Microphone

どんな構造?どんな原理?ダイナミックマイクロフォン概要

microphone

声や楽器の集音に使用するマイクロフォン、マイクって略称の方がしっくりきますかね。

今回はライブハウスなどのステージでよく使用されるダイナミックマイクロフォンについてご紹介していきます。

ライブで使用するマイマイクの選定の参考になれば、と思います。参考までに、手持ちタイプのワイヤレスマイクもほとんどの場合ダイナミックマイクです。




ダイナミックマイクロフォンとは

声や楽器などの空気中を伝わる音をマイク内部の振動板で集音し、これらを電気信号に変換して伝送するものをマイクロフォンと呼びます。

ダイナミックマイクロフォンの内部には大雑把に、プラスチック製などの振動板(ダイヤフラム)、コイル、磁石が詰まっています。振動板で受け取った空気の振動で内部のコイルを動かし、コイルと磁石間の電磁誘導を利用することで音声信号を電気信号に変換しています。

一応、言葉としては、このような可動式のコイルのことをムービングコイル、電気を必要としない磁石のことを永久磁石っていいます。構造や特徴について、とても分かりやすく解説されているページを以下にご紹介します。

参考サイト:オーディオテクニカウェブサイト – マイクロホンナビ

今回、リンクの申請を快く承諾下さったオーディオテクニカ様に、この場を借りて感謝いたします。ありがとうございました。

ダイナミックマイクロフォンの特徴

構造が単純なこともあり、コンデンサマイクなどに比べて、衝撃や湿気に対して強く、壊れにくいことがライブでの使用時に最大の特徴となります。

代表的なダイナミックマイクロフォン、SHURE社のSM58は中でも丈夫な印象です。さすがに高所から落下させたり、大量の水を浴びたりすれば壊れますが、壊れにくいことが、世界中で使用されていることの一つの理由であることは間違いありません。

ダイナミックマイクロフォンのスペックシート

マイクも機械なので、仕様書、スペックシートといったものは存在します。ここでは、その記載内容について簡単に紹介していきます。

  • 入力感度
    とても簡単に言うと、マイクの音の大きさ。同じ音量の音を集音した場合、この数字が大きいマイクの方が電気信号が大きい。dBV/Paの単位で表され、1パスカル(気圧の単位)あたりどれくらいの電気信号に変換するか、を表している。
  • 周波数特性
    マイクがどれだけ高い音から低い音までを集音できるかを表す数字、70 – 18000 Hzなどと表される。
  • 指向特性
    簡単に言うとマイクが音を拾う方向、角度。ボーカルマイクの場合、網(グリル)がついてる方が正面で、そこからどれ位の角度までずれても音を拾えるか?の指標になる。広ければいい、ってものではなく、広いことで周りの環境音などを多く拾ってしまうので、狭いものが良い場合も多くある。ポーラーパターンと呼ばれる周波数ごとの指向特性グラフが添付されているものもある。
  • 極性
    マイクの出力の3本のピンにはそれぞれ番号と役割があり、1本がノイズ対策などのためのアース、1本がホット、もう1本がコールド、となっている。
    一般的に仕様されるPA機器は1番ピン=アース、2番ピン=ホット、3番ピン=コールド、いわゆる2番ホット(2=HOT)となっている。仕様書では2番ホット時には、以下の記載がテンプレです。
    <ダイヤフラムに正方向の圧力をかけたとき、2番ピンに正電圧を生じる>
  • 許容入力音圧
    マイクロフォンが正常に拾える最大の音量を示す値で、dBSPLで表される。ボーカルマイクではあまり問題にならないが、楽器の近接集音用マイクロフォンでは、
    気にしておく必要がある。ちなみにこの音量を越えるとマイクの出力信号が歪んだり、大きく越えると振動板やコイルが耐えられなくなり壊れる。
  • 出力インピーダンス
    慣例に習って600Ω以下のものが多い。参考までにSM58は150Ωです。

我々音響屋さんは全ての項目を気にしておかなくてはいけないのですが、使う側の人は、入力感度、周波数特性、指向特性の3つを気にしておけば良いでしょう。

入力感度のポイント

ボーカルマイクを選ぶ場合に基準になるSM58の入力感度は、-54.5dBV/Pa=1.88mV/Paです。気圧の単位であるPaを音圧レベルに変換すると、1Paが大体94dBSPLです。この値がボーカルマイクの入力感度の基準値になります。

これより大きければ、音が(ゲインが)大きいマイク、小さければ音が(ゲインが)小さいマイクと言うことになります。

基本的にミキサー側で感度に合わせてレベルを取るので、極端に大きかったり、小さかったりしなければ問題ないです。参考までに同社のBETA58Aの入力感度は、-51.5dBV=2.7mV/Paです。この値はSM58よりもdB換算で3dB大きいので、同じレベルセッティングにする場合、ミキサー側のHAを3dB小さい値に設定する必要があります。

アーティスト側ではリハーサルスタジオのミキサー設定で気にしておく程度で大丈夫です。リハーサルスタジオのミキサーの使い方については下記記事も合わせてご参照ください。

周波数特性のポイント

先述のとおり、周波数特性とはどれだけ低い音から、どれだけ高い音までを集音できるかを表した値です。また、各周波数ごとのグラフが添付されていることも一般的で、グラフの凸凹がマイクの特徴ということができます。

frequencyresponce参考:SHURE Beta57Aの周波数特性グラフ
   点線部分は近接集音時の近接効果についてのグラフ

ボーカルマイクの場合、下限値はさほど重要ではありませんが、上限値が高いマイクほど、声のきらびやかな部分を余すことなく集音可能です。また、周波数特性の数値は50 – 15000Hz(±3dB)などと表示されています。これは、3dBの誤差まではこの範囲で許容すると読み替えることができます。

3dBというと、EQでははっきり効果がわかる位の差があるため、周波数特性グラフも合わせて、参照したほうが良いでしょう。

特に4kHz〜12kHzの高域の中でどこが出っ張ったグラフになっているかで、実際の音は大きく違います。これも気にして見るとよいでしょう。ちなみに、レコーディングでボーカルを集音する際の大定番、NEUMANNのU87のグラフは80 – 5000Hzの範囲が定規で線を引いた位真っ平らです。

一方のダイナミックマイクは振動板で重いコイルを動かす特性上、高域の集音が苦手です。高域の特性ではコンデンサマイクに軍配が上がります。

指向特性のポイント

マイクロフォンにはそれぞれにどの方向の音をどれだけ拾うか、を表す指向特性があります。

ボーカル用ダイナミックマイクロフォンは、マイクが向いている方向の音のみを拾う単一指向性(カーディオイド)や、単一指向性よりももっと狭い範囲の音を集音する超単一指向性(スーパーカーディオイド)のものが一般的です。

polarpaturn参考:SHURE BETA57Aの指向特性グラフ
   下側0°の位置がマイクの正面を表している。
   綺麗なスーパーカーディオイドグラフになっている。

 

指向性が狭いマイクロフォンを使用することで周囲の音の影響を受けづらく、声を綺麗に届けることが可能です。
ドラムセットに使用するマイクなどは近接する他の楽器の音を拾ってしまう、いわゆるカブリを避けるために超単一指向性マイクが好んで使用されます。

マイクロフォンの指向制御方法についてはとても長くなってしまいそうなので、別の記事で触れていきます。




3行でまとめると

  • ダイナミックマイクの原理は電磁誘導!
  • 周波数特性や指向特性がマイクの特徴!
  • SHURE社のSM58が事実上の基準!

最後に

マイクの持ち方とか使い方の記事に使用と思って書き始めたのですが、スペックの話で終わってしまいました。最近は持ち込みマイクの使用者が増えて、いろいろなマイクを聴く機会があります。リハーサルスタジオでも様々なマイクの貸し出しを行っていたりするので、いろいろ試して見るのもよいでしょう。

マイクの持ち方、使い方に関しては下記記事をご参照ください。

今後おすすめマイクやワイヤレスマイクの記事も充実させていきます。

 

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