Nayteikkuna

Proximity – laulajan salainen valtti vai piilevä uhka?

Proximity-efekti, eli mikrofonin lähiäänivaikutus on monen laulajan muhkean lavaäänen salaisuus ja parhaimmillaan laulajat osaavat käyttää ilmiötä taitavasti hyväkseen. Toisaalta ominaisuus voi tärvellä koko esityksen, jos laulaja ei tiedä miten menetellä.


Proximity on yksinkertaisesti ilmiö, jossa matalat taajuudet korostuvat voimakkaasti, kun mikrofoni viedään aivan kiinni suuhun tai muuhun äänilähteeseen. Vokalistin kokoaan levemmät hartiat tai vaikka pienikokoisen rummun syvääkin syvempi bassojysäys saattavat selittyä osaltaan juuri tällä ilmiöllä.

Toisaalta lähiäänivaikutus saattaa myös tummentaa äänen kumisevaksi ja tunkkaiseksi, ja heikentää puheen ymmärrettävyyttä. Ilmiön hallittu käyttö esityksen tehostamiseen vaatii kahden asian pohdiskelua: mistä lähiäänivaikutus ensinnäkin oikein johtuu, ja miksi bassot korostuvat mikin lähellä?


Suuntaavien mikrofonien ominaisuus

Pallosuuntakuvioisilla mikrofoneilla lähiäänivaikutusta ei esiinny. Pallosuuntakuvioisessa mikrofonissa äänivärähtely vaikuttaa ainoastaan kalvon etupuoleen, sillä mikrofoni on käytännöllisesti katsoen suljettu takasuunnasta. Pallosuuntakuvioinen mikrofoni reagoi vain mikrofonikalvon etupuolen paineenvaihteluihin. Kalvon takana paine on aina sama.

Suuntaavissa hertta- ja kahdeksikkokuvioisissa mikrofoneissa äänivärähtely sen sijaan pääsee vaikuttamaan mikrofonikalvon molemmille puolille. Tällainen ns. painegradienttimikrofoni reagoi kalvon etu- ja takapuolen välisiin ilmanpaineen eroihin.

Vaihekomponentti

Suoraan edestä saapuva ääniaalto työntää painegradienttimikrofonin kalvoa sisäänpäin. Kalvon taakse päästäkseen ääniaalto joutuu kiertämään mikrofonin rakenteiden ympäri. Useimmissa mikrofoneissa tämä matkaero on käytännössä noin 8,5 mm. Sen seurauksena ääniaalto vaikuttaa kalvon takana hieman myöhemmin kuin edessä, joten kalvon etu- ja takapuolen välillä vallitsee vaihe-ero.

Painegradienttimikrofonin suuntaavuus perustuu siihen, että ääni joutuu kiertämään mutkan kautta kalvon taakse. Kalvon taakse johtavien ilma-aukkojen sijoitus vaikuttaa suuntakuvion leveyteen. Tyypillisesti mikrofonin edestä saapuvan ääniaallon matka mikrofonikalvon taakse on noin 8,5 mm pitempi kuin etupuolelle.
 

Siinä tapauksessa, että äänilähde on sivussa mikrofonin pääsuunnasta, kalvon etu- ja takapuolen välinen matkaero on pieni, joten paine-erokin on pienempi. Myös mikrofonista saatava jännite on silloin pienempi. Mikrofoni on siis herkempi kohtisuoraan kalvolle saapuville äänille kuin sivusta tuleville, eli mikrofoni on suuntaava.
Vaihe-eron suuruus riippuu äänivärähtelyn aallonpituudesta. Korkeilla äänillä vaihe-ero on suuri, koska matkaeron pituus on silloin suuri osa värähtelyn aallonpituudesta. 

 

Matalilla äänillä vaihe-ero on pieni. Mitä suurempi vaihe-ero, sitä suurempi on kalvon liike ja mikrofonista saatava jännite. Tämän seurauksena perusmuotoisen, yksinkertaisen paine-gradienttimikrofonin taajuusvaste on lineaarisesti nouseva, ja sen jyrkkyys on 6 dB/oktaavi (piirros 3).

Painegradienttimikrofonin taajuusvaste nousee 
6 dB/oktaavi.
 

Käytännössä mikrofonin taajuusvaste pyritään tietysti saamaan mahdollisimman tasaiseksi koko taajuusalueella, joten suurilla taajuuksilla kalvon liikettä vaimennetaan kalvon lähelle sijoitetulla akustisella vaimennuslevyllä. Mainittakoon kuitenkin, että levy ei vaikuta itse proximity-ilmiöön, se esiintyy myös vaimentamattomilla mikrofoneilla. Levyn takia juttuun tulee vain uusia käänteitä.

Amplitudikomponentti

Äänivärähtelyn edetessä sen intensiteetti pienenee käänteisen neliön suhteessa. Kun ääniaalto etenee, sama energiamäärä jakautuu yhä suuremmalle pinta-alalle. Koska energia ei katoa, niin samansuuruiselle pinta-alalle osuu etäämpänä aina vain vähemmän energiaa.

Äänivärähtelyn intensiteetti vaimenee käänteisen neliön suhteessa.
 
 
Oletetaan, että äänilähteen teho on yksi watti. Kun ääniaalto on kulkenut metrin matkan, se osuu mikrofonikalvon etupuolelle 1000 millimetrin päässä. Etäisyys mikrofonikalvon takapuolelle on siis 1008,5 mm. Yhden watin tehon aiheuttaman paine-eron suuruus mikrofonikalvon eri puolilla on 0,047 pascalia.

Kahden metrin päässä paine-ero on enää vain 0,012 pascalia. Amplitudikomponenttiin vaikuttaa vain lisääntyneen etäisyyden aiheuttama vaimentuminen, se ei ole taajuudesta riippuvainen.

EQ:sta ei ole apua

Lähiäänivaikutusta ei ole mahdollista kompensoida mikserin korjaimen avulla, koska kyseessä on mikrofonin ja äänilähteen välimatkan vaihtelusta johtuva akustinen ilmiö. Teoriassa alapään korjainta voisi säädellä jatkuvasti sen mukaan, kuinka solisti liikuttaa mikrofonia, mutta käytännössä tämä ei taida onnistua. Tiettävästi ei myöskään ole olemassa lähestymistutkalla varustettua solistimikrofonia, jossa toiminto olisi automatisoitu.

Mikrofonin sisäänrakennetun askeläänisuotimen tehtävä on vaimentaa puhalluksista ja kosketusäänistä johtuvia matalia jyminöitä. Lähiäänivaikutukseen suodin ei auta, vaikka se vaimentaakin alimpia bassoja.

Studiossa lähiäänivaikutusta voi vähentää pop-filtterin avulla. Puhallussuoja estää solistia pääsemästä kiinni mikrofoniin. Lähiäänivaikutus tapahtuu kyllä edelleen, mutta kauempana mikrofonista se on lievempi.

Low proximity

Useimmilla mikrofonivalmistajilla on valikoimassaan mikrofonityyppi, jonka lähiäänivaikutus ei ole yhtä voimakas kuin tavanomaisten solistimikrofonien. Salaisuus piilee siinä, että mikrofonikapseli on sijoitettu mikrofonirungon sisälle niin kauas, että kapselia ei yksinkertaisesti pysty sijoittamaan kiinni äänilähteeseen. Etäisyyden kasvu pienimmästä mahdollisesta etäisyydestä ei silloin vaikuta yhtä dramaattisesti kuin niissä malleissa, joissa huulet pääsisivät kiinni kapseliin. Tällaisia ns. low proximity -mikrofoneja ovat esimerkiksi Electrovoice RE 20 ja Shure SM 7.

 

Kokonaan eroon lähiäänivaikutuksesta

Lähiäänivaikutuksen voi välttää kokonaan vain käyttämällä pallosuuntakuvioista mikrofonia. Livetilanteissa pallosuuntakuvio ei ole kovin käyttökelpoinen kiertoherkkyyden takia. Ja kuten sanottu, lähiäänivaikutus on monen laulusolistin instrumentti, ja taitavasti käytettynä myös tehokas sellainen.

 

 

Näin bassokorostus syntyy


Piiros 5.
Kun mikrofoni, jossa ei ole vaimennuslevyä, on etäällä äänilähteestä, niin vaihekomponentti on suurempi kuin amplitudikomponentti.

Piirros 6.
Vaimennuslevyn vaikutuksesta vaihekomponentti on kaikilla taajuuksilla samansuuruinen, mutta nyt amplitudikomponentti laskee suurilla taajuuksilla.

Piirros7.
Jos mikrofonin ja äänilähteen välistä etäisyyttä pienennetään, niin amplitudikomponentti muuttuu suuremmaksi kuin vaihekomponentti.

Piirros 8.
Lopulta amplitudikomponentti on paljon suurempi kuin vaihekomponentti, jonka vuoksi matalat taajuudet korostuvat voimakkaasti.

Tätä bassojen korostumaa sanotaan proximity-ilmiöksi tai lähiäänivaikutukseksi. Se huomataan selvimmin solistimikrofoneilla, mutta ilmiö pätee kaikkiin muihinkin suuntaaviin mikrofoneihin ja äänilähteisiin.

 

Tämä artikkeli on alunperin julkaistu Riffin painetussa numerossa 6/2013. Se julkaistiin uudelleen verkossa, koska aihe on on ajaton. Vastaavan tyyppisiä artikkeleita julkaistaan jokaisessa Riffin numerossa.

Riffiä myyvät  hyvin varustetut soitinliikkeet kautta maan. Riffin löydät myös Lehtipisteen hyllyiltä. Lehteä sekä irtonumeroita voi tilata myös suoraan kustantajalta näillä sivuilla olevan Riffi-kaupan kautta. 
Ennen vuotta 2010 julkaistuja numeroita voi tiedustella suoraan asiakaspalvelusta s-postilla, taannehtivia lehtiä myydään niin kauan kuin ko. numeroa on varastossa.
 Lehden digitaalinen versio vuosikerrasta 2011 alkaen on ostettavissa myös Lehtiluukkupalvelusta.

21.02.2016
|
Eero Aro
Tekninen toteutus: Sitebuilders Finland Oy