Mikrofonernas Direktivitet (Kardioid, Omni, Figur 8…)

För att veta vilken mikrofon som ska användas för ljudinspelning, är det framför allt viktigt att känna till dess direktivitet: kardioid, omni, figur 8, eller annat…

Direktivitet är en inneboende egenskap hos mikrofoner som faktiskt har stor påverkan på hur ljudet fångas — och därmed på den potentiella kvaliteten på inspelningarna.

Till exempel är Neumann TLM 103 kardioid, medan Warm Audio WA44 är av typen “figur 8”.

Om dessa termer inte är klara för dig, ingen fara, för i denna artikel kommer du att lära dig på ett tydligt sätt:

  • vad direktivitet exakt är;
  • och hur man väljer rätt direktivitet när du köper eller väljer en mikrofon för ljudinspelning.

Definition: vad är direktivitet?

Direktivitet är mikrofonens känslighet beroende på riktningen varifrån ljudet kommer.

Man pratar ibland om riktad känslighet.

Till exempel kommer vissa mikrofoner att vara mycket riktade, i den meningen att de bara kommer att spela in det som finns framför dem.

Å andra sidan kommer andra att kunna fånga omgivande ljud på ett mer homogent sätt, oavsett var ljudkällan befinner sig i förhållande till mikrofonen.

Uppenbar konsekvens: direktiviteten hos en mikrofon kommer att avgöra hur den kan användas.

Representera direktivitet

Innan vi går in på djupet av ämnet, föreslår jag att vi först tittar på hur man representerar direktivitet, för att bättre förstå de diagram som presenteras senare.

Vi använder det som kallas polära diagram, som detta:

Exempel på polärt diagram
Exempel på det polära diagrammet för en hypotetisk mikrofon

Denna representation, mycket praktisk, är baserad på ett enkelt koncept: man måste föreställa sig mikrofonen som studeras i mitten.

Cirklarna representerar det akustiska utrymmet som omger den, i 360 grader:

  • 0° = framför mikrofonen
  • 180° = bakom mikrofonen

Dessutom är varje cirkel kopplad till ett värde av signaldämpning angivet i decibel (dB).

I detta diagram finner vi slutligen en kurva (i orange här) som kännetecknar mikrofonens känslighet beroende på vinkeln mellan ljudkällan och framsidan av utrustningen. Det är alltså den som kommer att representera direktiviteten.

I det polära diagrammet för mikrofonen som presenteras ovan kan vi till exempel se att mikrofonen är mer känslig framifrån än bakifrån.

Å andra sidan är den mycket lite känslig på sidorna.

Så, nu när du vet exakt vad dessa polära diagram representerar, kan vi gå in på djupet av ämnet genom att analysera alla existerande direktiviteter.

Men först, om du vill ha en översikt över de viktigaste existerande direktiviteterna, klicka på bilden nedan för att ladda ner den i PDF-format, så kan du ha den till hands och/eller skriva ut den.

Direktivitet hos mikrofoner - Sammanfattning

Omnidirektionella mikrofoner

Omnidirektionella mikrofoner (ofta kallade “omnis”) fungerar som trycksensorer, vilket innebär att de spelar in ljud med en riktad känslighet som är identisk i alla riktningar, oavsett var ljudkällan befinner sig i förhållande till mikrofonen.

Direktivitet hos Omnidirektionell Mikrofon
Polärt diagram för en omni-mikrofon

Fördelar med omnidirektionella mikrofoner

Tack vare sin design har dessa mikrofoner flera fördelar:

  • De de påverkas inte av närhetseffekten (se längst ner i artikeln för en detaljerad förklaring), vilket innebär att ljudet inte blir överdrivet djupt när ljudkällan är mycket nära mikrofonen.
  • De är mindre känsliga för plosiver (de explosiva ljud som produceras av bokstäverna “b” och “p”), till skillnad från riktade mikrofoner.
  • Deras frekvensrespons är ofta mer naturlig, eftersom de inte färgar ljudet beroende på infallsvinkeln.

Nackdelar och begränsningar

Men omnidirektionell riktning medför flera begränsningar:

  • De är mycket känsliga för rummets akustik, vilket kan vara ett problem i en akustiskt obehandlad miljö.
  • De fångar alla omgivande ljud, vilket gör det svårt att isolera en specifik ljudkälla, som ett instrument i en grupp.
  • De är mer benägna att få feedback när de används med scenmonitorer.

Vanliga användningar av omnidirektionella mikrofoner

De vanligaste omnidirektionella mikrofonerna är lavaliere-mikrofoner. Deras riktning gör att de kan fånga ljud jämnt, oavsett mikrofonens orientering på ett plagg.

I studion, även om dessa mikrofoner är mindre vanliga än riktade modeller, används de regelbundet:

  • Trumoverheads, för att fånga en naturlig och balanserad ljudbild av hela trumsetet.
  • Inspelning av akustiska instrument som akustisk gitarr, fiol eller piano, där neutraliteten i inspelningen är en fördel.
  • Inspelning av omgivande ljud, särskilt vid immersiv inspelning eller inspelning av körer.

Sammanfattningsvis finns det många möjliga tillämpningar, men som nämnts tidigare är det viktigt att spela in i ett rum med bra akustik.

Det är särskilt anledningen till att omnidirektionella mikrofoner används något mindre i hemmastudior, eftersom man inte alltid har möjlighet att verkligen kontrollera akustiken i sitt rum.

Ett exempel på en omnidirektionell mikrofon

Microphones Omni Neumann KM183

För att ge ett exempel, för användning i studio, är Neumann KM 183 ett utmärkt val.

Denna omnidirektionella kondensatormikrofon är perfekt för trumoverheads, inspelning av piano eller fångst av omgivande ljud tack vare sin ganska låga bakgrundsbrus och anmärkningsvärda precision.

Kardioida mikrofoner

Vad är en kardioid mikrofon?

Tja, det är en mikrofon som har ett hjärtformat polardiagram, därav namnet.

Directivité de Microphone Cardioïde
Polardiagram för en kardioid mikrofon

Faktum är att kardioida mikrofoner troligen är de mest använda i studio och hemmastudio, med sina detaljerade variationer lite längre ner.

Detta beror på att de endast är känsliga för ljud som kommer framifrån, vilket gör att oönskade ljud och efterklang från rummet kan begränsas.

Man pratar ibland om “unidirektionell” mikrofon för att betona att mikrofonen är särskilt känslig i en viss riktning.

Fördelar med kardioida mikrofoner

Men varför välja en kardioid mikrofon?

Väl, här är de viktigaste anledningarna:

  • Isolering av oönskade ljud: Till skillnad från en omnidirektionell mikrofon fångar en kardioid mikrofon inte ljud som kommer bakifrån, vilket minimerar bakgrundsbrus och feedbackfenomen.
  • Allsidig användning: Oavsett om det handlar om att spela in en röst, en gitarrförstärkare eller trummor, är kardioid mikrofonen ett utmärkt val.

Nackdelar med kardioida mikrofoner

  • Off-axis färgning: Om ljudkällan rör sig sidledes kan frekvensresponsen förändras, vilket särskilt kan leda till en förlust av klarhet. Det är en punkt att hålla koll på för sångare som rör sig mycket i studion eller på scen.
  • Ändå känslig för sidoljud: Man kan ibland tro att kardioida mikrofoner bara fångar ljud som kommer “från framsidan”. Det sagt, som man kan se på det polära diagrammet precis ovanför, är det inte helt sant: de fångar också lite ljud från sidorna. Detta är något att ha i åtanke när man placerar ljudabsorberande paneler under inspelningar.

Tekniken bakom kardioida mikrofoner

Man skulle kunna tro att formen på kardioider är kopplad till en teknik som är oberoende av de andra riktningarna som presenteras.

I verkligheten handlar det ofta om en kombination av riktningarna “omni” och “figur åtta”.

Faktum är att på mikrofoner med “figur åtta” är den elektriska polariteten för inspelningar på baksidan av enheten negativ, medan den för omnidirektionella alltid är positiv.

Om man kopplar dessa två mönster, med hjälp av en lämplig elektronisk krets, är det alltså möjligt att generera ett kardioidmönster.

När ska man använda kardioida mikrofoner?

Utan överraskning kommer man främst att använda kardioida mikrofoner när man vill spela in en riktad ljudkälla:

  • för inspelning av röster i studio eller på scen;
  • för att fånga gitarrförstärkare;
  • för att fånga elementen i ett trumkit (virveltrumma, toms…)
  • för inspelning av akustiska instrument (som gitarr)
  • etc.

Detta är alltså den typ av mikrofoner som oftast används i studio och hemmastudio.

Ett exempel på en kardioid mikrofon

Det finns dussintals och åter dussintals kardioida mikrofoner, så det är svårt att välja en enda…

Men för att ge er ett vanligt exempel: oavsett om det är live eller i studio, hittar man väldigt ofta Shure SM57, som på bilden ovan. Det är en av de mest använda kardioida mikrofonerna för att spela in virveltrummor eller gitarrförstärkare, eftersom den effektivt isolerar den huvudsakliga ljudkällan samtidigt som den minimerar omgivande ljud.

Men för fler förslag på kardioida mikrofoner, tveka inte att kolla till exempel min urval av de bästa statiska mikrofonerna.

Så, mikrofon med kardioid eller omnidirektionell?

Okej, jag tror att med de element som redan finns i artikeln kan ni få en tydlig uppfattning om när man ska använda en kardioidmikrofon istället för en omni, men låt oss ta oss tid att säga saker och ting klart.

För det mesta i hemmastudio rekommenderar jag att använda kardioidmikrofoner.

Enkelt för att hemmastudior ofta inte har perfekt akustik.

Men om du spelar in på en plats med bra akustik, och vill dra nytta av den mer naturliga sidan av omni-mikrofoner och/eller avsaknaden av närhetseffekt — då kan det vara meningsfullt att använda omni-mikrofoner.

Särskilt om din inspelning syftar till att fånga en atmosfär (körer, rum, etc…).

Superkardioida och hyperkardioida mikrofoner

Superkardioida och hyperkardioida mikrofoner är helt enkelt variationer av kardioidens riktning.

De kännetecknas av en mer begränsad känslighet framåt i termer av vinkel, men å sin sida har de mer känslighet bakåt, som ni kan se på de polära diagrammen nedan

Direktivitet för superkardioida och hyperkardioida mikrofoner
Superkardioid (till vänster) och hyperkardioid (till höger)

Egenskaper hos superkardioida och hyperkardioida mikrofoner

Överlag liknar de två lite de kardioidmikrofoner vi redan har pratat om.

Detta sagt, i fallet med superkardioida mikrofoner, har vi:

  • en mer snäv riktning framåt än en klassisk kardioid, med en mer begränsad fångstvinkel (i genomsnitt 115°);
  • en betydande känslighet bakåt på mikrofonen.

I fallet med hyperkardioida mikrofoner har vi däremot:

  • en ännu smalare riktning, med en fångstvinkel runt 105°.
  • mycket bra isolering av omgivande ljud och ett starkt motstånd mot feedback-effekter.
  • men ändå en mer uttalad bakåtkänslighet än en superkardioid.

Med andra ord, ju snävare riktningen är, desto mer isolerar mikrofonen den huvudsakliga ljudkällan, men desto mer krävande blir den när det gäller placering och användningsteknik.

Fördelar med superkardioida och hyperkardioida mikrofoner

  • Bättre avvisning av oönskade ljud: Dessa mikrofoner är idealiska för studioinspelning eller på scen, särskilt för att isolera en röst eller ett instrument i en bullrig miljö.
  • Kontroll av ljud på scen: Genom att fånga ett mer begränsat ljudfält minskar de risken för läckage (ljudet av andra instrument som kommer in i mikrofonen) och begränsar fenomenet feedback.

Nackdelar med superkardioida och hyperkardioida mikrofoner

  • Mer exakt placering: En hyperkardioid mikrofon är mycket krävande när det gäller positionering. En sångare som rör sig för långt bort från axeln kommer att förlora klarhet och närvaro.
  • Bakåtkänslighet att hantera: Till skillnad från kardioidmikrofoner, som avvisar ljud som ligger direkt bakom, fångar superkardioida och hyperkardioida mikrofoner något av de bakre ljuden. Det är därför viktigt att undvika att placera en oönskad ljudkälla där, som en dåligt placerad scenmonitor.

Tips: Om du använder en superkardioid mikrofon i hemmastudio är det fortfarande möjligt att minska effekten av rummet bakom mikrofonen genom att använda akustisk behandling eller till exempel en akustisk skärm för mikrofon som denna.

När ska man använda superkardioida och hyperkardioida mikrofoner?

Naturligtvis, på grund av deras riktningsegenskaper, är detta mikrofoner som är lite mer komplexa att använda än standard kardioidmikrofoner.

Vad gäller superkardioida mikrofoner kan de användas för att mer exakt fånga en ljudkälla i rum där rummets akustik är otillräcklig…

…men också när man vill fånga ett specifikt ljud som ljudet av en virveltrumma samtidigt som man undviker läckage från andra instrument som cymbaler.

Hypercardioid mikrofoner kommer också att användas för trummor, men även i vissa dokumentärer, förutsatt att ljudkällan självklart inte är i rörelse.

Så, cardioid eller supercardioid mikrofon?

Om vi befinner oss i en inspelningskontext som studio / hemmastudio, tycker jag att det är bättre att först arbeta med cardioid mikrofoner.

Faktum är att eftersom de är något mindre riktade, ger de större flexibilitet: det finns liten risk att inspelningen blir medelmåttig för att sångaren har rört på huvudet lite.

Så, om du vid läsningen av denna artikel undrar “Vad är den bästa mikrofonriktningen för att spela in sång?”, är mitt svar tydligt: cardioid riktning.

Å andra sidan, om du arbetar i en komplex miljö där ljudprecision är viktig (jag tänker särskilt på trummor eller live), då kan det vara värt att använda supercardioid mikrofoner.

“Figur 8” eller bidirektionella mikrofoner

Mikrofonens riktning "Figur 8"

Typiskt är riktningen som man hittar i bandmikrofoner.

“Figur 8” mikrofoner, till skillnad från omnidirektionella, fungerar som tryckgradient sensorer. Det betyder att de mäter en tryckskillnad mellan framsidan och baksidan av kapseln, snarare än trycket i sig.

Konsekvens: de är känsliga för ljudkällor som ligger framför och bakom mikrofonen, medan ljud som kommer från sidorna hamnar i ett dödzon. Det är vad man kan se på det polära diagrammet här intill.

Det är värt att notera att det polära diagrammet vanligtvis är identiskt oavsett frekvenser, vilket inte alltid är fallet med alla mikrofoner.

Fördelar och nackdelar med bidirektionella mikrofoner

“Figur 8” mikrofoner är lite speciella mikrofoner som inte används så ofta.

Ur fördelar kan man notera:

  • effektiv sidoseparation: Tack vare deras totala avvisande av ljud som kommer från sidorna, möjliggör figur 8 mikrofoner effektiv isolering av två distinkta källor placerade framför och bakom mikrofonen.
  • markant närhetseffekt: Precis som riktade mikrofoner har bidirektionella mikrofoner en betydande närhetseffekt, vilket kan användas för att berika inspelningen av röster eller instrument med extra värme.

Men de kommer också med en del nackdelar:

  • Ökad känslighet för rummets akustik: En bidirektionell mikrofon fångar lika mycket framifrån som bakifrån, vilket kan vara problematiskt i en bullrig eller akustiskt dåligt behandlad miljö.
  • Närhetseffekt: Även om denna effekt kan vara en fördel för vissa källor, kan den också tynga ljudet och kräva behandling vid mixning för att undvika en alltför “boomy” inspelning.
  • Mindre lämplig för live-scener: På grund av deras höga känslighet för bakgrundsljud är de mer benägna att feedbacka vid konserter, särskilt om scenmonitorer placeras i deras inspelningsaxel.
  • Ömtålighet (i vissa fall): ett antal “figur 8” mikrofoner är bandmikrofoner. Dessa mikrofoner är ganska ömtåliga och bör absolut inte matas med 48 volt (phantommatning), annars riskerar man att skada dem.

När ska man använda “figur 8” mikrofoner?

Faktum är att känsligheten framåt och bakåt hos dessa bidirektionella mikrofoner gör dem användbara för att fånga ljudet i ett rum samtidigt som de förblir något riktade.

Många användningar är möjliga:

  • inspelning av en duo av sångare/sångerskor, genom att placera artisterna på varsin sida av mikrofonen.
  • inspelning av en sångare/gitarrist solo, genom att fånga både rösten och instrumentet utan för mycket sidoinspelning.
  • inspelning av en gitarrförstärkare, särskilt med en bandmikrofon för att fånga både det direkta ljudet från förstärkaren och rummets atmosfär.
  • Mid/Side (M/S) inspelningstekniker, som möjliggör stor flexibilitet i stereomixning.
  • orkestrala inspelningar eller piano, där en bidirektionell mikrofon kan användas för att spela in instrumentet samtidigt som man subtilt integrerar akustiken i rummet.

Ett exempel på en bidirektionell mikrofon

För att ge dig ett exempel, WA-44 från Warm Audio som visas på bilden ovan är just en bandmikrofon… som har en direktivitet av typen “figur 8”.

Mikrofoner med flera direktiviteter

Mikrofon Multi-direktivités AKG C414

Vissa mikrofoner är utrustade med avancerad teknik som gör det möjligt att ändra direktivitet beroende på inspelningsbehov.

I stället för att vara begränsade till ett enda inspelningsläge, erbjuder dessa mikrofoner värdefull flexibilitet i studio och professionell ljudupptagning.

Tack vare en inbyggd elektronisk krets eller en design som använder flera interna kapslar, kan dessa mikrofoner växla mellan olika direktiviteter, från omnidirektionell (jämn upptagning i 360°) till bidirektionell direktivitet (figur 8), inklusive olika mellanlägen som kardioid, superkardioid eller hyperkardioid.

En ikonisk exempel på denna typ av mikrofon är den berömda AKG C414 (bilden bredvid), som har en inbyggd direktivitetsväljare som gör det möjligt att välja mellan nio inspelningslägen.

Dess mångsidighet gör den till ett uppskattat verktyg i studion, vilket möjliggör både inspelning av röster och ljudupptagning av akustiska instrument eller omgivningar.

Detta är typiskt fallet med den berömda C414 från AKG (bilden bredvid), där en reglage placerad på mikrofonen gör det möjligt att välja en av de 9 tillgängliga direktiviteterna.

Ett ord om närhetseffekten

Närhetseffekten är ett välkänt fenomen som främst påverkar mikrofoner med kardioid eller 8-direktivitet.

Enkelt uttryckt: ju närmare ljudkällan är dessa mikrofoner, desto mer framträdande blir baserna.

Detta kan vara önskvärt eller inte.

Typiskt sett, vid sång, gör detta att man får en varmare eller mer intim ljudkaraktär.

Tekniken används därför regelbundet inom rap och för allt som rör “spoken words”.

Ett typiskt exempel?

Leonard Cohen utan tvekan! 🙂 :

Avslutningsvis

Sammanfattningsvis är de tre huvudsakliga direktiviteterna följande:

  • Cardioid — den mest använda i studio och hemmastudio, den motsvarar mikrofoner som är känsliga endast för ljud som kommer framifrån;
  • Omnidirectional — dessa mikrofoner är känsliga för ljud på samma sätt i 360°, oavsett var ljudkällan befinner sig;
  • Figur 8 — mikrofonen fångar ljud som kommer framifrån och bakifrån men är inte känslig för laterala ljudkällor.

Och därtill kommer mellanliggande direktivitet, som supercardioid och hypercardioid.

Naturligtvis motsvarar varje direktivitet ett visst antal möjliga användningar, även om cardioid direktivitet är den vanligaste i hemmastudio av uppenbara skäl relaterade till inspelningsförhållanden.

Fortsätt läsa: Den kompletta guiden till studiomikrofoner

(Obs: Bilder av polära diagram är modifierade från ett originalverk av Galak76 och är under licens CC BY-SA 3.0.)