Conoscenze correlate sui livelli di microfono e mixer
Gli indicatori tecnici del microfono sono una base importante per la selezione e l'utilizzo del microfono. Solo comprendendone il significato esatto è possibile gestire razionalmente la distanza tra il microfono e la sorgente sonora, padroneggiare la relazione di conversione tra pressione sonora e tensione, e convertire accuratamente il livello di pressione sonora nel campo sonoro in cui si trova il microfono nel livello del segnale all'ingresso del mixer, determinando così il guadagno di ingresso del mixer per ottenere un segnale lineare con il massimo rapporto segnale/rumore e la minima distorsione.
Allora, quali indicatori del microfono sono strettamente correlati all'ingresso del mixer? E come determinare il livello di lavoro del mixer in base a questi?
I Significati di diversi indicatori chiave
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Gli indicatori tecnici dei microfoni di livello broadcast sono quasi 10, ma i tre più importanti per la sorgente sonora e il mixer sono: livello di pressione sonora di ingresso massimo, sensibilità e livello di uscita massimo. Il livello di pressione sonora di ingresso massimo è la misura del livello di pressione sonora massimo che un microfono può sopportare con una distorsione armonica totale dello 0,5%. La sua relazione con la pressione sonora è definita come:
0dB SPL=2×10-5Pa
Il livello di pressione sonora di ingresso massimo dei microfoni professionali è generalmente impostato più alto. Finché la distanza tra il microfono e la sorgente sonora è appropriata, non produrrà distorsioni udibili. Pertanto, qui ci concentriamo sulla discussione degli altri due indicatori che influenzano direttamente il livello di lavoro del mixer.
1. Sensibilità
La sensibilità è il rapporto tra la tensione di uscita del microfono e la pressione sonora di ingresso sotto l'eccitazione di pressione sonora unitaria, la cui unità è mV/Pa. Per coerenza con la misurazione del livello nei circuiti, la sensibilità può anche essere espressa in decibel. In precedenza, i decibel erano spesso espressi in unità dBm e dBV:
0dBm=1mW/Pa, ovvero definendo 0dB come l'uscita di potenza di 1mW su un carico di 600Ω sotto una pressione sonora di ingresso di 1Pa;
0dBV=1V/μbar, definendo 0dB come l'uscita di tensione di 1V sotto una pressione sonora di ingresso di 1μbar.
Oggi i decibel sono espressi in unità dBμ:
0dBμ=0.775V/Pa, definendo 0dB come l'uscita di tensione di 0.775V del microfono sotto una pressione sonora di ingresso di 1Pa (in questo modo la misurazione del livello dopo la conversione pressione sonora-tensione del microfono è unificata all'unità di riferimento comunemente utilizzata nei circuiti 0dBμ= 0.775V).
Ovviamente, indipendentemente da come è espressa la sensibilità, possiamo convertirla in dBμ, a condizione che l'ingresso sia unificato all'unità Pa.
Ad esempio: la sensibilità del microfono NEUMANN U89 è 8mV/Pa, che può essere direttamente calcolata da
20lg[(0.008V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
risultando in una sensibilità di circa -40dBμ.
Un altro esempio: la sensibilità del microfono AKG C414 è -60dBV, da
0dBV=1V/μbar=10V/Pa
Calcola prima la tensione di uscita X sotto 1Pa di pressione sonora per -60dBV:
20lg[(X V/Pa)÷(10V/Pa)]=-60
risultando X=0.01(V), cioè la sua sensibilità è 10mV/Pa. Quindi dalla formula
20lg[(0.01V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
si ottiene una sensibilità di circa -37dBμ.
2. Livello di uscita massimo
Il livello di uscita del microfono sotto il suo livello di pressione sonora di ingresso massimo è il livello di uscita massimo. Proprio come il livello di pressione sonora di ingresso massimo definisce la distanza tra il microfono e la sorgente sonora, il livello di uscita massimo determina direttamente il livello di lavoro di ingresso del mixer. Per un dato microfono, conoscendo la sua sensibilità e il livello di pressione sonora massimo, è possibile calcolare il suo livello di uscita massimo.
Prendiamo ancora il microfono NEUMANN U89 come esempio: la sua sensibilità è 8mV/Pa, il livello di pressione sonora di ingresso massimo è 134dB SPL (con attenuazione di ingresso di 10dB). Converti prima il livello di pressione sonora di ingresso in pressione sonora, quindi calcola il livello di uscita massimo dalla sensibilità: poiché 0dB SPL= 2×10-5Pa, la pressione sonora massima X può essere ottenuta da
134dB SPL=20lgX/2×10-5Pa
risultando X=100(Pa). Dalla sensibilità di 8mV/Pa, l'uscita massima a 100Pa è 800mV, convertita in livello di uscita:
20lg[(0.8V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
circa 0dBμ. Questo è il livello di uscita massimo teorico del microfono U89. In realtà, durante l'uso normale generalmente non si seleziona l'attenuazione di 10dB (per ridurre il rumore di ingresso), quindi finché la distanza di posizionamento del microfono è appropriata, il livello di pressione sonora massimo davanti all'U89 generalmente non supererà i 124dB SPL nella sua posizione normale, quindi il suo livello di uscita massimo è generalmente molto inferiore a 0dBμ.
II Determinazione del livello di lavoro del mixer
Tecnicamente, il livello di lavoro del mixer è definito in base al fatto che il suo livello di segnale massimo non superi il limite superiore del margine dinamico massimo impostato dal produttore (in pratica, il livello di lavoro deve essere determinato anche in base alle esigenze del programma). Qui, il margine dinamico massimo si riferisce all'intervallo di livello sopra 0dBμ fino al livello massimo sotto l'indicatore di distorsione armonica totale, come mostrato nella figura.
Pertanto, conoscendo il livello di pressione sonora massimo possibile della sorgente sonora all'estremità del microfono e la sensibilità del microfono, è possibile calcolare il corrispondente livello di uscita massimo; la differenza tra questo livello e il limite superiore del margine dinamico del mixer è il guadagno di ingresso dello stadio di ingresso del mixer, cioè il preamplificatore microfonico (pre); il livello del segnale a questo guadagno è il livello di lavoro del mixer.
Facciamo un esempio utilizzando una sorgente registrata di soprano coloratura, un microfono U89 e un mixer AMEK RemBandt: supponiamo che il livello di pressione sonora massimo della sorgente a 70 cm dal microfono sia 112dB SPL (picco, ponderazione A), che il livello di pressione sonora di ingresso massimo che il microfono può sopportare sia 124dB e la sensibilità sia 8mV/Pa. Dalla formula
112dB SPL=20lgX/2×10-5
si può vedere che 112dB SPL corrisponde a 8Pa di pressione sonora, che può produrre un'uscita di tensione di 8Pa × 8mV/Pa = 64mV, ovvero un livello di uscita:
20lg[(0.064V/Pa)÷(0.775V/Pa)]=-22dBμ
Questo livello, collegato a un mixer con un guadagno del pre di 70dB e un margine dinamico dello stadio pre di 12dBμ a una distorsione armonica totale dello 0,017% (il margine dinamico dello stadio di amplificazione di linea di questo mixer è di 28dBμ), ha ancora un margine di 34dB rispetto al limite superiore di +12dBμ (+12dB - (-22dB) = 34dB). Questo è il guadagno di ingresso che dovrebbe avere il mixer. In questo modo viene determinato il livello di lavoro del mixer.
Nell'operazione pratica, per garantire che la distorsione armonica totale del mixer sia inferiore allo 0,017% al livello massimo del segnale, generalmente si dovrebbe ridurre il guadagno del pre di diversi decibel. L'entità della riduzione è determinata con il seguente metodo: prima posizionare tutti i fader di attenuazione dei canali, del monitor e dell'uscita principale sulla posizione di lavoro 0dB, quindi osservare i misuratori di volume di ingresso e uscita in quel momento e, prendendo come riferimento la loro indicazione nella regione normale, determinare il numero di decibel di riduzione.
Allora, quali indicatori del microfono sono strettamente correlati all'ingresso del mixer? E come determinare il livello di lavoro del mixer in base a questi?
I Significati di diversi indicatori chiave
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Gli indicatori tecnici dei microfoni di livello broadcast sono quasi 10, ma i tre più importanti per la sorgente sonora e il mixer sono: livello di pressione sonora di ingresso massimo, sensibilità e livello di uscita massimo. Il livello di pressione sonora di ingresso massimo è la misura del livello di pressione sonora massimo che un microfono può sopportare con una distorsione armonica totale dello 0,5%. La sua relazione con la pressione sonora è definita come:
0dB SPL=2×10-5Pa
Il livello di pressione sonora di ingresso massimo dei microfoni professionali è generalmente impostato più alto. Finché la distanza tra il microfono e la sorgente sonora è appropriata, non produrrà distorsioni udibili. Pertanto, qui ci concentriamo sulla discussione degli altri due indicatori che influenzano direttamente il livello di lavoro del mixer.
1. Sensibilità
La sensibilità è il rapporto tra la tensione di uscita del microfono e la pressione sonora di ingresso sotto l'eccitazione di pressione sonora unitaria, la cui unità è mV/Pa. Per coerenza con la misurazione del livello nei circuiti, la sensibilità può anche essere espressa in decibel. In precedenza, i decibel erano spesso espressi in unità dBm e dBV:
0dBm=1mW/Pa, ovvero definendo 0dB come l'uscita di potenza di 1mW su un carico di 600Ω sotto una pressione sonora di ingresso di 1Pa;
0dBV=1V/μbar, definendo 0dB come l'uscita di tensione di 1V sotto una pressione sonora di ingresso di 1μbar.
Oggi i decibel sono espressi in unità dBμ:
0dBμ=0.775V/Pa, definendo 0dB come l'uscita di tensione di 0.775V del microfono sotto una pressione sonora di ingresso di 1Pa (in questo modo la misurazione del livello dopo la conversione pressione sonora-tensione del microfono è unificata all'unità di riferimento comunemente utilizzata nei circuiti 0dBμ= 0.775V).
Ovviamente, indipendentemente da come è espressa la sensibilità, possiamo convertirla in dBμ, a condizione che l'ingresso sia unificato all'unità Pa.
Ad esempio: la sensibilità del microfono NEUMANN U89 è 8mV/Pa, che può essere direttamente calcolata da
20lg[(0.008V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
risultando in una sensibilità di circa -40dBμ.
Un altro esempio: la sensibilità del microfono AKG C414 è -60dBV, da
0dBV=1V/μbar=10V/Pa
Calcola prima la tensione di uscita X sotto 1Pa di pressione sonora per -60dBV:
20lg[(X V/Pa)÷(10V/Pa)]=-60
risultando X=0.01(V), cioè la sua sensibilità è 10mV/Pa. Quindi dalla formula
20lg[(0.01V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
si ottiene una sensibilità di circa -37dBμ.
2. Livello di uscita massimo
Il livello di uscita del microfono sotto il suo livello di pressione sonora di ingresso massimo è il livello di uscita massimo. Proprio come il livello di pressione sonora di ingresso massimo definisce la distanza tra il microfono e la sorgente sonora, il livello di uscita massimo determina direttamente il livello di lavoro di ingresso del mixer. Per un dato microfono, conoscendo la sua sensibilità e il livello di pressione sonora massimo, è possibile calcolare il suo livello di uscita massimo.
Prendiamo ancora il microfono NEUMANN U89 come esempio: la sua sensibilità è 8mV/Pa, il livello di pressione sonora di ingresso massimo è 134dB SPL (con attenuazione di ingresso di 10dB). Converti prima il livello di pressione sonora di ingresso in pressione sonora, quindi calcola il livello di uscita massimo dalla sensibilità: poiché 0dB SPL= 2×10-5Pa, la pressione sonora massima X può essere ottenuta da
134dB SPL=20lgX/2×10-5Pa
risultando X=100(Pa). Dalla sensibilità di 8mV/Pa, l'uscita massima a 100Pa è 800mV, convertita in livello di uscita:
20lg[(0.8V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
circa 0dBμ. Questo è il livello di uscita massimo teorico del microfono U89. In realtà, durante l'uso normale generalmente non si seleziona l'attenuazione di 10dB (per ridurre il rumore di ingresso), quindi finché la distanza di posizionamento del microfono è appropriata, il livello di pressione sonora massimo davanti all'U89 generalmente non supererà i 124dB SPL nella sua posizione normale, quindi il suo livello di uscita massimo è generalmente molto inferiore a 0dBμ.
II Determinazione del livello di lavoro del mixer
Tecnicamente, il livello di lavoro del mixer è definito in base al fatto che il suo livello di segnale massimo non superi il limite superiore del margine dinamico massimo impostato dal produttore (in pratica, il livello di lavoro deve essere determinato anche in base alle esigenze del programma). Qui, il margine dinamico massimo si riferisce all'intervallo di livello sopra 0dBμ fino al livello massimo sotto l'indicatore di distorsione armonica totale, come mostrato nella figura.
Pertanto, conoscendo il livello di pressione sonora massimo possibile della sorgente sonora all'estremità del microfono e la sensibilità del microfono, è possibile calcolare il corrispondente livello di uscita massimo; la differenza tra questo livello e il limite superiore del margine dinamico del mixer è il guadagno di ingresso dello stadio di ingresso del mixer, cioè il preamplificatore microfonico (pre); il livello del segnale a questo guadagno è il livello di lavoro del mixer.
Facciamo un esempio utilizzando una sorgente registrata di soprano coloratura, un microfono U89 e un mixer AMEK RemBandt: supponiamo che il livello di pressione sonora massimo della sorgente a 70 cm dal microfono sia 112dB SPL (picco, ponderazione A), che il livello di pressione sonora di ingresso massimo che il microfono può sopportare sia 124dB e la sensibilità sia 8mV/Pa. Dalla formula
112dB SPL=20lgX/2×10-5
si può vedere che 112dB SPL corrisponde a 8Pa di pressione sonora, che può produrre un'uscita di tensione di 8Pa × 8mV/Pa = 64mV, ovvero un livello di uscita:
20lg[(0.064V/Pa)÷(0.775V/Pa)]=-22dBμ
Questo livello, collegato a un mixer con un guadagno del pre di 70dB e un margine dinamico dello stadio pre di 12dBμ a una distorsione armonica totale dello 0,017% (il margine dinamico dello stadio di amplificazione di linea di questo mixer è di 28dBμ), ha ancora un margine di 34dB rispetto al limite superiore di +12dBμ (+12dB - (-22dB) = 34dB). Questo è il guadagno di ingresso che dovrebbe avere il mixer. In questo modo viene determinato il livello di lavoro del mixer.
Nell'operazione pratica, per garantire che la distorsione armonica totale del mixer sia inferiore allo 0,017% al livello massimo del segnale, generalmente si dovrebbe ridurre il guadagno del pre di diversi decibel. L'entità della riduzione è determinata con il seguente metodo: prima posizionare tutti i fader di attenuazione dei canali, del monitor e dell'uscita principale sulla posizione di lavoro 0dB, quindi osservare i misuratori di volume di ingresso e uscita in quel momento e, prendendo come riferimento la loro indicazione nella regione normale, determinare il numero di decibel di riduzione.