Tìm hiểu về micro (mic, microphone)

Trong tất cả loại thiết bị của hệ thống âm thanh, sự phát triển của những bộ chuyển đổi như micro và loa có lẽ là khó khăn nhất. Sự phát triển của loa có nhiều giai đoạn tiến hóa tương ứng của nó, vài loại đã đi vào ngõ cụt. Sự phát triển của microphone, mặc dù đôi khi thật là kỳ lạ. Lịch sử của micro trong sự tiến hóa sớm của nó bao gồm thủy lực và bằng chất lỏng làm mát micro, micro có kích thước bằng máy giặt, micro giống như một thùng than thu nhỏ phải thường xuyên bổ sung với hạt carbon mới, và micro với công suất ra rất mạnh đến nỗi phép đo phải dùng đơn vị mã lực (horse-power).

Ngày nay, hầu hết các trở ngại trong thiết kế cơ bản đã được khắc phục (và nào ai biết những cải tiến nào trong tương lai còn có thể giữ được ra sao). Trong khi vẫn còn có những thỏa hiệp và hạn chế của cả hai: thiết kế lẫn sử dụng, thiết kế tốt và sử dụng microphone đương đại xuất sắc là khả năng cho ra âm thanh rõ ràng, chất lượng cao qua các lĩnh vực điện tử và cuối cùng là đến khán giả. Một sự hiểu biết những hạn chế và thỏa hiệp, trong nhiều trường hợp có thể là cực kỳ quan trọng để sử dụng nó cho hiệu quả.

1. Các loại thiết kế micro (Design Types)

Sự dẫn truyền sóng âm thanh vào tín hiệu âm thanh có thể được thực hiện bằng vài cách cơ bản. Micro động lực (dynamic microphone) liên quan đến một cấu trúc từ (magnetic) và yếu tố rung (vibrating) để tạo ra một điện áp đáp ứng với sóng âm thanh. Micro động lực, cho đến nay, là loại microphone sản xuất rộng rãi nhất và thường được sử dụng cho các ứng dụng pro-sound. Hầu hết dùng một cuộn dây di động, đẩy một màng mỏng như trong hình 5.1, về nguyên tắc cơ bản giống như một loa thông thường được thu nhỏ ngược lại. Cuộn dây di động (moving coil) của micro có thể rất bền và hiệu quả kinh tế, được tiếp thị là những thiết kế có khả năng xử lý hầu hết các tình huống của tất cả loại âm thanh. Xếp loại chúng từ loại rẻ tiền, micro chất lượng thấp đến micro mắc tiền có chất lượng gần như không thể tin được. Trong những năm gần đây, vật liệu mới như neodymium đã dẫn đến thiết kế cực kỳ gọn nhẹ, với chất lượng âm thanh tuyệt vời.

Micro điện động thường được sử dụng làm micro karaoke cho các dàn âm thanh karaoke, dàn âm thanh sân khấu, dàn âm thanh hội trường… Còn micro điện dung (condenser) thường sử dụng làm micro thu âm, micro phòng thu studio, micro nhạc cụ.

Hình 5.1. Microphone động lực-dynamic (moving coil) cơ bản.

Micro tụ điện (Condenser microphone) hoạt động trên nguyên tắc tĩnh điện được mô tả trong hình 5.2. Nhìn chung, nó có khả năng chất lượng output rất cao, và đặc biệt lưu ý đến tính chính xác tương đối và đáp ứng tần số cao của nó. Trong sự tranh cãi về chất lượng cao, có một bất tiện nhỏ. Micro condenser đòi hỏi một nguồn cung cấp điện cho nó. Trong vài thiết kế, nguồn điện được cung cấp bởi trong thiết kế mixer hay chèn giữa một thiết bị lắp dọc theo đường dây micro như trong hình 5.2. Điều này được gọi là nguồn điện từ xa (remote power), hay nguồn ảo (phantom power). Thiết kế micro condenser loại khác sử dụng pin khô đặt trong thân microphone. Vài thiết kế cho phép tùy chọn sử dụng một pin khô hay phantom power. Điều này được mô tả thêm ở phân khúc của chương này trong “circiut consideration”.

Hình 5.2. Nối dây micro condenser cơ bản.

Vận hành một microphone consenser đòi hỏi một nguồn cung cấp điện. Cung cấp năng lượng từ xa, còn được gọi là nguồn ảo (phantom power), cho phép một dây micro tiêu chuẩn mang nguồn điện cho micro (trong micro thiết kế như trên). Một vài thiết kế cho phép tùy chọn dùng một trong hai, một vài thiết kế cho phép tùy chọn dùng pin khô hay phantom. Mixer chất lượng cao thường cung cấp phantom power, loại bỏ nhu cầu cần một thiết bị trung gian như trên. Lời cảnh báo ở đây: Nếu sử dụng một trong các máy biến thế / adapter hay bộ giảm điện thế, không được chèn nó vào giữa nguồn điện và micro, micro sẽ không hoạt động.

Micro ribbon sử dụng một dải băng mỏng dẫn điện rung động trong một từ trường để khởi xướng tín hiệu âm thanh. Về mặt kỹ thuật, nó là một hình thức microphone động lực. Ribbon micro dùng cùng một nguyên tắc điện như micro-cuộn dây chuyển động-moving coil (là loại điện động lực thật sự, vì vậy có thuật ngữ “năng động-dynamic“), nhưng lại khác biệt đáng kể trong các cấu hình khác (xem hình 5.3). Trong khi nó có khả năng cung cấp chất lượng âm thanh tuyệt vời, micro ribbon có thể rất nhạy với những va đập về vật lý, và trong nhiều mẫu thiết kế, phải bảo đảm có sự chăm sóc để tránh làm hư các ruban bằng cách thả rơi micro hay làm nó bị quá tải với âm thanh quá lớn.

Piezo-electric microphone (micro áp điện) (và contact pickups) liên quan đến việc sử dụng các vật chất mà khi xoắn hay bóp méo bằng một áp lực cung cấp bởi một sóng âm thanh tạo ra một điện áp-voltage (gọi là một áp điện-piezoelectric voltage). Microphone crystal (thạch anh) và ceramic (gốm) sử dụng cả hai nguyên tắc này. Theo truyền thống nó là micro có tiện ích mạnh nhưng về chất lượng âm thanh thì kém (nó thường được dùng trong điện thoại). Một số lượng lớn các mẫu thiết kế piezoelectric contact-pickup *** với chất lượng âm thanh rất cao đã được tiếp thị và rất hữu ích cho pro-sound, bất cứ khi nào có thể gắn chặt pickup với một bản rung (đặc biệt là bằng gỗ). Đây là loại pickup thường được cài đặt trong guitar thùng của hãng sản xuất nó, và cũng khá hữu ích với các nhạc cụ dây khác.

Pick-up: Thiết bị thu nhận sóng âm thanh và chuyển đổi sang sóng điện. Thí dụ: pick-up của máy háy đĩa nhựa, bobin đàn guitar điện v.v.

Hình 5.3. Ribbon micro. (Micro ruy-băng).

• (A) Các đặc tính định hướng cơ bản của các microphone ribbon hai hướng (bi-directional) truyền thống rất quan trọng đối với các cuộc thảo luận trong phần sau đây của giáo trình này.
• (B) Micro ribbon đơn hướng (uni-directional).

2. Mô hình định hướng cơ bản (Basic Directional Patterns)

Hướng pickup (thu nhận sóng âm thanh) của âm thanh rất quan trọng để giảm thiểu sự thu nhận âm thanh của môi trường âm thanh chung quanh (hay ở cách xa) và tiếng vang của phòng, để giảm sự hồi tiếp (feedback) âm thanh, và để tách sự thu nhận các nguồn âm thanh khác cho phép kiểm soát sự pha trộn âm thanh tốt hơn. Bởi vì vài mẫu thiết kế micro cơ bản có khuynh hướng phô trương một số loại thu nhận định hướng cơ bản nhất định, ở đây nó có vẻ hữu ích để mô tả tóm tắt vài cơ chế microphone cơ bản, đó là tiền thân của micro moving coil và ribbon.

Trong microphone moving coil cơ bản được thể hiện trong hình 5.1, cấu trúc của nam châm và những vật lắp ráp chung quanh không cho phép sóng ảnh hưởng đến phía sau của màng chắn (diaphragm). Hãy nhớ rằng, sóng của một tần số nhất định sẽ có khuynh hướng dễ uốn cong chung quanh chướng ngại vật nhỏ hơn hay mỏng hơn chiều dài của nó. Đối với một vật mỏng như một microphone đương đại, điều này thường sẽ bao gồm hầu hết các phổ âm thanh-audio spectrum (để minh họa là một sóng 10KHz, có chiều dài khoảng 34 mm, hay 1-1/2”, xấp xỉ bằng đường kính của một micro điển hình). Vì vậy, khắp các tần số cao nhất của phổ âm thanh, khi đến hai bên và phía sau của loại microphone này, sẽ ảnh hưởng đến màng chắn giống như khi nó đang đến từ phía trước, bởi vì lực tác động không hủy bỏ hay gạt ra có thể ảnh hưởng trên mặt sau của màng chắn.

Kết quả là, một microphone như vậy có khuynh hướng chia đều sự nhạy cảm (sensitive) với âm thanh đến từ mọi hướng. Điều này được gọi là một mô hình thu nhận đa hướng (omni-directional pick-up pattern). (Ruột micro nhỏ hơn thì tần số thu sẽ cao và nó sẽ có khuynh hướng vẫn là đa hướng. Một microphone vô cùng nhỏ của loại này sẽ thu được omni (đa) ở tất cả các tần số. Trên 4kHz hay 5kHz là một loạt những giải tần gần nó, mà mô hình của một microphone đa hướng bắt đầu suy thoái, các bước sóng tiếp cận từ phía sau bị ít hơn khoảng hai hay ba lần đường kính của micro, và do đó việc uốn quanh hoàn toàn cấu trúc của nó khó hơn).

Các thiết kế cơ bản khác, như micro ribbon cổ điển đầu tiên, đặt các dải băng trong khe hở từ tính như trong hình 5.3-A. Dĩ nhiên bất kỳ âm thanh nào tiếp cận nó từ phía trước hay sau đều làm ruban rung động đồng bộ với âm thanh. Các phase liên hệ với đầu ra của microphone (+ hay -) phụ thuộc vào các âm thanh tiếp cận bên nào. Âm thanh tiếp cận các ruban ở bất cứ nơi nào trong mặt phẳng ngang ở giữa của nó sẽ có khuynh hướng gặp gỡ ruban có ảnh hưởng cân bằng trên cả hai mặt, làm cho ruban không chuyển động hay rất ít, do đó không có tín hiệu điện ở output (nói cách khác, nó triệt tiêu nhau khá hoàn toàn). Kết quả là một mô hình hình số tám như minh họa trong hình 5.4, 5.5, và 5.7 gọi là mô hình đôi hướng (bi-directional pattern).

Trong microphone đôi hướng (bi-directional), sóng âm thực ra uốn cong khá dễ chung quanh micro (ngoại trừ các tần số rất cao). Nhưng ảnh hưởng ra phía sau bị trì hoãn một phần tích tắc và hơi giảm cường độ, chỉ đủ để cho phép ruban được đưa vào chuyển động của sóng khác đang tới (nói cách khác, nó không hoàn toàn triệt tiêu nhau). Như âm thanh từ nhiều hướng tiếp cận gần hơn và gần hơn nữa với hai bên, mặc dù, các lực này cả hai, cường độ lẫn thời điểm tới trở nên gần như bằng nhau, quay ra triệt tiêu lẫn nhau để hình thành những khu vực vô giá trị trong mô hình hai chiều. Loại triệt tiêu này cung cấp cơ sở cho micro của mô hình đơn hướng (uni-directional) khác biệt. Bằng cách kết hợp một mô hình đôi hướng với một mô hình đa hướng theo tỷ lệ thích hợp, sẽ đạt được mô hình đơn hướng. (Vì độ nhậy phía sau của mô hình đôi hướng là những phase ngược hướng với phía trước, nó phá hoại sự cản trở vào phần phía sau của mô hình đa hướng, đó là các âm thanh cùng phase tiếp cận từ mọi hướng (xem hình 5.5).

Có thể thực hiện vài cách cụ thể về việc này. Ban đầu là một ruban và một phần tử moving-coil trên thật tế đôi khi sử dụng song song và output của nó trộn vào với nhau. Những thiết kế ban đầu khác có liên quan đến hệ thống lớn và vụng về, có nhiều ống và cổng để thu thập các sóng tần số khác nhau và chuyển chúng vào màng chắn có phase và biên độ cần thiết. Những kiểu thiết kế ban đầu có khiếm khuyết về âm thanh và thực dụng đáng kể.

Trong số những thiết kế hiện đại, một số sử dụng hai màng chắn (diaphragm) đặt đối xứng, với một mạch điện để cung cấp phase cần thiết và sự quan hệ về biên độ, nhưng có khuynh hướng rất đắt tiền, và chủ yếu được sử dụng trong phòng thu-recording studio (với ngoại lệ hiếm hoi). Hầu hết các thiết kế hiện đại, dùng cùng một nguyên tắc cơ bản kết hợp trong vỏ micro (microphone housing), dưới hình thức các khe nhỏ mở về phía sau của phần tử micro (đây là các micro thường dùng trong âm thanh pro). Các khe nhỏ được thiết kế để cho sóng âm đến từ phía sau đi vào thích hợp, cho nên nó triệt tiêu những sóng âm tương tự ở phía trước màng, trong khi vẫn cho phép các sóng từ phía trước gặp màng mà không cần triệt tiêu hoàn toàn các hướng kia. (Kỳ công này của thiết kế micro cơ bản là đáng chú ý vì để có đúng lượng giao thoa (interference), sự chậm trễ phải qua các khe này và cân bằng âm lực trên màng là cần thiết cho mỗi tần số liên tục trong hầu hết hay toàn bộ âm phổ). Không có vấn đề gì về phương pháp thiết kế, mặc dù, mô hình nào dẫn tới một thiết kế micro cơ bản luôn lộ khá rõ một hình thức kết hợp của đôi hướng và đơn hướng (xem hình 5.7).

Khi hãng sản xuất kết hợp một thiết bị omni (đa) với một bi (đôi) theo tỷ lệ xấp xỉ bằng nhau, thể hiện trong hình 5.5, kết quả là các mô hình micro đơn hướng (uni-directional) cơ bản có tên bắt nguồn từ hình vẽ giống trái tim nên gọi là mô hình hình trái tim (cardioid pattern). Cardioid lý tưởng đã loại bỏ tối đa âm ở 180 độ ngoài trục (trực tiếp phía sau)

Thêm một mẫu thiết bị đôi hướng (bi-directional) mạnh hơn trong một mô hình pickup hơi hẹp hơn cardioid, thường được gọi là super-cardioid. Khi tác động thêm ở hai hướng mạnh hơn nữa, mô hình trở này trở nên hẹp hơn, thường gọi là hyper-cardioid. Có một sự đánh đổi khi thực hiện điều này. Những mẫu pickup (thiết bị nhận sóng âm) trở nên hẹp hơn, sự khởi đầu của mô hình hai hướng tái xuất hiện trực tiếp ở phía sau. Những mô hình trở nên hẹp hơn, mạnh hơn và rộng hơn sau này trở nên nhạy hơn (sensitivity). Đồng thời, khi mô hình hẹp hơn, các góc hẹp của micro làm việc hữu ích hơn. Có phải sự thu nhận từ phía sau của một mô hình supercardioid hay hypercardioid nhất thiết phải là một khuyết điểm? Trong thật tế, không phải tất cả đều như vậy, nó có thể là một lợi thế, nếu micro được sử dụng có hiệu quả. Nói chung, điều này có nghĩa là giữ cho người sử dụng càng gần với trục trung tâm của micro càng tốt (trực tiếp ở phía trước). Trong số các mẫu micro cơ bản, một mô hình hypercardioid có khả năng cung cấp giảm hầu hết sự thu nhận ngoài trục tổng thể (xem hình 5.10). (Các trường hợp ngoại lệ đáng chú ý để thảo luận này là đường dốc (line gradient), hay microphone shotgun, sẽ nói sau. Những loại này thường có hình thể dài và rất tốn kém về tài chính, và không dự kiến để dùng gần).

Nhìn chung các mô hình hướng thường được tiêu biểu trên các loại đồ thị trình bày trong hình 5.7 được gọi là mô hình cực (polar pattern). Đây là loại đồ thị mô tả hướng thu mà thực ra là ba chiều, do đó, nếu xoay micro mà không thay đổi hướng trước ra sau của nó, các mô hình bình thường vẫn giữ nguyên.

Các lý thuyết lý tưởng của microphone đơn hướng sẽ bộc lộ một polar pattern giống nhau ở tất cả các tần số. Trong thật tế điều này không xảy ra(mặc dù một vài thiết kế đang đến gần điều này). Polar pattern được hiển thị trong hình 5.8 trình bày các đặc tính định hướng một microphone ở các tần sốkhác nhau trong âm phổ. Đây là loại đồ thị cho phép người dùng có được một ý tưởng gần đúng về cách thức đáp ứng này được cho là có thể thay đổi ở góc độ khác nhau ngoài trục (off axis). Vì thế, có thể đưa ra đánh giá của các góc làm việc hữu ích của micro trong các ứng dụng quan trọng, cả về việc thu nhận nguồn âm thanh mong muốn và loại bỏ các âm thanh không thích.

3. Hiệu ứng gần (Proximity Effect)

Một khía cạnh liên quan giữa micro cardioid và bi-directional là thúc đẩy những đáp ứng tần số thấp so với đáp ứng tần số cao như là những nguồn âm thanh đến gần micro hơn. Hiệu ứng này thường được gọi là hiệu ứng gần-proximity effect, bass boost, bass tip-up hay close-talking effect. Sự thay đổi của đáp ứng tần số đối với khoảng cách giữa micro và nguồn âm thanh là một bản chất của sản phẩm thiết kế micro định hướng. (Đó là, mặc dù, khá chính xác qua việc sử dụng một số loại thiết kế những tính năng bổ sung. Một số micro đơn hướng được sản xuất mà không biểu lộ hiệu ứng gần với bất kỳ mức độ đáng chú ý nào).

Hiệu ứng gần không tồn tại trong mô hình omni cơ bản, dần dần gia tăng sự nổi bật là các mô hình dịch chuyển sang cardioid, supercardioid và hypercardioid, và mạnh nhất trong mô hình bi-directional cơ bản. (Vì vậy, không có thiết kế thêm tính năng bù đắp mà chỉ đề cập đến, supercardioid sẽ thể hiện đặc tính này nhiều hơn cardioid, hypercardioid hơn supercardioid, và v.v.).

Mô hình cardioid được tạo ra ở giai đoạn thiết kế như thế nào?

Từ quan điểm kỹ thuật, mô hình cardioid tiêu chuẩn là sự kết hợp của các ảnh hưởng đa hướng và đôi hướng theo tỷ lệ ảnh hưởng bằng nhau.

Các mô hình supercardioid và hypercardioid liên quan đến ảnh hưởng đôi hướng phần nào trong thiết kế của nó. Vì vậy, trong bất kỳ mô hình nhỏ hơn cardioid nào, việc thu được một số âm chung quanh trực tiếp phía sau là không thể tránh khỏi.

Trong loại đồ thị cơ bản, các điểm gần những đường đáp tuyến là đến trung tâm, micro ít nhạy với âm thanh đến từ một góc độ nhất định. Trong thế giới thực, mỗi mô hình này thường lệch khỏi các mô hình lý thuyết, và các hãng sản xuất sẽ gọi micro nào gần giống với mô hình nhất để mô tả các micro. Thông thường, một sự hiểu biết đơn giản về các mô hình cơ bản là đủ để có thể sử dụng chúng hiệu quả.

(Mô hình đa hướng được hiển thị cho tần số 5 kHz trên một mô hình omni điển hình. Mô hình Shotgun phụ thuộc mạnh vào thiết kế). Xem so sánh trong hình 5.10 để thực hiện một đánh giá sơ bộ về góc độ làm việc cạnh đến cạnh (side-to-side) tối đa của một mô hình nhất định. Những cái này, dĩ nhiên đại diện cho các mô hình ba chiều, như dưới đây.

Thể hiện trong A và B là các mô hình cực ở những tần số khác nhau của hai microphone chất lượng cao. Trong loại đồ thị này, một nửa chỉ được dùng để minh họa cho mô hình tại bất kỳ tần số nào, nói cách khác, vì nó đã thừa nhận mô hình là cân đối, một nửa sẽ là một hình ảnh phản chiếu ở một tần số nhất định. (MD 421 là một trong những micro được toàn thế giới công nhận là tiêu chuẩn cho trống toms, đôi khi trống bass và âm thanh bộ gõ bằng đồng trong ca nhạc, ngoài việc quốc tế còn dùng cho diễn giả. TGX-580 là một trong một lớp mới của loại hypercardioid, đang tăng sử dụng cho vocal trong tình huống biêu diễn âm thanh cao cấp). Lưu ý loại mô hình thu hẹp ở các tần số rất cao này là bình thường trong một microphone kích thước chuẩn. Cho thấy trong C là tần số cao này có vẻ thay đổi đột ngột trên một đồ thị đáp ứng tần số. Lưu ý một lần nữa rằng, những đáp tuyến tần số rất cao cũng bị giảm ở góc độ tốt ngoài trục. Đây là một lý do quan trọng để giữ cho các nguồn âm thanh càng gần càng tốt với trục trung tâm.

Hiệu ứng gần thường trở nên nghe rõ ở khoảng cách khoảng 1/2 mét (khoảng 20″) khi khoảng cách nguồn tới micro (source-to-mic) thay đổi bởi bất kỳ tỷ lệ đáng kể nào. Đáng chú ý nhất là ở khoảng cách rất ngắn. Chẳng hạn như di chuyển từ 100mm (4″) đến 25mm (1″) thì cardioid cơ bản, supercardioid, hay thiết kế hypercardioid sẽ tạo chất lượng âm có chiều sâu đáng kể. Dịch ra xa từ 100mm đến 300mm (khoảng một foot), thường gây ra chất lượng âm mỏng đi đáng chú ý.

Hiệu ứng gần có cả ưu và khuyết điểm. Hiệu ứng gần có thể thêm các hiệu ứng âm thanh đầy đặn, nhưng nhiều quá nó cũng có thể gây ra tiếng đục (muddiness) hay boominess cho chất lượng âm thanh khi bố trí micro gần. Gần quá, nó có thể chịu trách nhiệm về sự khác biệt lớn trong chất lượng âm thanh khi một ca sĩ hay nhạc cụ di chuyển xa hay gần hơn đến micro. Như đã đề cập ở trên, micro đơn hướng được bán trên thị trường không thể hiện hiệu ứng gần. Một microphone loại này đôi khi rất thích hợp cho vài ứng dụng mà khoảng cách nguồn tới micro thay đổi đáng kể. Nếu cần, mức tín hiệu có thể thay đổi đến một mức độ lớn được tự động bù đắp với việc dùng compressor trên channel đặc biệt đó (giới thiệu trong chương 8). Các thỏa hiệp ở đây sẽ giảm đáng kể trước khi đạt gain trước khi hồi tiếp (feedback) (***).

Bất chấp những bất lợi, có hiệu ứng gần chắc chắn có thể là vốn quý. Khi thiết kế micro ở gần sẽ cho phép cắt giảm tần số thấp tại mixer hay tại micro (đã thiết kế trong micro), cho phép toàn bộ âm thanh vocal hay nhạc cụ đến gần người dùng trong khi việc giảm lượng thu nguồn âm thanh xa hơn (hệ thống output, âm thanh dội lại (reverberant) và tiếng ồn khác chung quanh). Vài micro, mô tả sau trong chương này và trong phần 3, được cố ý thiết kế để tận dụng tối đa nguyên tắc này, kết hợp với mô hình định hướng của nó, để giảm thu nhận âm thanh chung quanh trong môi trường ồn ào. Ngoài ra, hiệu ứng gần đã trở thành một phần của các thiết bị dự trữ cho nhiều ca sĩ, và kỹ thuật micro cá nhân thường được xây dựng chung quanh đặc tính này. Nói chung, đại đa số các micro vocal được thiết kế để sử dụng thiết bị cầm tay sẽ bộc lộ hiệu ứng gần.

(***) Gain before feedback: Âm lượng đạt trước khi bị hú-feedback. Từ đây trở đi, bạn sẽ gặp rất nhiều đoạn từ này, chỉ là một thành ngữ thông dụng của Mỹ, được hiểu là ngưỡng bắt đầu gây tiếng hú – ND.

Hiệu ứng gần có cả ưu điểm lẫnkhuyết điểm. Các bass boost do hiệu ứng gần luôn luôn mạnh nhất ở nguồn trực tiếp trên trục, và yếu nhất là ở những góc, nơi đáp tuyến bị giảm 6dB từ trên đáp tuyến trên trục (90° ngoài trục cho ra một cardioid, 70 ° đến 80 ° ngoài trục cho ra một supercardioid hay hypercardioid).

(A) Đường biểu diễn biểu thịmicrophone vocal ATM 41

(B) Đường biểu diễn biểu thịmicro MD 416.

3.  Sử dụng thực tế của mô hình định hướng. (Pratical Use of Directional Patterns)

Việc sử dụng mô hình định hướng của một microphone có hiệu quả là có thể cung cấp một lợi thế quan trọng đối với hiệu quả toàn diện của hệ thống mà nó được sử dụng. Rõ ràng, nó có thể được dùng để giúp giảm thiểu thu nhận âm thanh từ các nguồn khác với nguồn được chỉ định, dĩ nhiên đây là lý do cho micro định hướng ngay từ đầu. Sự khác biệt trong việc thu âm thanh ngoài trục giữa một micro omni và uni-directional, chẳng hạn, thường khoảng 4dB đến 6dB khi tham chiếu đến các đáp ứng trên trục. Giữa 90 và 180 độ, hướng tổng quát từ đó hầu hết các output hệ thống trực tiếp và phản xạ tiếp cận bình thường với một microphone, sự khác biệt trung bình giữa một omni và cardioid khoảng 12dB. Như vậy, lợi thế đã đạt được trong việc bảo vệ để chống lại sự hồi tiếp (feedback) có thể lớn hơn nếu các góc loại bỏ tối đa được sắp thẳng hàng với vị trí của các loa phóng thanh và / hay các góc độ chính mà từ đó âm thanh phản dội đi đến.

Nhưng đây không phải là yếu tố duy nhất có liên quan. Hiệu ứng gần của miccro định hướng, như đã đề cập trong phần trước, có thể giúp cho một nguồn âm lân cận cô lập nhiều âm thanh hơn nữa từ nhiều nguồn xa hơn. (Dĩ nhiên, đây chỉ có một yếu tố với các thiết kế trong đó có hiệu ứng gần đã không được loại trừ). Ưu điểm đạt được do hiệu ứng gần nói chung rất quan trọng trong giải low, tương đối quan trọng trong các giải lower-mid, và không đáng kể trong tần số cao, nơi mà chúng ta cần phải dựa chủ yếu trên mô hình hướng để giảm thu nhận nhiều âm thanh xa hơn.

Những nguồn âm thanh cô lập và bảo vệ tốt nhất chống lại feedback phát sinh bằng cách giảm thiểu khoảng cách từ nguồn âm thanh và tăng tối đa khoảng cách với loa (một công thức cơ bản cho việc này được đưa ra trong phần 3). Các mô hình định hướng và có hiệu ứng gần có lẽ tốt nhất được coi là trợ giúp bổ sung nhằm giảm thiểu thu nhận âm thanh không mong muốn từ môi trường chung quanh. Nhưng chúng có thể được trợ giúp rất đáng kể (xem Hình 5.10 và 5.11).

Vậy sự khác biệt giữa các mô hình định hướng cơ bản, đến nay đã giới thiệu trong chương này thì sao? Thông thường, micro cardioid, supercardioid hay hypercardioid có thể được sử dụng trong cùng một khoảng cách. Nhưng những mô hình supercardioid hay hypercardioid có thể là một sự lựa chọn thích hợp hơn so với cardioids trong vài tình huống, chẳng hạn như yêu cầu mức output hệ thống phải rất cao, hay khi cần phải tăng khoảng cách từ nguồn tới micro lên, nhưng không kéo theo việc lắc (swing) rộng cạnh này qua cạnh kia (side-to-side) của nguồn âm thanh. Mặc dù góc làm việc hiệu ứng side-to-side có phần giảm, sự loại trừ của âm thanh tiếp cận từ hai bên trực tiếp và các góc độ rộng hơn về phía sau sẽ hiệu quả hơn (xem hình 5.10). Như đã nêu trước đây, tiềm năng trao đổi cân bằng (trade-off) với supercardioids và hypercardioids là khả năng thu nhận âm thanh từ các góc gần trực tiếp phía sau (150-180 độ ngoài trục). Nhưng đôi khi hiệu quả thu nhận phía sau không đáng kể, so với các lợi ích khả thi của việc thu ngoài trục giảm tổng thể (xem hình 5.10).

Khi supercardioids và hypercardioids cơ bản có hiệu ứng gần phong phú hơn cardioids, sự thu nhận tương đối của nhiều nguồn xa, nó đến hướng nào không thành vấn đề, tiếp tục giảm khi được sử dụng gần, đặc biệt trong giải thấp khoảng 500Hz. Thí dụ, việc hủy bỏ / chênh lệch tiếng nhiễu của microphone hypercardioid minh họa trong hình 5.10 phụ thuộc rất nhiều vào hiệu ứng này, bằng cách dùng nó phối hợp với mô hình định hướng của mình để làm giảm hiệu lực tương đối của các âm thanh chung quanh. Cách tiếp cận này có thể hữu ích ở mức độ rất cao khi bố trí micro gần, một số thiết kế được bán trên thị trường với mục đích cụ thể này. Đây là loại micro cũng có thể rất hữu ích như micro phóng thanh thông báo trong môi trường ồn ào (nhà máy, một số loại sự kiện thể thao, trung tâm giao thông vận tải, v.v).

Thật thú vị, khi một micro supercardioid hay hypercardioid được sử dụng rất gần cho màn trình diễn cao cấp, sự thu nhận từ phía sau trực tiếp không chỉ trở nên ít quan trọng, mà còn thật sự có thể có lợi thế ở vài tần số (thường trên giải midle và treble). Điều này là do một lượng âm thanh nhất định bị nẩy ra khỏi mặt của người nói hay hát gần, đặc biệt khi có loa monitor sân khấu đặt tại vị trí phía sau micro (nó thật sự là một phần phản xạ và một phần cộng hưởng). Vì sự thu nhận phía sau là những phase nghịch, nó cũng có thể giúp loại bỏ một số âm thanh dội lại từ mặt. Sự trao đổi với việc sử dụng gần của một hypercardioid (thí dụ, một trong các hiệu ứng gần không bị loại trừ trong thiết kế) là thay đổi khoảng cách nguồn đến micro hay di chuyển đáng kể sang một bên có thể thay đổi sự thu nhận nguồn âm thanh dự định, cả về mức độ lẫn chất lượng âm như vậy, ở đây các vị trí nằm gần trên trục cần được duy trì khá cẩn trọng. Đồng thời, vài phương pháp cắt giảm đáp ứng tần số thấp có hiệu quả thường được yêu cầu (điều này phụ thuộc vào đáp ứng tần số ở mức thấp), để tránh dư thừa tần số thấp xuất ra. Điều này có thể liên quan đến tổn thất bổ sung, hay tổn thất của một micro được gắn kèm switch low-cut, hay ở các tổn thất của EQ đa năng hơn.

Micro shotgun định hướng cao cấp (như trong hình 5.12) trong vài trường hợp có thể hữu ích trong âm thanh pro, thí dụ, để hỗ trợ giọng của diễn viên trong rạp hát. Đây là những công trình phức tạp hơn họ cardioid, và không dành cho sử dụng gần. Micro shotgun cũng đôi khi được dùng (với mức độ hiệu quả khác nhau) để lấy tiếng nói khi phỏng vấn khán giả và tăng cường nó để nó có thể nghe tiếng các khán giả còn lại và người nói chuyện trên sân khấu. Thí dụ, hai micro này được sử dụng trong phòng Báo chí Nhà Trắng với một vị trí loa monitor gần bục giảng. Khiếm khuyết lớn trong loại ứng dụng này là phụ thuộc cực đoan vào kỹ năng và sự tỉnh táo của người vận hành microphone.

Micro bi-directional (hình số tám) tiếp tục hoạt động hiệu quả, nếu bị hạn chế, sử dụng cho sự bố trí hệ thống micro gần các nhạc cụ âm trầm (bao gồm cả trống bass), vì chúng có tác động ở tần số thấp mạnh nhất trong những mô hình micro cơ bản. Hơi thiên vị để dùng micro này cho nhạc cụ âm trầm, mặc dù, nó chạy suốt toàn bộ âm giai từ omni đến bi-directional.

Vậy làm thế nào xét ưu và khuyết điểm của toàn bộ chuyện này? Vâng, nó là các micro định hướng nhiều hơn, nó có khả năng làm được việc hơn để tránh các tiếng feedback và cô lập các nguồn âm thanh dự định nếu nó được sử dụng có hiệu quả. Trong điều kiện di chuyển các nguồn âm thanh gần hay xa hơn, hay cách xa ngoài trục, omni dĩ nhiên cung cấp sự flexiblity (linh động) nhất, đây là lý do tại sao phần lớn nó thường được dùng cho họp báo (news gathering) và các tình huống có khuynh hướng không có feedback. Với một omni, việc xem xét chính là khoảng cách từ các nguồn âm thanh, và không phải là một yếu tố (mặc dù nhớ rằng tần số cao được giảm phần nào ở những góc rộng ngoài trục).

Cardioids rơi vào giữa hai thái cực trên. Ở đây tính linh hoạt vẫn có một mức độ khá lớn khi nguồn âm chuyển động để ra hai bên, lên trên hay xuống dưới từ trục trung tâm. Tuy nhiên, mức độ linh hoạt sẽ giảm phần nào với supercardioids, và giảm phần nào hơn nữa với hypercardioids.

Vì vậy, tại các nguy cơ của sự phóng đại đã rõ ràng, các mô hình hẹp hơn là những vị trí micro cần phải được xem xét kỹ lưỡng hơn để hưởng lợi từ những lợi ích tiềm năng của các mô hình hẹp hơn. Đồng thời, có hiệu ứng gần mạnh hơn là, nhiều khả năng chúng ta giảm thu nhận tần số giữa (midrange) và low hơn từ môi trường chung quanh. Đánh đổi: hiệu ứng gần mạnh hơn sẽ thay đổi chất lượng âm khi khoảng cách nguồn đến micro bị biến thiên, do đó càng quan trọng hơn, nó sẽ trở thành một khoảng cách phù hợp hợp lý được duy trì khi sử dụng gần hơn. (Hãy nhớ rằng tác động gần mạnh nhất được thấy trong một micro bi-directional, và nó dần dần giảm với hypercardioid, supercardioid, micro cardioid và semicardioid, không có hiệu ứng gần cho tất cả micro omni).

Hiệu ứng gần cũng có thể được tăng cường hay bị loại bỏ bởi hãng sản xuất, tùy thuộc vào công dụng mà micro được thiết kế. Hình trong A, B và C được thiết kế công nghiệp sử dụng hiệu quả hiệu ứng gần bằng cách cải tiến nó.

• (A) Crown CM-310 micro differoid cardioid vocal. Ở đây màng chắn (diaphragm) được bố trí rất gần với mặt trước của lưới bảo vệ, so với một micro điển hình. Cách bố trí này cho phép khoảng cách nguồn rất gần với mic trên trục, tăng hiệu ứng gần khi môi đang chạm vào mic. Đồng thời, vì luật bình phương nghịch đảo (giới thiệu trong chương 4), vị trí của màng chắn gần với mút chắn gió này cho phép tăng pickup của nguồn dự định so với môi trường chung quanh hay hướng ra của loa monitor sân khấu. Nhưng đừng di chuyển loại micro này, hay làm âm thanh bye- bye (vẫy micro).
• (B) Beyer hypercardioid TGX-580 (polar pattern đã được thể hiện trong hình 5.8). Đây là loại micro sử dụng một nguyên tắc tương tự như trong hình A, mặc dù với một mô hình thu nhận hơi hẹp hơn.
• (C) AKG D-558B micro noise-canceling / differental. Một microphone hypercardioid loại thông báo sử dụng một nguyên tắc tương tự, nhưng dẫn đến cực đoan. Trong loại micro này, hiệu ứng gần được mở rộng rất lớn lên ở tần số, cung cấp sự phân biệt cực đoan chống lại các âm thanh có nguồn từ rất xa, có lợi cho người sử dụng rất gần.
• Hiệu ứng gần cũng có thể được giảm hay loại bỏ trong micro đơn hướng. Hai phương pháp đều được sử dụng.
• (D) Electrovoice RE-20 (cũng được gọi là PL-20). Micro này, được ưa thích dùng cho trống bass và saxophone (và phát thanh thông báo), bố trí thêm hệ thống cửa sổ dọc theo chiều dài của thân micro để loại bỏ hiệu ứng gần. Đây là một trong nhóm các micro không có hiệu ứng gần, nhãn của hãng sản xuất này là Variable-D. Không che các cửa sổ này bằng bàn tay, hay các nguyên tắc Variable-D sẽ bị giảm giá trị, cùng với các mô hình định hướng.
• (E) AKG D-202E cardioid. Cái này sử dụng hai màng chắn, kế tiếp nhau, cùng với một crossover. Một micro dynamic cardioid với ít hay không nghe rõ hiệu ứng gần, micro này là micro bục sân khấu đã được quốc tế ưa chuộng.
• (F) AKG D-224E cardioid. Cùng một nguyên tắc như E.

4.  Mạch điện micro cân bằng và không cân bằng (Balanced and Unbalanced Mic Circuits)

Dây microphone dẫn tín hiệu âm thanh đến đích của nó bằng một trong hai cách cơ bản. Các mạch không cân bằng (unbalance) dùng một dây dẫn tín hiệu kèm theo một giáp chắn chống nhiễu điện, như được minh họa trong hình 5.16. mạch cân bằng (balance) dùng hai dây dẫn điện mang tín hiệu như hình trong hình 5.16.B, với dây dẫn thứ ba chung quanh nó như một giáp chắn.

Dây micro không cân bằng chỉ có hiệu quả trên một khoảng cách ngắn. Mặc dù có hai khuyết điểm cơ bản. Thứ nhất, đường (line) micro không cân bằng thường bị hủy hoại ở trở kháng rất cao. Khi mạch micro có trở kháng cao hơn, nó sẽ có khuynh hướng dễ bị nhiễu điện. (Tĩnh điện nhiễu bắt nguồn từ các nguồn như đèn huỳnh quang, các thiết bị và một số động cơ điện và có thể nghe được như một âm thanh rì rầm (buzz) ở output của âm thanh).

Khi cần thiết, sử dụng vài micro để hoàn thành công việc và thực hiện định luật 3-1 đến mức khả dĩ tốt nhất.

Lưu ý trong C, chuyện gì xảy ra với các đáp tần khi kết hợp hai tín hiệu giống hệt nhau với một sự chậm trễ nhỏ giữa chúng (từ khoảng 0,1 mili giây lên đến 10 mili giây). Đây là hiệu ứng lọc lược (comb-filter) nổi tiếng. Khi sự chậm trễ thay đổi, kết quả là cho ra âm thanh “swishing” (xào xạc) đặc trưng, là cơ sở để thực hiện hiệu ứng phasing (định phase) và flanging (cạnh, gờ nổi), thường được sử dụng trên guitar điện và các nhạc cụ khác. (Hiệu ứng này giả định các tín hiệu giống nhau về cường độ). Ở cách thực hiện thật tế, khi hai micro được sử dụng như trong A và B, có một phần bộ lọc lược nguồn, sẽ lọc khi nguồn di chuyển ra khỏi trung tâm, như trong kết quả đáp tần B. Sự hơi chậm trễ giữa thời gian     đưa âm thanh đến chỗ micro ở xa hơn là nguyên nhân triệt tiêu ở tần số bộ lọc lược. Sự triệt tiêu được phần nào bù đắp bởi một thật tế là tín hiệu thứ hai hơi thấp cường độ hơn do nó phải đi thêm khoảng cách dài hơn, nhưng vẫn còn sai lầm trong kết hợp đáp tần như trong B. (Tần số có liên quan đến thời gian trễ (delay time) và cũng là khoảng cách giữa các micro. Hiệu ứng lọc lược có khuynh hướng nghe rõ hầu hết     ở các micro đặt xa nhau khi nguồn di chuyển từ bên này sang bên kia). Giải pháp tối ưu để giải quyết tình thế khó xử này được đưa ra theo luật 3:1 của Burrough. Ở khoảng cách tương đối này, những âm thanh nhận được bởi micro thứ hai phải hạ thấp cường độ đủ để làm cho sự lược lọc không đáng kể và trở thành các đáp tuyến cho các mục đích thiết thực. (Xem thêm các thảo luận trong chương 12, hình 12.4 và chương 13, hình 13.1).

Thứ hai, tính chất dây điện là một kết quả tự nhiên của thiết kế dây dẫn cơ bản, có thể gây ra sự suy giảm đáp ứng tần số cao đáng kể khi tăng chiều dài dây thì lại càng tồi tệ hơn. Điều này có thể bị pha trộn bởi nhiễu cao tần mà loại mạch này rất dễ bị, nên khi cân bằng (equalizing) sẽ làm giảm đáp tần cao cũng như làm tăng mức độ tiếng ồn có tần số cao ngoại vi. Microphone output thấp do thiết kế microphone hay cách sử dụng có thể tiếp tục cho phép tiếng nhiễu chiếm ưu thế. (Mức độ của đường dây unbalance, tình cờ là một chuyện khác, là nếu khoảng cách thường dùng lên đến ít nhất 50m (150″) hay hơn, tỷ lệ tín hiệu so với tiếng nhiễu rất hợp lý, sẽ được thảo luận trong chương 16).

Qui tắc ngón tay cái hợp lý sẽ cho phép sử dụng loại dây micro không cân bằng (unbalance) trong hầu hết điều kiện môi trường bình thường với chiều dài dây không dài hơn 6 mét (20′). Môi trường bị hay dao động cao bất thường có thể đòi hỏi đánh giá lại hướng dẫn này. Micro output cao, nếu yêu cầu âm thanh chất lượng tối thiểu hay các yếu tố khác có lẽ cho phép nó được kéo dài ra một chút.

Mạch cân bằng thông thường (mặc dù không nhất thiết) liên quan đến một trở kháng thấp hơn một chút so với các mạch không cân bằng. Đường (line) cân bằng được thiết kế để cho phép giáp chắn thoát dòng tĩnh điện ra (không nghiêm trọng trong mạch trở kháng thấp) độc lập với các dây dẫn tín hiệu. Tách nhiệm vụ ra là hữu ích, nhưng lợi thế chính của mạch cân bằng là trường điện từ -electromagnetic field (không bị che bởi một giáp chắn) bị hai dây dẫn giống hệt được xoắn thành hình xoắn ốc bên trong giáp chắn. Sự xoắn này làm cho các trường điện từ liên tục đảo ngược với nhau, chủ yếu là ngăn cản ảnh hưởng của mình khi đi song hành cùng với các tín hiệu micro. Bất kỳ điện từ hum, noise nào còn sót lại, trong chừng mực, đây là chuyện bình thường cho cả hai loại: đồng phase và nghịch phase 180 độ, tự động bị triệt tiêu do các input balance của mixer, vì thế gần như loại bỏ các loại nhiễu này.

Chuyện này không xảy ra với line không cân bằng, trong đó hai dây dẫn tín hiệu không xoắn vào nhau. Hơn nữa, dây dẫn không cân bằng có cấu hình khác (một dây dẫn nhỏ rắn và cứng, sợi khác là ống rỗng tương đối lớn nối điện với khung của mixer) và do đó có thuộc tính điện khác xa loại kia. Vì vậy nó không thể triệt tiêu nhiễu điện từ với bất kỳ mức độ hợp lý nào.

Cân bằng (balanced), đường dây trở kháng thấp (low-impedance) đã tìm được một thỏa hiệp tuyệt vời và hiện là cấu hình đường dây micro tiêu chuẩn trong ứng dụng âm thanh chất lượng cao. Đây là loại mạch cho phép lưu lượng tín hiệu chất lượng cao lưu thông ở độ dài lên tới ít nhất 100 mét trong điều kiện điển hình (xem hình 14.3 về chạy dây rất dài). Tuy nhiên, ưu điểm của mạch cân bằng là nó sẵn sàng cho phép giáp chắn nối đất bị ngắt kết nối (nâng hở lên) ở một đầu để tránh vòng lặp tiếp đất (ground loop) (Chương 15 và 16).

5.   Trở kháng của microphone (Microphone Impedance)

Dây micro tận cùng phải vào một thiết bị có trở kháng input phù hợp hợp lý với giải trở kháng được chỉ định của microphone hay được điều chỉnh với một thiết bị phù hợp với trở kháng, vì vậy các yêu cầu về điện của các microphone và mixer đều tương thích. Như đã giải thích trong chương 4, trở kháng input thật tế (load) của mixer nên gấp ít nhất năm lần so với trở kháng output thật tế (nguồn trở kháng) của các microphone chính, nếu không đôi khi dẫn tới suy thoái tín hiệu.

Những giải trở kháng microphone gần đúng sau đây đã chiếm ưu thế trong ngành công nghiệp âm thanh.

• Micro trở kháng cao –high-impedace micro– (trở kháng đầu ra ~ 5000 ohms hay hơn) thường tận cùng tại input mixer có tầm hoạt động tại 25.000 ohms hay giải cao hơn.
• Micro trở kháng thấp –low-imperdance micro– (trở kháng đầu ra ~ 150 – 400 ohms) thường tận cùng tại input mixer tại giải 1.500 – 5.000 ohms.
• Micro trở kháng rất thấp -very low-impedance micro- (~ 20-75 ohms) (ban đầu được sử dụng trong các hệ thống phát sóng và phòng thu âm, và hiện nay hiếm khi được sử dụng) được thiết kế để tận cùng tại trở kháng đầu vào khoảng 150 – 600 ohms. Đây là loại micro hoàn toàn có khả năng tận cùng tại đầu vào thiết bị hiện đại theo tiêu chuẩn cân bằng, nhưng có thể có mức độ tín hiệu thấp tại các input mixer nói chung, điều chỉnh tăng đầu vào cho phù hợp sẽ là một vấn đề đơn giản.

Thông thường, cách phân loại micro này sẽ hoạt động đúng cách khi cắm vào input mixer có phân loại tương tự.

Trong hầu hết trường hợp, trở kháng đầu vào cao sử dụng phone jack ¼” cho đầu vào và một dây dẫn không cân bằng. Trở kháng thấp thường cung cấp các đầu vào lỗ cắm đầu vào XLR (hình 5.18) với tận cùng là cân bằng-balanced (pin 2 và 3 là tín hiệu dẫn; pin 1 là giáp chắn-shield). Đầu vào cân bằng đôi khi dùng các jack TRS thể hiện trong chương 7 và 16, mặc dù điều này không phải là một thiết kế bình thường đối với input của microphone.

6.  Nghiên cứu các mạch khác (micro condenser) Other Circuit Consideration (Condenser Micro)

Micro condenser được thiết kế để phù hợp với nguồn năng lượng từ xa (phantom power) thường chấp nhận điện áp từ 9VDC đến 52VDC, dẫn đến các microphone trong cùng dây dẫn tín hiệu (pin 2 và 3) và trở về dọc theo giáp chắn. Khi cấp điện áp chung cho cặp dây nghịch phase 180 độ, nó bị loại trừ bởi những đầu vào cân bằng trong mạch mixer. Hơn nữa, khi điện áp cấp chung cho hai dây dẫn tín hiệu, sẽ không có điện áp giữa hai dây này. Do đó, micro động lực (dynamic) tiêu chuẩn có thể hoạt động an toàn với nguồn phantom trên (mặc dù đôi khi nghe tiếng “pop” khi cắm dây mic in).

Thông thường, nguồn phantom 48 volt tiêu chuẩn cung cấp bởi nhiều mixer chất lượng cao sẽ cho phép một micro như vậy hoạt động tốt. Đôi khi, một micro condenser sẽ được thiết kế để có một preamp cụ thể và / hay yêu cầu cung cấp năng lượng như vậy, nếu còn nghi ngờ, hãy kiểm tra các thông số kỹ thuật hay tham khảo ý kiến các hãng sản xuất. Thông thường, nếu cung cấp một điện áp thấp hơn (chẳng hạn như một nguồn pin cung cấp) vẫn sẽ cho phép các micro hoạt động nhưng âm lượng (gain) sẽ giảm bớt.

Micro condenser electret (phân cực vĩnh viễn) không yêu cầu một nguồn điện áp phân cực như vậy, năng lượng yêu cầu cho nó được giới hạn cho một pin nhỏ điện áp thấp bên trong để cấp năng lượng cho thiết kế tích hợp chuyển đổi trở kháng / bộ khuếch đại để chuyển đổi sang trở kháng cao, đầu ra tín hiệu âm thanh ít năng lượng của micro condenser đủ mạnh cho một đầu ra trở kháng thấp. Nhiều thiết kế electret cũng cho phép sử dụng thêm phantom power chứ không phải chỉ có pin gắn trong.

7.  Độ nhạy (Sensitivity)

Mức độ output của micro ở một mức độ áp lực âm thanh nhất định thường được gọi là độ nhạy (sensitivity) của nó. Độ nhạy thường không phải là một tham số hữu ích cho việc đánh giá chất lượng của micro nhưng có thể quan trọng trong việc đánh giá sự điều chỉnh âm lượng đạt yêu cầu của mixer. Độ nhạy cao đôi khi có thể giúp gia tăng tỷ lệ giữa tín hiệu và tiếng nhiễu, cho dù nó không bao giờ được coi là phương tiện chính để xem xét cho việc làm giảm tiếng nhiễu.

Thông thường nhất, độ nhạy được đo tại 1.000Hz và được nêu ra bằng số dBu hay dBm cho mỗi Pascal (1 Pa = 10 dynes trên mỗi cm vuông, tương đương với 94db SJPL). Đôi khi cũng sử dụng cách đo bằng số dBu hay dBm cho mỗi dyne / sq. cm. Tương đương với 74db SPL, trong trường hợp này chúng ta sẽ cần thêm 20db để so sánh nó với độ nhạy micro nêu ra trong các thông số kỹ thuật đầu tiên. Thông số kỹ thuật được nêu ra trong phương pháp đo lường khác (rất hiếm) có thể được thay đổi theo các hướng dẫn được đưa ra trong chương 4. Độ nhạy tiêu biểu của micro là từ   -65dbu/Pa (số tương đối thấp) đến 40dbu/Pa (một micro rất nhậy-very hot).

8.  Độ méo (Distortion)

Tổng méo họa âm (Total harmonic distortion – THD) dưới 1 % tại 1.000Hz thường được coi là chấp nhận được cho một microphone chất lượng cao (1% là phổ biến nhưng không ở tất cả các âm thanh nghe được). Mức độ áp suất âm thanh tối đa thống kê cho micro thường được tham chiếu đến tỷ lệ THD này, do đó thường cho phép có sự linh hoạt vượt ra ngoài giới hạn SPL tối đa (mặc dù quy cách này không phải luôn luôn được công bố).

Đáp ứng tạm thời có thể là một yếu tố quan trọng trong chất lượng âm thanh, như được giải thích trong chương 4. Sự méo dạng tạm thời (hay thiếu đáp ứng tạm thời tốt) có thể đáng chú ý trong nhiều (không phải tất cả) micro loại moving coil, do khối lượng của màng chắn / cách lắp ráp cuộn dây. Micro condenser, micro ruban và hầu hết thiết kế nào có nam châm neodymi có khuynh hướng giảm đáng kể sự méo dạng tạm thời nhiều so với thiết kế moving coil truyền thống

Hơi có liên quan đến sự méo dạng tạm thời là nén động lực (dynamic compression), đó là sự bất lực của một micro để cung cấp tín hiệu chính xác đáp ứng với mức độ âm thanh cao. Đôi khi output bị mất hơi nhiều khoảng 3dB hay nhiều hơn ở mức độ cao. Điều này có thể đáng kể trong các buổi biểu diễn âm thanh cao cấp, nơi một ca sĩ đang hát rất lớn vào micro và nơi cần thiết mức độ output tối đa. Đây là một sự phi tuyến tính mà nam châm neodymi hiện đại và vật liệu màng chắn loại mới đã giúp giảm bớt điều này.

9.  Nghiên cứu micro không dây (Wireless Microphone Consisderation)

Micro không dây rõ ràng đòi hỏi một máy phát sóng (transmitter) kết nối với micro, và một bộ thu (receiver) kết nối với mixer. Với thiết kế cầm tay, máy phát thường được bao gồm trong bản thân microphone. Với một micro lavaliere (hay clip-on), máy phát có thể có dạng thức là một hộp chứa pin, hay dây đeo.

Máy thu có hai cấu hình thiết kế cơ bản, ăng-ten đơn và ăng-ten kép. Việc thiết kế ăng-ten kép thường được gọi là máy thu đa dạng (diversity receiver) và thường được thiết kế với các mạch nội bộ mà chủ yếu là cho phép máy thu lựa chọn ăng-ten nào nhận được tín hiệu mạnh nhất tại bất kỳ thời điểm nào. Ưu điểm của thiết kế đa dạng được minh họa trong hình 5.17.

Dĩ nhiên tần số phát và tần số sóng thu vô tuyến (được gọi là tần số sóng mang) phải được điều hợp đúng. Điều này không thể thay đổi, được thực hiện bởi hãng sản xuất, cho dù một số hệ thống đưa ra quyền lựa chọn để chọn một trong các tần số có sẵn được cung cấp trong giai đoạn sản xuất, trong trường hợp cả máy phát và thu phải được chuyển đổi (switched) thích hợp do người dùng. Có khả năng có thể phát sinh lo ngại nghiêm trọng trong việc lựa giải tần số vô tuyến thích hợp cho các ứng dụng.

Ở đây có khuynh hướng được một thỏa hiệp về chi phí so với khả năng của hệ thống để hoạt động mà không đụng chạm nguồn tần số khác do đài phát thanh phát ra. Nhìn chung, những cân nhắc có thể tham gia ở đây là khá phức tạp và đáng được tư vấn trực tiếp với hãng sản xuất tương ứng.

Hình 5.13. Tính thu sóng đa dạng so với không đa dạng (non-diversity) của micro không dây.

Sự lựa chọn giữa các ăng ten đôi thu sóng đa dạng và hai ăng-ten để làm giảm khả năng     bỏ cuộc bất ngờ (drop-off) do sự triệt tiêu phase trực tiếp và phản xạ của những tín hiệu tần số sóng mang.

Những giải tần số vô tuyến được sử dụng trong thiết kế micro không dây có thể được chia gần đúng như sau. (Tài liệu của hãng sản xuất trong từng trường hợp cần được tư vấn để bảo đảm rằng không có liên quan đến những thủ đoạn (ruse) của FCC (Cục quản lý sóng truyền thanh & truyền hình Mỹ), mà có thể bị chồng lấn bởi các thiết bị đặc biệt).

Hệ thống băng tần thấp VHF (VHF low-band system) này thường có tại các loại micro rẻ tiền nhất mặc dù giải này cũng chia sẻ tần số với điện thoại không dây và hệ thống sử dụng không dây dân dụng khác.

Hệ thống băng tần cao VHF (VHF high-band system) (150 – 216MHz) hiện là thiết kế không dây thường gặp nhất. Giải này được chia sẻ một phần bởi các kênh truyền hình 7 đến 13. Ở đây, lựa chọn kênh (channel) vận hành thích hợp đầu tiên liên quan đến việc phải chắc rằng channel lựa chọn cho micro không dây không trùng với kênh truyền hình hoạt động trong cùng một vị trí địa lý. Đồng thời, cũng có những dịch vụ phát thanh thương mại khác hoạt động trong lĩnh vực này. Nếu một hệ thống VHF băng tần cao sẽ thực hiện trên đường lưu diễn, có lẽ nên chọn dùng hệ thống lựa chọn được tần số (selectable-frequency) để cho phép chuyển đổi sang tần số vô tuyến không dùng đến tại một vị trí đã cho.

Băng tần thấp UHF (UHF low-band) (450 – 600MHz) và băng tần cao UHF (UHF high-band) (806 – 950MHz) có khuynh hướng đắt hơn mà còn có khuynh hướng bị nhiễu sóng tự do nhiều hơn đáng kể.

 

Trong vài trường hợp quan trọng, phải có một microphone hoàn toàn đặt trên một bề mặt phẳng. Minh hoạ này mô tả lợi thế chính của một loại micro ranh giới (boundary), triệt tiêu phản xạ từ một bề mặt cứng. Micro này cũng thường thấy sử dụng trên thềm trước sân khấu và gần bên dưới nắp piano. (Loại micro đặc biệt này, với thiết kế condenser đa hướng chất lượng cao, bán trên thị trường là một loại Pressure-Zone Microphone (PZM), được phát triển bởi Crown International). Micro ranh giới nói chung được tiếp thị bởi các hãng sản xuất một trong hai loại: thiết kế omni-directional và uni-directional.

Hình trên: Khi nghe được tiếng feedback, bản năng đầu tiên thường bóp chặt che đầu micro. Điều này làm giảm hoàn toàn các mô hình định hướng và cũng tạo ra một khoang cộng hưởng, làm cho vấn đề tồi tệ hơn. Ngay lập tức, thay vì kiểm soát mức độ. Nếu nghi ngờ channel nào gây ra sự việc này, hãy bình tĩnh giảm mức độ kiểm soát tổng thể cho đến khi vấn đề dừng lại. (Thỉnh thoảng chúng ta có thể di chuyển chính micro và / hay sử dụng cơ thể con người để đưa che micro, sau đó đưa một người nào khác để mình rảnh tay giảm mức độ kiểm soát).

Hình dưới: Thử cầm một micro uni-directional giống như minh họa có khuynh hướng biến micro này thành micro omni-diretional, thật sự làm giảm khả năng loại bỏ các âm thanh từ thật tế. Kết quả thường là bị feedback.

Mỗi lần chúng ta mở gấp đôi số micro ở một gain nhất định, tất cả cái khác đều cân bằng, chúng ta cho phép tăng gấp đôi số lượng output của hệ thống để tính toán lại thông qua hệ thống, bị giảm gain before feedback là 3db. Điều này có thể có tầm quan trọng rất lớn, thí dụ, trong chương trinh sân khấu, dàn nhạc giao hưởng và hội nghị lớn có nhiều vị trí micro.