31-01-2017

Jakub Krzywak

Shure KSM8Mikrofon jest przetwornikiem. Działanie przetwornika polega na zamianie jednego typu energii na inny. Mikrofon zamienia energię akustyczną (fale dźwiękowe) na analogiczną energię elektryczną. Po zamianie fal dźwiękowych na fale elektryczne, możemy je wzmacniać do wykorzystania w nagłośnieniu na żywo (gdzie kolejny przetwornik – głośnik zamienia sygnał elektryczny na fale dźwiękowe), rejestrować lub przetwarzać w inny sposób. Mikrofon był i jest podstawowym źródłem sygnału dla radia, telewizji, nagrań studyjnych i celów nagłośnieniowych. Od 1930 roku, mikrofon jest obecny przy prawie wszystkich ważnych wydarzeniach, które ukształtowały świat.

Na początku, w powszechnym użyciu były mikrofony z elementem węglowym. Były niedrogie, o bardzo niskiej jakości dźwięku, wymagały zasilania prądem stałym i nie miały zdolności do odrzucenia niepożądanych dźwięków w tle. Były też mikrofony z przetwornikami pojemnościowymi – drogie, delikatne i wówczas mało mobilne oraz mikrofony kryształkowe wrażliwe na ciepło i wilgotność.

W tym okresie pojawiły się też pierwsze mikrofony z przetwornikami dynamicznymi. Mikrofon dynamiczny był w istocie odwróconym głośnikiem. Zamiast stożka papieru, była okrągła, aluminiowa membrana. Do membrany była przyczepiona nawinięta z miniaturowego drutu cewka. Cewka była umieszczona w środku miniaturowego magnesu stałego. Fale dźwiękowe generowane przez osobę mówiącą wprawiały w ruch membranę (zawieszoną niczym trampolina), które przenosiły się na cewkę. W cewce umieszczonej w polu magnetycznym indukowane było małe napięcie. To napięcie odwzorowywało charakter fali dźwiękowej.

Shure 55Precyzyjna technologia wytwarzania była niezbędna do stworzenia dynamicznego elementu mikrofonu, ale podstawowa konstrukcja była prosta. W wyniku tego otrzymano solidny i wytrzymały mikrofon, który był tani, mobilny, nie wymagał zewnętrznego zasilania i mógł być produkowany w tysiącach egzemplarzy z powtarzalną jakością. Jednak w tym prostym dynamicznym elemencie mikrofonowym nie udało się rozwiązać problemu niechcianego tła dźwiękowego.

Niepożądany szum tła (hałas otoczenia) jest częstym problemem wszędzie tam, gdzie stosujemy mikrofony. W studiu radiowym, hałas w tle będzie rozpraszać uwagę osób słuchających radia w domu. W systemach nagłośnieniowych, zbieranie tła przez mikrofony jest przyczyną tzw. sprzężenia akustycznego –  irytującego wzbudzenia określonych w danym otoczeniu częstotliwości, gdy dźwięk z głośników jest zbierany przez mikrofony i ponownie emitowany przez głośniki, tworząc pętlę sprzężenia zwrotnego.

Mikrofon kierunkowy jest niezbędnym narzędziem do zmniejszenia odbioru niechcianych dźwięków w tle. Jest on bardziej czuły na fale dźwiękowe, które docierają z przodu, mniej wrażliwy na dźwięki z boku i znacznie mniej wrażliwy na dźwięki, które docierają z tyłu mikrofonu. Najczęściej używany typ mikrofonu kierunkowego ma charakterystykę, którą możemy przedstawić graficznie w kształcie odwróconego „serca” i z tego względu jest ona określana na świecie mianem „cardioid” (z greckiego Kardio – Serce). W Polsce używamy określenia: charakterystyka kardioidalna lub „nerkowa” w starszej terminologii. Czy to studio radiowe czy audytorium, kierunkowy mikrofon redukuje niechciane dźwięki z tła i poprawia jakość dźwięku.

Przed pojawieniem się technologii Shure Unidyne, najczęstszym sposobem tworzenia mikrofonu o charakterystyce kardioidalnej było zestawienie elementu dookólnego (wszechkierunkowego) z elementem dwukierunkowym (charakterystyka ósemkowa) w jednej obudowie. Kiedy wyjścia z obu elementów połączono elektronicznie uzyskiwano w efekcie kardioidalną charakterystykę kierunkową. Inne charakterystyki kierunkowe można było uzyskać przez zmianę proporcji sygnałów pomiędzy tymi dwoma elementami stosując przełącznik wielopozycyjny. Te konstrukcje były duże i miały często nierówną charakterystykę częstotliwościową ze względu na różnice w paśmie przenoszenia obu elementów oraz ich wzajemnego rozmieszczenia w obudowie mikrofonu.

Ben BauerPracujący dla firmy Shure inżynier Ben Bauer rozpoczął w 1937 roku badania nad stworzeniem jednoelementowego przetwornika dynamicznego o charakterystyce kierunkowej. Bauer uznał, że najlepszym sposobem na rozwiązanie tego problemu będzie zastosowanie pojedynczego elementu. Zaczął od podstaw fizyki zjawisk akustycznych. Jeśli element przetwornika dynamicznego będzie otwarty tylko z jednej strony membrany to będzie on miał charakterystykę dookólną (wielokierunkową). Jeśli obie strony membrany zostaną odkryte – z przodu i z tyłu – to będzie miał charakterystykę ósemkową (dwukierunkową). Mając w pamięci te dwa warianty, Bauer zdał sobie sprawę, że gdyby mógł częściowo zasłonić tylną stronę membrany mikrofonu, to teoretycznie mógłby uzyskać charakterystykę między dookólną a dwukierunkową, co oznaczałoby charakterystykę… kardioidalną. Jego badania doprowadziły do ​​powstania systemu akustycznego Uniphase, który został użyty w pierwszym jednoelementowym przetworniku Shure – The Uniplex, a później rozwinięty w elemencie Unidyne.

Przetwornik Unidyne posiada układ akustycznych otworów przednich i tylnych, które umożliwiają falom dźwiękowym dotarcie do obu stron membrany mikrofonu. Fale dźwiękowe dochodzące do membrany z tyłu mają dłuższą drogę i przechodzą przez specjalnie wyliczone otwory, które powodują opóźnienie między dźwiękiem docierającym od tyłu a dźwiękiem docierającymi z przodu membrany. Zmieniając akustyczną impedancję tylnych otworów, Bauer był w stanie osiągnąć charakterystykę kardioidalną, superkardioidalną lub hiperkardioidalną, wykorzystując jednoelementowy przetwornik. W ten sposób pierwszy na świecie kierunkowy mikrofon dynamiczny stał się rzeczywistością. Wszystkie dynamiczne mikrofony kierunkowe produkowane po dziś dzień wykorzystują ten patent firmy Shure.

Shure 55Pierwszym mikrofonem wykorzystującym technologię Unidyne był legendarny Shure 55 wprowadzony na rynek w roku 1939. Całkowicie odmienił on sposób w jaki wykorzystywano mikrofony w radiofonii, nagłośnieniu i nagraniach stając się w krótkim czasie ikoną mikrofonu. Z okazji 75 rocznicy powstania tego mikrofonu, Shure wyprodukował limitowaną serię 5575 LE będącą wierną repliką tego ponadczasowego klasyka.

Kolejne przetworniki Unidyne były coraz doskonalsze i coraz mniejsze. Przetwornik Unidyne III, z rewolucyjnym zawieszeniem pneumatycznym, stworzony przez zespół inżyniera Ernie Seelera, stał się podstawowym elementem najlepiej sprzedającego się mikrofonu w historii – Shure SM58, który właśnie obchodzi 50 lat obecności na rynku.

Parę lat temu nowa generacja inżynierów Shure pod kierunkiem Roger’a Grinnip’a postanowiła nadać koncepcji Unidyne nowy wymiar, tworząc rewolucyjną konstrukcję dwumembranowego przetwornika dynamicznego – DualDyne, w którym praktycznie wyeliminowano efekt zbliżeniowy uzyskując jednocześnie wzorcową charakterystyką kardioidalną, w całym zakresie częstotliwości mikrofonu. Tak w 2016 roku narodził się Shure KSM8 … Taka historia.

Dystrybucja w Polsce

Ul. Brukowa 29 | 05-092 Łomianki

+48 (22) 204 11 00 | +48 (22) 751 31 46 | lp.dn1571894157uoslo1571894157p@oru1571894157ib1571894157 | www.polsound.pl