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ShinさんのPA工作室 (Shin's PA workshop)

※ないものねだりこそ開発の原点だ※ 
※すべてのマイクロホンは発展途上の音響デバイスだ※
※「常識」は思考停止へのブレーキです※
※百の議論より一つの事実※







© 2009-2025 Shin's PA workshop. All rights reserved.

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管理人Shinは知財保護において個人による「特許」のようなものを好まず、「全公開」を旨とします。(巻末詳細)

 

 

 

これは試作です。

 TODAY'S
 
ちいさいものは小さく、大きいものは大きく

という必然性はMEMSマイクでも同じ、

しかし「小は大を兼ねる」マイクロホンの世界では「取扱いに適した大きさ」と視覚的デザインもまたマイクロホンとしての大切な要素です。

 

そんな基本概念で2021年に誕生したのが「ProbeⅡ」です。

このデザインはそれ以降のProbeシリーズMEMS型マイクにすべてに採用し、おなじみになりました。

 

 

台湾メーカー製「91M-602」という6.3mm Phone~XLR変換アダプターを使っており、ステンレスパイプを追加して「測定マイク形状」にしております。

 

91M-602は入手困難な場合、Sound houseのClasic pro AXP-221も使えます。

デザイン性はともかくこちらの方は工作しやすいのが特徴です。

 

 

 

 

丸いパイプに入れるMEMS単一指向ブロック

 

※ 細いMEMS単一指向性にしたい

今回もsoundskritのSKR0600(双指向)使用です。

 

複合型指向性マイクを構成する為には従来の縦方向装填だけでなく、横方向装填もこのパイプ内で行いたい、しかし丸い細パイプに四角いMEMSマイクはなじみにくい。

 

 

Western Electric 639A(B)由来の「双指向性」と「無指向性」ユニットからなる2つのMEMSマイクを装填して、細パイプ上で「単一指向性」を形成する一つの方法がひらめいた。

 

 

 

 

 

 

 

(その実態は)

 

 

 

(原型)

このシミュレーションを「単一指向性カプセル」(複合ブロック)として具現化させました。

 

 

 

 

フロントメッシュの内側には「ヒメロン」=(音響抵抗調整用不織布)を2枚重ねで音響調整。
 
フロントメッシュは金属製、これでマイクブロックのファラデーシールドを完結させる。
ここが開いていたり、接地が完全でないと低インイーダンスであるはずのMEMSマイクもケース金属間のインピーダンスが高くなり、対地間で交流電位を持つようになります。このため誘導ハムが発生し、実用になりません。
 
ヒメロン:ECMの前面に貼られた黒い円形不織布が「ヒメロン」です
 
 

 

 

 

 

回路・指向性

 

(回路)

 各部位相・極性注意

 

 

 

音の特徴

 

Checkと発音したChe部分のスペクトル波形

(周波数スケールは20Hz~100kHz)

 

特徴はきわめてワイドレンジであり、特に注目したいのはMEMSマイク特有の20kHz付近のピークは一切なし、超低域~約40kHzにわたって分布しているのが一目でわかります。

 

音質:お聴かせできないのが残念ですが、正面の音は「ProbeⅡ」「ProbeⅡinf」などと酷似しています。

 

近接効果により20cm未満は低域の出方が綺麗です。

背面にほとんど感度がないためヘッドホンで環境騒音を聴いた様子は無指向性型とは大きく異なり、騒々しさがありません。

 

 

しかし現状ではさらに作りこみが必要と考えています。

「サ」行強調低域不足もクリアし、完成度は上がってきました。

Shure BETA87Aとほぼ同じ感度、同じ音になりましたが・・・

 

しかし

こんなので手を打っちゃダメなんです。気に入ったところが本当の仕事のスタート点、メーカーを超えなければマイク手作りの意味はないでしょう、マイク作りは楽器作りと同じなんです。

 

 


 

 

(指向性)

 

今回の測定によるProbe 型 V2の指向性パターン

 

 

 

前モデル Probe 型 V1の指向性パターン 記事2504 でした。

 

 

Probe 型 V1(試作):SKR0600+ICS-40730

Probe 型 V2(試作):SKR0600+SPM0687LR5H-1

 

 

 

まとめ

今回マイクは方式が違うにもかかわらず、聴感上の指向性感が前回記事2504の試作品と比較してあまりにも似ているため、測定してみると0°~120°の指向感度は同一値、パターンも同一。

そして前回のV1で生じた150°の暴れは本機では静まり、良好な「カーディオイド・パターン」となった。

 

音質は前出の通りSure Beta 87Aほぼ同等。

 

ここまでの音作りで必須となるのは「耳」だけではなく「定番マイク」の存在です。

それは「好き嫌い」の問題ではなく「質」「キャラクタ」としての「お手本」です。

 

比較対象として、AKG C-451EB、C-480B、C-414XLⅡ、SONY C-38B、AT ATM-35、Oktava MK-012、そしてShure BETA87A、すべて業務用コンデンサマイクです、単一指向性モードを使いました。

(コンシュマー用を手本にしても何の役にも立ちません)

 

オフマイク適正を探るならC-480B、MK-012を。

オンマイク適正ならBETA87A、クリップオン適正はATM35を、

「安全性、中庸」ならC-38B、オールラウンドならC-414XLⅡ、C-451を、というようにモデリング相手が異なります。

 

現時点ではSN比の点でオフマイクには届かず、どうしても「オンマイク適正」を探らざるを得ません。

 

これら比較マイクなしで単一指向性マイクを設計、自作するならば、それはGPSもコンパスもなく砂漠を走るようなものです。

「測定器があるから大丈夫」・・??、それは無知をさらけだした不可能を絵に描いたようなバカげた妄想です。(70年~80年代の国産マイクの失敗で試され済み、とにかくひどかった、業務用未満製品では現在のC国製マイクに遠く及ばない製品で溢れた

 

 

それにしても「MEMS単一指向性」の音響回路(機械的等価回路)の特殊性・理解しにくさは、私には半端なく難しいです。

未踏領域を開いていますので「原理原則」には忠実に動いていますが、思わぬアクシデントが待っているかもしれません。

 

しかしここからが本番です。

 

 

 

ご存じですか?

 

[ご注意!] 正面向きに組み込まれたのMEMSマイクはMEMSマイクの光電作用で、正面の明かりによりノイズを発することがあります。照明のあたった舞台に向ける場合、注意が必要です。

「照明ハム」というShinの初造語を登場させざるを得ません。

 

その対策はMEMSマイクの正面向き装填をやめるか、光を遮断する以外にありません。

 

ほとんどの場合、黒ウィンドスクリーンで防ぐことができますが、照明光が強い場合はモレて「照明ハム」を防げないことがあります。

 

恐ろしい補足:この作用は一般コンデンサマイクでも多かれ少なかれ発生を確認しております。

実験結果はこちらの記事にあります。

 

したがって、今回の単一指向性方式は実用にならないことが判明。

出直します。

 

 

 

以上

 

 

 

 

 

 

本記事の無断ネット盗用は犯罪です。

無断盗用の無法者 YOUTUBEの   (H県K市H氏)による当サイトの利用は永久厳禁。

 

 

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Shinさん独特のこだわりと非常識をもって音響の世界を刺激してまいります。

 

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MEMS単一指向化、肝心カナメはココです

 

  MEMS単一指向性マイクを実現するための基本的コンセンサス

 ! これは試作です。

 

 

  他方式と違うMEMSマイクの音響構造

 

音の到来方向と直角にダイアフラムの張り方向を向ける従来型マイクカプセル(ユニット)とは大きく異なります。

 

 

 

 

MEMSマイクは一般のマイクカプセル(ユニット)とは異なり、機器内臓を前提としたマイクデバイスとして設計されています。

上に並んだ一般マイクデバイスとMEMSマイクを動作原理において「同一」とするにはきわめて無理があります。

 

 

外部音響ポート使用を前提とした音響設計がなされ、MEMSマイク単体を音空間にさらすことは、もともと考えられていません、「音響ポート」、それはMEMSマイクの小ささと波長由来のワザです。

 

この点でMEMSマイクを、あえて自作マイク材料とした場合、他のカプセル、ユニットとは大きく異なります。

 

さらに無指向性の場合「音場型」の概念が一般に理解が薄いことはMEMSマイク使用自作マイクに一定の障害になっています。

 

正しいが、誤解の元となっている「従来型マイク」動作説明例

(MEMSマイクは構造も形状もこれとはまったく違う、そしてすべてが極小です)

 

 

 

振動板の張り方向とは関係なく、パーツとしてのMEMSマイクに音響接続された「外部に設けた穴(音響ポート)を音の入り口」として使う、という従来常識の範疇にないマイクロホンデバイスです。

 

MEMSマイクではこの音の到来方向に向けた「音響ポート」面が正面、振動板(ダイアフラム)の向きがどうであれ、これが「正面」となる。これは無指向、双指向、単一指向問いません。

 

 

この「音響ポート」概念が自作マイクの世界ではまったく知られないまま、上図のみを正解とする誤り・古い考え方により大いなる誤解を招き続けています。

 

この事をあいまいにしたまま「MEMS単一指向性」実現は不可能であると判断した為、最も大切な要素を冒頭記としました。

 

 

 

 

  soundskrit 社双向性MEMSマイク初使用 複合型単一指向性Probeマイクの試作

 

 

 

 

今回はカナダにある新進の指向性MEMSマイク専門メーカー、「soundskrit」社の双指向性MEMSマイク、「SKR0600」を初めて採用しました。

 

 

 

 双指向性+  無指向性=単一指向性

 

 

 

双指向性側に「SKR0600」、無指向側に「ICS-40730」を使った複合型単一指向性マイクの試作です。

 

 

出来上がったマイクは指向性能も音質もsoundskrit 社の「Demo Kits」商品を超えます。

 

ただしSN比は67.5dBと、これまでの70dB超えの無指向性MEMSとはやや異なるため、オフマイク使用には厳しいと思います。

 

 

Soundskritの双指向性MEMSマイク「SKR0600」

MEMSマイクとしてはユニークで美しい外観です。

 

TOPカバー側は音響的に裏側、電極面が表側になっています。

ただし、「双指向性」ですので、出力極性を反転すればTOPカバー面を表側にすることも可能です。

 

 

 

SKR0600電極配置(Bottom View)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 TODAY'S
 
Probe u2 試作MEMSによる 双指向+無指向=単一指向性マイク

 

指向性について

 

(at 1kHz 実測)

比較的きれいなポーラパターンではありますが、一般家庭の居間での測定ですので限界を考慮の上、ご参考ください。

 

 

 

 


チューリップ双指向性+無指向性による指向性の生成は

 

双指向性(∞)と無指向性(〇)の合成比によって

双指向 → ハイパー単一 → 単一 →オムニ単一 →無指向 に調整、設定することができます。

 

ただしECMやコンデンサマイクカプセル、DCバイアスダイアフラムとは大きく異なるMEMSマイク独特の音響構造の制約から、簡単には思い通りにならないのが事実であり、この点がもっとも難儀するポイントであります。

 

しかし「前回の記事:2502」の無指向性2個によるものを含め、「MEMS複合型単一指向性」マイクの大きな利点があります。

 

それは、MEMSマイク特有の20kHz前後のピークが完全に消え、フラットになることを発見しました。

 

 

 

 

 

単一指向 Sound Probe部の構成

 

 

1.「単一指向性シミュレーション」

 

双指向性+無指向性方式はこの方法でシミュレーションして「複合ブロック」の形状、レベル差、ポーラパターンほかパラメータを取得しました。

 

実現性を確かめるにはきわめて手軽で良い方法のようです。

 

 

 

 

2.「複合型 単一指向性MEMSマイクブロック」

 

主要部は「soundskritのSKR0600」と「InvensenseのICS-40730」を複合化した「単一指向性MEMSマイクブロック」です。

これを7mm(内径6.6mm)パイプの中に実装しました。

 

 

MEMSマイクの(光電作用によるノイズ防止のため正面音穴にヒメロン(黒色音響不織布を貼った)

 

 

シミュレーションによって得られたパラメータを反映させ、聴感と指向性測定により「指向パターン」、「オン・オフマイク適正」「音質」をある程度、粗読みをおこなった。

 

この形状は、バラック試聴だけでなく、筐体に収納しておこなうといろんな点が見えてくる、ヘッドホンモニターにて追い込んでいく。

 

 

3.「複合型MEMS単一指向性 Sound Probe」部

複合型単一指向性MEMSマイク「Sound Probe」部

 

 

(先端部に「単一指向性MEMSマイクブロック」が実装されています)

 

脱脂綿の適宜充填により管内共鳴防止と音響抵抗として指向性の調整、と音作りをおこなっております。

 

この状態で十分に「試聴」「指向性チェック」が必要です。

 

 

 

 

 

4.実装図

 

 

 

 

 

 

回路図

 

今回の回路はおなじみの「Shinさん回路」、信号の極性関係にはご注目いただきたい。

 

 

 

 

 

特記事項

1.「双指向性」+「無指向性」での「単一指向性」を細パイプ筐体で形成させました

 

2.「指向性」は双指向性側と無指向性側のレベル比および等価条件で決まります。

 

3.今回は音源に対し正面向きとなるためMEMSマイクの光電作用」によるノイズ(ハム音、キーン、ビー、ジュルジュル)防止のため、MEMS音穴に音響用黒色不織布(ヒメロン)を使用しました。

ただし、それでも不足する場合は黒色ウィンドスクリーンの使用を前提とします。

 

4.オフマイク適正、オンマイク適正、超オンマイク適正はおのずからノウハウが異なる事を前提にして取り組んでまいります。

 

 

ご注意! 正面向きのMEMSマイクはMEMSマイクの光電作用によるノイズを発します。対策は光を遮断する以外にありません。

 

 

MEMSマイク単一指向化プロジェクトは、この先もあらゆる方式を模索してまいります。

 

 

以上

 

 

 

 

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指向性チャート・テンプレート

 

MEMSマイクによる「指向性マイク」の開発研究において、必要に迫らて、これまでネットから探し出してアレンジを加えなんとかしてきましたが、マイクロホン指向性表記用で使えるのは限定的です。

 

今後の指向性MEMSマイクに軸足を置いてこれを進める為、いくつかのテンプレートを作って用意しました。

 

 

(表記例)

(ここでは「-25dB」限のグラフを使いました)

 

いろいろな指向性表記例から見えてくるのは「20dB」限「25dB」限の2種類のパターンが見られます。

 

どちらも一長一短ありますので、「テンプレート」はその2つを用意しました。

 

 

著作権フリー指向性チャート・テンプレート

 

「名前を付けて画像を保存」でどうぞお役立てください。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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【おことわり】

今回の記事:2503の(1)~(5)のテンプレート図表は「著作権フリー」です。

 

 

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