Kam a jaký mikrofon před (a za?) kytarovým kombem? Jak vyzařuje reproduktor, ozvučnice a kde se nacházejí žádoucí barvy?

Pozor na směrovou charakteristiku reproduktoru!

Čím ve spektru výše, tím hrbatější hřebenáč

Reproduktor se v disciplíně zvané elektroakustika ředí mezi tzv. měniče, jen na rozdíl od mikrofonu, akusticko-elektrického měniče funguje opačně, mění elektrickou energii ve vibrace vzduchu. Ale stejně jako u mikrofonu i k základním parametrům reproduktoru patří jeho kmitočtová charakteristika a směrovost (ne na chlup, ale do určité míry podobně potom i citlivost či maximální tlak).

Směrovost reproduktoru je standardně vynášena v tzv. grafu směrovosti (podobném jako u mikrofonů) a to pomocí polárních souřadnic. Nulová osa prochází středem reproduktoru a míří přímo k příjemci, energie je v jejím směru nejkoncentrovanější, tj. výkon nejsilnější. Směrovost zvuku tak vlastně udává, kolik zvuku buzeného reproduktorem bude přítomno v poli akustické osy reproduktoru ve srovnání s celkovou energií, jež je reproduktorem generována. Rozložení energie v prostoru určují hlavně čtyři faktory: ozvučnice reproduktoru, zvukovod, velikost a druh použitého elektro - mechanického měniče.

Se zvyšujícími se frekvenčními pásmy se i směrovost zvyšuje - tj. hlavní lalok se zužuje.

Tip1: V nulové ose se nachází hlavní lalok s největším množstvím energie, barva tam bude nejhutnější.

Platí, že čím bude vlnová délka signálu kratší, tím více se zužuje směrovost reproduktoru. V nízkých frekvenčních pásmech se zdroj chová jako všesměrový (kulový), jeho energie pokrývá rovnoměrněji celý okolní prostor. S rostoucí frekvencí (ve středních MID a vyšších TREBLE pásmech) se energie formuje do tzv. laloků. Vzniká lalok hlavní a laloky vedlejší. A mezi nimi nepokryté či jen slabě pokryté mezery kuželovitého tvaru.

S rostoucí frekvencí se energie reproduktoru přesouvá do tzv. laloků.

Tip2: Prázdná místa mezi laloky objevíme postupným posouváním kapsle mikrofonu (po kružnici se středem ležícím na jádru reproduktoru) a porovnáváním barev – zvláště těch ve vyšších pásmech.

Pozor: Laloky nevznikají stejným dílem ve vodorovné a svislé rovině!

Tvar a počet bočních laloků souvisí s poloměrem membrány.

Ruchy nad jádrem

Rovněž důležitým faktorem při rozprostírání energie kolem reproduktoru je vzdálenost od budiče. Jako budič fungují vlastně dva důležité komponenty: kmitající cívka přenášející svou energii na posléze vibrující kuželovitou membránu. Prostor nad jádrem (prstencem cívky) je pokrytý záklopkou, nad kterou se v případě tónu začínají vlny teprve formovat. Ve fázi nabíhání jsou ale zatím převážně ruchové. Teprve nad vlastní membránou a v určité vzdálenosti od ní (10-30 cm, ale záleží na průměru, jakosti membrány, frekvenci signálu i výkonu) se začne rodit tón (pravidelné kmity).

Tip3: Namíříte-li směrově užší mikrofon na blánu, zachytí tonálněji i hutněji barvu, zamíříme-li jej na jádro, v témbru posílíme díky šumům a ruchům rytmickou složku, ne však tonálně plnou barvu.

V programu AmpLion 2 Rock Essentials od Audified můžete experimentovat s pozicemi, vzdálenostmi i úhlem mikrofonů vůči reproboxu. Zkusit si i ruchovější pozici na jádro.

Vzdálenost hraje roli

Směrovější reproduktor si můžeme vlastně představit jako pístově kmitající zdroj. Díky tomu vydrží kuželovitý tvar laloku putovat až do značné vzdálenosti. Čím půjde o větší vzdálenost od zdroje, tím více se bude lalok rozšiřovat.

Úzký lalok si udrží více původní energie. Ve stejné vzdálenosti od reproduktoru má totiž koule násobně větší plochu, na které se energie rozpustí a zeslabí, než rovinné vlnění postupující v rámci úzkého laloku, který naopak vykazuje plochu velmi úspornou (a v důsledku i vetší tlak na m²).

Tip4: Ve větší vzdálenosti od zdroje se dílčí laloky začínají slévat de jednoho - širšího, ten má ale s rostoucí vzdáleností od zdroje víc a víc bledší barvou.

Tip5: Pokud budeme mikrofon od reproduktoru posouvat do větší vzdálenosti, pozor na zvyšující se ambienci – přítomnost prostoru.

Line array, aneb kabinet obsahující více reproduktorů

Ještě složitějším případem je reprobedna složená z více reproduktorů (v kytarové praxi obvykle 2 či 4). Jde vlastně o liniový zdroj (line array) tvořený několika reproduktory stejné velikosti a stejného charakteru, které na sebe těsně naléhají a leží v jedné rovině či rovinách. Často tak vzniká zvukové pole s ještě větším počtem laloků a mezer.

V poli totiž díky interferencím vznikají zóny slučovací (součtové) a zóny ztrátové (rozdílové). Aby odstranili nežádoucí ztrátové zóny, výrobci v takovém případě jeden kanál z páru či některé kanály ze „čtyřky“ fázově zpožďují, anebo zeslabují co do intenzity, mění polarizace apod. Vzniká tak pole kombinované, co nejplněji vykryté.

Line array: v bodě A jsou signály v protifázi, vzniká zóna ztrátova, v bodě B se sčítají, vzniká zóna slučovací.

Samozřejmě, že záleží na konkrétní značce a typu kabinetu či komba a také na intenzitě signálu a akustice místnosti. Obecně však platí, že spodní pásma budou všesměrová a čím výše, tím více případných laloků může vzniknout včetně paralelních ztrátových zón (ve spektru se projeví hřebenovým filtrem). Reprobedna by ale měla být vyrobena tak, že na nulové ose je plný, ideálně nejsilnější lalok.

Tip6: Různorodost pole nemusí být vadou, ale výhodou. Pro snímání pole před reprobednou s více zářiči můžeme použít více mikrofonů. Mikrofon na nulové ose zaznamená plné spektrum. Mikrofonem na bocích se můžeme trefit do měkčího či poloměkkého valéru. Při slučování signálu si dejte pozor na protifáze, ať vám nezničí barvu, která se vám původně líbila (držte ve stereu stejný obrazec, jako při náběru).

 

Pozn. Velmi zjednodušeně můžeme vztah mezi zářiči (reproduktory) a počtem vznikajících laloků v poli stanovit tzv. poměrem l/d. Hodnota l reprezentuje přímkový zářič (ten byl aproximován z n dílčích zářičů), d je vzdálenost mezi sousedními zářiči v metrech. Platí pak, že se zvyšujícím se poměrem l/d se hlavní lalok zužuje a přitom se zvětšuje počet bočních laloků.

Při vytváření SW modelingových kytarových/basových zesilovačů, kabinetů a mikrofonů je používána řízená lišta, která odměřuje pozice mikrofonu vůči reproduktoru: AmpliTube 5 MAX od IK Multimedia.

Program AmpLion 2 Rock Essentials od Audified byl sestaven podle vzorků, získaných robotickým náběrem centimetr po centimetru (tzv. VIR™ technology ). Stejně podrobně můžete i vy v programu měnit pozice mikrofonů.

Uzavřená a otevřená ozvučnice

Typ ozvučnice hraje velmi důležitou úlohu při formování směrovosti. Membrána má totiž dvě strany. Přední, směřující k posluchači, a zadní, která vyzařuje do prostoru reproduktorového koše. Reproduktor tak vytváří dvě shodné akustické vlny, jež ale fungují v protifázi. Tím může nastat akustický zkrat (sečte se kladná a záporná půlvlna). Abychom akustickému zkratu zamezili, kmity z přední a zadní strany membrány musí být od sebe odděleny, izolovány. Ideální funkci izolační hradby by splnila deska - ozvučnice nekonečně velká a maximálně tuhá.

Tip7: Nekonečně velká ozvučnice je v režiích simulována zapuštěním reprobedny do stěny, a to až po sám přední okraj.

V praxi na principu izolování a rozpuštění zadních vibrací funguje architektura poslechových monitorů. Jejich je skříň zcela uzavřena, a navíc z tuhého materiálu, aby zadní kmity reproduktoru vůbec neunikly ven. Zůstávají uvězněny vevnitř a přeměňují se v teplo (a to pak zahřívá reprobednu, ale hlavně elektroniku – ejhle, problém je na světě!). Výjimkou bývají bassreflexy, kdy je část dlouhých vln využita pro posílení basů a vedena odrazem před reprobednu.

Zatímco poslechový monitor Avantone CLA-10A je ozvučnicí uzavřenou, A14-M Studio od PSI Audio zúročuje část energie v tzv. bass reflexu, aby podpořila spodní pásma.

Stěnou za kombem zvýšíme akustický tlak směrem ke zdroji

Kytarové kombo či kabinet je ovšem ozvučnicí vzadu otevřenou. A to proto, aby se zúročily vlny směřující dozadu a tím zvedla intenzita. Jak výška a šířka skříně, ale především potom hloubka jsou rezonátory, posilující shodné vlnové délky. Hloubka ozvučnice zároveň prodlužuje dráhu, kterou se vlny vrací před reproduktor a kde by na určitých kmitočtech mohly způsobit akustický zkrat – protifází vyrušit dané pásmo. Pokud dráhu těchto kritických vln prodloužíme tak, že polovina délky odpovídá frekvenci, která se nachází pod frekvenčním rozsahem reproduktoru, je vyhráno!

Tip8: Kombo můžeme snímat i zezadu – zaznamenáme tak čitelněji a izolovaněji rezonanci otevřené ozvučnice.

Tip9: Paravánem nebo stěnou za kombem zúročíme energii reproduktoru zezadu, aby směřovala dopředu, obohatíme spektrum o hlubší pásma a zvedneme i celkový výkon.

Přidáváním dokonale odrazivých ploch okolo zdroje zmenšíme vyzařovací úhel reproduktoru. Odrazy tak usměrníme, zúročíme zadní energii a zvýšíme akustický tlak v poslechovém bodě: rovnou stěnou za zdrojem (+ 3 dB), ještě více pravoúhlým zlomem mezi podlahou a stěnou (+ 6 dB), a ještě více pravoúhlým 3 D rohem (+9 dB).

Kmitočtová charakteristika reprobedny není nikdy ideálně rovná, ale čím pásmově rovnější charakter, tím přesnějí barva - A21-M Studio od PSI Audio.

Směrové charakteristiky mikrofonu

Směrovost mikrofonu by měla být pro zvukového mistra denním chlebem. Zatímco mikrofon s tzv. omni, kulovou charakteristikou zaznamenává stejně intenzivně ze všech 360⁰ (jen v případě velmi krátkých vln mohou jeho tělo a kapsle stínit energii přicházejí zezadu, tj. na vrcholku lidského slyšitelného pásma 20 kHz může mírně zeslabovat, mikrofon s tzv. osmičkou, bidirekcionální charakteristikou má slabší příjem z bočních úhlů (90⁰ a 270⁰). Ledvinová charakteristika, tedy kardioda a sub kardioda jsou typické silně zeslabeným signálem přicházejícím zezadu z osy 180^0, „sestřičky“ super, hyper kardioda vykazují vzadu narůstající lalok a blíží se osmičce či mikrofonu typu shotgun.

Program AmpLion 2 Rock Essentials od Audified nabízí celou škálu mikrofonů s různou citlivostí, směrovostí i kmitočtovým charakterem, stejně jako různé kabinety.

Tip10: Čím užší směrovou charakteristiku mikrofonu použijete, tím přesněji se můžete trefit do dílčího úzkého laloku reprobedny. Navíc se spolu budou krýt i kmitočtové charakteristiky obou měničů: výšková (např. ostrá) barva signálu z reprobedny (úzkého laloku) s kmitočtovou charakteristikou mikrofonu se zdvihem na vyšších pásmech.

Citlivost mikrofonu, SPL a nežádoucí zkreslení

Kytarista dobře ví, že aby kombo plně hrálo, musí přidat „volume“ a jak předzesilovač, tak reproduktor patřičně zahltit. Čím blíže ke zdroji (reproduktoru) pak mikrofon postavíme, tím více riskujeme, že dojde ke „klipování“, ořezání a zkreslení signálu. Přestože na vstupu snížíme maximálně zisk, meter bridge jde do červené. A to např. díky vysoké citlivosti kondenzátorového mikrofonu. Rovněž bychom si měli ohlídat, že daný mikrofon má patřičné SPL, že sice při své nízké citlivosti, ale nízkém SPL hutnou energii nezkresluje.

Tip11: Dynamické mikrofony se pro svou nízkou citlivost hodí pro blízké snímání kytarových komb. Rovněž je pro komba i díky svou nízké citlivosti (pod 1 mV) vhodný Ribbon, páskový mikrofon. Ten navíc díky své frekvenční charakteristice podpoří basy.

Páskové mikrofony jsou vhodné svou nízkou citlivostí a vysokým SPL pro blízké snímání kytarových komb: Rode NTR a CR-14 od Avantone Pro.

Průnik laloků: kde vzniká nejplnější barva?

Shrnuto, jak komba, tak reproduktory a reprobedny vytvoří nejplnější prolnutí svých laloků budou-li na sebe namířeny svými nulovými osami. Důležitou roli ale hraje i vzdálenost mikrofonu od zdroje, tam může zvláště u ledvinových charakteristik mikrofonů do hry vstoupit tzv. Proximity efekt.

Na straně druhé, pokud kolem kytarového komba chodíme, nemá stále stejnou barvu, a to i díky našemu binaurálnímu prostorovému slyšení. Prostě zvuk komba snímaného mikrofony je tvořivou žánrovou záležitostí. A to je dobře!