5. Частотная восприимчивость. Аппроксимация.

Частотная восприимчивость

В практическом смысле, даже высококачественные микрофоны не имеют идеально ровной частотной восприимчивости. При использовании достаточно дорогих моделей микрофонных систем в их направленных свойствах можно найти пики и провалы в характеристиках восприимчивости, составляющие порядка 3-4 дБ. Однако это не сказывается на их работе. До недавнего времени считалось довольно трудоемким создать микрофонную систему с заданным уровнем реагирования по всему аудиодиапазону. В наши дни, присущие микрофонам отклонения в характеристиках, стараются использовать с более выгодной стороны. Кроме того, микрофоны одной и той же модели могут отличаться друг от друга своими показателями на величину 2 (или более) дБ. К счастью, для потребителей эти величины не являются принципиальными, так как погрешности в восприимчивости перекрываются особенностями реверберации и акустики залов. Случается, что пиковый уровень восприимчивости, находящийся на микрофонной оси, позволяет создать благоприятный прием сигналов, поступающих на систему под другими углами.

Некоторые микрофоны, например, могут иметь достаточно сильный провал в области низких частот, что делает их абсолютно непригодными для определенных инструментов, а следовательно, и всего оркестра. Однако, для профессиональных микрофонов наиболее обычным явлением считается "потеря" верхнего диапазона – от 12 кГц. С другой стороны, существуют системы, которые характеризуются отличной восприимчивостью к верхним частотам (более 12 кГц), но при этом требуют строгого расположения источника звука на оси микрофона.

Наиболее распространенным и довольно серьезным дефектом для всех микрофонов является их выраженная восприимчивость для области частот немного выше средних. За исключением тех случаев, в которых происходит четкое отслеживание тракта сигналов, потребителям приходится довольствоваться идеализированными характеристиками и диаграммами, которыми производители данных систем снабжают каждый микрофон. Поэтому, указанный дефект не представлен в явной форме в сопроводительной документации. Размер микрофона может влиять на его частотное реагирование. Другими словами, чем больше диафрагма и носитель, тем сложнее для инженеров создать более ровную и широкую характеристику максимальной восприимчивости (но легче обеспечить более сильный сигнал).

Эффект близости (Аппроксимация)

По своей природе метод использования градиента давления вызывает искажение частотного восприятия, называемое "эффектом близости" или "скачком низких частот": микрофон, помещенный достаточно близко к источнику звука вызывает выраженное звучание низкого диапазона. Расстояние, при котором вступает в силу подобное явление, зависит от разницы в длине прохождения сигнала до передней, а затем до задней поверхности диафрагмы. Низкочастотный скачок происходит всякий раз, когда источник звука находится настолько близко, что разница в путях прохождения сигнала является соизмеримой величиной по отношению к этому расстоянию, а также по причине убывания (распространяющихся от центра) сферических волн пропорционально квадрату их расстояния до источника.

Градиент давления состоит из двух компонентов. Одна из них является результатом фазовой разницы для двух волновых точек, разделенных расстоянием между передней и задней частями диафрагмы. Другая составляющая характеризует изменение интенсивности с расстоянием. В низкочастотной области микрофоны, использующие метод градиента давления, достаточно чувствительны даже к небольшой разнице в фазах. В результате этого при очень близком источнике звука, провал в интенсивности может составлять большую величину. Собственно говоря, расстояние, при котором проявляются подобные аномалии, зависит от длины волны. Для частот верхнего и среднего диапазонов эти расстояния достаточно малы, чтобы представлять практическую опасность; только в низкочастотной области, при рабочих расстояниях от микрофона до источника звука, этот эффект способен принимать существенные значения. Чем больше разница в путях прохождения, тем шире диапазон частот, для которых эффект близости будет иметь место.