microphone의 특성



1. 주파수 특성

마이크로폰의 주파수 특성이란 마이크로폰이 레벨허용범위-㏈로 재생할 수 있는 주파수 범위를 말한다. 악기의 소리를 정확하고 자연스럽게 녹음하려면 사용하는 마이크로폰의 주파수 특성은 반드시 악기의 주파수 범위보다 넓어야 한다. 주파수 특성 곡선은 X축과 Y축의 그래프 상에 가로의 주파수에 대해 세로의 응답레벨(㏈)을 표시한 것이다. 그래프는 1㎑의 출력 레벨을 0㏈로 표시하고 이 레벨을 중심으로 다른 주파수의 출력레벨을 나타낸다. 주파수 특성이 평탄한 마이크로폰은 원음과 거의 동일한 음색(기본주파수와 하모닉스)으로 재생하고, 5～10㎑사이의 주파수 레벨이 높은 마이크로폰은 악기의 하모닉스를 크게 재생한다. 따라서 이 마이크를 드럼과 기타앰프에 사용하면 악기의 명료도를 개선하고 어택과 댐핑을 증가시킬 수 있다. 방송용 마이크가 오디오 스펙트럼 상에서 완만한 곡성의 특성을 갖도록 설계되지 못하는 이유는 이를 위해서는 매우 비싼 기재를 필요로 한다. 또한, 마이크를 사용하는 방식에 따라 어떤 것은 스펙트럼의 어느 한쪽에 특정한 감쇠 또는 피킹을 필요로할 뿐 아니라 주파수 특성은 음원에 대한 마이크의 위치에 따라 영향을 받기 때문이다. 마이크는 축외의 소리는 높은 주파수일수록 더 감쇠되며, 마이크 후축에서 오는 소리는 둔탁(muddy)하게 잡힌다. 반대로, 전축 진동판 가까이 있는 소리는 저음이 너무 과장되는, 즉 “근접효과”라고 하는 특성을 보인다. 둔탁한 소리는 축 외 음조라고도 하며 단일지향성 마이크로폰은 쌍지향성에 비해 이 현상이 작다. 근접효과를 줄이는 방법으로는 마이크로폰의 저음 롤 오프 스위치(bass roll off switch)를 쓰거나 콘솔의 하이패스 필터(high pass filter)를 사용한다.

2. Polar Pattern (지향특성)

지향특성은 0도와 만나는 그래프의 중심을 마이크 축으로 하고, 0도, 90도, 180도로 구분하여 소리를 수음할 때의 마이크 지향성을 동심원 그래프 상에 그림으로 나타낸 것이다. 수음 패턴은 크게 무지향성, 양지향성, 단일지향성으로 분류되며 각각은 다시 몇 가지로 변형될 수 있다.

3. 감 도

마이크로 폰의 감도는 어떤 부하에 대한 출력 전력, 또는 마이크를 일정한 음장속에 놓았을 때에 개회로에 발생하는 전압을 표시한다. 개회로 전압 비율은 마이크로 폰에 어떤 입력도 연결하지 않거나 강한 바람이 마이크로폰에 전해지면 불필요한 잡음이 생긴다. 녹음 스튜디오에서도 가수가 마이크로폰을 가까이 사용하면 마이크로폰의 출력에는 일그러짐이 발생한다. 특히 '프'또는 ‘티'와 같은 치찰음들은 공기의 움직임이 바로 진동판에 전달되기 때문에 일그러짐이 뚜렷하게 들린다. 대체로 단일 지향성과 양지향성과 같은 압력변화형 마이크로폰들이 치찰음의 영향을 받기 쉽다. 이러한 잡음을 최소화하기 위하여 윈드스크린이나 팝필터를 사용한다. 윈드스크린은 마이크로폰의 감도에는 영향을 주지 않으면서 강한 바람을 막아줄 뿐 아니라 습기와 먼지로 부터 진동판을 보호한다.마이크로폰의 자체 임피던스보다 20배 큰 입력 임피던스를 연결하여 측정한다. 기준음압레벨은 1μbar(74㏈) 또는 1Pa(10dyne/㎡ ,94㏈)가 있지만 요즘 대부분 94㏈를 기준으로 사용한다. 실제 마이크로폰의 출력전압은 매우 낮으므로 대표적인 개회로 전압 비율은 -85㏈에서 -35㏈ 사이이다. 감도가 높을수록 마이크의 출력 전압이 증가한다고 볼 수 있지만 사실 감도는 악기의 음색보다 콘솔의 내부잡음과 밀접한 관계가 있다. 감도가 낮은 마이크로폰의 출력을 감도가 좋은 마이크의 출력레벨과 동일하게 하기위해 콘솔 입력레벨을 올리면 이로 인해 콘솔의 내부 잡음도 증가하기 때문이다. 각 마이크로폰의 감도를 살펴보면 콘덴서 마이크로폰은 -65㏈, 무빙코일형 다이나믹 마이크로폰은 -75㏈, 리본 마이크로폰은 -85㏈ 이다.

 4. 임피던스

프로스튜디오에서는 저 임피던스 마이크로폰을 표준으로 사용한다. 고 임피던스 마이크로폰은 자체 성능보다도 케이블의 길이가 짧아져야하는 단점이 있기 때문에 거의 사용하지 않는다. 고 임피던스 마이크로폰은 케이블이 길수록 높은 주파수의 출력레벨이 떨어진다. 이에 반해 저 임피던스 마이크로폰은 케이블길이에 관계없이 높은 주파수의 출력레벨이 감소하지 않는다. 설혹 감소하는 주파수가 있더라도 그것은 가청범위 밖의 주파수이다. 임피던스가 150Ω에서 600Ω 사이이면 저 임피던스 마이크로폰이고 25000Ω 이상이면 고 임피던스 마이크로폰에 속한다.

5. 최대 음압 레벨

SPL은 음강도에 대한 측정치로서 소리가 들리기 시작하는 경계를 0 SPL로 한다. 30㎝ 정도 떨어진 거리에서 보통의 대화는 약 70㏈ SPL로 측정되며, 귀를 괴롭게 만드는 음은 약 120㏈ SPL에서 시작된다. 최대 SPL은 마이크로폰의 출력신호에 3% 의 Total Harmonic Distortion을 발생시키는 음압레벨을 나타낸다. 프로용 콘덴서 마이크는 130 내지 135㏈의 SPL을 감당할 수 있으며 다이나믹 마이크는 150㏈ 이상의 SPL을 감당할 수 있다. 대체로 마이크로폰이 최대 SPL이 120㏈ 정도이면 좋고, 150㏈이면 아주 우수하다.

microphone의 분류 

1. 변환 방식에 따른 분류

마이크로폰은 음향에너지를 전기적 신호로 바꾸는 기기이다. 그 구조는 음파를 받는 부분, 소리를 전기 신호로 바꾸는 부분, 전기출력을 얻는 부분으로 나눌 수 있다. 음파를 받는 부분은 현재 실용화되고 있는 마이크로폰의 대부분이 진동판으로 되어있어 음파의 음압변화를 한차례 기계의 진동으로 변환한 다음 전기음향 변환기를 동작시키는 형태를 취하고 있다. 소리를 전기신호로 바꾸는 부분은 기계 진동을 전기적 신호로 변환하는 부분이며 현재 가장 많이 사용하는 콘덴서형과 다이나믹형 두 가지 종류를 들 수 있다. 전기출력을 얻어내는 부분은 마이크로폰의 출력단자가 되는 부분으로 콘덴서형과 같이 출력의 내부 임피던스가 용량성으로 수 pF 정도의 높은값의 것은 마이크로폰 본체에 전치증폭기를 내장할 필요가 있다.

(1) 다이나믹형 마이크로폰

다이나믹의 뜻은 도체가 평등자계에 가운데서 움직이게 함으로써 발생하는 기전력을 이용하는 것을 말한다. 진동파와 일체가 되어 움직이는 도체가 자석에 의해 만드는 자계속을 가로지르면서 발생하는 기전력을 이용하고 있으며 무빙코일과 리본형으로 분리된다. 일반적으로 스튜디오에서 사용하는 다이나믹마이크로폰이라 하는 것은 무빙코일형을 말한다. 물론 리본형도 다이나믹이지만 간단하게 ‘리본’이라고만 한다. 다이나믹마이크로폰은 공급전압없이도 작동이 가능하고 온도와 습도의 변화에도 잘 적응하며 특히 큰소리(high level)에 대해 일그러짐이 매우 적다. 그러나 트랜전트(transient)는 콘덴서마이크로폰에 비해 날카롭지 못한 편이다. 다이나믹마이크로폰은 주로 드럼이나 기타앰프와 같이 음압이 큰 악기나 고음이 매우 날카로운 악기를 부드러운 음색으로 녹음할 때 사용된다. 또한, 다이나믹 마이크는 고주파 음원을 선호하여 차별화하는 경향이 있는데 특히 굵은 목소리를 가진 화자가 마이크를 사용할 때 베이스를 제거할 수 있는 이점이 있다. 그러나 고역부에 대한 민감도 때문에 다이나믹마이크는 목소리에 내재해 있는 치찰음을 강조하게 된다.

[ (a)(b) 그림 3.1.3 (a)리본형 마이크 구조, (b) 무빙코일형 마이크 구조 ]

1) 리본형(ribbon type)

리본형 마이크로폰을 배로시티(velocity) 마이크라고도 부른다. 이 마이크로폰은 영구자석에 극성을 맞추어 2개의 요크 사이에 부착한 형태의 자극을 설치한다. 이 경우, 2개의 요크 사이에는 두께와 길이의 방향 전체에 평등 자계가 만들어 진다. 이 평등 자계는 평행으로 알루미늄제 리본상의 박을 붙인 구조로 되어있다. 이 경우, 도체 자체가 진동판으로 되어 있다. 음파가 들어와서 이 진동판을 전후로 움직이면 도체인 진동판이 평등 자계를 가로로 끊게 되므로 리본의 양단에 기전력이 생긴다. 이 전압을 이용하는 것이 리본 마이크 인데, 이 전압은 도체가 길수록 커지므로 알루미늄박을 주름잡아서 도체를 길게하고 있다. 리본 마이크로폰의 특징은 부드럽고 자연스런 맛이 난다. 현재도 방송국에서 사용하고 있으나 대단히 얇은 알루미늄을 사용하므로 기계적으로 약한 것이 흠이다. 그러므로 소형화가 안되는 결점을 안고 있다. 최근에는 플라스틱막에 금속 코딩한 리본대신 사용한 플랫코일 마이크로폰이 개발되고 있다.

2) moving coil형

무빙 코일형 마이크로폰은 일반적으로 다이나믹 마이크로폰이라 부르는데 [그림3.1.3] (b)는 이 마이크로폰의 구조를 설명하고 있다. 그림과 같이 단면을 갖는 자석은 중앙이 원주이고 주변이 원관형으로 되어있으며 원주와 외축과는 역극성을 갖도록 되어있다. 원관형에는 내측 또는 외측에서의 방사상 평등자계가 만들어져 있다. 원과 자석 주위에 가동 코일을 설치하여 이 코일을 진동판으로 움직이게 해서 코일에 발생한 전류를 이용하는 것이다. 이 코일은 원관상의 평등자계를 가로로 끊게 되어 플래밍의 법칙에 따른 기전력이 생긴다. 진동판이 받는 구동력은 음압에 비례하고 진동판과 수직방향으로 작용한다. 이 방식은 기계적으로 강하고 가벼운 코일과 진동판의 제작이 가능하며 강력한 자석도 만들어지므로 소형 마이크로폰으로서 전기특성도 향상되고 있다. 그러므로 최근에는 여러 방면에서 가장 많이 상용하고 있다. 특히 록밴드와 같이 큰 음압의 음원과 SR 분야에서 강하고 값이 싼 이 마이크로폰을 많이 찾는다.

① SHURE SM-58형 무빙 코일 마이크로폰

[ 그림 3.1.4 SHURE SM58 ]

* 주파수특성 : 100㎐ ～ 15㎑

* 지향특성 : 단일지향성

* 감도 : -76.5 ㏈

* 출력임피던스 : 250Ω

* 특징 및 용도 : 주파수 특성은 그리 좋지 않지만 가격면에서 저렴하고 외형이 금속제로 되어있어 있으며 윈드스크린이 이중으로 되어 있어 매우 견고하다. 공개방송에서 경음악의 솔로 싱어 보컬그룹에 사용하며 바람에 강하기 때문에 야외 중계 아나운스용으로 사용된다. 저음역 강하가 비교적 심하므로 스피치 수음시 될 수 있으면 근접수음을 하는 것이 좋다.

② SHURE SM-57형 무빙 코일 마이크로폰

③ AKG D112 무빙 코일 마이크로폰

* 주파수특성 : 30㎐ ～ 17㎑

* 지향특성 : 카디오이드(cardioid)

* 감도 : 1.8㎶/㎩(1㎑에서)

* 출력임피던스 : 210Ω

* 특징 및 용도 : 이 마이크는 AKG D12의 기능을 향상 시킨 것으로 wind screen과 pop screen이 내장되어 있다. 충격에 강한 transducer가 EQ 없이도 완벽한소리를 제공하며, 주로 킥드럼과 장구의 궁편등의 수음에 활용된다.

④ SENNHEISER MD-421U형 무빙 코일 마이크로폰

* 특징 및 용도 : 이 마이크는 축방향으로 지향축을 갖는 단일 지향성이며 그 지향 패턴은 전대역에 걸쳐 비교적 깨끗한 카디오이드를 나타낸다. 주파수 특성은 저역에서 고역까지 콘덴서 마이크에 뒤떨어지지 않는 넓은 대역을 가지고 있으며 보컬의 음색을 높이기 위해 3㎑ 부근을 약간 부스트 한다. 음질 조정기는 플랫을 포함하여 저역 감쇠 특성 5단을 내장하고 있다. 핸들링 노이즈가 거의 없고 유도 캔슬 코일(Cancel coil)을 내장하여 외부 유도 자계에 의한 헙을 방지하고 있다. 자기 회로나 무빙 코일의 구조 등 설계상의 배려로 높음 음압에(175 SPL) 잘 견디므로 드럼 종류의 근접수음에 사용되거나 토크를 겸한 보컬용으로 사용된다.

(2) 콘덴서형 마이크로폰

진동판에는 직류 성극 전압(Direct Current Polarizing Voltage)를 공급해야 한다. 콘덴서 마이크로폰은 진동판이 얇고 트랜전트가 매우 민감하기 때문에 소리의 세밀한 변화에도 신속하게 적응하여 주파수 특성이 우수하여 높은 고음까지 부드럽게 전달한다. 그래서 콘덴서 마이크로폰을 사용하면 드럼과 심벌과 같이 날카로운 소리나 기타 각 현의 민감한 소리도 정확하게 재현할 수 있다.

1) 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰 ( Electret Condenser Microphone)

일렉트렛 콘덴서 마이크로폰은 일렉트렛(electret ; 잔류 분극 유도체) 물질을 진동판과 전극에 사용하여 직류 성극전압 없이 동작한다. 하지만, 프리앰프에는 전원 공급이 필요하며 이 전원은 건전지나 외부 전원으로 가능하다. 성극 전압이 필요없기 때문에 전원 효율이 좋고 회로도 간단하므로 소형마이크에 유리하다. 옷에 부착하도록 디자인된 소형 마이크로폰인 라펠(lapel)과 라발리에(lavalier)는 거의 일렉트렛형이다.

2) 고주파 콘덴서 마이크로폰 (RF Condenser Microphone)

고주파 콘덴서 마이크로폰은 직류 성극 전압 대신에 고주파 발진기( radio frequency oscillator)와 다이오드로 구성된 회로를 사용한다. 하지만 마이크로폰의 프리앰프와 고주파 발진기에는 전원공급이 필요하다. 고주파 방식 콘덴서 마이크로폰은 공진 회로의 Q를 올리면 S/N을 직류 방식에 비해 20㏈ 이상 개선시킬 수 있으나 음성 입력이 공진 곡선에서 벗어날 정도의 높은 입력이 되면 일그러짐이 생겨서 동작이 불안정하므로 일그러짐 점과 S/N비의 설계상의 문제점도 있다. 근래에는 기술의 발전으로 우수한 모델들이 많이 생산되고 있다. 즉 자체 잡음이 현저하게 감소했으며 특히 습기가 많을 때 극히 낮은 출력 임피던스로 인해 발생하는 파핑(poping)에도 상당히 강해졌다. 따라서 앞으로는 디지틀 녹음에 많이 사용될 전망이다.

① AKG C414ULS형 콘덴서 마이크로폰

* 특징 및 용도 : 콘덴서 마이크로서는 비교적 작고 좋은 음색을 지니고 있어 리사이틀 등 스튜디오의 울림을 적당히 살리는 수음에 좋으며 관악기 등에 사용되지만 현악기 수음에 적격이다. 높은 음압을 견딜 수 있도록 내장 FET 증폭기의 입력측에 -10㏈, -20㏈의 패드를 넣을 수 있다. 주파수 특성은 평탄하고 대역이 상당히 넣지만 음색은 NEUMANN 계열과 다르다.

② AKG C-451EB형 콘덴서 마이크

③ NEUMANN U-87i형 콘덴서 마이크로폰

* 특징 및 용도 : 가변지향성 콘덴서 마이크로 음악 프로에 주마이크로 사용하며 음색이 좋아 솔로용으로 많이 사용한다. 내장 앰프는 FET를 사용하고 있으며 입력측에 10㏈ 패드를 넣었다.

④ NEUMANN U-89i형 콘덴서 마이크로폰

* 감도 : 8 ㎷/ ㎩ (-62㏈, 0㏈=1V/0.1㎩)

* 출력 임피던스 : 150Ω 최저 부하 임피던스는 750Ω 이상

* 전원 : 팬텀 급전 방식(45V 전용)

* 고유잡음 : 17㏈ ( A 웨이트의 경우)

* 음질 조정 장치 : 플랫과 80㎐ 또는 160㎐로 30㏈의 저역 커트 3단 스위치 (플랫일때도 급준한 초저역 커트 필터가 들어있다)

* 특징 및 용도 : U-87과 같은 형태의 마이크지만 U-87보다 약간 작아서 TV 방송에 적합한 마이크 이다. 60㎐～10㎑까지의 범위에서 어느 지향 특성이라도 지정 패턴을 잘 나타내고 있다. 주로 음악용의 주마이크와 각 섹션의 보조 마이크 등 음악용으로 많이 사용한다. U-87 보다 높은 음압에 잘 견디므로 비교적 근접한 수음에 사용한다. 이 마이크는 현악기에 아주 좋으며 관악기, 건반악기 등 폭넓게 사용되며 음색이 곱기 때문에 레코딩 분야에서는 가수용으로도 많이 사용하고 있다.

⑤ NEUMANN TLM-170i형 콘덴서 마이크로폰

* 출력 임피던스 : 150Ω (부하 임피던스는 1㏀ 이상일 것)

* 전원 : 팬텀 급전 방식(45V 전용)

* 고유잡음 : 14㏈

* 최대 음압 레벨 : 150㏈ SPL

* 특징 및 용도 :

NEUMANN 80 시리즈 마이크로서는 최초의 트랜스포머리스(transformerless) 방식 마이크로폰으로 TLM은 Transformerless Microphone의 약자이다. 마이크로폰의 출력과 공급전압을 결합시킬 때 일반적으로 사용되는 Transformer 대신에 뛰어난 Commom Mode Rejection(CMR)을 가진 전자회로를 사용하여 Balanced Modulation Line에서 발생되는 간섭을 억제하였다. 복잡하고 완전히 새로운 형태의 회로임에도 불구하고 2㎃ 정도의 낮은 소비 전력으로 다이렉트 밸런스가 좋은 출력 회로를 실현하고 있다. 사용자는 전력 공급이 최하 2㎃ 이상의 것을 사용하여야만 한다. 음악용 주마이크로 사용하며 토크용으로도 많이 사용된다. 저역과 고역의 확장성이 좋아 담백한 음색을 가진다. 노이만 마이크 가운데서 높은 음량에 가장 잘 견딜 수 있기 때문에 타악기나 관악기의 근접수음에 많이 사용한다. 단일 지향성 패턴도 넓은 범위에 걸쳐서 깨끗한 하트형을 나타내고 정면과 뒷면의 차도 많아서 가곡 등을 수음할 때 소리의 간섭을 적게 받는다. 대개의 콘덴서 마이크와 마찬가지로 이 마이크도 진동에 약하므로 전용 서스펜션 마운트를 사용하는 것이 좋다.

2. 지향 특성에 따른 분류

소리는 공기의 미기압 진동이다. 이 압력의 변화는 음원에서 전 방향으로 고르게 전달된다. 반대로 공간의 어떤 점으로 보았을 때, 소리에 의한 압력 변화는 어떤 방향으로든 똑같이 전달된다. 이것을 무지향성 이라 부른다. 따라서 음압의 변화를 수음하는 압력형 마이크로폰은 무지향성이다. 한편 소리는 진행 방향으로 향하고 있는 속도로 전파된다. 음파가 진행하고 있는 일정한 방향의 진행에 있어서는 거리에 비례한 위상차가 생긴다. 이 2점의 위상차를 착안해서 만든 것이 속도형 마이크로폰(velocity microphone)이다. 이 마이크로폰은 양지향성 마이크로폰이다. 미이크로폰의 지향성은 기본적으로 이 압력형과 속도형을 합쳐서 구성되어있으며 마이크의 종류, 예를 들면 콘덴서 마이크라든가 다이나믹 마이크 등에 의해 결정하지 않고 어떤 종류의 마이크로폰이든 지향성은 임의로 설계된다.

(1) 무지향성 마이크로폰

이 크기는 소리가 오는 방향과 관계가 없다. 이 진동판에 전자 변환 장치를 붙이면 무지향성 압력형 마이크로폰이 된다. 마이크를 통해서 사람이 말을 할때 '하', ‘파'등의 파열음은 순간적으로 고속의 풍압을 발생한다. 속도형 마이크는 이 풍속이 과대한 음속이 되므로 과입력 일그러짐 잡음이 발생한다. 이런 종류의 풍속형 잡음을 팝 노이즈라고 부른다. 압력형 마이크로폰은 원리적으로 음속에 대해 감도가 낮기때문에 팝노이즈를 발생하기 쉬운 특성을 가지고 있다.

(2) 양지향성 마이크로폰

양지향성(Bidirectional)의 마이크는 0도와 180도에서 최대, 90도에서는 최소, 그리고 그 두점 사이의 각도에서는 다양한 감도로 소리를 받아들인다. 이 패턴은 숫자 8의 고리(lobe)의 크기가 서로 연관되어 바뀜에 따라 변화한다. 원리를 살펴보면 소리의 전달속도를 v, 음파의 입사각을 θ로 할때 음원에서 거리차(d cosθ)에 의한 A, B 점 사이의 위상차는 가 된다. A, B 점에 압력형, 즉 무지향성 마이크가 존재한다고 가정할 때의 A와 B 점에 전달되는 음압의 peak 값을 으로 하면 A와 B 마이크의 진동판에 걸리는 음압은 각각

가 된다. A, B 마이크의 출력차를 취하면 d가 미소 거리의 경우

가 된다.

는 음원의 음압이므로

이 마이크의 출력을 cosΘ, 즉 입사각의 코사인 값에 비례하는 출력이 된다.

[ 그림 3.1.15 양지향성 마이크로폰의 원리 ]

(3) 단일지향성 마이크로폰

카디오이드 패턴(Unidirectional, or Cardioid Pattern)을 가지는 단일지향성 마이크는 0도에서 최대, 180도에서는 최소, 그리고 그 사이에서는 다양한 감도로 소리를 받아들이다. 이 패턴은 그래프에서 90도 아래에 위치한 로브의 크기와 모양이 변함에 따라 변화한다. 이 패턴은 슈퍼 카디오이드와 하이퍼 카디오이드에서 낮은 쪽의 로브가 더 길어지는 것처럼 그래프가 보다 좁아졌을 때 훨씬 더 많이 변화하는데, 이와 같은 변화를 갖는 마이크를 숏건(shotgun)이라 부른다. 양지향성과 단일지향성 마이크에서 로브의 모양은 특정 제조회사의 특성에 따라 제조되며, 구식 마이크의 유형 가운데 적어도 두개의 마이크의 로브 모양은 마이크 몸체에 부착된 선택 스위치에 따라 변화될 수 있다. 원리를 살펴보면, 무지향성 마이크와 양지향성 마이크가 있을 때 양지향성 마이크의 앞면과 뒷면에서는 위상이 역상이 되므로 무지향성과 양지향성 마이크의 출력을 가산하면 그 출력은 에 비례한 출력이 된다. 따라서 의 방향에 대해서 최대 감도, 180도에 대해서는출력이 0이 되는 단일 지향성을 얻을 수 있다. 이와 같이 무지향성과 양지향성의 2개 마이크를 합친것이 더블 캡슐(double capsule) 마이크로폰으로서, 대표적인 것으로 알텍제 639B가 있다. 이것은 리본형과 다이나믹형을 동일 캡슐에 넣어 합성 출력을 단일 지향성으로 뽑아내고 있다. 단일 지향성을 얻기 위해서 한 개의 진동판을 가진 압력형 마이크의 뒷면에서 작은 소리를 회절시키는 방법을 채택하여 압력형 마이크와 속도형 마이크의 양쪽 특성을 겸한 것을 넣어 한 개의 진동판으로 단일 지향성을 얻을 수 있는 마이크로폰을 개발하게 되었다. 현재는 이 형식을 널리 사용하고 있다.

[ 그림 3.1.16 양지향성 마이크로폰의 원리 ]

3. 특수 마이크로폰

(1) 바운더리 마이크로폰

바운더리(boundary) 마이크로폰은 피아노 리드, 배플, 패널, 공연장의 바닥과 같은 반사 표면에 설치할 수 있도록 만들어진 마이크로폰으로 대표적인 것으로는 Crown Pressure Zone Microphone PZM-30F가 있다. 이 마이크로폰은 부드러운 주파수 특성과 뛰어난 명료도를 가지고 있으며 모든 방향에서 전달되는 소리에 대한 주파수 특성도 거의 평탄하다. 스튜디오에서는 바운더리 마이크로폰을 피아노의 리드 안쪽에 테이프로 붙이거나 또는 앰비언스를 녹음하기 위하여 벽 표면에 설치하기도 한다. 평면 위의 모든 방향과 파장에서 똑같이 잘 수음되므로 그 패턴은 원의 형태를 보이고, 따라서 무지향성 마이크의 패턴과 언뜻 구별이 잘 안된다. 그러나 PZM 주위의 경계면에 따라 작동하는 패턴이 달라지며, 음의 수음은 경계 앞쪽에서는 어떤 각도이건 간에 이루어지지만, 음원이 경계 뒤로 움직일 때는 급속히 낮아진다. 경계가 크면 클수록, PZM 마이크가 지향성이 되는 주파수는 더 낮아진다. PZM 마이크는 마이크를 사용하는 장소에서 폭넓게 쓰여진다. 또 위상 간섭 카디오이드라 불리는 일종의 카디오이드 변형이 만들어져 이용되기도 한다. PZM 마이크는 비교적 저렴한 가격, 매우 낮은 프로필과 넓은 대역폭을 가지며, 매우 높은 음압레벨을 유지한다. PZM 마이크는 근접 수음해야할 경우와 마이크가 방해되는 경우에 특히 유용하다.

1) Crown PZM30GP

* 특징 및 용도 :

30GP는 Brilliance를 위하여 고역 응답에 중점을 두어 설계되어 있으므로 교향악 녹음에 적합하다. 고역에 대한 Boost가 공기의 흡음을 보상하고 마이크의 'Reach'를 증가 시킨다. 이 마이크는 또렷한 Attack이 요구되는 Drum, Percussion, Piano의 수음에 적합하다.

사용자가 Console에서 높은 주파수를 Boost 시키지 않아도 밝은 소리를 얻을 수 있으므로 결과적으로 잡음을 줄일 수 있다. 30GP는 Low-impedance의 Balanced 출력을 가지고 있어 케이블이 길어지더라도 Hum을 타거나 고역이 손실될 염려가 없다.

(2) 초지향성 마이크로폰

음파의 간섭을 이용한 초지향성 마이크로폰은 주파수 특성이 균일하지 않고 고역으로 갈수록 큭성이 예민해 진다. 주로 숏건(shot gun) 또는 건 마이크라고 부르는 타입이 많이 사용되며, 축방향에서 입사한 음파는 아무런 장해 없이 진동판에 도달하지만 벗어난 방향에서 입사되는 음파는 방해되어 소멸된다. 이 마이크는 카디오이드패턴의 변형으로, 카디오이드 패턴의 두가지 변형은 각각 슈퍼카디오이드와 하이퍼카디오이드로 불린다. 카디오이드는 축상에서 광범위한 수음영역을 가지지만 측면에서 나오는 소리는 6㏈까지 기각되며, 후면으로 부터 오는 소리는 축에서 180도 정도 떨어진 곳에서 나오는 소리는 20㏈에서 30㏈까지 기각된다. 소리는 매 3㏈가 변할때마다 배가 되거나 반감 된다는 사실을 감안하여야 한다. 슈퍼카디오이드 숏건은 측면 음을 8.7㏈까지 기각한다. 또한 마이크 뒤, 즉 축으로부터 125도 정도 떨어진 곳에 있는 두 개의 고멍에서 음을 가장 잘 기각한다. 하이퍼카디오이드 숏건 마이크는 세 군데서 음을 처리하는데 하나는 측면 하단에서 12㏈의 음을 기각하며, 또 축에서 110도 떨어진 곳에 자리잡은 두 개의 구명에서 음을 가장 잘 기각한다.

1) SENNHEISER MKH-416형 초지향성 콘덴서 마이크로폰

* 지향특성 : 초단일 지향

* 감도 : 416-T-U형 220 ㎷/㎩, 416-P48-U형 25 ㎷/㎩

* 출력 임피던스 : 416-T-U형 8Ω, 416-P48-U형 10Ω

* 형식 : 고주파 방식 정전형

* 최대 허용 음압 : 416-T-U형 124㏈ SPL, 416-P48-U형 128㏈ SPL

* 고유잡음 : 18㏈ 이하

* 특징 및 용도 :

음압 경도형 단일 지향성 마이크와 라인형을 조합하여 초단일 지향성을 가지며 핸드 조작이 쉬운 적당한 길이를 가지고 있다. 감도가 좋아서 고유잡음이 낮다. 중고 음역에 매우 예리한 패턴을 가지고 있지만 저음역에서(400㎐ 부근)는 단일 지향성이 되므로 주의해야 하며 진동에 매우 약하므로 쇼크 마운트를 장착하여 사용하더라도 마이크 조작에 신중하여야 한다. 주로 토크의 붐용, TV 영화 로케이션 수음용, 카메라 기자의 원거리 수음용, 스포츠의 효과 수음용 등 야외에서의 수음에 사용된다. 토크나 효과 수음을 할 때는 불필요한 저역을 커트하는 것이 좋다.

2) SENNHEISER MKH-816형 초지향성 콘덴서 마이크로폰



* 주파수 특성 : 40㎐ ～ 20㎑

* 지향특성 : 초단일 지향(라인형 건 타입)

* 감도 : 40 ㎷/㎩ (-48㏈, 0㏈ = 1V/0.1㎩ 개방전압)

*출력 임피던스 : 816-T-U형 8Ω ,816-P48-U형 10Ω(400Ω이상의 부하 임피던스)

* 형식 : 고주파 방식 정전형

* 최대 허용 음압 : 816-T-U형 114㏈ SPL, 816-P48-U형 118㏈ SPL

* 고유잡음 : 18㏈ 이하

* 특징 및 용도 : 음압 경도형 단일 지향성 마이크와 라인형을 조합하여 초단일 지향성을 가지며 핸드 조작이 쉬운 적당한 길이를 가지고 있다. 감도가 좋아서 고유잡음이 낮다. 중고 음역에 매우 예리한 패턴을 가지고 있지만 저음역에서(400㎐ 부근)는 단일 지향성이 되므로 주의해야 하며 진동에 매우 약하므로 쇼크 마운트를 장착하여 사용하더라도 마이크 조작에 신중하여야 한다. 주로 토크의 붐용, TV 영화 로케이션 수음용, 카메라 기자의 원거리 수음용, 스포츠의 효과 수음용 등 야외에서의 수음에 사용된다. 토크나 효과 수음을 할 때는 불필요한 저역을 커트하는 것이 좋다.

(3) 스테레오 마이크로폰

스테레오 마이크로폰은 하나의 마이크로폰 케이스 안에 두 개의 지향성 캡슐을 조합한 마이크로폰으로 스테레오 녹음에 편리하다. 마이크로폰을 밴드나 백코러스, 또는 오케스트라의 약 3～4.5m 앞에 설치하면 우수한 음질의 스테레오 녹음을 할 수 있다. 이 마이크로폰은 캡슐들이 매우 근접해 있기 때문에 시간 지연과 위상 캔슬이 거의 생기지 않는다. 그러므로 모노와 스테레오의 주파수 특성이 동일하여 음질변화가 거의 생기지 않는다.

1) NEUMANN SM-69FET형 스테레오 마이크로폰

2) B&K 4006

* 지향특성 : Omnidirectional(Pressure)

* 감도 : 9.6㎷/㎩ (250㎐에서)

* 출력 임피던스 :

* 최대음압레벨 : 143 ㏈ SPL

* 전원공급 : 48V Phantom Power

* 특징 및 용도 : 낮은 Level을 위해 설계된 콘덴서형 마이크로폰으로 감도가 좋고 잡음이 작아 오케스트라, 악기, 목소리 등의 수음에 사용된다. B&K 4003과는 Preamplifer의 전원 공급방식에 차이가 있을뿐 음향학적 특성은 같다. 기본적으로 장착되어 있는 Standard Protection Grid(은색)는 정면의 소리에 대한 특성이 좋다. 필요할 경우, 다른 2가지의 Protection Grid를 사용하여 Frequency Response를 변경 할 수 있다. Grid DD 0297은 높은 주파수의 임장감(臨場感)을 높여주며, Nose Cone UA77은 높은 주파수에 대해서도 완전한 Omnidirectional Response를 가진다.

(4) 무선(wireless) 마이크로폰

무선마이크 시스템은 사실상 모든 유형의 마이크를 사용하므로 마이크에 대해서 보다는 마이크 케이블 대신 사용되는 전송-수신 시스템에 대해서 살펴보자. 각 마이크는 소형 건전지사 작동하는 전송기로 입력되며 이 전송기는 마이크 케이스에 일체화되어 있거나 허리에 매달수 있다. 이 전송기의전력은 약 50㎽ 정도로 단거리 전송용이다. 전송범위는 76m에서 400m까지 다양하다. 전송기는 주로 UHF 스펙트럼내의 주파수를 사용하며, 400MHz에서 900MHz까지의 주파수 범위를 가변하여 사용할 수 있도록 되어있다. 음성을 변조하여 전송된 신호는 같은 주파수의 수신기에 의해 수신되는데, 종종 수신을 확장시키기 위해 다양한 안테나 시스템을 사용하기도 한다. 오디오는 그 수신기로부터 콘솔이나 리모트 믹서로 연결된다. 어떤 시스템은 두 개의 전송 주파수를 사용하여 혼신이 생길 경우 대체할수 있도록한 것도 있다. 무선 마이크는 마이크 코드가 없기 때문에 이동이 간편하고 의복 장착용은 화면상에서 마이크를 의식 시키지 않고 수음할 수 있는 이점이 있다.

(5) 미니어쳐 콘덴서 마이크로폰(Miniature Condenser microphone)

미니어처 마이크로폰은 유니트가 매우 얇아 마이크로폰 스탠드를 사용하지 않고 드럼의 림, 플롯, 혼, 어코스틱 기타에 부착시킬 수 있는 마이크로폰이다. 음질은 스튜디오의 일반 마이크로폰과 동일하지만 일반 마이크로폰과 동등하고 가격은 비교적 저렴하지만 노이즈가 다소 많은 단점이 있다.

4. 악세사리

(1) 윈드스크린 (wind screen)

강한 바람이 마이크로폰에 전해지면 불필요한 잡음이 생긴다. 녹음 스튜디오에서도 가수가 마이크로폰을 가까이 사용하면 마이크로폰의 출력에는 일그러짐이 발생한다. 특히 '프'또는 ‘티'와 같은 치찰음들은 공기의 움직임이 바로 진동판에 전달되기 때문에 일그러짐이 뚜렷하게 들린다. 대체로 단일 지향성과 양지향성과 같은 압력변화형 마이크로폰들이 치찰음의 영향을 받기 쉽다. 이러한 잡음을 최소화하기 위하여 윈드스크린이나 팝필터를 사용한다. 윈드스크린은 마이크로폰의 감도에는 영향을 주지 않으면서 강한 바람을 막아줄 뿐 아니라 습기와 먼지로 부터 진동판을 보호한다.

(2) 쇼크 마운트(shock mount)

대부분의 녹음 스튜디오에는 약간의 건물 진동음과 소음 등을 들을 수 있다. 비록 이러한 진동음이 매우 작다 할지라도 마이크로폰 스탠드를 통해 마이크로폰의 진동판을 동작시킨다. 이러한 진동의 전달을 차단하기 위해 쇼크마운트를 사용해야 한다. 카디오이드 마이크로폰은 기계적인 쇼크와 진동에 대해 매우 민감하게 반응하는데, 특히 손으로 마이크를 잡고있을 때 더욱 심하다.

출처 : KBS 홈페이지