Microfoni – X

Lavalier

Il Lavalier ( dal nome del suo inventore ) ( fig. 1 ) è un tipo di capsula microfonica miniaturizzata, quasi sempre si presenta come capsula a condensatore pre-polarizzata, viste le ridotte dimensioni che impediscono il più delle volte la realizzazione di circuiteria ad alimentazione esterna, e a condensatore per via della sua applicazione, fissa tramite supporto, per strumenti musicali e voce al fine di ottenere una ripresa trasparente o timbricamente data dal lavoro sulla risposta della capsula.

Fig. 1 d.png

Viste le ridotte dimensioni e capsula a condensatore, non è un tipo di microfono adatto alla ripresa di strumenti percussivi ( attacco veloce in cui lavora meglio una capsula dinamica ), e alla ripresa delle basse frequenze ( in cui sono molto più adatte capsule a largo diaframma ).

La capsula lavalier per la ripresa di strumenti musicali è spesso montata su supporto Gooseneck ( fig. 2 ), cosi da poter indirizzare l’angolo di ripresa verso il focus desiderato.

Fig. 2 7362378_800

n.b. Rimando alla spiegazione dei microfoni Gooseneck per maggiori dettagli, anche per quanto riguarda l’utilizzo del pre-amplificatore/bilanciatore esterno.

Esistono anche altre versioni di lavalier, ad esempio con Clip ( le prime e da cui questo tipo di capsula deve il nome ), per applicazione su vestiti ( adatta ad esempio per la ripresa della voce di presentatori ( fig. 3 ), ma anche di strumenti che prevedono un tipo di supporto adatto e compatibile con la clip.

Fig. 3 51JUmq+mpcL.jpg

Viste le dimensioni è una capsula che si presta molto bene per riprese a scomparsa, in modo tale da togliere la sua visibilità ( esempio ripresa audio di prossimità in un video ), o ancora per riprese in posizioni normalmente scomode e non raggiungibili con i microfoni standard. Esistono comunque capsule di diverse dimensioni secondo la tecnologia e risposta che il produttore offre sul mercato ( fig. 1 ).

Capsule con diaframma più largo avranno un migliore rendimento in bassa frequenza, capsule con diaframma più piccolo avranno un migliore rendimento in alta frequenza.

Un tipo di capsula miniaturizzata ( fig. 1 – 2 ) favorisce più di ogni altra capsula il miglior rendimento in alta frequenza ottenibile, questo perchè si minimizza il fattore diffrazione e riflessione indotto dal corpo solido sia del microfono che della capsula stessa ( fenomeno che interferisce con il suono diretto incidente sul diaframma mobile, alterandone la risposta in alta frequenza ).

L’uscita del segnale può essere come in tutti gli altri casi visti, bilanciata su XLR ( fig. 4 ) o mini-XLR ( fig. 5 ) o Jack TRS ( fig. 6 ) , o sbilanciata su Jack TS ( fig. 7 ).

Fig. 4 Sony_ECM44B_ECM_44B_Omni_Directional_Lavalier_49318.jpg   Fig. 5 PLMS30.jpg

Fig. 6 hhh.jpg          Fig. 7 bbbb.jpg

Alcuni Lavalier come quello in figura 6 possono presentare un interruttore on/off per poter accendere il microfono prima di parlare e spegnerlo quando non si parla cosi da eliminare eventuali rientri ( i più scadenti, visto il fatto che è un circuito in più che induce a sua volta rumore ).

I modelli di lavalier con uscita di segnale su mini-XLR o jack sono per lo più predisposti per un utilizzo con trasmettitori/bodypack wireless ( fig. 8 ), che prevedono appunto questo tipo di connessione di ingresso, questo per una trasmissione del segnale audio senza fili ( wi-fi ).

Fig. 8 EW112G3-A-large.jpg

n.b. Vedremo nel dettaglio in altre argomentazioni il funzionamento e tipologia dei microfoni wireless.

 

Headset

Sempre per un utilizzo wireless ma per un tipo di applicazione per lo più nella ripresa della voce esempio parlato o canto in un musical, od in qualsiasi situazione in cui si necessiti che l’oratore abbia le mani libere, e possa muoversi senza creare disturbi e danni al microfono stesso, il Lavalier è spesso montato su supporto Headset ( fig. 9 ) per posizionamento sulla testa ( fig. 10 ), ( in cui la struttura poggia sulle orecchie ed il microfono su collo solido o gooseneck può essere indirizzo verso la bocca ).

Fig. 9 DPA_4066F_omnidirectionele_headset_full Fig. 10 dmc_911c_6239.jpg

Gli Headset come gli stessi Lavalier a Clip, vengono prodotti spesso oltre al classico colore scuro ( nero ) anche con colorazione rosa-pelle di varia tonalità ( questo per mascherare il più possibile il microfono presente sulla testa dell’oratore, confondendosi con la pelle delle guance e delle orecchie ), ma anche altre colorazioni ( fig. 11 ).

Fig. 11 SC4060-Omnidirectional-Microphone-dscreet-Miniature-Microphones-DPA-Microphones-L.jpg

Esistono poi versioni con aggancio sulle orecchie doppio ( per una maggiore tenuta ) come quello in figura 9, e con aggancio singolo ( più leggero ), come quello in figura 12.

Fig. 12 1661991858001_4203984453001_DPA-Mic-YT.jpg

Esistono anche varianti combo con la presenza di uno o due auricolari per l’ In-Ear Monitoring ( argomento che tratteremo in altre argomentazioni ), in quel caso con uscita a 5 poli se XLR o TRRS se Jack ( per anche il trasposto del segnale delle cuffie ) ( fig. 13 ).

Fig. 13 14cc64a7-a1d1-403c-b73a-db76fe417b17

Facendo un riassunto esistono 3 tipologie fondamentali di microfoni con capsula Lavalier.

  1. Gooseneck, per la ripresa di parlato in conferenze e convegni ( in cui la distanza microfono – oratore non è ben definita ), ma anche per ripresa di strumenti musicali.
  2. Clip, per posizionamento su giacche e vestiti, adatto per una ripresa nascosta che non disturba la visibilità ( utile soprattutto nella ripresa audio di prossimità in un video e nella ripresa della voce di un presentatore, concorrenti ed opinionisti in una trasmissione televisiva ).
  3. Headset, per il posizionamento sulla testa ( utile quando si necessita di avere mani e corpo libero per potersi muovere come ad esempio un musical, se si usasse la clip rientrerebbero sulla capsula microfonica tutti i rumori da movimento del corpo, mentre tramite Headset questi sono tenuti molto più attenuati, oltre al fatto che ad esempio in un musical l’attore potrebbe anche essere a torso nudo e quindi rendere impossibile l’utilizzo di una clip ).

Per quanto riguarda l’Headset essendo la capsula microfonica generalmente poggiata o comunque in prossimità della guancia, indirizzata verso la bocca, è molto probabile che se l’oratore presenta la barba, e più lunga è e più il diagramma polare del microfono è omnidirezionale e più il fenomeno è percepibile, è probabile che durante il parlato ( muovendo le guance ) la barba gratti sulla capsula microfonica creando proprio un suono grattato tipo distorto.

A questo proposito come vedremo nel prossimo articolo, esistono filtri in cui inserire la capsula microfonica adatti a ridurre questo fenomeno ( fig. 14 ).

Fig. 14 dpa-4088-fu-800x800.jpg

n.b. E’ comunque consigliato a chi usa Headset di farsi la barba al fine di prevenire queste possibili problematiche.

 

Diagramma Polare

Il diagramma polare maggiormente utilizzato per la capsula Lavalier è quello Omnidirezionale, Cardioide e Supercardioide per applicazioni Gooseneck, Omnidirezionale e Cardioide per applicazioni a Clip ed Headset.

Per l’applicazione a Clip ed Headset ( fig. 3 – 10 ) va considerato che la capsula poggia su di un tipo di materiale che in parte è riflettente ed in parte assorbente ( guance/testa, vestiti ), e questo ne varia il diagramma polare un po come visto anche per i microfoni PZM e Boundary Layer, diagramma polare che nella maggior parte dei casi tende a schiacciarsi ( avendo un lato coperto ), aumentando di sensibilità e direttività ( per cui è bene indirizzarlo adeguatamente verso la sorgente ).

n.b. Se l’applicazione di una capsula direzionale non permette una corretta ripresa o l’effetto prossimità risulta troppo elevato ( generalmente in media frequenza ), utilizzare quella omnidirezionale facendo attenzione a non amplificare troppo i rientri indesiderati e ad un eventuale larsen se è presente anche un sistema di monitoraggio esterno.

 

Capsula

Esistono modelli di Headset ma anche Lavalier non solo con capsula a condensatore ma anche con capsula dinamica.

In questo tipo di microfoni sia per via della miniaturizzazione che per l’estrema fragilità della capsula, il diaframma è generalmente assemblato insieme al microfono ( fig. 15, con l’armatura forata generalmente rivolta da un lato, ed è quello il lato che deve essere rivolto alla sorgente, per cui anche gli headset come i microfoni a condensatore a mano hanno un verso, generalmente appunto side-fire ). Mentre per i modelli in cui è possibile cambiare il diagramma polare questo è fatto estrando la griglia della capsula e cambiandola con un’altra che determina una differente ripresa e quindi diagramma polare ( fig. 16 ).

Fig. 15 CAM01716.jpg

Fig. 16 CAM01713.jpg

Nell’esempio di figura 15 si capisce come il diaframma microfonico rimanga chiuso all’interno dell’involucro della capsula e non a radiazione diretta con la griglia, questa è una possibile tecnica per ridurre l’innesco del larsen e presenza di plosive in quanto che il microfono è spesso in ripresa di prossimità molto ravvincinata alla sorgente.

 

Specifiche Tecniche

Per quanto riguarda le caratteristiche tecniche dei microfoni Lavalier, queste sono in media le stesse viste per i Gooseneck ( che riporto qua sotto ), visto che i Gooseneck come detto montato quasi sempre capsule Lavalier.

Risposta in Frequenza:

Fig. 17 2017-07-14_10-05-19.png

Fig. 18 page-pga98h-frequency-curve-410x225

In figura 17  la risposa in frequenza in base all’angolo di incidenza.

Max SPL:

In media il valore massimo di pressione sonora sopportata prima di generare un valore di distorsione THD dell’ 1% o 3% secondo la misura effettuata, si aggira dai 115 dBSPL ai 150 dBSPL ( ricordo che più la capsula è piccola e tanto maggiore sarà questo valore ).

Sensibilità:

da 6 mV a 40 mV ( quelli a maggiore sensibilità sono più adatti a riprese a maggiore distanza ).

n.b. Se costruiti per essere equipaggiati su trasmettitori/bodypack per trasmissione wireless, la sensibilità sarà poi data dal trasmettitore stesso.

Impedenza:

L’impedenza media è quella di un comune microfono a condensatore 100 Ω – 250 Ω.

Self Noise o ENL ( Equivalent Noise Level ):

da 20 dBSPL a 30 dBSPL

SNR:

da 65 dB a 70 dB.

Alimentazione:

Per i microfoni attivi, come un qualsiasi altro microfono a condensatore a polarizzazione esterna, necessita di alimentazione e lavorano generalmente con tensioni a + 5 V ( quindi più basse rispetto ai microfoni a condensatore e quindi con una qualità leggermente più bassa ). Questa alimentazione come vedremo quando parleremo di Sistemi Wireless è inviata dai dispositivi trasmettitori wireless come i Bodypack. Mentre quelli prepolarizzati anche a tensioni molto più elevate ( anche + 48 V ) e per questo ( più qualità ) i più diffusi.

In caso di utilizzo wired quindi non wireless, ma ad esempio per collegare il microfono ad un pre-amplificatore microfonico, saranno neccesari appositi adattatori che permettano l’invio dell’alimentazione phantom a + 5 V verso la capsula microfonica a condensatore. ( come visto in articolo Cavi Audio Analogici – VI ).

 

Microfono Digitale

Il microfono digitale è ancora poco diffuso in quanto è una tecnologia che sta prendendo piede in questi anni grazie ai protocolli più stabili e qualitativi utilizzati anche per il trasporto dei segnali audio microfonici a livello digitale e grazie anche all’abbassamento dei costi, che avvicina maggiormente il sistema digitale a quello analogico ( fig. 19 ).

Fig. 19 SolutionDM-large.jpg

La capsula di trasduzione del segnale acustico in segnale elettrico è la stessa del microfono analogico con sempre la possibilità di avere singolo o multiplo diagramma polare, quello che cambia sono invece i circuiti interni ( presenti nel modulo di pre-amplificazione ) che convertono il segnale elettrico in digitale.

In questo tipo di microfoni ci sono si circuiti in più ( vedi i convertitori A/D ) necessari per la conversione del segnale elettrico analogico in digitale e DSP per diverse funzionalità di controllo remoto e gestione del segnale microfonico, ma anche circuiti in meno, ad esempio non vi è la presenza dell’amplificatore per la capsula a condensatore e trasformatore per quella dinamica o misto di entrambi ( anche se in alcuni modelli per l’ottenimento di determinate caratteristiche tecniche e timbro analogico può essere presente ). Nei modelli di più qualità il bilanciamento del segnale ( quando previsto ) è fatto direttamente dal convertitore dopo la conversione del segnale analogico a digitale o da una circuiteria integrata dedicata. Tutto questo esclude l’utilizzo di alimentazione phantom esterna ( come nel caso analogico dei microfoni a condensatore ), ma viene direttamente inviata dal chip di ingresso che riceve il segnale digitale ( con valori idonei allo standard utilizzato ), come ad esempio: stage box/splitter con ingresso digitale, finale di potenza con ingresso digitale, porta usb, convertitore D/A, ma anche box esterni dedicati, ecc.., per poi essere gestita dal chip del convertitore A/D interno al pre-amplificatore del microfono cosi da potersi autoalimentare e gestire un eventuale alimentazione da inviare al diaframma e batteria di un microfono a condensatore a polarizzazione esterna.

Nei microfoni digitali il convertitore ha il compito di convertire il segnale analogico a digitale prima, ed elevarlo ai valori da standard digitale dopo ( i migliori ), ( anche se in alcuni casi può essere presente il fatto di elevare prima il segnale a valori di tensione da standard digitale e poi convertirlo in digitale, soprattutto se si utilizzano convertitori sigma-delta o convertitori in generale di non ottima qualità, cosi da convertire il segnale ad alti valori introducendo valori di distorsione in proporzione più bassi, rispetto a convertirlo a più bassi valori di tensione ), per poi portarlo alla connessione di uscita la quale si presenta generalmente come vedremo con le più svariate tipologie di connessione secondo lo standard seguito.

Come vedremo molte delle specifiche tecniche rilevate in un microfono digitale ( a parità di capsula utilizzata ) garantiscono una qualità ma anche gestione del routing del segnale microfonico maggiore rispetto a quello analogico.

Fig. 20 2017-07-20_17-03-02.png

In figura 20 una chiara illustrazione di funzionamento di un microfono digitale.

La capsula microfonica è il trasduttore e come visto può essere di diverse tipologie e forme che ne determinato le caratteristiche tecniche, la più utilizzata è come detto quella a condensatore. Il segnale analogico cosi trasdotto dalla capsula passa nel circuito di pre-amplificazione/conversione.

n.b. Sarà molto importante utilizzare componenti che diano un corretto rapporto di impedenza ( come visto anche in argomento pre-amplificatori microfonici ) tra l’impedenza di uscita della capsula e quello di ingresso del convertitore ( la stessa regola vale comunque anche per i microfoni analogici tra capsula e circuito di pre-amplificazione ).

Il tipo di capsula che si presta meglio per questo tipo di applicazione è quella a condensatore, cosi da poter permettere la realizzazione di microfoni a più piccolo diaframma che con altre tecnologie ed essere utilizzata nei più svariati campi di applicazione.

Il segnale analogico viene cosi convertito in digitale, elevato e modellato a valori di tensione da standard digitale seguito secondo le regole definite dal DSP a cui il convertitore è direttamente connesso.

I convertitori A/D PCM sono i migliori ma più costosi, necessitano di controlli dither ed una circuiteria di conversione più sofisticata, quelli più economici, semplici ma con qualità leggermente inferiore sono quelli Sigma-Delta con conversione ad 1 bit e per questo i più utilizzati ( non necessitano di controlli del dither ), a scapito di una dinamica e rumore di fondo leggermente superiore. Se Sigma-Delta il convertitore una volta convertito il segnale analogico in digitale, dovrà poi trasformare il segnale digitale a livello PCM come da standard richiesto ( in quanto che gli standard di segnale digitale ad oggi ( in ambiente audio live, studio e broadcast ) dialogano in PCM, quindi con un valore di quantizzazione ben definito, generalmente 16 bit – 24 bit ).

 

Impedenza nel Digitale

Come vedremo meglio e più in dettaglio quando parleremo di audio digitale, a differenza del sistema analogico il sistema digitale non ha problemi di interfacciamento per quanto riguarda l’impedenza, visto che l’impedenza di uscita dal microfono e di ingresso del componente hardware che utilizza quel tipo di protocollo è fissa e standardizzata ( uguale sia per l’uscita che per l’ingresso, oltre al fatto che il segnale come vedremo circola con lo stesso e stabile valore di tensione e non variabile come per il caso analogico ). Per questo un collegamento digitale tra microfono e ad esempio pre-amplificatore microfonico con ingresso digitale sarà sempre ottimale e con il massimo rendimento possibile. Al contrario, perchè il sistema funzioni l’ingresso digitale dovrà per forza essere compatibile con il protocollo del segnale digitale in uscita.

In dominio digitale si avranno poi diversi altri problemi che vedremo quando parleremo di audio digitale.

 

Dinamica nel Digitale

Il convertitore A/D dovrà essere selezionato ed inserito nel circuito tale che possa consentire il trasferimento della corretta dinamica data dalla capsula microfonica ( che nei casi migliori sarà sempre maggiore ( con riferimento al valore Max SPL ) rispetto a quella ad oggi tecnologicamente data da qualsiasi convertitore A/D o pre-amplificatore microfonico analogico, per cui ci sarà sempre un fenomeno di compressione ). Come per il dominio analogico ( dinamica dei pre-amplificatori microfonici ) anche in quello digitale, convertitori esterni soprattutto sigma-delta che abbiano una dinamica superiore a < 120 dB sono molto pochi, mentre utilizzando direttamente il chip del convertitore all’interno del microfono ancor più se PCM, quindi senza connessioni di input ed output e bilanciatori e sbilanciatori vari che impoveriscono la dinamica complessiva, se ne trovano anche con dinamiche superiori a < 130 dB se si considerano chip a 32 bitFP. E per questo realizzare microfoni digitali con chip di conversione A/D integrato è più qualitativo consentendo il mantenimento di una più alta dinamica che utilizzare il convertitore esternamente.

In figura 21 un esempio illustrativo.

Fig. 212017-07-21_17-00-45.png

 

Guadagno microfonico nel Digitale

In un qualsiasi microfono digitale, il livello del guadagno di segnale considerando un percorso tutto in dominio digitale fino a fonti di controllo esterne, come ad esempio un mixer audio digitale con ingresso digitale di stesso standard del microfono digitale ( se cosi non fosse sarebbe impossibile il dialogo tra i due elementi e servirebbe comunque un interfaccia esterna che ne permetta la conversione allo standard richiesto ) è dato in remoto, dal controller logico digitale del canale di ingresso di riferimento esterno che controlla i valori del DSP integrato nel microfono che a sua volta regola il guadagno dato dal convertitore presente sempre nel microfono, od in certi casi controllare un circuito di amplificazione analogica ( in caso che il segnale venga prima amplificato e poi convertito ), prima dell’uscita del segnale dal microfono stesso ( fig. 22 ).

Fig. 22 2017-07-20_18-06-15.png

Il tutto un pò come visto anche per le Stage Box Digitali.

Se si effettua una conversione analogica prima dell’arrivo al pre-amplificatore digitale esterno, ad esempio per inviare il segnale ad un pre-amplificatore microfonico analogico, si perderà la possibilità di controllare in remoto il guadagno del microfono, risultante quindi sempre con guadagno minimo.

Alcuni produttori presentano per risolvere eventuali problemi di conversione in analogico e perdere il controllo sul guadagno da remoto, modelli con il controllo di guadagno integrato ( fig. 23 ).

Fig. 23 preview.jpg

 

Standard digitali e Connessioni

Prima di fare confusione è giusto chiarire qualche aspetto.

Esistono due principali associazioni che definiscono lo standard del livello di tensione che deve avere il segnale audio digitale ( dBFS ), la EBU e la SMPTE, come visto in argomento Decibel e Meter a cui rimando per maggiori dettagli. Ci possono quindi essere microfoni che seguono l’uno o l’altro, ma questo poco importa perchè è il protocollo che da lo standard e quindi anche la scelta del tipo di livello di scala di tensione a cui affidarsi, per cui sarà sempre compatibile e senza problemi di interfacciamento.

Il DSP od un chip dedicato ha il compito poi di creare ed ordinare i pacchetti dati secondo il protocollo di trasmissione definito.

Il protocollo è un insieme di pacchetti di informazioni ( digitali su numeri binari ed onde quadre ) tra i quali appunto il livello di tensione che deve avere un certo tipo di regolazione del guadagno per il controllo remoto, gestione DSP, clock e sincronismo, controllo errori di Jitter, flusso del segnale in ingresso ed uscita ( per la maggior parte dei protocolli che possono essere utilizzati per dialogare sia in un senso che nell’altro attraverso un unico cavo conduttore ), e tutti quei termini che servono per poter far dialogare in digitale un dispositivo con un’altro tramite connessioni di ingresso ed uscita ( fig. 24 ).

Fig. 24 2017-07-21_10-47-09.png

n.b. Non tutti i protocolli sono bidirezionali, quelli unidirezionali prevedranno una connessione per l’ingresso ed una per l’uscita. Vedremo più in dettaglio i vari protocolli quando parleremo di audio digitale.

n.b. Il livello di tensione del segnale audio che passa sul cavo di collegamento tra due dispositivi ( input-output ) digitali, non è variabile ( come può essere il caso analogico ) e fino ai valori definiti dagli standard EBU ed SMPTE, ma è fisso e ad un valore picco-picco ben definito dal protocollo ( es. 10 dBV p-p per AES3 ). Questo perchè sarebbe impossibile rendere il segnale audio con dei valori di tensione variabili facendo parte di un unico stream di dati in cui tutti devono avere la stessa tensione, oltre che per ragioni di lettura da parte del ricevitore che troverebbe diversi colli di bottiglia nel dover oltre che leggere e separare tutti i pacchetti dati che arrivano ( clock e sync per sincronizzare audio, dsp per la gestione del controllo remoto, controllo errori per risolvere a monte e/o valle eventuali problematiche, metadati per invio e ricezione lettura informazioni ), controllare e decodificare le variazioni di tensione in ingresso.

Per far questo il DSP nella creazione dello stream di dati per il protocollo utilizzato, eleva o riduce ( a secondo del livello di tensione in ingresso, se è più basso o più alto di quello definito dal protocollo ) il livello di tensione del segnale audio definito dalla pre-amplificazione ( diretta o remota che sia, se digitale con possibilità di amplificare fino ai livelli massimi stabiliti dallo standard EBU o SMPTE ) ai valori di riferimento dello standard del protocollo utilizzato, viene creato il pacchetto stream di dati e inviato alla connessione di ingresso del dispositivo ricevente.

Lo stream di dati con un valore di tensione fisso e stabile presenterà anche informazioni su come poi il segnale digitale dovrà essere ri-elevato dal chip ricevente a valori di tensione definiti dalla pre-amplificazione prima della conversione ai valori di protocollo, pronto per essere processato od eventualmente inviato nuovamente ad un’uscita digitale o ad un convertitore D/A, e cosi via per ogni volta che si fa uscire il segnale audio da un dispositivo digitale con il suo tipo di protocollo.

Come si nota tutti questi passaggi sono un ripetuto cambiamento di stato del valore di tensione del segnale audio, ma essendo nella maggior parte dei casi professionali, molto più elevato che quello analogico, ed essendo in onda quadra ( diventerà poi audio sinusoidale in fase di conversione D/A ), tutte queste conversioni risultano abbastanza trasparenti sulla qualità audio finale, oltre che tempi di latenza indotti molto bassi ( microsecondi ). Mentre come accennavo, altri sono i problemi più rilevanti in una trasmissione di dati audio digitali, che vedremo in altre argomentazioni.

Di seguito un illustrazione grafica:

Fig. 252017-07-21_16-42-00.png

 

Microfoni AES42

Quello in figura 19 è un microfono digitale con protocollo AES42, protocollo sincrono ma con opzionabilità asincrona, ed attualmente il migliore dal punto di vista della latenza e qualità audio offerta per il trasporto di linea microfonica. Il segnale audio passa su connessione XLR. Al momento non esistono o sono poco diffusi mixer audio, stage box/splitter, pre-amplificatori microfonici con ingresso AES42, per questo vengono spesso venuti con le apposite interfacce esterne per la conversione D/A ed il dialogo da remoto ( Fig. 26 ).

Fig. 26 neumann-dmi-2-1669584.jpg

n.b. Come si vede in figura 26 generalmente queste interfacce rimandano poi all’uscita lo stesso segnale digitale ma su un diverso protocollo, generalmente un protocollo più diffuso e presente in mixer audio digitali, stage box digitali, ecc… con anche l’eventuale possibilità di gestire il microfono con clock di sincronizzazione esterno. Si presume che in futuro verranno prodotti mixer audio digitali direttamente equipaggiati anche con questo protocollo. Ce ne possono essere ad uno, due o più canali, come qualsiasi altra interfaccia audio ( fig. 27 ).

Fig. 27 DMI-8-back-zoom.jpg

Con la possibilità a volte come quella in figura 27, di essere controllata in remoto da software su pc ( tramite porte di rete per la creazione eventuale di un network e/o seriali ). Con la possibilità di collegarne più di una in ponte fino a creare un routing complesso.

Alcuni microfoni come quello in figura 19 e grazie alle possibilità offerte da questo protocollo, possono tramite software per il controllo remoto del DSP gestire segnali acustici di test, mettere in muto il microfono, gestire comandi visivi, esempio “On Air” tramite l’applicazione di barra a led dedicata interfacciata con dispositivi esterni che dialogano sempre sullo stesso protocollo ( utile in studio di registrazione per indicare che si sta registrando e quindi di non disturbare e fare silenzio ).

L’alimentazione di questi dispositivi è sfruttata o direttamente dalla phantom power +48 V, oppure direttamente dalla linea AES42 di ingresso nell’interfaccia esterna, la quale interfaccia è connessa alla rete elettrica.

Alcune interfacce permettono il collegamento diretto al microfono per la trasformazione del protocollo AES42 direttamente ad uno ad esempio AES/EBU presente come ingresso in una matrice audio ( es. mixer audio digitale ), perdendo però le capacità di controllo remoto ( fig. 28 ).

Fig. 28 13844_sq

Essendo un modulo con componentistica attiva va alimentato, in questo caso esternamente.

n.b. Una linea bilanciata AES52 può percorrere teoricamente fino a 100 metri di distanza senza introdurre interferenze significative, consigliato comunque non più di 30m, per oltre utilizzare convertitori su protocollo di rete o ancora meglio fibra ottica.

 

Microfoni Dante

Fig. 29atnd971_1_sq.jpgFig. 30 atnd971_6_sq

In figura 29 – 30 un microfono digitale Boundary Layer con protocollo DANTE, protocollo isocrono molto diffuso in ambiente audio Live già presente in molteplici attrezzature, per la semplicità di routing, potendo anche tramite switch di rete creare un network e poter inviare e ricevere il segnale audio in un qualsiasi punto senza dipendere da collegamenti in serie e parallelo come vedremo per i casi dei protocolli sincroni. Per fare questo lo stream audio viene indirizzato su buffer di memoria prima dell’indirizzamento verso l’uscita per poi una volta prelevato dal circuito di ingresso, spacchettato e ripristinato lo stream originale, questo ha i vantaggi visti prima ma presenta una latenza superiore e qualità audio leggermente inferiore. Il segnale viaggia su cavo e connettore Ethernet ( CAT 5 – 6 – 7 dipendente dal tipo di evoluzione del protocollo utilizzato, CAT 6 e 7 i più veloci, quindi bassa latenza, con la possibilità di percorrere fino a 100m di distanza e con la possibilità tramite interfacce, di essere convertito in fibra ottica per maggiori distanze ). Rispetto al protocollo AES42 sono molto più diffuse le apparecchiature audio che possono prelevare, gestire ed inviare segnale audio digitale su questo protocollo.

In figura 31 un esempio di applicazione sfruttando il protocollo per operazioni di split del segnale audio digitale.

Fig. 31 2017-07-21_11-30-49.png

Il routing del microfono è controllabile sia da un software esterno su pc connesso al network tramite cavo di rete o connesso al mixer audio sempre tramite rete o porta seriale, oppure direttamente dalla matrice di controllo esterna a cui è connesso ( es. mixer audio digitale ).

L’alimentazione di questi dispositivi è data tramite PoE ( Power Over Ethernet ).

n.b. Alcuni microfoni DANTE prevedranno in futuro anche connessioni di ridondanza, un po come avviene già per tutte le altre apparecchiature audio su protocollo DANTE.

In figura 32 un esempio di interfaccia dante alloggiata in un mixer audio digitale.

Fig. 32 yamaha-ny64ddante-1.jpg

 

Microfoni USB/Lighting

I microfoni con uscita USB ( fig. 33 ) e/o Lighting ( fig. 34 ) sono più che altro realizzati e diffusi per uso consumer, e sono equipaggiati con driver autoinstallanti ( generalmente ASIO o proprietari ) per il corretto interfacciamento e dialogo generalmente con PC Windows ed iOS, ma anche Smartphone iOS ed Android, controllabili tramite apposito software proprietario della scheda audio, ma anche da media player, software DAW per registrazione/mixaggio come Pro Tools, Logic, Pyramix, Cubase, ecc… ( per Pc e iOS ) e varie applicazioni su smartphone. Il percorso di segnale sfrutta la scheda audio integrata nel PC o Smartphone, in caso si voglia utilizzare un’interfaccia audio esterna sarà necessario che disponga di ingressi digitali USB e/o Lighting e sia interfacciabile a sua volta con il PC o Smartphone. La lunghezza massima di un cavo USB considerando la connessioni sbilanciata che questo protocollo usa è di max. 7 – 8 metri.

Fig. 33 behringer-c1u-usb-zestaw-i-mikrofon-pojemnosciowy-700x700.jpg Fig. 34 4402234_11493285353.jpg

 

Altro

Quasi tutti i microfoni digitali e grazie al protocollo che lo consente, possono anche trasmettere il nome del produttore e marca del microfono, oltre che il numero di serie, utile per sapere in modo diretto ad esempio che microfono si sta usando, senza doverlo impostare manualmente, o per soli scopi informativi poi da esportare con file dati o testo. Oltre che la versione del software installata sul microfono, e molto altro.

n.b. E’ consigliato tenere aggiornato sia il firmware del microfono digitale che del software utilizzato cosi da avere sempre le massime prestazioni e risoluzione di eventuali bug.

L’alimentazione di questi dispositivi è prelevata tramite cavo USB o Lighting.

Sistemi più avanzati permettono anche di monitorare le condizioni del microfono stesso, dalla capsula, al convertitore, al DSP ecc…per conoscerne lo stato, temperatura, funzionamento ottimale, eventuali difetti e danni.

 

Gestione del segnale microfonico digitale

Oltre alla qualità e pulizia audio offerta da un microfono digitale, vi è non da meno la capacità scalabile di routing e gestione del segnale microfonico.

Più il microfono è di qualità e più se lo standard utilizzato lo consente, potrà essere gestito e controllato in remoto ( tramite software dedicato e/o dispositivo interfaccia esterno ) secondo le più svariate necessità. Questo avviene grazie alla presenza di una circuiteria DSP ( fig. 18 ), che generalmente offre le seguenti possibilità di gestione del segnale audio direttamente dal microfono:

  • Low Cut ( definire la frequenza di taglio passa-alto, cosi da eliminare tutte le frequenze non necessarie al mix, esempio in una voce sotto gli 80 hz – 100 hz ).
  • Polarity ( invertire o variare la polarità del microfono, per operazioni di mixaggio e/o problematiche di fase ).
  • Compressor/Limiter ( Processori per la riduzione della dinamica del segnale audio, esempio controllare sbalzi di pressione sonora e livellarne la ripresa, oltre che poter enfatizzare eventuali armoniche, oppure limitare il massimo valore del segnale in ingresso al convertitore per prevenire eventuali distorsioni, generalmente a 0 dBFS ( limite massimo del segnale digitale, spesso pre-impostato ).
  • Gain ( controllo remoto della sensibilità di uscita del microfono )

Si possono trovare comunque ulteriori o meno funzionalità a seconda del produttore e metodo costruttivo e limiti di protocollo utilizzati.

n.b. Consigliato l’utilizzo del DSP a bordo microfono ( compreso il controllo del guadagno da remoto ) solo se questo è migliore di eventuali macchinari e software esterni.

 

Forma, Dimensioni ed Altre Tipologie

Come per i microfoni analogici anche per quelli digitali esistono varie forme e dimensioni con più o meno funzionalità DSP e principi di conversione A/D del segnale audio. Come quello in figura 19 – 23 ma anche quelli in figura 35 – 36 che ricordano modelli vintage di microfoni analogici.

Fig. 35 HHRM2 Fig. 36 Shure-MV51-Microphone.jpg

In figura 35 un microfono digitale con driver per l’interfacciamento con computer iOS e Windows, con la presenza di un pulsante di accensione e spegnimento ON/OFF, ed uscita per il monitoraggio in cuffia.

In figura 36 un microfono digitale sempre per interfacciamento con computer iOS e Windows e con la presenza di preset DSP ( 5 preset ), con i quali è possibile scegliere un tipo di equalizzazione standard in base al tipo di ripresa che si deve fare. Oltre alla presenza di un uscita per monitoraggio in cuffia ed indicatore di livello a led.

Fig. 37 gallery-mv88-03.jpg     Fig. 38 SHURE_Shx2uB_1024x1024.jpg

In figura 37 un microfono digitale per l’interfacciamento con smartphone iOS, ma ne esistono anche per Android ed altri sistemi operativi ( generalmente sono microfoni con capsula stereo, il quale argomento verrà analizzato in altri articoli ).

In figura 38 un adattatore ( convertitore/DSP ) il quale collegato ad un comune microfono analogico ( in questo caso anche a condensatore vista la presenza della possibilità di inviare phantom a +48 V ), tramite connessione XLR, ma trovabili anche con ingresso a Jack TRS, permette di trasformare il microfono analogico in digitale, in questo caso con uscita USB per l’interfacciamento con PC e iOS. Presenta controlli di guadagno di pre-amplificazione per il segnale in ingresso al modulo adattatore, controlli sul volume di uscita dopo lo stadio di conversione A/D ed un uscita con controllo volume per il monitoraggio in cuffia.

n.b. Quest’ultima di figura 38 non è mai la soluzione migliore, in quanto si portano in serie i circuiti del microfono analogico e quelli dell’adattatore/convertitore con un conseguente incremento del rumore e riduzione della dinamica complessiva, mentre i quelli puramente digitali le parti analogiche sono spesso eliminate, a parte a volte il pre-amplificatore.

Come detto grazie alla bidirezionalità dei protocolli vengono spesso costruiti microfoni con la presenza di un uscita cuffie ( fig. 39 ) o linea per il diretto monitoraggio ( utile soprattutto a livello consumer, broadcast e radio in cui ad esempio seduti sulla sedia è possibile parlare al microfono e contemporaneamente avere un pre-ascolto dell’uscita senza per forza dipendere da una matrice esterna ( mixer audio ), ed avere la più bassa latenza di ritardo possibile, cosa che in protocolli non professionali come quello per collegamenti USB e Lighting, si generano latenze che se il monitoraggio deve essere eseguito da una matrice esterna può facilmente a portare un ritardo percepibile e non più utile perchè disturbante ( oltre i 3 – 5 ms ).

Fig. 39 samson_microfono_usb_meteor_mic_zecchinimusica_big_9819.jpg

 

Specifiche Tecniche

Le specifiche dei microfoni digitali dipendono come per quelli analogici dal tipo di capsula, forma e dimensioni utilizzate con l’aggiunta delle proprietà definite dai chip di conversione A/D e DSP.

Considerando l’elemento microfono singolarmente, le caratteristiche viste fino adesso presupponendo una componentistica integrata di qualità sono molto simili, quello che ha di vantaggio il microfono digitale è riscontrabile in fondo alla catena audio ( alla diffusione ), in cui grazie al dominio digitale si riescono a mantenere molto meglio i valori iniziali come da caratteristiche tecniche che considerando un microfono analogico, il quale perde facilmente le sue proprietà già al primo stadio di pre-amplificazione esterna.

 

Campionamento e Quantizzazione:

Il campionamento più utilizzato è 48 Khz a 16 o 24 bit, i microfoni più professionali arrivano anche a 96 Khz a 16 o 24 bit. Se il chip integrato è PCM a 32FP ci sarà un processo di abbassamento di quantizzazione verso i valori definiti dal protocollo e circuiteria di ingresso a cui verrà collegato il microfono, offrendo un calo dei valori dinamici, ma sempre più alti che utilizzando un chip Sigma-Delta o PCM a 16 o 24 bit.

 

Conclusioni

Con il microfono digitale è possibile trasferire il segnale audio a livello elettrico via cavo ( wired ) o in radiofrequenza ( wireless ) sotto forma di onde quadre e sistema binario.

n.b. Analizzeremo più in dettaglio i Radiomicrofoni Digitali in altre argomentazioni.

Come per ogni altro dispositivo digitale esistono poi interfacce per la conversione verso altri protocolli.

 

Altro sui Microfoni:

Microfoni – I ( Principio di Funzionamento, Tipologie di Microfoni, Microfoni di Ripresa, Diagrammi Polari )

Microfoni – II ( Altri Diagrammi Polari )

Microfoni – III ( Caratteristiche Polari, End e Side Fire, Wired e Wireless, Diaframma Mobile, Altre tipologie di Diaframma )

Microfoni – IV ( Microfoni di Velocità e Spostamento, Larsen e Feedback, Posizionamento di Monitor, Effetto Prossimità, Comb Filtering, Doppio Diaframma Mobile, Sospensioni Mobili )

Microfoni – V ( Categorie dei Microfoni di Ripresa, Microfoni Analogici, Cenni Storici, Microfoni a Carbone, Microfoni Piezoelettrici, Microfoni Ceramici )

Microfoni – VI ( Microfoni a Nastro, Microfoni Dinamici )

Microfoni – VII ( Microfoni a Condensatore )

Microfoni – VIII ( Microfoni Valvolari, Parabole, Shotgun )

Microfoni – IX ( Microfoni PZM, Boundary Layer, Gooseneck )

Microfoni – XI ( Sub Kick, Doppio Elemento, Array di Microfoni, Microfoni di Misura, Calibratori Acustici )

Microfoni – XII ( Sonde Intensimetriche, Idrofoni, Microfoni Laser, Caratteristiche Tecniche )

Microfoni – XIII ( Aste Microfoniche, Accessori e Supporti, Pop Filter e Wind Filter, Zeppelin, Shock Mount, Reflection Filter )

 

Acquista Microfoni Audio dai principali Store

 

Microfoni

logo amazon.it

Thomann_logo1

The-new-eBay-logo

 

Microfoni Lavalier

logo amazon.it

Thomann_logo1

The-new-eBay-logo

 

Microfoni Headset

logo amazon.it

Thomann_logo1

The-new-eBay-logo

 

 

Microfoni Digitali

logo amazon.it

Thomann_logo1

The-new-eBay-logo

Applicazioni di Trading Online Sponsorizzate

DESKTOP

MOBILE

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...