Согласование микрофона и предусилителя
В области применения микрофонов и предусилителей тема "согласования импедансов (Impedance Matching)" широко неверно понимается. Дело в том, что подавляющее большинство микрофонов и предусилителей прекрасно сочетаются друг с другом без необходимости какого-либо "истинного" согласования импедансов. Вопрос о "согласовании импедансов" становится актуальным только при стремлении достичь определенного качества звука, тембра, окрашивания (coloration) или характерных особенностей.
Прежде чем углубляться в детали, давайте объясним, что такое импеданс. Любой микрофон имеет выходной импеданс, а любой предусилитель (предусилитель для микрофона, "пред") — входной импеданс. "Импеданс" здесь — это "сопротивление", которое встречает сигнальный ток при выходе из цепи микрофона и входе в цепь предусилителя.
Поскольку импеданс обычно обозначается буквой "Z", возник термин для описания интерфейсов ввода/вывода — "Hi-Z (высокий импеданс)" (знакомый гитаристам). На практике входной импеданс предусилителя существенно влияет на звучание входного сигнала. Основная причина в том, что взаимодействие выходного импеданса микрофона и входного импеданса предусилителя может значительно изменить конечный звук, например, создавая различный тембральный баланс или особенности атаки. Более того, характер и степень взаимодействия входного импеданса разных предусилителей с выходным импедансом разных микрофонов различаются.
Приведем аналогию с садовым шлангом и насадкой-распылителем. Микрофон — это шланг, источник с низким импедансом (малое сопротивление потоку). Предусилитель — это насадка с высоким импедансом. Если мы закроем кран насадки, входное сопротивление (входной импеданс предусилителя) резко возрастет, давление воды (напряжение) достигнет максимума, а поток воды (ток) через насадку станет нулевым.
Если мы слегка приоткроем кран, входное сопротивление и давление воды уменьшатся (хотя останутся высокими), появится поток воды, но насадка начнет "шипеть" (высокие частоты). По мере дальнейшего открытия крана входное сопротивление и давление падают, поток воды увеличивается, и "шипение" постепенно исчезает. Из этой аналогии видно: чем ниже импеданс предусилителя, тем менее выраженными становятся высокочастотные составляющие звукового сигнала.
На практике установка одинакового импеданса для микрофона и предусилителя — ошибка. Это снизит уровень сигнала и отношение сигнал/шум на 6 дБ. Как правило, для динамических и конденсаторных микрофонов оптимальный входной импеданс предусилителя должен быть примерно в 10 раз выше выходного импеданса микрофона. Для современных предусилителей с регулируемым входным импедансом (например, Focusrite ISA 428, Summit 2BA-221 и др.) это правило можно варьировать. В таких предусилителях можно регулировать уровень трансформатора и степень его взаимодействия с импедансом микрофона, создавая различные эффекты "окрашивания" звука микрофоном/предусилителем, упомянутые ранее, за счет эквализации.
Главное преимущество таких предусилителей — возможность свободно комбинировать и настраивать частотный состав при записи без добавления эквалайзера в сигнальную цепь. Это позволяет избежать увеличения шума и ослабления сигнала из-за чрезмерного количества устройств в цепи. Кроме того, при использовании таких предусилителей, помимо настройки импеданса по принципу 10:1, можно безопасно экспериментировать с различными настройками входного импеданса до достижения желаемого звучания.
Прежде чем углубляться в детали, давайте объясним, что такое импеданс. Любой микрофон имеет выходной импеданс, а любой предусилитель (предусилитель для микрофона, "пред") — входной импеданс. "Импеданс" здесь — это "сопротивление", которое встречает сигнальный ток при выходе из цепи микрофона и входе в цепь предусилителя.
Поскольку импеданс обычно обозначается буквой "Z", возник термин для описания интерфейсов ввода/вывода — "Hi-Z (высокий импеданс)" (знакомый гитаристам). На практике входной импеданс предусилителя существенно влияет на звучание входного сигнала. Основная причина в том, что взаимодействие выходного импеданса микрофона и входного импеданса предусилителя может значительно изменить конечный звук, например, создавая различный тембральный баланс или особенности атаки. Более того, характер и степень взаимодействия входного импеданса разных предусилителей с выходным импедансом разных микрофонов различаются.
Приведем аналогию с садовым шлангом и насадкой-распылителем. Микрофон — это шланг, источник с низким импедансом (малое сопротивление потоку). Предусилитель — это насадка с высоким импедансом. Если мы закроем кран насадки, входное сопротивление (входной импеданс предусилителя) резко возрастет, давление воды (напряжение) достигнет максимума, а поток воды (ток) через насадку станет нулевым.
Если мы слегка приоткроем кран, входное сопротивление и давление воды уменьшатся (хотя останутся высокими), появится поток воды, но насадка начнет "шипеть" (высокие частоты). По мере дальнейшего открытия крана входное сопротивление и давление падают, поток воды увеличивается, и "шипение" постепенно исчезает. Из этой аналогии видно: чем ниже импеданс предусилителя, тем менее выраженными становятся высокочастотные составляющие звукового сигнала.
На практике установка одинакового импеданса для микрофона и предусилителя — ошибка. Это снизит уровень сигнала и отношение сигнал/шум на 6 дБ. Как правило, для динамических и конденсаторных микрофонов оптимальный входной импеданс предусилителя должен быть примерно в 10 раз выше выходного импеданса микрофона. Для современных предусилителей с регулируемым входным импедансом (например, Focusrite ISA 428, Summit 2BA-221 и др.) это правило можно варьировать. В таких предусилителях можно регулировать уровень трансформатора и степень его взаимодействия с импедансом микрофона, создавая различные эффекты "окрашивания" звука микрофоном/предусилителем, упомянутые ранее, за счет эквализации.
Главное преимущество таких предусилителей — возможность свободно комбинировать и настраивать частотный состав при записи без добавления эквалайзера в сигнальную цепь. Это позволяет избежать увеличения шума и ослабления сигнала из-за чрезмерного количества устройств в цепи. Кроме того, при использовании таких предусилителей, помимо настройки импеданса по принципу 10:1, можно безопасно экспериментировать с различными настройками входного импеданса до достижения желаемого звучания.