Микрофоны Sennheiser серии MKH: история и современность

Меньше года осталось до годовщины, которая, без сомнения, будет отмечена всеми ценителями высококачественного акустического оборудования: в 1945 году инженер Фритц Зеннхайзер основал в германском городе Веннебостель небольшую фирму Labor W со штатом из семи человек, которые занимались производством ламповых вольтметров. Через год фирма начинает производство наушников — аппаратуры, которая в будущем станет её основным продуктом, в 1947 г. выпускает свои первые микрофоны, а 1958 г. меняет имя на Sennheiser Electronic. Сегодня продукция Sennheiser радует самых взыскательных покупателей – от самых широких масс потребителей, слушающих музыку через выпускаемые компанией наушники, до звезд мировой величины, использующих микрофоны, системы ушного мониторинга и другое профессиональное оборудование Sennheiser.

В преддверии славного юбилея мы хотим рассказать о наиболее значимых продуктах Sennheiser, в число которых, несомненно, входят микрофоны серии MKH. Первые образцы этой легендарной серии были показаны компанией в 1961 году на Германской промышленной выставке. Сегодня их можно встретить в самых лучших студиях звукозаписи (в том числе знаменитой Abbey Road), они используются при производстве телепрограмм, вещании и кинопроизводстве. Это будет информация «из первых рук»: об истории микрофонов серии MKH нам рассказывает Манфред Хиббинг (Manfred Hibbing), продукт-инженер Sennheiser Electronic.

О пользе высоких частот

Профессиональные конденсаторные микрофоны Sennheiser серии MKH работают на радиочастотном (РЧ) принципе, однако они, безусловно, не имеют никакого отношения к радиомикрофонам. Этот специфический принцип действия не виден снаружи, но позволяет чётко отличать микрофоны серии MKH от других конденсаторных микрофонов и обеспечивает им исключительные рабочие свойства.

Каков же принцип действия РЧ-микрофонной технологии? Он очень прост: звуковые волны отклоняют диафрагму конденсаторного капсюля и изменяют ёмкость между диафрагмой и ближайшим электродом (подложкой). В отличие от более распространенных низкочастотных (AF-конденсаторных) методов, изменение ёмкости не преобразуется непосредственно в аудио сигналы, но модулирует высокочастотный (радиочастотный) сигнал, генерируемый внутри микрофона осциллятором.

Затем этот сигнал прямо внутри микрофона демодулируется, в результате воссоздаётся звуковой сигнал, но с очень низким, более подходящим для входа транзисторного усилителя сопротивлением.

Первый выпущенный компанией Sennheiser конденсаторный РЧ-микрофон MKH 104 (ненаправленный)

В 1962 году Sennheiser выпустил ненаправленный микрофон MKH 104 — первый конденсаторный РЧ-микрофон, и вслед за ним — кардиоидный MKH 404.

Больше низов и меньше шумов

У РЧ-цепи низкое выходное сопротивление. Поэтому у неё низкий уровень собственных шумов. Эти свойства позволяют корректировать (эквализировать) частотную характеристику, не добавляя шумов. Например, можно существенно расширить отдачу области низких частот.

Корректировка АЧХ возможна также и на высоких частотах, таким образом, можно избежать применения акустических резонаторов, которые используется во многих AF-конденсаторных микрофонах. Это предотвращает тональную окраску звука.

У РЧ-принципа есть ещё одно важное практическое преимущество. Низкое электрическое сопротивление капсюля обеспечивает иммунитет от вредного влияния влажности, потому что возникающий при воздействии влаги сопротивление утечки (герметичность) намного превышает сопротивление капсюля. В результате микрофоны MKH прекрасно подходят для наружного использования. В нормальных AF-конденсаторах заряд легко просачивается через изоляцию на молекулах воды, что может привести к возникновению шумов и «треска». Именно поэтому полевая звукозапись стала важной областью применения микрофонов MKH, особенно после того, как стали доступны микрофоны, построенные по принципу интерференционной трубы («пушки») — узконаправленные и прекрасно справляющиеся с окружающими шумами. Короткие «пушки» MKH 415 и MKH 416 вскоре стали промышленным стандартом. 

Короткая «пушка» MKH 416

Новая линейка микрофонов

Новый вызов перед развитием микрофонов встал в начале 1980-х годов, когда появилась цифровая запись и «винил» со временем заменили компакт-диски. Теперь знатоки музыки могли слышать те же филигранные оттенки, что и звукорежиссер в процессе записи. Но зато теперь любой человек с достойным оборудованием мог обнаружить любые недостатки микрофонов, ранее скрытые шумами, а также искажениями на магнитной ленте и виниловых пластинках. В это время Sennheiser проводил исследования в тональных различиях между студийными микрофонами, чтобы оптимизировать характеристики своей новой линейки.

В начале 1980-х годов была разработана новая линейка микрофонов с идентичными техническими характеристиками и различиями лишь в конкретных характеристиках направленности. Важно отметить, что частотная характеристика у всех типов микрофонов была ровной, а звучание — нейтральным, без усиления и уменьшения энергии на какой-либо частоте. РЧ-схема была полностью переработана.

Кардиоидный микрофон MKH 4

Кардиоидный MKH 40

MKH 40, первый микрофон новой линейки MKH был запущен в производство в 1985 году. Этот микрофон фактически вобрал в себя все фундаментальные характеристики последующих моделей. Частотная отдача была практически линейной в диапазоне от 40 Гц до 20 кГц, а характеристики направленности — стабильными в широком диапазоне частот. Искажения был крайне малыми, а эквивалентный уровень шума очень низким. Высокая чувствительность обеспечивала помехоустойчивость даже при использовании длинных кабелей и значительно уменьшала уровень собственных шумов микрофонного усилителя. В микрофон были встроены переключатели ослабления чувствительности и среза низких частот, компенсирующего эффект приближения (proximity effect). Положительные отзывы звукорежиссеров обнадеживали и свидетельствовали не только об улучшении результатов измерений, но и о фактическом улучшении звучания в условиях реальной записи.

Ненаправленный MKH 20

Очередным типом микрофона, созданным по многочисленным просьбам звукоинженеров, был ненаправленный (круговой). Этот тип микрофонов был заново открыт в начале эры цифрового аудио, когда появилось желание передать в записи как можно больше впечатлений от акустики помещений. MKH 20 (запущен в производство в 1986 г.) полностью соответствовал этим ожиданиям, т.к. уровень его собственных шумов был настолько мал, что позволял зафиксировать самые тонкие нюансы тональной структуры. При использовании ненаправленных микрофонов, как правило, стоит выбор между версиями, оптимизированными для работы в свободном (free-field) или диффузном (diffuse-field) поле. MKH 20 оборудован переключателем характеристик для обеих версий. Кроме того, он поставляется со съемным компрессионным кольцом для тонкой настройки баланса высоких частот.

Двунаправленный MKH 30 (направленность в виде восьмёрки)

Двунаправленный MKH 30 (направленность в виде восьмёрки)

MKH 30 (выпущен в 1987 г.) разрабатывался как «полноправный» студийный микрофон с ровной и широкой АЧХ. Он используется в качестве точечного (spot) микрофона, обеспечивающего эффективное акустическое разделение между соседними источниками звука. Кроме того, частотно-независимая направленность и тональная нейтральность обеспечивает более высокую степень усиления, чем другие типы микрофонов. Наконец, благодаря идентичности переднего и заднего «лепестков» направленности MKH 30 является идеальным инструментом для звукозаписи в технике MS.  

Суперкардиодный MKH 50

Следующим «по расписанию» типом микрофона был супер-кардиоидный. По сравнению с кардиоидными, супер-кардиоидные микрофоны, как правило, воспроизводят меньше низких частот. MKH 50 (запущен в производство в 1988 г.) порвал с этой традицией: его отдача по НЧ так же широка, как у MKH 40, при этом так же хорошо сбалансирована направленность на высоких частотах. Причиной этого является влияние эффекта нарастания звукового давления в зоне перед мембраной. Все микрофоны склонны к этому эффекту на высоких частотах, но он почти не проявляется на низких и возникает в случае, если высокочастотные звуковые волны не огибают, а отражаются от микрофона, который работает как акустическое препятствие. Утонченный акустической дизайн MKH 50 обеспечивает плавный переход от супер-кардиоидной характеристики направленности к показателям, свойственным зоне нарастания давления.

Микрофон типа интерференционная труба («пушка») MKH 60 и MKH 70

Очередная разработка дополнила микрофоны типа интерференционная труба («пушка») MKH 416 и MKH 816. Новые «пушки» MKH 60 (короткая) и MKH 70 (длинная) (обе запущены в производство в 1991 г.) не заменили предшественников, но расширили линейку. Так, MKH 60 чуть длиннее MKH 416, а MKH 70 немного короче MKH 816. Для многих ситуаций MKH 816 был слишком длинным и тяжёлым, и профессионалы предпочли MKH 70. Зато MKH 60 стал спутником MKH 416 и используется там, где требуется большая направленность, а также как точечный микрофон для записи на больших расстояниях от источника. Его вес сведён к минимуму без ущерба для механической прочности. Оба микрофона имеют аттенюаторы, а также выключатели НЧ и ВЧ фильтров.

Матричный микрофон MKH 800

Матричный микрофон MKH 800

MKH 80 был запущен в 1993 году как первый MKH с переключаемой направленностью (круговая, широкая кардиоида, кардиоида, супер-кардиоида и «восьмёрка»). В 2000 году был заменён на MKH 800, первый в линейке MKH микрофон с диапазоном частот выше 50 кГц. Обе модели построены на основе двойного капсюля с двумя симметричными двухтактными преобразователями. Новый дизайн избежал недостатков обычных преобразователей со сдвоенной диафрагмой. Хорошо известно, что «кардиоида» или «супер-кардиоида» таких преобразователей расширяется в области НЧ и, следовательно, может привести к нежелательному усилению низких частот в реверберационной среде. В капсюлях-близнецах MKH используются дополнительные акустические материалы, стабилизирующие направленность на низких частотах. Т.о., область применения этих микрофонов очень широка: они абсолютно нейтрально передают окружающее звуковое пространство, хороши и как точечные микрофоны, т.к. при высокой чувствительности не вносят в звук никакой окраски. Расширенная отдача MKH 800 по ВЧ является вкладом компании Sennheiser в улучшение технологии цифровой записи, т.к. соответствует более высокой частоте дискретизации, расширяющей рабочий диапазон в области ВЧ по крайней мере на одну октаву. Хотя вопрос, воспринимает ли человеческий слух частоты выше 20 кГц, остаётся открытым, профессионалы сходятся в том, что расширенный диапазон частот вовсе не следует отфильтровывать. Система записи высокого разрешения и MKH 800 дают звукорежиссеру уверенность, что он на правильном пути.

Универсальный микрофон MKH 800 TWIN

Универсальный MKH 800 TWIN

Из опыта звукорежиссеров хорошо известно, что направленность микрофона может оказаться неоптимальной, причём обнаружится это во время или после записи, когда никакие изменения уже невозможны. MKH 800 TWIN (запущен в производство в 2008 г.) предлагает умное решение этой проблемы. С технической точки зрения TWIN построен на базе MKH 800 и тех же двух преобразователей с их фронтальной и задней кардиоидной направленностями. Однако сигналы этих преобразователей внутри микрофона не объединяются (в целях создания специфической диаграммы направленности), они доступны отдельно друг от друга на выходе микрофона. Следовательно, их можно прослушать через мониторы и смикшировать на микшерной консоли.

Мониторинг позволяет плавно, без шумов и задержек, оптимизировать рисунок направленности даже во время живого исполнения.

Некоторые цифровые микрофоны обеспечивают дистанционное управление диаграммой направленности, но при этом сигналы объединяются внутри микрофона, при этом информация о сигнале безвозвратно теряется. На контрасте, MKH 800 TWIN сохраняет всю информацию в двух каналах. Если сохранены оба сигнала, эта информация тоже будет доступна в будущем. В практике звукозаписи это нечто совершенно новое: появилась максимальная гибкость в процессе пост-производства и отпала необходимость определения направленности микрофона перед записью.  

Профессор Фритц Зеннхайзер получает «технический Оскар» за микрофон MKH 816 («короткая пушка»)

В 1987 г. американская Академия киноискусств удостоила микрофон микрофон MKH 816 («короткая пушка») почетной награды – так называемого «технического Оскара». Получая золотую статуэтку, профессор Фритц Зеннхайзер со свойственной ему скромностью сказал: «Обладателем этой награды стал не я – им стал микрофон!». 

Конденсаторный микрофон MKH 8090 с широкой кардиоидной направленностью (выпущен в 2012 году)

Новая линейка MKH 8000

Для разработки новой линейки MKH 8000 было много причин. В 2007 году были запущены в производство модели MKH 8020 (ненаправленный), MKH 8040 (кардиоидный) и MKH 8050 (супер-кардиоидный), с тех пор ассортимент постоянно расширяется. Одной из важнейших целей был визуально ненавязчивый дизайн, удобный для кино- и ТВ-производства. Кроме того, для большей универсальности применения была запланирована модульная концепция. С самого начала было решено, что технические характеристики линейки MKH должны быть сохранены или, в идеале, улучшены. Выполнить эту задачу оказалось непросто, т.к. и спустя 20 лет с начала производства планка качества легендарной линейки MKH оставалась очень высокой.

Диаметр и длина новых микрофонов были существенно уменьшены благодаря использованию малогабаритных электронных компонентов (SMD). Кроме того, были применены новые производственные технологии. Очевидно, что остались без изменений великолепные показатели по шумам. Диапазон воспроизводимых частот в целом увеличился до 50 кГц, что потребовало тонкой перенастройки конструкции капсюля. Электронная схемотехника была взята из модели MKH 800.

Модульность — ещё один аспект обновлённой линейки MKH. На модули разделяются не только преобразователь и блок электроники (как обычно), а микрофонные блоки в целом. Такая концепция соединяет функционально связанные части в одно целое и, таким образом, практически исключает проблемы с внешними помехами. 

Последнее, но не менее важное...

Новые микрофоны Sennheiser основаны на почти семидесятилетнем опыте компании в разработке высококлассного акустического оборудования. Все выпускаемые в данный момент модели микрофонов MKH имеют высокий авторитет среди специалистов по звуку, они доказали свою надежность даже в критических условиях внестудийной записи. Радиочастотный (РЧ) принцип, когда-то способствовавший переходу от ламповых технологий к транзисторным, вырос и сегодня является прочным фундаментом для построения современных микрофонов.

<