Toimintaperiaate

Mikrofonit jaetaan kahteen kategoriaan.

Painemikrofoni on toimintaperiaatteen takia suuntakuvioltaan pallo.

Painegradienttimikrofoni on kuvioltaan kahdeksikko.

Näiden kahden risteytys on kardioidi, superkardioidi, hyperkardioidi tai haulikko.

SÄHKÖINEN TOIMINTAPERIAATE

Dynaaminen mikrofoni

Dynaaminen eli liikkuvakelainen mikrofoni toimii kuten kaiutin, mutta päinvastoin. Kalvo yrittää heilua äänen mukana ja magneetti asetelmassa oleva kela lähettää signaalia eteenpäin. Ääniparalle laitetaan painava härveli liikuteltavaksi. Tästä syystä signaalitaso jää pieneksi (1-2 mV/Pa), ja korkeiden äänien toisto on vaikeaa. Uudet magneettimateriaalit (neodym, neodym-rauta-boori) ovat parantaneet dynaamisten mikkien taajuusaluetta ja niistä saatavaa signaalitasoa.

Dynaamisen mikin hyviä puolia ovat kestävyys ja edullinen hinta.

Samoin niiden käsittelyäänet ovat usein pieniä. Käsittelyääni syntyy mikrofoniin tai sen telineeseen koskemisesta.

Kondensaattorimikrofoni

Konkkamikin kalvo on kevyt, koska siihen ei tarvitse liittää puhekelaa. Tästä syystä kondensaattorimikrofonilla saadaan aikaan laajempi taajuusvaste kuin dynaamisella. Myös niistä saatava signaalitaso eli niiden herkkyys on moninkertainen dynaamiseen mikkiin verrattuna (5-20 mV/Pa).

Kondensaattorimikrofoni tarvitsee aina käyttöjännitteen toimiakseen. Phantom (Mustanaamio???) jännite on yleensä

48 V tasajännitettä eli DC:tä. Osa mikeistä toimii vain tällä jännitteellä ja toiset toimivat millä tahansa jännitteellä väliltä 9-52 V. Tämä jännite saadaan usein mikseristä. Mikserissä on joko kanavakohtainen tai useamman kanavan yhteinen kytkin phantomille.

Toiset voivat vaihtoehtoisesti toimia myös pattereilla.

Elektreettimikrofoni

on konkkamikin pikkuveli. Se on edullisempi, mutta ei yllä toistossaan ja laadussaan aivan ison veljen tasolle.

 

Suuntakuvio

Pallo (ympyrä, omni, circle)

Pallokuvioinen mikrofoni sieppaa teoriassa ääniä kaikilla taajuuksilla joka suunnasta yhtä lujaa. Jos halutaan mikrofonia, joka ei väritä ääntä ja toistaa myös ympäröivän tilan, valinta on pallo. Mittamikrofonit ovat yleensä aina pallokuvioisia. Samoin studiossa akustisten instrumenttien äänityksessä ja niin kutsuttuna tilamikrofonina pallo on paljon käytetty. Sinfoniaorkestereita äänitettäessä ne myös puolustavat paikkaansa. Samoin pieni kravattimikrofoni on usein pallo.

Taajuusvaste pallomikillä on tasaisempi kuin saman hintaluokan suuntaavassa mikissä.

Pallokuvioisen mikin etäisyys äänilähteestä ei vaikuta sen tuottamaan taajuusvasteeseen, näin tapahtuu kaikilla suuntaavilla mikrofoneilla.

Rokkibändin keikkamikkivalikoimaan pallokuvioinen harvoin kuuluu. Pallokuvioisen mikin kiertoherkkyys ei sovi sähköiseen vahvistamiseen kovassa mekkalassa. Mikrofoni kuulee sillä noukitun äänen tulevan kaiuttimesta, monitori tai PA, ja seurauksena ennen järkeväntasoista vahvistusta on kierto. Käsittelin aihetta Kiertokoulun osassa 2.

(Rytmi xx/xx ).

Pallo kuulee rokkialttarilla myös muutakin kuin sille tarkoitetut äänet. Jos meillä on lauteilla 20 mikkiä, joista kaikista kuuluu samat asiat vähän eri aikaisina ja vähän eri balanssissa, sitä voi kutsua ainakin paskaksi soundiksi.

Kardioidi (hertta, cardioid)

Kardioidi suuntakuvioinen mikki on yleisin. Se on käyttökelpoinen ja varma valinta.

Kardioidi vaimentaa jo selvästi sivusta tulevia ääniä, 90 astetta sivusta vaimennus on jo 5-10 desibeliä.

Suoraa takaa tuleville äänille vaimennus on jopa 20-25 desibeliä. Tätä kannattaa käyttää hyväksi monitorikaiuttimia sijoitettaessa.

Haittapuolena voisi mainita proximity-efektin.

Superkardioidi (superhertta, supercardioid)

Kardioidia huomattavasti kapeampi suuntakuvio. Sivuilta tulevat äänet ovat vaimentuneet 10-15 desibeliä suoraan edestä tuleviin ääniin verrattuna. Kannattaa muistaa aina puhuttaessa mikkien suuntakuvioista, että mikrofonit eivät koskaan käsittele kaikkia taajuuksia tasapuolisesti. Suuntakuvio vaihtelee aina hieman taajuuksittain. Tämä on myös yksi syy siihen, että mikrofonit ovat joillain taajuuksilla kiertoherkempiä.

Ja jo pelkästään mikrofonin taajuusvaste vaikuttaa kiertoherkkyyteen.

Superkardioidin maksimivaimennus on takaviistossa 120 asteessa. Suoraan takaa tuleville äänille se on yhtä herkkä kuin sivulta tuleville äänille.

Superi on lisääntynyt esim. laulumikeissä viime vuosina. Ja hyväksi havaittu. Tietenkin yksittäisestä mallista riippuen, mutta yleisesti voidaan sanoa kierron olevan suuntakuvion ansiosta taas vähän kauempana.

Proximity-efekti on aika raju.

Hyperkardioidi (hypercardioid)

Hyperkardioidi on sivuvaimennukseltaan vielä muutaman desibelin superia parempi, mutta se jättää superia paljon pitemmän hännän takaa tuleville äänille. Hyper on siis superia herkempi takaa tuleville äänille.

Proximity-efekti samaa luokkaa kuin superilla.

Haulikko (keila, lobe, shotgun, rifle)

Haulikko on suuntakuvioista kapein. Sen sivuvaimennus on suurin, ja sen takavaimennus on myös hyvä. Sen käyttötarkoitukset ovat tilanteissa, joissa halutaan noukkia ääni kaukaa. Myös tosi pahassa akustiikassa puheentoistossa siitä saattaa olla hyötyä.

Teatterissa yritetään välillä noukkia repliikkejä esiin myös haulikolla. Se on kyllä hankalaa hommaa. Mikrofoni on silloin ripustettu yleensä ylös näkymättömiin.

Ei kävele vastaan rokkialttareilla.

Kahdeksikko (figure of eight)

Kahdeksikko poimii äänen yhtä lujana kalvon etu- ja takapuolelta. Se on tosi rankasti vaimentunut sivulta tuleville äänille. Näin siis toimii mikki, mutta sen suuntakuvio on yleensä käännetty niin, että mikillä poimitaan sivuilta tulevat äänet.

Käyttökohteina äänitykset, joissa halutaan salin akustiikka mukaan äänitykseen. Ei ole paljon lavoilla näkynyt.




Muistuipa mieleeni, että…

MS-Audiotronin pesäpalloseminaarissa oli parempi Texasin proffa Eugene T. Patronis. Loisto hahmo. Eugene oli tyylikkäästi harmaantunut, bootsit jalassa hiihtelevä vanhempi herrasmies. Ekat meriitit oli hankittu ydinfysiikan puolelta.

Eugene oli saanut hommakseen Valkoisen Talon lehdistöhuoneen äänentoiston suunnittelun. Ja Eugene suunnitteli.

"Olette varmaan miettineet presidenttimme käyttämää kolmen SM 57:n muodostelmaa. No, ensinnäkin se on hyvän näköinen. Ja onhan siinä kaksi mikrofonia varalle." Suuri mysteeri selvisi. Ne käyttää yhtä viisseiskaa.

ETYKin yhteydessä -92 tapasin Valkoisen Talon äänipomon Carl L. Cordesin ja pumppasin aiheesta lisää. Shuren 57 on dynaaminen, eli se ei tarvitse Phantomia toimiakseen, ja toimintavarma. Lisäksi se on amerikkalainen. Yksinkertaista.

Muistuipa mieleeni, että…

Van Halen käytti tomimikkejä rummun sisällä 80-luvulla. Me tahdottiin tehdä Erkinharjun valtakunnassa tietenkin samoin. Erkin valtakunnassa soi muutama pelti koko ajan neljästätoista. Vaikka tomeja kuinka geittaili, tomi kanavien ollessa auki aina soi pelti. VH:n keksintö tuntui mainiolta. Mikkinä ne käytti Sennheiserin MD409:ä. Mikkien sisään laittamista varten oli olemassa parempi Amerikan pyydys, joka maksoi maltaita. Tilasin meille pelkät kapselit ja viritettiin ne kliinisten tutkimusten jälkeen jousilla tomien sisälle. Liitimille reiät tomien kylkeen ja viritys oli valmis. Kapselit maksoivat alle puolet mikin hinnasta ja jouset muutaman markan päälle. Toimi.

Yleistä lätinää

Laulumikrofonin valinta keikalle ja studioon lähtee täysin eri lähtökohdista. Studiossa mikrofoni on yleensä ständissä ja siihen lauletaan 10 – 20 cm:n päästä. Soundiltaan lauluun sopii loistavasti isokapselinen kondensaattorimikrofoni. Suuntakuvioltaan usein hertta. Tämä on siis vain ajateltaessa asiaa soundin kannalta. Mikin ja laulajan välissä on usein vielä tennismailan kokoinen tuulisuoja. Keikalla ei moisen pyydyksen takaa näkisi laulajaa kukaan. Moinen kapistus maksaa 10.000,- ja saadessaan iskun halvaantuu välittömästi. Tässä vielä pari hyvää syytä olla käyttämättä kyseisiä mikkejä keikoilla.

Valmistajat hakevat mikrofoneihin käyttötarkoituksen mukaan jonkin valmiin oletusvasteen. Jonkinlaista ekvalisointia on siis suoritettu valmiiksi. Laulumikeissä on järestään pieni korostus 4-6 kHz:n kohdalla. Sillä haetaan selkeyttä. Korva on herkimmillään 3-4 kHz:n taajuuksille ja kovaa mentäessä laulu alkaa riipimään. Ja sitten me ekvalisoidaan meille valmiiksi ekvalisoitua. Ei kuulosta järkevältä.

Instrumenttimikiksi dynaaminen kardioidi on hyvä valinta. Se sopii esimerkiksi virvelille, tomeille, congille ja kitarakaiuttimille. Suuntakuvio voi olla myös super. Varsinkin rummuissa mikki saa usein iskuja selkäänsä ja dynaaminen selviää usein siitäkin. Ei kannata testata.

Bassareille on omat mikkinsä. Poikkeuksiakin löytyy. Beyerin M88 on ensisijaisesti laulumikki, mutta bassarissa myös mainio. Senkun MD421 on hyvä yleismikki ja toimii myös bassarissa.

Pellit kannattaa mikittää aina konkkamikeillä. Dynaaminen ei selviä symbaalien vaatimasta yläkerran toistosta puhtaasti. Konkkien kanssa kannattaa olla tarkkana niiden sietämän maksimi äänenpaineen kanssa. Jos mikissä on vaimennin, se yleensä kannattaa olla päällä. Samoin alapään leikkuri, jos moinen hienous konkkamikistäsi löytyy.

Koska aina tarvitsee olla varamikit mukana matkassa, kannattaa käyttää mahdollisimman samanlaisia mikkejä keikkasetissä, näin varamikkejä ei tarvitse monia. Ja kun varamikki on samanlainen kuin hajonnut, sen voi vaihtaa lennossa.

Kytkimiä, joita laulaja pystyy itse tahallaan tai vahingossa koskemaan, ei saisi mikeissä olla. Kun laulu häviää, ei lavalle halua kiivetä, ennen kuin on täysin varma, ettei mitään muuta ole tapahtunut. Eikä sinne haluaisi mennä edes suljettuaan muut vaihtoehdot pois.

Lähteet:

Gary Davis & Ralph Jones: Sound Reinforcement Handbook

Pekka Paukku: Äänentoistojärjestelmät, mikrofonit

Jan Holm: Äänentoisto, Akukonin oma opetuspaketti

Tapani Kenttä: Monitorimiehen tietolaari, julkaisematon elämää, dieseltekniikkaa ja äänentoistoa käsittelevä suullinen teos