Lehet, hogy akinek ez a botor ötlete volt, megfigyelte, hogy a természet világában mindenhez idő kell. Azonban az emberiség az újkor beköszönte óta a legtöbb folyamatban igyekszik radikálisan csökkenteni az időt. Különösen érvényes ez a digitális technikára. Míg az analóg elektronikában a késésnek általában nincs számottevő szerepe – persze, ott is időbeliek a folyamatok –, a digitális elektronika egyik fő problémája, hogy a számítási műveletek elvégzéséhez idő kell. Ha gyorsítani akarjuk a folyamatokat, akkor a szó szoros értelmében megizzasztjuk az alkatrészeket, mert a nagyobb sebesség fokozott hőtermeléssel jár együtt. Ha csupán hűtjük az alkatrészeket, az kevés a boldogsághoz, mert maga a hőtermelés nem csökken, vagyis a hatásfok romlik. Egy áramkör akkor érdemli meg a korszerűbb jelzőt, ha a sebesség növekedése nem jár együtt a fogyasztás növekedésével. A digitális áramkörök műveleti sebességét azért is kell növelni, hogy minél pontosabban számoljon a gép. A digitális világban egyszerre kellene teljesíteni a nagy sebesség, a nagy pontosság, a kis méret, a kis fogyasztás, a hosszabb élettartam, az elviselhetőbb zajérzéketlenség és – az olcsóság érdekében – a sorozatban gyárthatóság követelményeit.

Különösen nehéz e feltételeket teljesíteni ott, ahol az analóg és a digitális világ találkozik: az analóg-digitális és a digitális-analóg átalakítók esetén. A hangtechnikában leggyakrabban a delta-szigma, rövidítve Δ-Σ átalakítókat, Δ-Σ AD konvertereket használják. Hogy talán érthetőbb legyen a működése, nézzed meg az alábbi két spektrumképet! Az első azt mutatja, amikor a mintavételi frekvencia éppen csak teljesíti azt a szabályt, amit régóta ismersz:

A mintavételi frekvenciát a képen fm-mel rövidítjük.

A képen látható torzítási termék a kvantálási zaj, ami a kvantálás hibájából adódik. A következő ábrán azt a spektrumképet láthatod, amikor a mintavételi frekvenciát az eredeti többszörösére, az ábra szerint k-szorosára növeltük.

A zaj energiája összességében ugyan nem lett kisebb, mert a zaj szélesebb sávot foglal el, az amplitúdója azonban csökkent. Mivel a széles tartomány semmilyen többletinformációt nem tartalmaz, csak a zajt, azt egy digitális szűrővel el lehet távolítani.

A túlmintavételezés előnye az is, hogy a kvantálás mértéke, a felbontás vagy bitmélység csökkenthető. Akár 1 bitre is lemehetünk, ha a mintavételi frekvencia – az eredeti felbontástól függően – 64-szeres vagy akár 256-szoros. A mintavevő áramkör neve Δ-Σ modulátor. E modulátor a kimenetén szélessávú, impulzussűrűség modulált jelet lök ki magából. E jelből eltávolítjuk a felesleges zajt, majd a decimálás nevű művelet segítségével visszaállítjuk az immár zajszegény, PCM kódolású, 16-24 bit felbontású digitális jelet.

A zajt még tovább lehet csökkenteni úgy, hogy a hallható tartományban levő zaj egy részét a nem hallhatóba nyomjuk át. Ezt zajformálásnak nevezik. A zajformálásnak különböző szintjei vannak. A manapság elért legnagyobb csökkenés kb. 20 dB.

A Δ-Σ AD átalakító ugyan nem a leggyorsabb, viszont igen nagy felbontást, 32 bitest is el lehet vele érni. Előnye még, hogy a kis jelek tartományában – ami mindig zűrös terület – egészen jó a linearitása. A jól tervezett Δ-Σ AD átalakító hőtermelése is alacsony, és az áramkörök jól parányíthatók.

Δ-Σ AD átalakító van pl. a Neumann cég TLM 103 D mikrofonjában.

A mikrofon adatlapját pöppet másképp kell értelmezni, mint az analóg mikrofonokét.

A mikrofon iránykarakterisztikája a távvezérlővel 15-féle módon váltható, a gömbtől a nyolcasig. A szabadtéri érzékenységet a digitális skálán mérik, a 0 dBFS digitális szinthez 94 dBSPL hangnyomás tartozik. E mikrofon érzékenysége -44 dBFS. A maximális hangnyomásszint tűrés a túlcsordulás előtt 138 dBSPL, ami nagyjából azonos az analóg mikrofonokéval.

A jel késleltetését nem időegységgel, hanem a minták számával adják meg, tehát az szerepel az adatlapon, hogy hány mintavételt késik a jel. Nyilván minél nagyobb a mintavételi frekvencia, annál többet kell számolnia a processzornak. Viszont minél nagyobb a mintavételi frekvencia, annál rövidebb idő telik el két mintavétel között, vagyis 96 kHz-es és 192 kHz-es mintavételi frekvencia esetén ugyanannyi a késleltetési idő.

A mikrofon ára – és most lehet kapaszkodni – 6 500 dollár.

Kicsit „olcsóbb” – 4 300 dollár – a Schoeps SuperCMIT 2 U típusú puskamikrofonja.

A mikrofonban két akusztikus-elektromos átalakító is van. Az egyik a hagyományosan a cső végén elhelyezett kapszulában foglal helyet, és előrefelé néz, a másik majdnem ugyanott van, de hátrafelé és lefelé van a főiránya. Ha csak az elsőt használjuk, a szokásos irányított karakterisztikát kapjuk. Ha mindkettőt, akkor a mikrofonba épített digitális hangprocesszor elemzi, hogy milyen állandó spektrumú összetevők vannak a jelben, és a zajokat – pl. egy ventilátor egyenletes zaját – jelentősen csökkenti a jelben. Emiatt még egészen zajos környezetben is érthető lesz a beszéd anélkül, hogy a mikrofont a hangforráshoz közel kellene helyezni. Tehát pl. filmfelvételek esetén a mikrofon nem látszik a képben. Különösen mély hangok esetén fontos ez, hiszen azokon az iránykarakterisztika már csaknem gömb. 6 kHz fölött csak az első kapszulából érkező jel megy tovább, mert e frekvencián már a cső is jó eredményt ad. Noha diszkózáshoz ez a cucc túl drága, ott is csökkentené a háttérből érkező hangok egy részét.

A stúdió minőségű digitális mikrofonok – noha sok cég kínálatában már évek óta szerepelnek – az előnyeik ellenére nem terjedtek el. Ennek nemcsak a magas ár az oka, hanem az is, hogy a paramétereik – lévén az akusztikus-elektromos átalakító analóg – néhány különlegesen processzált típus kivételével nem jobbak, mintha analóg mikrofont és külön AD-átalakítót, digitális hangprocesszort használunk. Noha újabban már moduláris felépítésűek ezek a mikrofonok – tehát a kapszulát és az AD átalakítót külön-külön is lehet cserélni, azért a rendszer elég merev, mert a csere csak ugyanazon gyártón belül lehetséges. A legtöbb nagy stúdiónak és a kis cégeknek is van már mikrofonparkjuk, és ha pl. hangosításról van szó, inkább analóg kábelen megy a jel a stage boxig, és csak annak digitális kimenetéről egyetlen UTP vagy optikai kábelen tovább. Mégis azért mutattam be őket, mert a Δ-Σ AD átalakító még vissza fog köszönni.

Az amatőr hangtechnikában vagy a számítástechnikában azonban egyre jobban terjednek az USB és a lightning kimenetű mikrofonok.

Az Audio-Technica AT202USB+ érdekessége, hogy fejhallgató kimenete is van, amelyen a mikrofon jele és a hozzá kevert többi csatorna jele is hallgatható.

A mikrofon paraméterei belépő szintűek – a 16 bites felbontás és a 48 kHz mintavételi frekvencia napjainkban már édeskevés –, otthoni zenélgetésre persze megfelelnek, ha „csak” kb. 50 ezer Ft-od van egy mikrofonra, és mindenképp digitális kimenetet akarsz.

A digitális őrületből a DPA sem akart kimaradni, de jó érzékkel nem digitális mikrofont, hanem csak interfészt, illesztő egységet mutatott be 2017-ben. A d:vice MMA-A jelű, hordozható kütyü elsősorban újságíróknak, riportereknek készült, hogy ha a mobiltelójukkal videofelvételt készítenek, akkor a beszéd tisztán érthető legyen.

Jogosan kérdezheted, hogy ugyan, milyen minőségű egy mobilos videó, és hogy akkor minek hozzá jó hang. Azért, mert a mobilok mikrofonja pocsék, és gyakran az egészen tűrhető mozgóképhez – tűrhető, mert mozog – legalább élvezhető hang társuljon. Vagy ha nincs beszéd, a sztereóban rögzíthető helyszíni akusztika emelje a videó hangulatát. De zenekari próbák, demók felvételéhez is jó.

A kütyühöz csaknem bármilyen újabb DPA mikrofon csatlakoztatható – ezeknek microdot kimenetük van. A microdot kisméretű eszköz.

A kimenete USB és lightning. Az interfészhez pl. az Apple alkalmazásboltból tölthető le egy program, amelynek segítségével – ahogy a DPA reklámozza – hangmérnök nélkül is kiváló felvétel készíthető.

Aha… Végül is, egy frissen fent fejszével is amputálhatod önmagadat, ha már annyira sürgős.

Lássuk hát a műszaki adatokat!

Ezek bizony, nagyon szépek, tehát valóban nem a kütyün múlik, milyen lesz a felvétel. A kb. 450 euróért árusított szerkezet azonban mégsem zsebhangmérnök; aki ilyet használ, attól elvárható, hogy értsen is a hangászathoz.