10. Mikrofon dan Teknik Mikrofon

Mikrofon adalah transduser yang mampu mengubah energi akustik menjadi energi elektrik. Perubahan dalam tekanan atmosferik dikonversi menjadi variasi voltase sehingga menghasilkan arus listrik. Dalam bab ini kita akah melihat berbagai jenis mikrofon dan kegunaannya.

Ada beberapa teknologi produksi mikrofon yang berbeda sehingga kita mendapatkan susunan solusi yang luas bergantung kepada konteks kerja kita. Ada mikrofon yang lebih sensitif, mikrofon dengan kearahan yang berbeda, dan perlu kita ingat setiap mikrofon memiliki timbre sendiri yang mendefinisikan karakteristik dan keunikannya. Pada praktik umum, serangkaian mikrofon yang terstandarkan digunakan sebagai referensi oleh sound engineer. Kita bisa mengutip beberapa standar ini tetapi teknologi bergerak dengan cepat. Pengalaman memperluas wawasan kita dan membantu kita memilih mikrofon yang tepat untuk setiap konteks kerja. Mari kita mulai dengan melihat berbagai cara mikrofon diciptakan.

9.12 Jenis Kotak Akustik

Loudspeaker bergerak pada satu arah menghasilkan kompresi di depannya; pada saat yang bersamaan loudspeaker juga menghasilkan dilasi di belakangnya. Kedua gelombang tersebut cenderung saling meniadakan karena kesenjangan fase, sehingga menghambat difusi gelombang akustik ke lingkungan. Hal ini bisa dihindari dengan memasang loudspeaker pada panel yang berfungsi membagi kedua gelombang sehingga gelombang eksternal bebas untuk propagasi. Sepasang loudspeaker dipasang pada salah satu dari empat sisi sebuah acoustic box atau kotak akustik yang menyegel gelombang yang dihasilkan di belakang loudspeaker sehingga tidak mengganggu gelombang eksternal.

Dengan sistem ini gelombang terdifusi tetapi inefisien, karena gelombang posterior sepenuhnya tidak tereksploitasi. Namun, energi gelombang posterior bisa dimanfaatkan untuk meningkatkan efisiensi; tiga rancangan tradisional kotak yang didesain untuk tujuan ini adalah: bass reflex box, drone cone box, dan rear horn box.

9.12.1. Bass reflex (Refleks bass)

Diagram berikut menunjukkan penampang dari kotak tipe ini:

Gambar 9.13 Skema kotak refleks bass

Karena lubang terbukanya, kotak ini berlaku sebagai resonator Helmoltz yang beresonansi pada frekuensi yang berdekatan dengan frekuensi resonansi kerucut speaker (dimensi kotak didesain sesuai keperluan) sehingga mengembalikan frekuensi yang sama dengan yang dipancarkan kerucut pada bukaan depan. Gelombang ini yang telah menjalani satu siklus di dalam kotak, tiba di bukaan dengan fase terinversi, sehingga berada dalam keseragaman fase dengan gelombang di depan kerucut dan memperkuatnya serta meningkatkan efisiensi kotak.

9.12.2. Passive cone (Kerucut pasif)

Kerucut kedua, tanpa kumparan atau magnet, dipasang di sebelah kerucut utama. Kotak disegel dan ketika kerucut utama bergerak, gelombang posterior merambat melalui udara dan membuat kerucut kedua bergerak satu fase dengan kerucut utama, sehingga meningkatkan efisiensi.

Gambar 9.14 Skema kotak kerucut pasif

9.12.3. Retroactive horn (Tanduk retroaktif)

Gelombang suara belakang melewati jalur tanduk dalam kotak dan penyamaan impedansi akustik terjadi sehingga meningkatkan efisiensi.

Gambar 9.15 Skema kotak tanduk retroaktif

9.11 Difusor

Setiap macam loudspeaker spesialisasi dalam rentang frekuensi tertentu, sehingga untuk mereproduksi keseluruhan spektrum suara yang bisa didengar (20 Hz – 20 kHz) dibutuhkan lebih dari satu loudspeaker pada satu waktu. Namun sinyal suara juga perlu difilter sebelum mencapai loudspeaker agar setiap loudspeaker hanya menerima sinyal yang bisa diprosesnya. Hal ini dilakukan menggunakan low-pass, band-pass, dan high-pass filter yang tergabung dalam satu rangkaian listrik disebut crossover.

9.11.1 Crossover

Crossover terdiri dari filter yang membagi sinyal yang masuk menjadi beberapa sinyal yang masing-masing meliputi rentang frekuensi tertentu. Sebagai contoh, 3-way crossover menghasilkan tiga sinyal: satu mengandung frekuensi rendah yang dikirim ke woofer, satu mengandung frekuensi tengah yang dikirim ke midrange, dan satu mengandung frekuensi tinggi yang dikirim ke tweeter, seperti yang ditunjukkan diagram berikut:

Gambar 9.9 3-way crossover

Respon tipikal sebuah 3-way crossover digambarkan dalam figur berikut:

Gambar 9.10 Respon frekuensi 3-way crossover

Kita amati apa yang terjadi dengan cut frequency. Untuk menjamin rentang frekuensi terdistribusi kepada loudspeaker dengan tepat, cut frequency filter saling bertindihan. Sebagai contoh cut-off frequency rendah untuk band-pass filter berkorespondensi dengan cut-off frequency low-pass filter. Pada contoh di diagram sebelumnya kita melihat kedua cut frequency memiliki nilai 80 Hz. Nilai frekuensi ini, seperti semua frekuensi yang langsung bersebelahan dengannya, direproduksi baik oleh speaker woofer maupun midrange, sehingga direproduksi oleh dua loudspeaker sekaligus. Peningkatan ini dikompensasi secara sempurna oleh adanya gain-drop sebesar 3 dB pada cut-off frequency, sehingga jumlah kedua suara yang dihasilkan masing-masing loudspeaker mengembalikan sinyal ke amplitudo semula. Jika kita menggeser cut frequency, maka frekuensi tersebut akan direproduksi oleh kedua loudspeaker. Seiring dengan meningkatnya amplitudo tereproduksi salah satu speaker, speaker satunya tereduksi sehingga kedua speaker saling mengkompensasi agar jumlah amplitudo tetap konstan.

Aksi crossover bisa terjadi pada dua titik terpisah di rantai amplikfikasi, dengan hasil dan harga yang berbeda:

Active crossover (atau persilangan aktif): tipe crossover ini terdiri dari sebuah rangkaian aktif yang bisa menghasilkan daya sendiri dan memproses sinyal sebelum sinyal diamplifikasi. Akibatnya, pada output suatu 3-way crossover dihasilkan 3 sinyal, masing-masing membawa rentang frekuensi tertentu yang perlu diamplifikasi secara terpisah. Hal ini memungkinkan kita menggunakan amplifier yang dirancang untuk reproduksi rentang frekuensi tertentu sehingga bisa mencapai standar kualitas lebih tinggi.Crossover aktif digambarkan diagram berikut:

Gambar 9.11 Skema crossover aktif

Passive crossover (atau persilangan pasif): dalam kasus ini sinyal mencapai crossover setelah mengalami amplifikasi. Karena satu amplifier telah digunakan untuk mengamplifikasi sinyal, crossover tipe ini tidak perlu daya otonom

Gambar 9.12 Skema crossover pasif

Solusi ini jauh lebih hemat, tetapi memiliki kualitas yang lebih rendah bila dibandingkan dengan tipe crossover sebelumnya karena hanya melibatkan satu amplifier untuk seluruh spektrum suara sehingga menghasilkan amplifikasi sinyal yang lebih tidak akurat.