Budujeme domácí studio XXIV: mikrofony

Symbolem hudebního studia a nahrávání zvuku je mikrofon. Tvůrci instrumentální elektronické hudby, ať už pracují se syntezátory nebo počítačovými programy prominou, ale je to tak. Mikrofon je základ. Právě on stál na počátku rozmachu šíření hudby, ať už na nosičích, v éteru nebo po síti, a dodnes ho nic nenahradilo. Stále převádí zvukové vlny na elektrický proud.

Mikrofon představuje klíčový prvek. Jeho kvalita určuje rozhodující měrou kvalitu záznamu. Pokud mikrofon nezachytí a nepřevede na elektrický proud i ty nejmenší detaily zvuku, je úplně jedno, jak dokonalé máme předzesilovače nebo převodníky analogového signálu na digitální. Ty sice mohou podtrhnout kvalitu mikrofonu, ale pokud bude mikrofon špatný a nebude věrně zachycovat zvuk, nezachrání to. Proto je tak důležité se věnovat volbě mikrofonu. Zabývat se tím budeme celé čtyři díly.

Koďany, páskáče, handky a spol.

Mikrofony se dělí podle několik různých kritérií. Rozlišují se podle konstrukce, velikosti kapsle i způsobu použití, což vytváří neuvěřitelný zmatek. Zpěvový mikrofon může být dynamický, což je asi ten vůbec nejznámější, ale také kondenzátorový, klidně velkomembránový elektronkový, i když ten na pódiu nepotkáme.

I handka, tedy pódiový zpěvový mikrofon do ruky, sice vypadá pokaždé skoro stejně, ale konstrukčně jsou různé. V naprosté většině jsou to podobně jako nejznámější Shure SM58 dynamické mikrofony s kardoidní charakteristikou, ale některé mají hyperkardoidní charakteristiku jako AKG D7 nebo Shure Beta 58 a jsou mezi nimi i kondenzátorové mikrofony se zcela odlišnou vnitřní konstrukci jako Shure SM86 či Shure Beta 87C, Sennheiser e 865 popřípadě Neumann KMS 105.

Ale i dělení podle konstrukce může být matoucí. Dnes stále více používané páskové mikrofony, které zažívají opravdovou renesanci, nepředstavují zcela samostatnou třídu, ale jde o zvláštní druh dynamického mikrofonu, který má místo obvyklé kruhové membrány pohybující cívkou tenký kovový pásek mezi póly magnetu.

Mikrofony se liší i podle charakteristiky, všesměrový kulový snímá rovnoměrně zvuk ze všech stran, naopak nejběžnější ledvina, tedy kardoida, je už částečně směrová. Vysloveně směrové jsou hyperkardoidy, které jsou do extrému dovedené v mikrofonních puškách používaných například pro snímání vzdálených zvuků, jako je zpěv ptáků v korunách stromů, nebo pro získání odposlechů rozhovorů. Speciálním případem je pak osmičková charakteristika, kdy mikrofon snímá zvuk ze dvou protilehlých směrů.

Rozčlenit je lze i podle velikosti membrány – tedy v případě, že je kruhová. Malomembránové mají průměr membrány do půl palce, velkomembránové pak nad palec. Ovšem velkomembránové mohou být nejen kondenzátorové, které jsou nejznámější, ale i dynamické.

Prostě zmatek nad zmatek, jenže to nejde nechat koňovi, který má větší hlavu, protože bez mikrofonu se ve studiu neobejdeme a chceme si vybrat ten pravý. Ono není moc případů, kdy nebudeme potřebovat při nahrávání mikrofon. I hráči na elektrickou kytaru dávají přednost sejmutí zvuku z komba, i když technicky nic nebrání nic tomu, aby se zvuk ze snímačů přivedl kabelem z výstupu přímo do zvukové karty. Rozdíl ve zvuku je ovšem značný.

Telefon

Nejstarší používané mikrofony jsou uhlíkové, které navrhl v roce 1878 David Edward Hughes. Tlak zvukových vln prohýbal membránu, která stlačovala uhlíková zrna, čímž se měnil odpor. Mikrofon tak přímo moduloval signál, tudíž nebylo nutné používat zesilovací prvky, ovšem zvuková kvalita byla nízká a frekvenční spektrum přenášeného zvuku úzké. Využíval se ve starých telefonech, ale občas ho najdeme i v experimentálních nahrávkách, když se záměrně pracuje s nekvalitním a ořezaným zvukem.

Uhlíkové mikrofony se používaly také v krkafonech, tedy laryngofonech, což jsou kontaktní mikrofony umísťované na krk, které se používají ke komunikaci v hlučném prostředí. První je měli ve druhé světové válce piloti Luftwaffe a osádky německých tanků. Rychle se rozšířily i do dalších zemí a u nás se s nimi setkali všichni tankisté. Sovětské laryngofony La-3 a La-5 využívali i piloti proudových migů.

O moc kvalitnější nejsou ani piezoelektrické mikrofony, které využívají piezoelektrického jevu, kdy stlačení nebo ohyb některých materiálů vytváří elektrické napětí. Známé jsou spíše v obrácené podobě, tedy jako zdrojů zvuku, používají se k pípání hodinek a budíků nebo v různých alarmech. Ani tady nejde o novou techniku, první se objevily hned po konci první světové války, ovšem nerozšířily se kvůli komplikované výrobě piezoelektrických materiálů.

Piezoelektrického jevu se ale využívá dodnes v různých kontaktních snímačích, které se používají při snímání zvuku akustických nástrojů, jako jsou kytary nebo housle a cella. U smyčcových nástrojů se ani jiné snímače použít nedají stejně jako u akustické kytary s nataženými nylonovými strunami. Piezoelektrického jevu se užívalo v některých typech gramofonových přenosek.

Dynamické mikrofony

Nejznámější a nejrozšířenější jsou dynamické mikrofony, kdy membrána pohybuje cívkou v elektrickém poli vytvořeném permanentním magnetem. Využívají se od třicátých let. Jejich výhodou je poměrně silný signál na výstupu, snadná konstrukce i vyšší odolnost. Nepotřebují externí napájení a dobře snášejí vysoké akustické tlaky.

Mají ale také svá omezení. Vzhledem ke konstrukci, kdy je membrána mechanicky přímo spojena s cívkou pohybující se v magnetickém poli, jsou méně citlivé a nepostihují všechny drobné detaily, tudíž hůře zachycují vzdálenější zdroje zvuku, jehož intenzita klesá se čtvercem vzdálenosti. Snášejí ale vyšší akustické tlaky. Omezená je i jejich směrová charakteristika, většinou jsou kardoidní, popřípadě hyperkardoidní, tedy více či méně směrové.

Typických vlastností dynamických mikrofonů se však taky dá dobře využít. Výborně se hodí pro snímání silných zdrojů zvuku, jako jsou komba elektrických kytar nebo bicí. Kvůli směrovosti a nižší citlivosti se taky dobře uplatní na pódiích. Hrozí menší nebezpeční, že by zpěvový mikrofon byl zahlušen zvukem kytary z komba nebo v něm byly slyšet činely.

I dynamické mikrofony se však dále dělí. Jejich speciální variantou jsou páskové mikrofony, jimž se budeme věnovat později.

Liší však i velikostí použité kapsle. Kromě klasické půlpalcové se v nich také může objevovat kapsle s velkým průměrem, což je případ speciálních mikrofonů na snímání basových zvuků, jako jsou AKG D-112 nebo Shure Beta 52. Velkou kapsli najdeme i ve vysoce kvalitním studiovém dynamickém mikrofonu Shure SM-7b. Kvalitou se tento typ blíží kondenzátorovým mikrofonům, zachovává si však typickou vlastnost dynamických mikrofonů, tedy menší citlivost vůči vzdáleným zvukům, což se velmi hodí právě v domácích studiích, které většinou nejsou dokonale odizolovaná. Nehrozí, že by zachytili bublání vody v kávovaru, když se zapomněly dovřít dveře do kuchyňky.

I dynamické mikrofony s běžným průměrem se však od sebe odlišují a mohou být doslova ušité na míru. Mívají různou směrovou charakteristiku a průběh frekvenčního spektra.

Mohou mít širší nebo užší směrovou charakteristiky, kromě obvyklé kardoidy se třeba u AKG D7 využívá i hyperkardoidy, kdy se snímá signál v relativně úzkém kuželu, což se hodí, když zpěvák hraje na nějaký nástroj. Snižuje se tak nebezpečí, že by ve zpěvovém mikrofonu bylo slyšet stejně silně vokál jako harmoniku.

Odlišný může být i frekvenční průběh. Obliba Shure SM58 je dána nejen vysokou odolností, ale také poklesem okolo šesti kilohertzů, takže nezachycují tolik nepříjemné sykavky a jsou méně náchylné ke zpětné vazbě. Úspěch SM58 ukazuje, že není vždy optimální, když má mikrofon vyrovnanou frekvenční charakteristiku v celém rozsahu, lépe se hodí, pokud odpovídá frekvenční charakteristice nástroje a samozřejmě ucha.

Existují i dynamické mikrofony určené pro snímání nástrojů, zejména kytarových komb nebo virblu, mezi něž patří Shure SM57. Speciální se dělají pro snímání foukací harmoniky nebo dechů či bicích. Pro ty se většinou využívá celá sada, kde jsou jednotlivé mikrofony přizpůsobeny nejen mechanicky, aby se daly namontovat na ráfek bubnu a obešli jsme se bez mikrofonních stojanů, které se k bicím obtížně umisťují, ale mají také frekvenční charakteristiku upravenou zvuku nástroje, který je jasně definovaný. Na virbl se však už takovéto mikrofony příliš nehodí, protože ten má mnohem bohatší zvuk než přechody.