Marc Henshall,

Shure Unidyne - 75 lat najbardziej rozpoznawalnego mikrofonu na świecie

Dzisiaj mija 75. rocznica wprowadzenia na rynek mikrofonu Shure Unidyne (29 kwietnia 1939). W momencie, gdy Unidyne 55 pojawił się on w sprzedaży, był to pierwszy jednoczęściowy, jednokierunkowy mikrofon dynamiczny na świecie. Od artystów do polityków, w przeszłości i obecnie, Unidyne pozostaje najbardziej rozpoznawalnym mikrofonem na świecie. Z tej okazji przyglądamy się historii Unidyne i temu, co sprawia, że jest on podstawą wszystkich dzisiejszych mikrofonów.

75 lat mikrofonu shure unidyne

Pierwszy mikrofon jednokierunkowy – żegnajcie sprzężenia zwrotne

Ben Bauer, inżynier w firmie Shure, będący siłą napędową projektu związanego z powstaniem pierwszej konstrukcji Unidyne zaczął nad nim pracować na początku 1937 roku. Głównym celem realizacji tego projektu było stworzenie mikrofonu jednokierunkowego, który wykorzystywałby pojedynczy element dynamiczny.

Przed modelem Unidyne powszechną techniką uzyskiwania mikrofonu o charakterystyce jednokierunkowej było użycie w jednej obudowie elementu wszechkierunkowego w połączeniu z elementem o charakterystyce dwukierunkowej (ósemkowej). Gdy wyjścia z obydwu kartridżów zostały zmiksowane razem w równych proporcjach, uzyskiwano charakterystykę zbliżoną do kardioidalnej.

Te wczesne mikrofony dwuelementowe miały wiele wad. Przede wszystkim były one bardzo duże i nieporęczne. Wiele do życzenia dawało też ich działanie, które nie było jednolite.

 

Uzyskanie pierwszego kardioidalnego wzoru biegunowego

Ponieważ w pierwszych mikrofonach element wszechkierunkowy oraz dwukierunkowy nie miały takiej samej charakterystyki częstotliwościowej, a dodatkowo znajdowały się w różnych miejscach w obudowie, po połączeniu ich sygnałów wynikowa charakterystyka częstotliwościowa oraz wzór biegunowy były nieregularne oraz trudne do kontroli. Uwzględniając to wszystko można posumować, że taka konstrukcja były daleka od ideału. Nie mniej jednak w tamtych czasach było to lepsze niż nic, zwłaszcza w przypadku, gdy natrafiano na poważne problemy ze sprzężeniami zwrotnymi lub wysokim poziomem szumów otoczenia.

Ben Bauer skłonił się ku koncepcji, że najlepszym sposobem wyeliminowania tych problemów byłoby zastosowanie jednego elementu. Swoje prace zaczął od przeanalizowania właściwości fizycznych. Bauer wiedział, że gdy pojedynczy element będzie wystawiony tylko na dźwięk docierający z jego przodu, jego charakterystyka będzie wszechkierunkowa. I odwrotnie, mikrofon dwukierunkowy posiada dwie strony – przednią i tylną – do których dociera dźwięk. Uwzględniając te właściwości Bauer wiedział, że gdyby mógł częściowo zablokować tylną stronę elementu mikrofonowego, teoretycznie mógłby uzyskać charakterystykę znajdującą się gdzieś między wszechkierunkową a dwukierunkową, która przypominałaby swoim kształtem serce lub kardioidę. Na podstawie tych przemyśleń postanowił stworzyć taki hipotetyczny kartridż, a wszystko skończyło się powstaniem konstrukcji, którą Shure nazwał później Unidyne.

Po zakończeniu pierwszych prac projektowych kartridż Unidyne Bauera skonfigurowano tak, że mikrofon posiadał szereg otworów z przodu oraz z tyłu, które umożliwiały falom dźwiękowym docieranie do obu stron membrany. Fale dźwiękowe docierające do membrany z tyłu miały dłuższą drogę i przechodziły przez otwory, co powodowało powstawanie opóźnienia między dźwiękiem, który dociera z tyłu membrany a dźwiękiem odbieranym bezpośrednio przednią stroną membrany. Zamieniając stopień oporu akustycznego, na który napotyka dźwięk podczas przedostawania się przez tylne otwory, Bauer zapewnił możliwość uzyskania kardioidalnego, superkardioidalnego i hiperkardioidalnego wzoru biegunowego przy użyciu jednego elementu. Tym samym pierwszy prawdziwy jednokierunkowy mikrofon dynamiczny stał się faktem.

Unidyne był najlepiej brzmiącym mikrofonem dostępnym wówczas na rynku i ustanowił nowy standard w zakresie odbioru wysokiej jakości dźwięku w połączeniu z izolowaniem przed niepożądanymi dźwiękami. Zgodnie z założeniami koncepcyjnymi Bauera charakterystyka kierunkowa była bardziej przewidywalna i zachowywała się bardziej stabilnie niż w przypadku poprzedników. To rozwiązanie oferowało zupełnie nową jakość w zakresie kontroli sprzężeń zwrotnych i ograniczenia odbierania szumów otoczenia. Co więcej, wymiary mikrofonu były znacznie mniejsze w porównaniu do konkurencyjnych ofert.

W okresie od roku 1939 do 1946 konstrukcja mikrofonu Unidyne pozostawała zasadniczo taka sama. Pierwsze przedstawione w roku 1951 nowe mikrofony „Small Unidyne” (posiadające już kartridż Unidyne II) miały ulepszone wszystkie właściwości, które zapewniły ogromny sukces oryginalnej konstrukcji Unidyne. Jak sama nazwa wskazuje, mikrofony Small Unidyne były lżejsze i bardziej kompaktowe niż pierwotna konstrukcja Unidyne.

Unidyne III – pneumatyczny element antywstrząsowy

Kartridż mikrofonowy Unidyne III został użyty po raz pierwszy w modelu 545 w roku 1960. Za pracami konstrukcyjnymi dotyczącymi powstania kartridża Unidyne III stał inżynier Shure Ernie Seeler. Wniósł on bardzo wiele w unowocześnienie platformy Unidyne. Opracowano wysoce wyrafinowany pneumatyczny element antywstrząsowy, który zapewnia najlepsze w klasie ograniczanie dźwięków wynikających z obsługi mikrofonu. Zasada jego działania wykorzystuje obecność powietrza w tylnej wnęce za wkładką mikrofonową, które wywiera nacisk na tył membrany, gdy całość jest pobudzana przez drgania mechaniczne. To „przeciwciśnienie” z tylnej strony ogranicza ruch membrany i połączonej z nią cewki w polu magnetycznym, a rezultatem tego jest brak sygnału audio w momencie pojawiania się drgań.

[caption id="attachment_3004" align="alignleft" width="300"]unidyne-handheld Unidyne III[/caption]

Ogólna koncepcja pneumatycznego elementu antywstrząsowego jest prosta, ale do jej odpowiedniego dostrojenia wymagana jest gruntowna wiedza, na tyle obszerna, że nigdy nie została powtórzona przez inną firmę produkującą mikrofony.

Wynika to z faktu, że cały układ działa przez dodanie kolejnej objętości powietrza z tyłu, które jest integralną częścią struktury akustycznej kartridża. Setki stron zaawansowanych matematycznych równań opisuje każdy aspekt działania kartridża – od rezonansu membrany, przez masę kartridża, wartości oporu, bezwładności, objętości komory oraz długości ścieżki, jaką musi pokonać fala dźwiękowa z tyłu do przodu membrany. Wszystkie te zmienne są równoważone i wzajemnie współpracują ze sobą, aby zapewnić nie tylko spójną charakterystykę częstotliwościową oraz kierunkowości mikrofonu, ale też zapewnić właściwie działanie rozwiązania antywstrząsowego. W roku 1965 element Unidyne III oraz smukła konstrukcja korpusu ręcznego modelu 545 stały się bazą dla mikrofonu SM57, modelu, który rozpoczął słynną serię SM.

Unidyne w 2014

Antywstrząsowa konstrukcja Unidyne III opracowana przez Erniego Seelera pozwoliła mikrofonom dynamicznym przodować w ręcznych zastosowaniach w przypadku nowej generacji wokalistów. Podsumowując, Unidyne i innowacyjne rozwiązanie antywstrząsowe nie tylko stanowi podstawę dla wszystkich nowoczesnych konstrukcji mikrofonów, ale też jest liderem na rynku od 75 lat.

O autorze

Marc Henshall

Marc forms part of our Pro Audio team at Shure UK and specialises in Digital Marketing. He also holds a BSc First Class Hons Degree in Music Technology. When not at work he enjoys playing the guitar, producing music, and dabbling in DIY (preferably with a good craft beer or two).