CORSAIR VOXARA: Omówienie kapsuły pojemnościowej o średnicy 25 mm

Każdy mikrofon powstaje w oparciu o jedną decyzję, która determinuje wszystkie pozostałe aspekty jego brzmienia: jaki rodzaj kapsuły znajduje się w jego wnętrzu oraz jak duża jest ta kapsuła. Większość graczy i streamerów nigdy nie zastanawia się nad tą wewnętrzną konstrukcją, a przecież jest to najważniejszy czynnik odróżniający nagranie o płaskim, ubogim brzmieniu od takiego, które brzmi pełnie, naturalnie i profesjonalnie. W przypadku modelu VOXARA wybór padł na elektretową kapsułę pojemnościową o średnicy 25 mm – konstrukcję z dużą membraną, znaną z mikrofonów studyjnych i nadawczych stosowanych od dziesięcioleci.

Kapsuła pojemnościowa przekształca dźwięk w sygnał elektryczny za pomocą dwóch głównych elementów: cienkiej, naładowanej elektrycznie membrany oraz umieszczonej tuż za nią nieruchomej płyty tylnej. Razem tworzą one kondensator. Gdy fale dźwiękowe uderzają w membranę, zbliża się ona do płyty tylnej i oddala się od niej, a ta zmieniająca się odległość modyfikuje ładunek elektryczny kondensatora w sposób odzwierciedlający kształt fali dźwiękowej. W rezultacie powstaje sygnał analogowy, który ściśle odzwierciedla pierwotne drgania w powietrzu. Powierzchnia membrany ma bezpośredni wpływ na skuteczność tego procesu. Większa membrana ma większą powierzchnię, która porusza się wraz z każdą falą dźwiękową, co pozwala jej reagować na mniejsze zmiany ciśnienia powietrza i generować silniejszy sygnał przy tej samej głośności.

Gdy kapsuła spełni już swoje zadanie, ten sygnał analogowy nie jest jeszcze w formie, którą mógłby wykorzystać komputer lub konsola. Zanim opuści mikrofon, przechodzi on przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC), który mierzy sygnał z bardzo dużą częstotliwością i przekształca każdy pomiar na wartość cyfrową. To właśnie ten sygnał cyfrowy jest przesyłany przez USB i odczytywany przez komputer, konsolę lub oprogramowanie do nagrywania. To, jak dokładnie konwersja ta zachowuje oryginalny sygnał, zależy od dwóch parametrów: głębi bitowej, która określa precyzję rejestracji każdego pomiaru, oraz częstotliwości próbkowania, która określa liczbę pomiarów wykonywanych na sekundę. Kapsuła VOXARA zasila silnik audio o rozdzielczości 32 bitów i częstotliwości próbkowania 192 kHz, dzięki czemu większa część tego, co kapsuła fizycznie rejestruje, zostaje zachowana podczas konwersji na sygnał cyfrowy.

Rozmiar membrany wpływa również na sposób, w jaki mikrofon radzi sobie z niskimi częstotliwościami i cichymi dźwiękami. Większa membrana przemieszcza więcej powietrza na jedną falę dźwiękową, co generalnie sprawia, że jest ona bardziej czuła na subtelne zmiany ciśnienia powietrza. Jest to jeden z powodów, dla których mikrofony pojemnościowe z dużą membraną są często opisywane jako charakteryzujące się cieplejszym, pełniejszym brzmieniem: większa część niskich częstotliwości głosu jest rejestrowana i dokładnie odzwierciedlana w sygnale.

Rozmiar membrany ma również wpływ na poziom szumu własnego, czyli cichego szumu generowanego przez same elementy mikrofonu, niezależnie od rejestrowanego sygnału. Konstrukcje z większą membraną zazwyczaj generują silniejszy sygnał w stosunku do tego wewnętrznego poziomu szumu, co stanowi jeden z powodów, dla których mikrofony pojemnościowe z dużą membraną są standardowym wyborem w sytuacjach, w których czysty poziom szumu ma kluczowe znaczenie dla uzyskania profesjonalnego brzmienia. W połączeniu z 32-bitowym silnikiem audio o częstotliwości próbkowania 192 kHz kapsuła VOXARA zapewnia szerokie pasmo przenoszenia w zakresie 20 Hz–20 000 Hz oraz maksymalny poziom ciśnienia akustycznego (SPL) wynoszący 110 dB, przekazując sygnał do ścieżki sygnałowej o wystarczającym zapasie dynamicznym i rozdzielczości, aby zachować uchwycone szczegóły bez zniekształceń.

Wiele mikrofonów USB dostępnych na rynku wykorzystuje układ kilku małych kapsuł zamiast jednej dużej, często w celu umożliwienia przełączania charakterystyk kierunkowości. Taka konstrukcja wiąże się z pewnym kompromisem. Każda mała kapsuła znajduje się w nieco innym położeniu fizycznym, przez co rejestruje dźwięk pod nieco innym kątem i w nieco innym momencie. Gdy sygnały te są elektronicznie łączone w celu utworzenia pojedynczego sygnału wyjściowego, do sygnału końcowego wprowadzane są niewielkie różnice czasowe między kapsułami (różnice fazowe).

Różnice fazowe mają znaczenie, ponieważ fale dźwiękowe mogą się częściowo znosić lub wzajemnie wzmacniać w sposób nierównomierny, gdy są łączone w sposób niezsynchronizowany – efekt ten znany jest jako filtrowanie grzebieniowe. Zjawisko to jest zazwyczaj najbardziej słyszalne w górnym środku i wysokich częstotliwościach, czyli właśnie w zakresie, w którym tkwi większość szczegółów i czystości ludzkiego głosu. Może ono również osłabiać transjenty, czyli nagłe wybuchy energii na początku dźwięku, ponieważ kapsuły nie reagują na te transjenty w tym samym momencie.

Pojedyncza kapsuła całkowicie eliminuje ten problem. Ponieważ dźwięk jest rejestrowany wyłącznie przez jedną membranę, nie ma drugiego sygnału, który należałoby połączyć, ani relacji fazowej, którą należałoby uwzględnić. Kapsuła VOXARA o średnicy 25 mm rejestruje głos jako jeden ciągły, spójny sygnał – podobnie jak robi to studyjny mikrofon z pojedynczą kapsułą – zamiast odtwarzać go później na podstawie wielu mniejszych sygnałów wejściowych.

Rozmiar kapsuły decyduje o tym, jak wiele szczegółów może uchwycić mikrofon; charakterystyka kierunkowości określa, z których kierunków mikrofon odbiera dźwięk. Kapsuła mikrofonu VOXARA została dostrojona do charakterystyki kierunkowości kardioidalnej, co oznacza, że jest najbardziej czuła na dźwięk dochodzący bezpośrednio z przodu, a stopniowo traci czułość na dźwięk dochodzący z boków i z tyłu. W połączeniu z pojedynczą kapsułą o dużej membranie sprawia to, że mikrofon skupia się na osobie mówiącej do niego, zamiast równomiernie rozpraszać sygnał po całym pomieszczeniu.

Mikrofon pojemnościowy z dużą membraną o średnicy 25 mm nie jest nowym wynalazkiem; jest to format kapsuły stosowany w wielu mikrofonach studyjnych i nadawczych wykorzystywanych od dziesięcioleci w profesjonalnych nagraniach. Firma CORSAIR nie musiała na nowo opracowywać kapsuły, aby stworzyć model VOXARA. Zamiast tego w modelu VOXARA zastosowano tę sprawdzoną, opartą na zasadach fizyki konstrukcję kapsuły w połączeniu z silnikiem audio o wysokiej rozdzielczości 32-bit/192 kHz oraz integracją z oprogramowaniem Elgato Wave Link 3.0, tworząc mikrofon USB przeznaczony do gier.