В очередной раз поднимаю тему микрофонов для измерений. Сравним измерительный микрофон umm-6 с двумя случайными петличками, купленными в крупном сетевом супермаркете буквально за 200р за штуку. Базовый момент - рассматриваем микрофоны с круговой диаграммой направленности (то есть такие микрофоны, запись звука которых слабо зависит от направления микрофона)
Смотрим АЧХ:
С одной стороны – отличия очевидно есть. На высоких частотах очень значительные, порядка 10дБ на 10кГц (и только у одного из двух). С другой стороны – все особенности кривой на средних частотах показаны верно, от 100 до 1000Гц показания идентичны. Не измерительные микрофоны обычно любят заваливать высокие и низкие частоты, поэтому верить показаниям на краях диапазона не стоит. А вот особенности кривой, пики и провалы графика вы наверняка увидите. Форму АЧХ по случайному микрофону я бы смотреть не стал, но выявить грубые проблемы однозначно можно. Провал на 5кГц из вот этого видео или проблему с серединой из этой статьи вы бы увидели любым микрофоном. И найти виновника проблемы тоже смогли бы любым микрофоном.
Смотрим дальше – не АЧХ единой же мы интересуемся! Глянем еще искажения.
ууу! Ужас какой, так вот, оказываются, чем микрофоны отличаются!
Но, этому есть простое объяснение. Вот три графика, показывающий уровень шума и уровень суммарных искажений.
Как видите, во всех случаях графики шума и искажений каждого из микрофонов расположены рядом. Дешевые микрофоны очень сильно шумят, и тот график искажений, который они показывают – это в первую очередь их собственный шум. Искажения акустической системы по уровню тише, чем шумовая полка микрофона, поэтому практически не воспринимаются системой. Поэтому, не корректно ставить диагноз акустике, увидев 5-10% искажений, сначала нужно поинтересоваться уровнем шума, воспринимаемый вашим измерительным трактом. Если график искажений существенно возвышается над уровнем шума, то да, с высокой долей вероятности это проблема акустической системы.
Кстати, и измерительный микрофон не идеален: его шум в этом измерении тоже сопоставим с уровнем искажений, поэтому реальный уровень искажений этой акустической системы может быть еще меньше.
Смотрим дальше: способен ли игрушечный микрофон показать затухания?
Вот три ватерфола тех же графиков, показаны первые 20мс. В качестве опоры возьмем частоту 684Гц (выделено курсором) – на этой частоте длинный шлейф, звук затухает медленно. Хотя рядом (чуть ниже по частоте) есть пик на ачх на 470Гц – от него такого шлейфа нет. Или явное проблемное место на 110Гц – наверняка это долгие комнатные затухания. Смотрим все три графика – на всех эти проблемы можно увидеть в одном и том же виде.
Затухания показаны корректно!
Следующее важное отличие может заключаться в уровне шума. В моем примере разница получилась очень наглядной: измерительный микрофон пишет значительно чище. Вот вам пара ватерфолов с одними и теми же параметрами отображения (на сей раз показан больший временной промежуток и бОльший диапазон по дБ):
Разница очевидна. Измерительный микрофон может показать гораздо больший участок затухания, когда как у не измерительного половина информации тонет в собственных шумах микрофона. Ну а что вы хотели - разница в цене микрофонов в 40 раз! Эту же проблему вы явно заметите при использовании микрофонов по прямому назначению: для записи звука. Измерительный пишет значительно более чисто (но далеко не идеально), запись с петлички с постоянным шипением и гудением на фоне.
Также у петлички очень заметна наводка 50Гц и ее моды - 100, 150, 200, и т.д.
50 Гц торчит и у измерительного, но эта наводка хотя бы тише, чем уровень записываемого сигнала:)
Кстати, именно этой наводкой вызвана разница на графиках АЧХ ниже 100Гц.
Следующее отличие - форма микрофона. Измерительный выполнен в виде трубки, это сделано для того, чтобы отнести капсюль подальше от элементов крепления и особенности корпуса микрофона не создавали лишних отражений, искажая исходный сигнал. Это становится действительно критичным при измерениях с применением временного окна.
Вывод – измерительный микрофон от не измерительного в первую очередь отличается тем, что у измерительного известна АЧХ. В идеале, должен быть калибровочный файл, учитывающий положение микрофона, калибровка для 0 градусов и для 90. Многие бюджетные измерительные микрофоны идут без калибровочного файла: производитель уверяет, что микрофон и так идеален. Это не так:) Но, это совершенно не критично. Погрешности хорошего капсюля как правило в разы меньше, чем неравномерности, которые дает акустика + комната. Плюс, зачем вам идеально ровная АЧХ?:)
Я не вижу проблем в использовании не измерительных микрофонов в том случае, когда нет измерительного или калиброванного: основные проблемы акустики вы увидеть сможете, если они есть. Для идеальной настройки нужен точный инструмент, но проверить основные моменты и найти значимые проблемы звука можно почти любым микрофоном.
Самое главное - понимать, каким показаниям можно доверять, а к каким измерения относиться с осторожностью. И как перепроверить себя и убедиться, что измеренные значения верны. Об этом мы подробно говорим здесь.
