JANÁČKOVA AKADEMIE MÚZICKÝCH UMĚNÍ V BRNĚ DIVADELNÍ FAKULTA Petr Neček MIKROPORTY Využití mikroportů pro divadelní účely Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce: BcA. Jan Škubal Brno 2012
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci Mikroporty vypracoval samostatně pod vedením BcA. Jana Škubala a uvedl v seznamu literatury všechny použité zdroje. V Brně, 2.1.2012 Vlastnoruční podpis autora 2
Poděkování Rád bych poděkoval BcA. Janu Škubalovi, doc. Mgr. Janu Kolegarovi a celému vedení divadelní fakulty JAMU za nesmírnou trpělivost při mém studiu. Dále Mgr. Radomíru Kosovi a kolegům z brněnského studia České Televize za odborné rady a konzultace, kterými přispěli k dokončení této bakalářské práce. 3
ANOTACE TÉMA : Využití mikroportů pro divadelní účely NÁZEV : Mikroporty VYPRACOVAL : Petr Neček DATUM : 2.1.2012 STRUČNÁ CHARAKTERISTIKA : Předmětem této bakalářské práce je analyzovat požadavky a podmínky pro vhodný výběr a použití mikroportové soupravy pro divadelní účely. Práce je rozdělena do tří hlavních částí. První část se věnuje popisu samotného zvuku, jeho vzniku a chování v prostoru. Druhá část se věnuje popisu jednotlivých částí mikroportové soupravy, jejich funkci a jednotlivým parametrům zařízení. Třetí část popisuje využití mikroportů pro divadelní účely a možná úskalí při samotném výběru mikroportové soupravy. KLÍČOVÁ SLOVA : Zvuk, divadlo, bezdrátový mikrofonní systém, vysílač, přijímač, mikrofon, akustika prostoru, využití mikroportu, výběr mikroportu. 4
ANOTATION THEME : The Wireless microphone systems for use in the theatrical Enviroment TITLE : The Microports - The Wireless microphone systems ELABORATED BY : Petr Neček DATE : 2nd January 2012 SHORT SUMMARY : The main thesis of the bachelor work called The Microports - The Wireless microphone systems for use in the theatrical enviroment is to analyze condition and parametres for using and the best way of the selection wireless microphone systems in the theatre purpose. The work is thematically divided into three main parts. First part is about general description of problematic of the sound, how the sound behaves in acoustic environment. Second part is about wireless microphone systems, describes particular components of the wireless microphone system and their parametres. Last part of the work describes professional using of the wireless microphone systems for theatrical purposes. KEY WORDS : Sound, theatre, wireless microphone systems, transmitter, receiver, microphone, acoustic environment, the use of Microports, choice of Microports. 5
OSNOVA...6 ÚVOD....8 1. ZVUK. 9 1.1. Vysvětlení pojmu zvuk 9 Dynamický rozsah....9 Výška a barva tónu.10 Intenzita a hlasitost zvuku..10 Chování zvuku v prostoru.. 11 2. MIKROPORTOVÁ SOUPRAVA 13 2.1. Obecný popis mikroportové soupravy.. 14 2.2. Princip bezdrátového přenosu... 15 2.3. Podrobný popis mikroportové soupravy... 16 2.3.1. Mikrofony..16 2.3.1.1. Princip přeměny akustické energie na elektroakustický signál..... 18 Dynamický mikrofonní systém.........18 Kapacitní mikrofonní systém.........19 2.3.1.2. Používané elektroakustické měniče z hlediska konstrukce.....20 Ruční bezdrátový mikrofon....21 Příklad ručního bezdrátového mikrofonu...21 Příslušenství k ručnímu bezdrátovému mikrofonu...23 Hlavový mikrofon........24 Příklad hlavového mikrofonu.........24 Klopový mikrofon........25 Příklad klopového mikrofonu........26 Mechanismy uchycení a protivětrné ochrany.27 Snímač..........29 6
2.3.2. Vysílače..30 Ruční bezdrátový mikrofon....31 Bodypack transmitter.33 Příklad vysílače bodypack transmitter...35 Plug-on transmitter.......36 Příklad vysílače plug-on transmitter.....38 2.3.3. Přijímače.....39 2.3.3.1. Příslušenství k přijímači......44 Příklad všesměrové antény......44 Příklad směrové antény.......45 Příklad zesilovače signálu.......46 Příklad slučovače signálu........46 Příklad anténního distributoru..47 Příklad vícekanálové soustavy přijímačů....47 2.4. Obecné využití mikroportu.....49 3. VYUŽITÍ MIKROPORTU PRO DIVADELNÍ ÚČELY.51 3.1. Umístění jednotlivých komponentů mikroportové soupravy...51 Příklad umístění jednotlivých komponentů mikroportové soupravy.......56 3.2. Využití mikroportu pro jednotlivé divadelní žánry..57 3.3. Výběr mikroportové soupravy..59 3.4. Chyby a jejich řešení.....60 ZÁVĚR....61 RESUME. 63 POUŽITÁ LITERATURA....64 Seznam použité literatury a pramenů...64 Internetové zdroje.65 Seznam použitých obrázků...67 Seznam použitých tabulek....68 7
ÚVOD Pro ozvučení divadel slouží celá škála zvukové techniky ke snímání, zpracování a reprodukci zvuku, která dohromady tvoří elektroakustický řetězec. Jedním z faktorů kvalitního ozvučení je výběr jednotlivých komponentů a jejich následné vhodné využití. Práce se zvukem je velmi komplexní obor obsahující celou řadu podoborů, kde je potřeba mnohem víc, než jen znalost samotné techniky. V případě hostování divadelního souboru může dojít k úplné změně akustických podmínek (vlastností sálu apod.), a právě v tomto případě je nutné znát možnosti zvukového zařízení. V této bakalářské práci se budu zabývat bezdrátovým mikrofonním systémem a jeho využitím pro divadelní účely. Vhledem k absenci ucelených podkladů o mikroportech, jsem čerpal zejména z vlastní praxe mikrofonisty brněnského studia České Televize a katalogů výrobců bezdrátových mikrofonních systémů Sennheiser a AKG používaných v televizním studiu a mnoha divadlech. Součástí hledání efektivního použití mikroportů byly konzultace s mistry zvuku brněnských divadel a televizního studia České Televize. Pro správné použití jakékoliv zvukové techniky je nezbytný přehled o zvuku jako fyzikální veličině. Sebelepší technika nenahradí absenci komplexních znalostí o zvuku, které jsou stejně důležité jako samotná znalost zařízení. Účelem zjištění jsou komplexní informace o využití bezdrátového mikrofonního systému pro divadelní účely. Každá situace si žádá individuální přístup pro řešení kontaktního snímání zvuku. Proto je nezbytné vybírat na základě konkrétních požadavků vhodné typy jednotlivých komponentů mikroportové soupravy. 8
1. ZVUK 1.1. Vysvětlení pojmu zvuk 1 Zvuk můžeme stručně charakterizovat jako mechanické vlnění v nosném prostředí. Nachází-li se vlnění v kmitočtovém pásmu od 20Hz do 20KHz, pak mluvíme o slyšitelném zvuku. Pod hranící 20Hz mluvíme o tzv. infrazvuku, který můžeme vnímat jako vibrace. Nad hranicí 20kHz se nachází oblast ultrazvuku (lidským sluchem neslyšitelný). Princip šíření zvuku spočívá v předávání energie mezi jednotlivými částicemi prostředí. Obecně platí pravidlo, že každých deset let věku člověka se snižuje horní hranice jeho slyšení o 1kHz. Člověk se zdravým sluchem (obě uši jsou v pořádku) je schopen určit směr zdroje zvuku, a to na základě rozdílu fáze a zpoždění přijímaného zvuku mezi levým a pravým uchem. Zvuk se šíří od zdroje všesměrově a s rostoucí vzdáleností klesá jeho intenzita se čtvercem vzdálenosti (viz. kapitola Hlasitost a intenzita zvuku). Rychlost zvuku je závislá na teplotě a hustotě prostředí. V normálním prostředí je rychlost zvuku přibližně 340 metrů za vteřinu. Čím je teplota a hustota prostředí vyšší, tím je rychlost šíření zvuku vyšší. Například u šíření zvuku ve vzduchu platí že, čím vyšší je nadmořská výška, tím nižší je hustota vzduchu, čímž dochází ke zpomalení rychlosti šíření zvuku. Dynamický rozsah Dynamický rozsah znamená vnímání rozdílu mezi nejnižší a nejvyšší hladinou akustického tlaku. Ucho je nejcitlivější v kmitočtovém pásmu 2-4kHz a dokáže pracovat v dynamickém rozsahu až kolem 130dB. Uprostřed slyšitelného kmitočtového pásma je dynamický rozsah vyšší, než na jeho 1 Václav Vlachý - Praxe zvukové techniky - ISBN / EAN 80-86253-05-8 / 9788086253053, Technická literatura Ben 2002, Kapitola 1. 3 Zvuk a lidský sluch, str. 18 Čerpáno z: http://fyzika.jreichl.com Dostupné: http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=208 Čerpáno z http://osha.europa.eu Dostupné: http://osha.europa.eu/fop/czech-republic/cs/publications/files/prirucka_hluk.pdf 9
okrajích. Hodnota 0dB je prahem slyšitelnosti, zatímco pro dosažení prahu bolestivosti je potřeba vytvořit akustický tlak až kolem 130dB. Výška a barva tónu Výška tónu je dána jeho základním kmitočtem. Barvu tónu určují harmonické kmitočty a jejich vzájemný poměr k základnímu kmitočtu. Základní tón pro hudební akustiku má kmitočet 440Hz. V technické praxi se pro měřící účely používá referenční tón 2 1kHz. Výsledná barva zvuku je dána součtem amplitud základních harmonických kmitočtů a pomáhá nám rozlišit např. jednotlivé hudební nástroje hrající tón se stejnou výškou. Intenzita a hlasitost zvuku 3 Intenzita zvuku je definována podílem výkonu zvukového vlnění a plochy, kterou vlnění prochází (udává se v jednotkách W/m 2 ). Zvuk se od zdroje šíří všesměrově a s rostoucí vzdáleností klesá jeho intenzita se čtvercem vzdálenosti. Intenzita zvuku je přímo úměrná energii kmitání, které zvukové vlnění v daném bodě vzbuzuje. Tato energie je dána závislostí na druhé mocnině amplitudy výchylky a druhé mocnině frekvence. Intenzita zvuku klesá s rostoucí vzdáleností od zdroje zvuku s druhou mocninou této vzdálenosti. Při dvojnásobné vzdálenosti od zdroje zvuku od původní pozice způsobí úbytek na intenzitě zvuku na čtvrtinu původní hodnoty, čemuž odpovídá snížení hlasitosti o hodnotu 6dB. K vyjádření hlasitosti zvuku slouží poměrná jednotka B ( Bel ), která má logaritmický průběh. Jedná se o velkou jednotku, proto se v praxi používá jednotka nižší - db ( decibel ). 2 Referenční tón 1 khz se využívá například u televizní zvukové techniky jako referenční tón pro dodržení úrovně hlasitosti nebo k identifikaci kanálu pro vícekanálový zvuk. 3 Čerpáno z: http://fyzika.jreichl.com Dostupné: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/208-zakladni-definice Čerpáno z: http://www.rg-projekt.cz/ Dostupné: http://www.rg-projekt.cz/files/fyzika/4._rocnik/10_zvukove_ vlneni/3_4_hlasitost_a_intenzita_zvuku.pdf Václav Vlachý - Praxe zvukové techniky - ISBN / EAN 80-86253-05-8 / 9788086253053, Technická literatura Ben 2002, Kapitola 1. 3 Zvuk a lidský sluch, str. 18 10
V praxi to znamená, že pokud jsme vzdáleni od zdroje zvuku například jeden metr a hladina intenzity zvuku je v tom místě 85dB, pak ve vzdálenosti dvou metrů dochází k poklesu hlasitosti o 6dB, tedy na 79 db. Při vzdálenosti čtyř metrů (dvojnásobek dvou metrů) dochází opět k poklesu o 6dB a hladina intenzity zvuku je rovna 73 db. Tabulka č. 1: Vyjádření hlasitosti pro některé běžné zvuky Hlasitost [db] Práh slyšitelnosti 0 Tikot hodin 30 Šeptání ve vzdálenosti 10 cm 50 Saxofon ve vzdálenosti 40 cm 90 Hlasitý zpěv ve vzdálenosti 15 cm 100 Konga ve vzdálenosti 3 cm 110 Hlasitý výkřik přímo před ústy (práh bolestivosti) 130 Velký buben ve vzdálenosti 3 cm 140 Zdroj: Václav Vlachý - Praxe zvukové techniky Kapitola 1. 4 Citlivost mikrofonu, str. 20 Chování zvuku v prostoru 4 Zvuk mění svou charakteristiku na základě prostředí, ve kterém se šíří. Obecně dochází v reálném prostředí k odrazům a útlumům. Reakce probíhají v závislosti zejména na typu materiálu a rozměrech překážky. Obor, který se zabývá vznikem zvuku, jeho šířením až po samotné vnímání lidským sluchem se nazývá akustika. Ta má celou řadu podoborů, jako například hudební akustika, stavební akustika, prostorová akustika, fyziologická akustika, psychoakustika 5 apod. 4 Čerpáno z: http://homen.vsb.cz Dostupné: http://homen.vsb.cz/~ber30/texty/varhany/anatomie/pistaly_akustika.htm 5 hudební akustika zkoumá fyzikální základy hudby, hudebních nástrojů a prostorů stavební akustika zvukové jevy a souvislosti v uzavřeném prostoru, budovách a stavbách prostorová akustika šíření zvuku v obecném prostoru fyziologická akustika vznikem zvuku v hlasovém orgánu člověka a jeho vnímání v uchu psychoakustika vnímání zvuku v mozku elektroakustika se zabývá záznamem, reprodukcí a šířením zvuku s využitím el. proudu 11
Obr. č. 1: Reakce zvukové vlny na překážku Zdroj: http://homen.vsb.cz Dostupné: http://homen.vsb.cz/~ber30/texty/varhany/anatomie/pistaly_akustika.htm Pokud dojde ke střetu zvukové vlny s překážkou, pak dochází k odražení, pohlcení a prostoupení zvukové vlny (viz. obr č.1). Odražená vlna se k místu příjmu zvuku šíří se zpožděním díky odrazům od překážek v prostoru. Díky těmto odrazům musí zvuková vlna urazit větší vzdálenost za větší časový interval. V místě poslechu pak dochází ke skládání odražených vln s vlnami, které nebyly vystaveny překážkám. Tím dochází k celkové změně charakteru přijímaného zvuku. Pro odraz zvukové vlny platí, že úhel dopadu je roven úhlu odrazu. Odrazy zvukových vln v prostoru jsou velmi důležité, protože způsobují dozvuk, který zásadně ovlivňuje výsledný poslech. Díky nedokonalým odrazům dochází k pohlcení části energie (pohlcená energie se změní na tepelnou energii) a z části prostupuje překážkou, což má za následek slábnutí odrážené zvukové vlny. Je-li překážka vzdálena od pozice zdroje zvuku, která slouží zároveň i jako pozice pro příjem zvuku tak daleko, že by zvuková vlna musela urazit nejméně 17 metrů tam a 17 metrů zpět, pak dochází při rychlosti zvuku 340m/s k jevu zvanému ozvěna. Součtem vzdáleností tam i zpět dostaneme hodnotu 34m. Čas, za který zvuková vlna urazí 34 metrů, je při rychlosti zvuku 340m/s roven jedné desetině vteřiny, což je zpoždění, které je lidských sluch schopen rozpoznat. Časový posun odražených vln vytváří efekt dozvuku, který vyplňuje prostor zvukem. Tohoto jevu využívá zejména obor stavební akustiky. 12
Stavba hudebních sálů, divadel, nahrávacích, televizních nebo rozhlasových studií se neobejde bez akustické úpravy. Další reakcí na překážku může být lom zvuku, ke kterému dochází v případě, kdy velikost překážky v poslechovém prostoru je shodná s délkou nebo mocninou délky zvukové vlny. 2. MIKROPORTOVÁ SOUPRAVA 6 Název Mikroport vznikl spojením slov microphone a portable, volně přeloženo jako přenosný mikrofon. Jedná se o první mikrofon jehož vedení je realizováno bezdrátově (pomocí radiových vln). S řešením bezdrátového mikrofonu jako první přichází firma Sennheiser roku 1957. Premiéra mikroportu se uskutečnila v zábavném pořadu německé televize ARD. V minulosti byly mikroporty konstruovány jako ruční mikrofony se samostatným vysílačem (viz. obr. č. 2. Sennheiser SK 1001). Postupem času začali výrobci s miniaturizací mikrofonu a produkcí závěsné konstrukce na lidské tělo, která umožnila uživateli volnost rukou. Mikrofony používané pro tyto konstrukce jsou známé jako lavalier (jedná se o verzi mikrofonu, která se dá považovat za předchůdce dnešního klopového mikrofonu, používaného např. moderátory televizních zpráv). Od roku 1957 prošly mikroporty značným vývojem a miniaturizací. Ruční mikrofony byly rozšířeny o mikrofony s rozměry jednotek až desítek milimetrů. Vysílače jsou několikanásobně menší s možností integrace do rukojeti ručního mikrofonu. Mikroport si tak okamžitě získává oblibu a z televize se šíří dál do rozhlasu, divadla a hudebních show. Bezdrátové mikrofony přinesly nevídanou volnost například pro herce, hudební interprety nebo moderátory. 6 Čerpáno z: http://21stoleti.cz Čerpáno z: http://znackovasluchatka.cz Čerpáno z: http://www.sennheiser.com Dostupné: http://21stoleti.cz/blog/2007/10/19/technobox/ Dostupné: http://znackovasluchatka.cz/vyrobci/sennheiser Dostupné: http://www.sennheiser.com/sennheiser/home_en.nsf/root/about_historywheel# Manuál k obsluze AKG systému WMS 4000 SR 4000, PT 4000, HT 4000 Katalogy techniky pro bezdrátový přenos firmy Sennheiser z roku 1994 13
Obr. č. 2: První model mikroportu Sennheiser SK 1001 z r.1957 Zdroj: http://21stoleti.cz Dostupné: http://21stoleti.cz/wp-content/images/1197923192.jpg 2.1. Obecný popis mikroportové soupravy Obecně řečeno se mikroportová souprava skládá z vysílače s elektroakustickým měničem a přijímače. Používané elektroakustické měniče lze obecně rozdělit na základě konstrukce. Prvním typem je ruční bezdrátový mikrofon, který má vysílač s anténou integrovaný v těle. Druhým typem a velmi častou variantou elektroakustického měniče pro divadelní účely je hlavový mikrofon. Třetím typem je klopový mikrofon. Vysílač je elektronické zařízení v odolném obalu kompaktních rozměrů, které slouží k vysílání radiového signálu. Obecně se dají rozdělit vysílače podle konstrukce a použití. K příjmu radiového signálu slouží přijímače, které můžeme obecně rozdělit podle konstrukce. Pole působnosti bezdrátového mikrofonního systému je v poslední době velmi široké. Díky použití mikroportu docílíme neustálé kontroly nad kontaktním snímání zvuku, který neruší estetickou povahu. Právě možnost snadného maskování dělá mikroport atraktivním zejména pro film, televizi a divadlo. 14
2.2. Princip bezdrátového přenosu signálu 7 Ať už jsme v divadle nebo sledujeme televizi, vidíme herce jak pohybuje ústy a slyšíme co z nich vychází. Málokoho by napadlo jak dlouhou cestu musí zvuk urazit od jeho hlasivek k našim uším. Vše začíná kontaktním snímání zvuku pomocí vhodného typu mikrofonu. Elektrický signál putuje z mikrofonu do předzesilovače, odtud pak do vysílacích obvodů mikroportu, kde na principu frekvenční modulace je převeden na signál s konstantní amplitudou, měnící svou frekvenci v rytmu změny amplitudy modulovaného signálu. Tento signál je vyzářen jako elektromagnetické vlnění vysílací částí mikroportu (anténou) v oblasti frekvenčního spektra UHF nebo VHF 8. Radiový signál zachycený přijímačem je zpětně demodulován elektronickými obvody na elektrický signál, který je zesílen na požadovanou hodnotu a odeslán na výstupní konektor. Obr. č. 3: Princip bezdrátového přenosu signálu Zdroj: Vlastní obrázek 7 Čerpáno: http://cs.wikipedia.org/ Dostupné: http://cs.wikipedia.org/wiki/rozhlas Čerpánoj: http://www.earchiv.cz/ Dostupné: http://www.earchiv.cz/a96/a647k150.php3 8 VHF - Velmi krátké vlny jsou používány především pro přenos rozhlasového a radiového signálu. VHF se využívalo před UHF. - Kmitočty o frekvencích 30-300 MHz. UHF - Ultra krátké vlny jsou používány pro televizní kanály a radiokomunikační služby např. WI-FI, mobilní telefony apod. - Kmitočty o frekvencích 0,3-3 GHz. UHF se využívá nyní kvůli vyššímu dosahu. 15
2.3. Podrobný popis mikroportové soupravy Ať už se jedná o jakýkoliv typ snímání zvuku, cesta elektrického signálu vždy začíná od mikrofonu. V případě použití bezdrátového mikrofonního systému pokračuje elektrický signál dál do vysílače odkud je odeslán radiovými vlnami do přijímače. 2.3.1. Mikrofony 9 Mikrofony slouží k přeměně akustické energie na elektrickou veličinu, odtud pochází výraz elektroakustický měnič. Práce a využití mikrofonů má svá specifika. Mikrofony se liší jednak svým využitím, ale i samotnou konstrukcí a principem, na kterém fungují. Každý mikrofon má své vlastnosti a obecně lze mikrofony rozdělit na základě několika kritérií a parametrů. Použití: Zpěv, řeč, hudební nástroje, profesionální snímání zvuku (např. televizní). Specifické vlastnosti a parametry mikrofonu: Citlivost, frekvenční charakteristika, impedance, směrová prostorová charakteristika. Princip přeměny akustické energie na elektrický signál: Mikrofonních principů pro přeměnu akustické energie na elektrický signál je celá řada. Velmi častou variantou používanou pro divadelní účely jsou dynamické a kapacitní mikrofonní systémy. Další možností jsou např. elektretové, páskové, piezoelektrické, nebo uhlíkové mikrofonní systémy. Konstrukce: Ruční mikrofon, hlavový mikrofon, klopový mikrofon, nástrojový mikrofon a další (např. úzce směrový mikrofon nebo snímač). Citlivost mikrofonu je dána poměrem výstupního napětí mikrofonu a akustickém tlaku, jenž napětí vybudilo. Udává se v jednotkách V/Pa. Běžné studiové mikrofony disponují citlivostí 1-10mV/Pa. 9 Václav Vlachý - Praxe zvukové techniky - ISBN / EAN 80-86253-05-8 / 9788086253053, Technická literatura Ben 2002, Kapitola 1.4 Citlivost mikrofonu, str. 20, kapitola 1. 8 Typy mikrofonních systémů, str. 31 a 39 16
Frekvenční charakteristika je citlivost mikrofonu na jednotlivé kmitočty zvukového spektra. Graficky je vyjádřena na dvou osách. Na vodorovné ose je vyznačeno kmitočtové spektrum a na svislé ose úroveň výstupního signálu. Impedance mikrofonu je důležitá, protože se vyrábějí dva druhy mikrofonů Vysokoimpedanční mikrofony dávají silnější signál, ale jsou náchylnější na elektromagnetická rušení na vedení. Nepotřebují složité předzesilovače a využití nachází spíše v komerční sféře. Naproti tomu nízkoimpedanční mikrofony jsou využívány profesionály. Předpokládá se nutnost použití předzesilovacích prvků, protože u tohoto typu mikrofonu se nejedná o výkonové přizpůsobení, ale o přenos maximálního napětí. Směrová prostorová charakteristika udává citlivost mikrofonu pro určitý úhel dopadu zdroje zvuku na mikrofon. Konstruktéři mikrofonů záměrně produkují mikrofony s různou směrovou prostorovou charakteristikou. Některé mikrofony mají možnost přepnutí směrové prostorové charakteristiky dle aktuálních požadavků. Obr. č. 4: Polární diagram - typy směrové prostorové charakteristiky Zdroj: http://cs.wikipedia.org Dostupné: http://cs.wikipedia.org/wiki/mikrofon#sm.c4.9brov.c3.a9_charakteristiky Všesměrová (kulová) Citlivost mikrofonu je na všechny strany stejná. Ledvinová (kardioidní) Mikrofon snímá zvuk před sebou a potlačuje zvuk za sebou. Výhoda je v potlačení zpětné vazby. Hyperkardioidní jedná se o protaženou verzi kardioidního mikrofonu, ale s více směrovou charakteristikou. 17
Osmičková Využívá se například při natáčení pěveckých duetů nebo v rozhlase. Má stejnou citlivost na akustický tlak přicházející na mikrofonní vložku zepředu i zezadu. Úzce směrová Používá se zejména v televizi a u filmu, kdy jde o separaci požadovaného zvuku od okolních ruchů. 2.3.1.1. Princip přeměny akustické energie na elektroakustický signál Dynamický mikrofonní systém Konstrukce dynamického mikrofonu je tvořena lehkou kruhovou membránou vyrobenou z plastické hmoty, která je mechanicky spojena s cívkou, která je umístěna v určeném prostoru - mezikruží permanentního magnetu. Zvukové vlny dopadající na membránu ji rozkmitají. Současně s membránou kmitá i cívka, v níž se pohybem v magnetickém poli permanentního magnetu indukuje elektrické napětí, jehož průběh odpovídá průběhu akustického tlaku dopadajícího na membránu. Jedním z parametrů mikrofonu, který ovlivňuje jeho kvalitu je velikost a hmotnost membrány. Nevýhodou velké a hmotné membrány je její mechanická setrvačnost, což má za následek neschopnost reagovat na rychlé změny akustického tlaku u vyšších kmitočtů a tím dochází k poklesu na horním okraji přenášeného frekvenčního pásma. Schopnost reakce membrány na změny akustického tlaku úzce souvisí s hmotností cívky a vlastnostmi magnetického pole. Pohyb cívky v silnějším magnetickém poli indukuje vyšší napětí a proto lze použít cívku s nižším počtem závitů a tím i nižší hmotností. Cívka s nižším počtem závitů je schopna indukovat požadované napětí stejně tak, jako cívka s vyšším počtem závitů ve slabším magnetickém poli. Moderní dynamické mikrofony využívají magnet z neodymia 10. Mezi hlavní výhody dynamických mikrofonů patří nízké náklady na výrobu, mechanická odolnost, vlastnost snášet vysoký akustický tlak a nepotřebují napájení. Hlavní nevýhodou je nízká úroveň signálu. Dynamické mikrofony se vyrábějí ve všech směrových prostorových charakteristikách, ale nejčastěji se setkáme s kardioidním systémem. 10 Neodymový magnet je směsí neodymu, železa a boru. Jedná se o nejsilnějším typ magnetu s vynikajícími magnetickými vlastnostmi a nejvyšší vnitřní energií. 18
Obr. č. 5: Schéma zapojení dynamického mikrofonu Zdroj: http://www.mediacollege.com/ Dostupné: http://www.mediacollege.com/audio/microphones/dynamic.html Kapacitní mikrofonní systém Kapacitní mikrofonní systém vychází z podstaty kondenzátoru 11 (proto jsou slangově označovány jako kondenzátorové mikrofony). Systém je tvořen dvěma elektrodami, jednou pevnou a druhou, kterou tvoří membrána z lehkého a pružného materiálu s napařenou kovovou vrstvou (např. zlato). Akustický tlak dopadající na membránu mění její polohu a tím vyvolává změnu kapacity systému. Při zapojení do stejnosměrného elektrického obvodu vzniká na sériově zařazeném rezistoru průchodem proudu střídavé napětí, jehož průběh odpovídá průběhu akustického tlaku dopadajícího na membránu. Kapacitní mikrofony vyžadují zapojení předzesilovače s vysokou impedancí. Ve srovnání s dynamickými mikrofony jsou mnohem náročnější na konstrukci a jejich pořizovací cena může být vyšší než u dynamických mikrofonů. Mezi výhody patří jejich citlivost a věrohodnější snímání zvuku díky tenké plastické membráně, která má mnohem nižší hmotnost a tím i setrvačnost. Kapacitní mikrofon tak může snímat mnohem vyšší kmitočty, než je tomu u dynamických 11 Kondenzátor je elektronická součástka používaná v el. obvodech pro dočasné uchování náboje. Základní vlastností kondenzátoru je elektrická kapacita. 19
mikrofonů. Jednou z nevýhod kapacitních mikrofonů může být jejich citlivost a choulostivost ve vlhkém prostředí. Obr. č. 6: Schéma zapojení kapacitního mikrofonu Zdroj: http://www.eln.szm.com/ Dostupné: http://www.eln.szm.com/pages/rtt.htm 20
2.3.1.2. Používané elektroakustické měniče z hlediska konstrukce Ruční bezdrátový mikrofon Ruční bezdrátový mikrofon (slangově zvaný Handka - odvozeno z angličtiny) byl prvním typem mikroportu. Z hlediska konstrukce je určený do ruky. Zjednodušeně se skládá z rukojeti (tělo mikrofonu) a mikrofonní hlavy. Od klasického ručního mikrofonu se liší zejména vnitřní části těla. Ta obsahuje podpůrné obvody a integrovaný vysílač 12 s anténou. Ruční bezdrátový mikrofon se používá pro mluvené slovo i zpěv. Proto je velmi oblíbenou variantou vokálního mikrofonu. Vhodný je však i na různé typy besed, show a moderací. Základním příslušenstvím je protivětrná ochrana a výměnné barevné označení, které slouží ke snadné orientaci mezi jednotlivými mikrofony tam, kde se jich používá současně více. V případě hudebních vystoupení doplňuje ruční bezdrátový mikrofon držák na mikrofon a stativ. Vlastnosti a parametry mikrofonní hlavy vychází z kapitoly 2.3.1. Mikrofony. Ruční bezdrátový mikrofon je napájen převážně z tužkových nebo 9V baterií. Příklad ručního bezdrátového mikrofonu 13 Ruční bezdrátový mikrofon AKG HT 400 s možností výměny mikrofonní hlavy je primárně určený na řeč a zpěv. Jedná se o mikrofon s ledvinovou směrovou prostorovou charakteristikou a kapacitním mikrofonním systémem. Hojně využíván na koncertech, v televizní tvorbě, na besedách apod. Parametry elektroakustického měniče jsou dány vlastnostmi použité mikrofonní hlavy. 12 Popis vysílače ručního bezdrátového mikrofonu vychází z kapitoly 2.3.2. Vysílače 13 Čerpáno: http://www.akg.com/ Dostupné: http://www.akg.com/site/products/powerslave,id,467,pid,467,nodeid,2,_language,en.html 21
Obr. č. 7: Ruční bezdrátový mikrofon AKG HT 400 Zdroj: http://www.akg.com/ Dostupné: http://www.akg.com/site/products/powerslave,id,467,pid,467,nodeid,2,_language,en.html Obr. č. 8: Mikrofonní hlavy k tělu ručního mikrofonu AKG HT 400 Zdroj: http://www.akg.com/ Dostupné: http://www.akg.com/site/products/powerslave,id,1009,tmpnodeid,2,_language,en,pid,1009.html 22
Příslušenství k ručnímu bezdrátovému mikrofonu Obr. č. 9: Protivětrná ochrana AKG W 3004 Zdroj: http://www.akg.com/ Dostupné: http://www.akg.com/site/products/powerslave,id,1092,pid,1092,nodeid,2,_language,en,view,getin.html Obr. č. 10: Držák mikrofonu AKG SA 63 Zdroj: http://www.akg.com/ Dostupné: http://www.akg.com/site/products/powerslave,id,1009,tmpnodeid,2,_language,en,pid,1009.html 23
Hlavový mikrofon Hlavový mikrofon (slangově zvaný náhlavní mikrofon, nebo Headset - převzato z angličtiny) je mikrofon uchycený pomocí tzv. brýlové konstrukce. Konstrukce je umístěna na hlavu obdobně jako brýle. Existují varianty uchycení na obě uši i varianty pro uchycení na jedno ucho. Starší řady hlavových mikrofonů byly nepohodlné masivní konstrukce s minimální možností změny velikosti obroučky (slangově mostu), nebo možnosti směrovat mikrofon. Díky vývoji jsou novější řady konstruovány s ohledem na individuální nastavení jednotlivých součástí brýlové konstrukce. Možnost regulace velikosti obroučky tak zvyšuje možnost využití a zajišťuje přesnější polohu mikrofonu vůči zdroji zvuku. Masivní konstrukce je nahrazena decentní a samotné kabelové vedení mikrofonu v rámci brýlové konstrukce je vyráběno tak, aby vydrželo vysoký nápor při mechanickém ohýbání. Další alternativou je možná výměna brýlové konstrukce. S mikrofonem je dodáváno několik velikostí obrouček. Hlavové mikrofony jsou nejvíce využívány v zábavných televizních pořadech a divadle (nejvíce v muzikálech). Jejich nesporná výhoda je umístění mikrofonu řádově v jednotkách až desítkách milimetrů od zdroje zvuku, což vede k potlačení okolního ruchu vůči snímanému zvuku. Příklad hlavového mikrofonu 14 Hlavový mikrofon typu DPA 4065 je vhodný jak na mluvené slovo, tak na zpěv. Nachází využití hlavně v divadelní a televizní tvorbě. Většina dnešních hlavových mikrofonů obsahuje originální řešení problému s potem a vlhkem. 14 Čerpáno z: http://www.dpamicrophones.com Dostupné: http://www.dpamicrophones.com/en/products.aspx?c=item&category=116&item=24048#specifications 24
Obr. č. 11: Hlavový mikrofon DPA 4065 Zdroj: http://www.dpamicrophones.com/ Dostupné: http://www.dpamicrophones.com/en/products.aspx?c=item&category=116&item=24048#specifications Konstrukce: Kapacitní mikrofonní systém Frekvenční rozsah: 20Hz - 20kHz Impedance: 30-40Ohm Citlivost: 6mV/Pa Dynamický rozsah: 97dB Směrová prostorová charakteristika: Všesměrová Klopový mikrofon Klopový mikrofon je známý především z televizních obrazovek. Oblek moderátora večerních zpráv nenápadně doplňuje miniaturní mikrofon připevněný na klopu saka. Jedná se o klopový mikrofon. Jeho využití je ovšem mnohem širší. V kombinaci s vhodným příslušenstvím je hojně využíván na filmovou, televizní a divadelní tvorbu. Klopové mikrofony jsou často všívány do oděvů, paruk a jiných přikrývek hlavy. Dochází tak ke kontaktnímu snímání zvuku, aniž by utrpěla estetická povaha. Zejména při televizním záznamu divadelních inscenací jsou využívány klopové mikrofony ke kontaktnímu snímání zvuku. Jednou z dalších výhod je řešení situací, kdy dochází k mnoha změnám kostýmu během krátkého časového intervalu. Všitím klopového mikrofonu do všech kostýmů používaných na scéně během představení minimalizujeme možnost absence mikrofonu, nebo jeho špatné umístění. Pro výběr správného typu 25