Więcej...

Audio-Technica AT5040

Sprzęt studyjny | 01.08.2016  | Tomasz Wróblewski
Marka:  Audio-Technica

Niewiele osób zastanawia się nad tym, czy kapsuła w mikrofonie pojemnościowym może być wyposażona w membranę o kształcie innym niż koło. Projektanci w firmie Audio-Technica też się nie zastanawiali, tylko po prostu taką kapsułę zrobili i z powodzeniem stosują w swoich mikrofonach od kilku lat.

Prostokątna membrana nie jest niczym odkrywczym - wszak znajdziemy takie niemal w każdym mikrofonie wstęgowym. Tam jednak wstęga drga jak struna - zamocowana na dwóch końcach. W przypadku membrany prostokątnej w mikrofonie pojemnościowym sprawy zaczynają się trochę komplikować, ponieważ musi ona być przytwierdzona wzdłuż wszystkich czterech krawędzi. To może budzić wątpliwości w kwestii rozkładu naprężeń membrany pod wpływem ciśnienia akustycznego. W membranach kolistych rozkładają się one równomiernie, ponieważ ich średnica w każdym kierunku pozostaje taka sama. Natomiast każda z linii poprowadzonych przez geometryczny środek prostokąta między różnymi punktami na przeciwległych bokach będzie w większości przypadków miała różną długość.

Mikrofonów wyposażonych w tego typu membranę jest jednak na tyle dużo, że w koncepcja ta musi mieć jakieś zalety. Oprócz firmy Audio-Technica mikrofony takie produkują Milab i Pearl - marki może niezbyt znane na rynku, ale z długą historią i cieszące się dużym uznaniem użytkowników.

Prostokąt czy koło?

Po raz pierwszy tego typu membranę zastosował Rune Rosander z firmy Pearl Microphone Labs, i były to lata 50. minionego wieku. Firma potem się podzieliła, i w ten sposób na rynku funkcjonuje dwóch producentów, stosujących w swych rozwiązaniach prostokątne membrany: Pearl Microphone Lab i Milab Microphones.

Zacząć trzeba od tego, że wraz ze wzrostem powierzchni membrany w kapsule pojemnościowej, maleje poziom jej szumów własnych. Na ogół zatem, czym większa membrana, tym mniejszy samoistny szum mikrofonu. Prostokąt o takim samym wymiarze krótszego boku (lub wszystkich boków w przypadku kwadratu) będzie miał większe pole powierzchni niż koło o takiej samej średnicy. Za tym idzie więc potencjalnie niższy poziom szumów, a to już jest coś.

W kwestii naprężeń, a właściwie rezonansów, rzecz natomiast wygląda tak, że membrana prostokątna będzie miał dwie naturalne częstotliwości rezonansowe, których długość fali będzie wynikała z szerokości i wysokości membrany. Membrana kolista ma tylko jeden podstawowy rezonans. Czy to lepiej? Niekoniecznie, ponieważ ten jeden rezonans membrany kolistej jest zazwyczaj silniejszy amplitudowo niż każdy z dwóch rezonansów membrany prostokątnej z osobna. Poza tym efekt tych sąsiadujących rezonansów, głównie w domenie fazowej, jest taki, że są one dość skutecznie rozpraszane, jeśli chodzi o wypadkową charakterystykę częstotliwościową całej membrany.

Długość fali o częstotliwości 340 Hz to 1 metr, zatem 1 centymetr będzie długością fali o częstotliwości 3,4 kHz. Jak łatwo policzyć, typowa, kolista membrana 1-calowa będzie się charakteryzować rezonansem własnym ok. 1,36 kHz. Ten rezonans jest oczywiście kompensowany w pewnym zakresie przez samą konstrukcję mechaniczną kapsuły oraz odpowiednie układy elektroniczne w mikrofonie. Nie ulega jednak wątpliwości, że skuteczność tych działań rośnie, gdy amplituda rezonansu jest mniejsza. Stąd można wysnuć wniosek, że mikrofony wyposażone w kapsuły z membranami prostokątnymi, odpowiednio zaprojektowane i wykonane, mogą się okazać bardziej neutralne i wyrównane brzmieniowo niż mikrofony z membranami kolistymi.

Jest jeszcze jeden aspekt, który trzeba brać pod uwagę. Mikrofony z membraną prostokątną będą miały różne charakterystyki kierunkowe w osiach poziomej (węższa) i pionowej (szersza). Dzięki temu, poprzez odpowiednie ustawienie mikrofonu względem źródła możemy uzyskać różne efekty brzmieniowe, wynikające na ogół z akustyki samego pomieszczenia. Z jednej strony jest to pewne ograniczenie, ale z drugiej, gdy dysponujemy profesjonalnie przygotowanym wnętrzem, to duże możliwości w zakresie optymalizacji brzmieniowej samego ujęcia.

Konstrukcja

AT5040 dostarczany jest w wysokiej klasy walizeczce wraz z dedykowanym uchwytem elastycznym. Wszystko produkowane jest w Japonii, więc o jakość, precyzję i standard wykonania możemy być spokojni. Mikrofon ma charakterystykę nerkową i przód w tym miejscu, w którym znajduje się logo producenta.

AT5040 to mikrofon ekskluzywny, bardzo kosztowny i przeznaczony dla tych użytkowników, którzy wiedzą jak z takiej klasy narzędzia korzystać

Kapsuła wyposażona jest w cztery elementy z prostokątnymi membranami o grubości 2 mikronów, a ich ogólna powierzchnia jest porównywalna z powierzchnią standardowej membrany o średnicy 2". Wyprowadzany z poczwórnej kapsuły sygnał przetwarzany jest tak, by uzyskać czterokrotnie większy poziom sygnału bez zwiększania szumów własnych, stąd dwa tory konwerterów impedancji. Jest to rozwiązanie praktycznie niespotykane w innych mikrofonach, sprawiające, że dobór elementów musi być dokonany z najwyższą możliwą precyzją. Stąd też cała elektronika mikrofonu oparta jest na podzespołach dyskretnych - tranzystorach, rezystorach i najwyższej klasy kondensatorach tantalowych i elektrolitycznych. Wyjście mikrofonu jest beztransformatorowe i ma impedancję 50 Ω.

Ciekawe jest to, że każdy z czterech elementów kapsuły nie jest klasycznie polaryzowany napięciem zewnętrznym, ale ich baza wykonana jest z elementów o stałej polaryzacji, czyli z elektretu. Eksperci z firmy Audio-Technica twierdzą, że są w stanie wykonać najwyższej klasy elektret wytwarzający odpowiednie pole elektrostatyczne i wystarczająco trwały, bez konieczności polaryzowania kapsuły kapryśnym i nie zawsze dobrze odfiltrowanym napięciem fantomowym. Trzeba przyznać, że to bardzo odważne posunięcie.

Kapsuła osłonięta jest dwiema warstwami siatki stalowej o zróżnicowanej gęstości. W mikrofonie nie znajdziemy żadnych tłumików ani filtrów. Jak deklaruje producent, mikrofon jest całkowicie montowany ręcznie, a każdy egzemplarz dokładnie sprawdzany przed pakowaniem. Charakterystyka częstotliwościowa mieści się w zakresie 20 Hz-20 kHz, gdy źródło dźwięku znajduje się w odległości 30 centymetrów (i więcej) od mikrofonu. Maksymalne odchyłki czułości w całym paśmie audio nie przekraczają 3 dB, ale da się zaobserwować subtelne wyeksponowanie w zakresie 2-4 kHz, lekkie podcięcie dla częstotliwości 5-8 kHz i spadek efektywności powyżej 15 kHz.

Kapsuła AT5040 jest 4-elementowa, a poszczególne elementy połączone tak, by uzyskać wysoki poziom sygnału bez nadmiernego zwiększania poziomu szumów. Stąd właśnie unikalna koncepcja elektroniki opartej na dwóch identycznych torach konwerterów impedancji.

Maksymalny poziom SPL dla mikrofonu to 142 dB, przy częstotliwości 1 kHz i zniekształceniach rzędu 1%. 5040 charakteryzuje się bardzo wysoką czułością wynoszącą 56 mV/Pa, co przy szumach własnych 5 dB SPL pozwala na profesjonalne dokonywanie ujęć z większych odległości od źródła lub rejestrację cichych sygnałów bez podkręcania regulacji Gain w przedwzmacniaczu do poziomu bliskiego maksimum. To jednocześnie sprawia, że przy bliskich ujęciach, np. wokalu, do którego 5040 przeznaczony jest w pierwszej kolejności, nasz przedwzmacniacz powinien mieć tłumik na wejściu, albo przynajmniej tak szeroki zakres regulacji czułości w dół, by nie doprowadzić do przesterowania.

W praktyce

AT5040 doskonale czuje się we współpracy z takimi przedwzmacniaczami jak urządzenia typu Neve 1073. Tego typu przedwzmacniacze pokazują swój charakter przy ich mocniejszym wysterowaniu, a wysoka czułość mikrofonu Audio-Technica sprawia, że impetu mu nie brakuje. Generalnie jednak mikrofon nie jest wybredny jeśli chodzi o przedwzmacniacz, choć poniżej pewnego poziomu jakościowego nie powinno się schodzić, głównie z uwagi na prezentację transjentów i mikrotransjentów. Te ostatnie zaczynają odgrywać szczególną rolę, gdy materiał po nagraniu zostanie poddany silnej kompresji i wtedy właśnie z tańszych mikrofonów zaczynają wychodzić wszystkie mało przyjemne sonicznie rzeczy, które potem musimy usuwać de-esserami, kompresją wielopasmową czy precyzyjną korekcją.

Na pierwszy rzut oka osoby niezorientowane mogą pomyśleć, że AT5040 jest mikrofonem wstęgowym, ale to jak najbardziej klasyczny "pojemnik", tyle tylko, że z czterema prostokątnymi membranami kapsuły.

AT5040 jest trochę jak Neumann U87 - robi wrażenie matowego, głębokiego i trochę nieśmiałego brzmieniowo, zwłaszcza gdy porównamy go z kilkoma mikrofonami ze średniej i niższej półki, które wręcz iskrzą dźwiękiem. Chłodny prysznic przychodzi dopiero wtedy, gdy przetworzony dynamicznie sygnał wrzucimy do miksu i posłuchamy na dobrych monitorach. Dopiero wtedy słychać, kto tu jest szlachcicem z urodzenia, a kto z wykupionego za morgi nadania.

Zważywszy na reputację firmy Audio-Technika oraz jakość wykonania, AT5040 to znakomita inwestycja, na której nigdy nie stracimy, a zawsze możemy zyskać

Powtarzam to wielokrotnie - tańsze mikrofony też znajdują swoje zastosowanie i 90 przypadkach na 100 sprawdzają się znakomicie, ale trzeba się przy nich trochę nakręcić, idąc jednocześnie na pewne kompromisy typu: obecność czy zrozumiałość. Wysokiej klasy mikrofony, takie jak wspomniany U87 czy testowany AT5040 bardzo ułatwiają pracę. Zazwyczaj, w zależności od źródła i miejsca nagrania, w ich dźwięku nic nam nie przeszkadza, nie kłuje w uszy i nie domaga się szybkiej interwencji chirurgicznej.

Uchwyt AT8480 jest szczytem elegancji, jakości wykonania oraz sprytu. Aby umieścić w nim mikrofon luzujemy górny zatrzask i wkładamy mikrofon od przodu. Po zamknięciu zatrzasku przednie „pazurki” zaciskają się, utrzymując mikrofon, a jednocześnie dając podwójną izolację mechaniczną od statywu. Wyjęcie mikrofonu polega na poluzowaniu zatrzasku i wyciągnięciu mikrofonu do przodu.

Można mieć pewne zastrzeżenia do poziomu najniższych częstotliwości AT5040 w przypadku bliskiego omikrofonowania. Nie, żeby im czegoś brakowało. Wręcz przeciwnie - są mocarne, idealnie w punkt, głębokie i... momentami zbyt głośne. Przy tym poziomie sygnału, który dostarcza AT5040, a który sprawia, że Gain w przedwzmacniaczach trzeba ustawiać ok. 12 dB niżej niż w większości mikrofonów pojemnościowych, o przesterowanie jest bardzo łatwo. A że każdy filtr dolnozaporowy to zawsze jakiś problem z fazą i szumami, to radzę poszukać takich pop-filtrów, które skutecznie zabezpieczą przed podmuchami, a jednocześnie nie narobią szkód w zakresie środka i góry. Na AT5040 będzie to doskonale słychać.

Zakres zastosowań

- główny mikrofon do ujęć wokalu, instrumentów, grup instrumentów i całych składów, do bliskiego i dalekiego omikrofonowania

- przeznaczony do pracy w wysokiej klasy, profesjonalnym studiu nagrań lub do rejestracji muzycznych wydarzeń w salach koncertowych, kościołach, filharmoniach, operach itp.

 

Nasze spostrzeżenia

+ znakomita jakość wykonania
+ pełne, zrównoważone i precyzyjne brzmienie, z mocno, zdecydowanie brzmiącym dołem
+ znikomy poziom szumów własnych
+ różne charakterystyki kierunkowe w osi pionowej i poziomej
+ genialnie skonstruowany uchwyt
+ wysoki poziom sygnału wyjściowego

- wysoka cena
- obecność najniższych częstotliwości może być niekiedy problematyczna

 

Podsumowanie

Nieprzypadkowo kilkakrotnie padła tu nazwa Neumann i symbol U87. W moim odczuciu AT5040 pod względem brzmieniowym reprezentuje bardzo zbliżoną jakość, zwłaszcza jeśli chodzi o niesamowitą precyzję w zakresie najniższych częstotliwości, uporządkowany środek i jedwabistą górę. Wprawdzie nie ma przełączanych charakterystyk, tłumika i filtru, ale to typowy mikrofon dla osób, które nie uznają żadnych kompromisów w kwestii brzmienia i wolą przygotować ujęcie poprzez odpowiednie spozycjonowanie mikrofonu i dopracowanie charakteru brzmieniowego źródła.

Odległość źródła od mikrofonu nie ma większego wpływu na finalny dźwięk, choć efekt zbliżeniowy jest dość wyrazisty. Na krótkiej prezentacji, którą znajdziecie wśród materiałów na DVD i online, dokonałem nagrania głosu z odległości 15 centymetrów oraz nagrania gitary akustycznej z mikrofonem ustawionym 2 metry od instrumentu i ok. 1,5 metra nad nim, bez kierowania osi mikrofonu na źródło dźwięku. Jak można usłyszeć, AT5040 brzmi głęboko, wręcz intymnie, jednak wszędzie tam, gdzie jest to potrzebne, transjenty i wysokie tony prezentowane są z pełną naturalności precyzją.

Mikrofon AT5040, w sumie nienowy, bo będący na rynku od 3-4 lat, nie należy do tych, które sprzedają się na pniu i całymi kartonami. To mikrofon ekskluzywny, bardzo kosztowny i przeznaczony dla tych użytkowników, którzy wiedzą jak z takiej klasy narzędzia korzystać. Mam jednak przeczucie graniczące z pewnością, że AT5040 wejdzie do wąskiego grona klasycznych mikrofonów pojemnościowych, którego obecność będzie pożądana w każdym szanującym się, profesjonalnym studiu nagrań. Zważywszy na reputację firmy Audio-Technika oraz jakość wykonania mikrofonu (co doskonale widać m.in. na przykładzie uchwytu elastycznego, który jest perełką w zakresie mechaniki precyzyjnej), AT5040 to znakomita inwestycja, na której nigdy nie stracimy, a zawsze możemy zyskać. Pod względem jakości brzmienia na pewno.   

 

Informacje

Kapsuła: pojemnościowa, o stałej polaryzacji (elektretowa), 4-elementowa, bazująca na prostokątnych membranach charakterystyka nerkowa.
Pasmo przenoszenia: 20 Hz-20 kHz (±3 dB).
Impedancja: 50 Ω.
Czułość: 56,2 mV/Pa.
Maks. poziom SPL: 142 dB (1 kHz, 1% THD).
Szum własny: 5 dB SPL.
Zakres dynamiki: 137 dB.
Zasilanie: zewnętrzne, fantomowe, 48 V, 3,8 mA.
Waga: 582 g (bez uchwytu).
Wymiary: 165x57 mm.