마이크 근접성 또는 특이성

     근접성(proximity factor)은 특정 마이크 형식의 특징을 기술하는데 쓰인다. 다이내믹 마이크는 전자마그네틱 코일에 부착된 플라스틱이나 금속 진동판을 사용하기 때문에 가장 튼튼하다. 또 내부 프리앰프 (Preamp)나 외부 팬텀파워가 필요없다. 비록 외부에서 사용될 때 바람소리 잡음과 같은 원하지 않는 효과가 나타나기도 하지만 마이크 헤드 윗부분의 플라스틱 발포 방풍 스크린(plastic foam wind screen)이 트랜스듀서에 불어오는 바람의 효과를 실질적으로 제거하게 된다. 다이내믹 마이크는 고주파 음원을 선호하여 차별화하는 경향이 있는데 특히 굵은 목소리를 가진 화자가 마이크를 사용할 때, 베이스를 다소 제거할 수 있는 이점이 있다. 그러나 고역부분에 대한 이와 같은 민감도 때문에 다이내믹 마이크는 목소리에 내재해 있는 치찰음을 강조하게 된다. 치찰음은 철자 S를 발음할 때 나오는 히싱 사운드(hissing sound)와 같은 것이다. 다이내믹 마이크의 출력레벨은 보통 70dB이다.

     순수(true) 콘덴서(또는 용량형) 마이크 출력 레벨을 -4OdB의 적절한 레벨로 증폭시키기 위해서는 마이크 캡슐에 프리앰프(a local preamp)를 필요로 한다. 이런 프리앰프와 보다 더 높은 출력레벨을 내보내기 위해 콘덴서 마이크는 다이내믹형 마이크 보다 전력을 더 필요로 한다. 모든 콘덴서 마이크는 외부 전력을 필요로 하는데 이를 건전지나, 팬텀 파워(phantom power) 또는 심플렉스(simplex)라 불리는 믹서나 콘솔로부터 나온 마이크 케이블을 통해 공급받는다.

     팬텀파워는 유럽에서는 5에서 24볼트, 미국에서는 48볼트 직류(DC) 전압을 말하는 데 콘솔 프리앰프의 밸런스(balance)타입 오디오 페어(audio Pair)에 걸쳐있게 되며 건전지보다 더 안정적 이다. 모든 콘덴서 마이크는 이와 유사한 용량성 방식으로 작동한다. 충전 요소인 론덴서는 고정된 후면 판과 움직이는 전면의 진동판으로 구성된다. 진동판을 자극시키면 양극사이의 용량변화에 따라 전압이 발생한다. 그러면 이 전압은 소형 프리앰프에 의해 증폭된다.

     콘덴서 마이크에는 두가지 종류가 있다. 하나는 순수(true or full) 콘덴서 마이크로서 프리앰프에 전력을 공급하고 콘덴서를 충전 시키기 위해 외부 전력을 사용한다. 이 복합회로는 마이크의 몸체에서 상당한 부분을 차지하며, 이것이 소형 순수 콘덴서 마이크를 만드는 것이 어려운 이유이다.

     두번째는 소위 일렉트렛(electret; 잔류분극 유도체)형으로서, 이 마이크는 영구적인 충전 콘덴서를 갖는 것이 특징이다. 따라서 전력 공급은 단지 프리앰프만을 작동시키고, 진동판이 작으며, 회로가 덜 복잡하기 때문에 마이크 몸체내의 공간을 덜 차지한다. 옷에 부착하도록 디자인된 소형 마이크인, 라펠(lapel)과 라발리에 (lavalier) 마이크는 거의가 일렉트렛형 이다.

     일렉트렛을 만들기 위해서는 고온의 상태에서 특별한 고분자 물질로 된 필름에 정전기를 충전시키는데 이 고분자 필름은 온도가 정상으로 돌아온 후에도 거의 영구적으로 이와같은 충전상태를 유지한다. 충전된 필름은 일렉트렛이라 불리며, 소리를 진동시키는 진동판을 형성하기 위해 고리형태로 걸쳐져 있다. 그것이 울리게 되면, 일렉트렛 진동판(diaphragm)과 마이크의 후면판 사이에 나있는 틈의 간격이 변하면서 일렉트렛 필름의 전위변동을 유도하는 용량변화가 일어난다. 이 전위변화는 내장 프리앰프에 의해 증폭되어 마이크 출력신호로서 나타나게 된다.

     소니(Sony) 연구팀은 일렉트렛을 한단계 더 진전시켜 후면 일렉 트렛을 개발했다. 이 후면(back) 일렉트렛에서 필름은 마이크 뒷면에 부착되어 얇은 폴리에스터 필름을 진동하게 만드는데, 스펙트럼의 저 역에서 음질을 개선 시킨다.

     초기의 속도형(velocity) 마이크는 잘 깨지기 쉬웠으나 최근의 모델들은 옥내 스튜디오에서 사용하기에 매우 적합하게 제작된다. ,이 마이크는 '거친 소리를 내는' 경향이 있는 연기자들에게 사용된다. 거칠게 소리를 내는 것은 파열음인 B, P, T를 지나치게 강하게 발음하는 것으로서, 이러한 철자의 파열적 특성은 음파의 압력요소를 순식간에 올린다. 속도형 또는 '리본' 마이크는 음파의 속도요소에 의해 작동되기 때문에 이러한 '파핑'(poping)에 덜 영향받는다.

     리본마이크는 오디오 스펙트럼의 저역에 더 민감하다. 다음에 살펴볼 싱글- D 카디오이드(single-D cardioid)와 마찬가지로 리본마이크는 피치 (pitch)가 너무 높은 목소리를 수음하는데 유용하다. 더우기 연기자가 리본마이크를 더 가깝게 사용하면 할수록, 피치는 더 욱 더 낮게 나타날 것이다. 이와 같은 효과를 근접효과(Proximity effect)라 부른다. 현재 마이크에 대한 연구 동향에 견주어 보면 속도형 마이크는 좀 낡은 디자인이지만 여전히 생산되고 사용되고 있다.

     카디오이드 마이크(심장 모양의 패턴)에는 두가지 유형이 있다. 구식 복합 카디오이드 유형은 단일 용기에 사실은 두개의 마이크 요소가 들어 있는 것이다. 리본 트랜스듀서와 진동판 트랜스듀서가 서로 전기적으로 연결되어 있어서 두개 이상의 가변 로브(robe)가 달린 단일지향성 패턴을 창출하게 되며, 또한 단일의 무지향성이나 양 방지향성 패턴을 위한 변환기로도 전환가능한 것이다.

     최근에 나온 카디오이드 단일지향성 마이크는 문자그대로 마이크 케이스가 완전히 봉해져 있지 않다. 음압력은 후면의 구멍이나 혹은 마이크의 한쪽 면에 있는 가늘게 찢어진 슬릿(slit)을 통해 들어와서, 전면은 물론이고 후면으로부터도 마이크 진동판을 접촉한다. 후면이나 측면으로부터 나오는 음압은 진동판의 움직임을 다소 중화시키는데, 진동판의 움직임은 음이 후면이나 측면구멍에서 안쪽의 진동판 뒤로 전해져 야만 하는 거리에 의해 지연된다. 후면에 구멍이 있는 이러한 카디오이드의 유형은 싱글 D라고 불리는데, 그것은 후면 구멍으로부터 진동판에 이르는 경로가 단 하나이기 때문에 붙여진 이름이다. 이 유형은 음원과 마이크사이의 거리에 따라서 매우 다양하게 변하는 주파수 특성을 갖게된다.

     음원으로부터 0.3cm 떨어진 곳에서의 저역대역은 같은 마이크가 60cm이상 떨어져 있을 때 생기는 주파수 대역보다 15dB가 더 높게 나타난다. 이러한 근접효과는 마이크 수음에 저음을 첨가해야만 하거나 반대로 너무 많이 실린 저음을 없애야만 하는 오퍼레이터에게 광범위하게 사용되곤 한다.

     Electro-Voice사는 저음 증폭 근접효과는 줄이는 반면 단일지향성 패턴을 유지하도록 마이크 측면을 따라서 많은 구멍이 나있는 가변 D마이크을 개발했다. 이 마이크의 디자인은 그들이 연속적인 가변 D라고 부르는 변형을 사용하는데, 중간주파수 및 낮은주파수의 구멍이 그 길이에 따라 다양하게 주파수를 수용하는 길게 찢어진 틈 들로 대치된 것이다. 카디오이드 패턴의 두 변형은 각각 수퍼 카디오이드와 하이퍼카디오이드로 불린다. 카디오이드는 축상에서 광범위한 수음영역을 가지지만 측면에서 나오는 소리는 6dB까지 기각되며, 후면으로부터 나오는 소리나 축에서 180도 정도 떨어진 곳에서 나오는 소리는 20dB에서 30dB까지 기각된다. 소리는 매 3dB이 변할때마다 배가되 거나 반감된다는 사실을 감안해야 한다.

     슈퍼카디오이드 숏건은 측면 음을 8.7dB까지 기각한다. 또한 마이크 뒤, 즉 축으로부터 125도 정도 떨어진 곳에 있는 두개의 구멍에서 음을 가장 잘 기각한다. 하이퍼카디오이드, 또한 숏건 마이크는 세 군데서 음을 처리하는데 하나는 측면하단에서 12dB의 음을 기각하며,또 축에서 110도 떨어진 곳에 자리잡은 두개의 구멍에서 음을 가장 잘 기각한다.

     반원패턴은 PZM으로도 불리는 '바운더리(boundary)· 마이크에서 볼 수 있다. PZM은 단단한 표면과 특히 두개 이상의 단단한표면이 각지게 연결되어 있는 곳에서 발생하는 음향조건에 유리하다. 대부분의 마이크가 갖고 있는 일반적인 문제는 위상이 다른 유사한 주파수들이 한 마이크에서 상호작용할 때 생기는 '콤 필터(comb filter)'효과이다. 이 효과는 큰 콘서트 홀에서 대량의 주파수가 한 마이크에 수음될 때 나타나 오퍼레이터를 무척 곤혹스럽게 만든다. 마이크에서 지연된 음의 반향은 직접음을 결합하여 위상을 상쇄시키고, 그 결과 네트 주파수 대역에서 연속적인 피크와 하강을 만드는데 이를 콤 필터 효과라고 하는 것이다. 단단한 표면으로부터의 반향은 반향 표면으로부터 가까운 거리에서는 동시에 발생해 위상이 일치되므로 'comb filter'효과도 자연히 줄어들게 된다.

     1978년에 이러한 음향특성은 Crown International, Elkhart IN이 만들어 유통시킨 PZM 마이크 제작에 실제로 적용되었다. 일렉트렛 마이크 캡슐은 평평한 판에 바짝 매달려 아래로 향하고 있으며, 진동판은 압력 지대, 즉 직접 음과 반향된 음이 오디오 구간상 같은 위상에서 결합하고 있는 지점 위에 위치해 있다. 반원형 패턴은 마이크 캡슐의 수음이 그 마이크가 설치된 표면의 물리적 특성에 의해 만들어지는 원주에서 마이크를 중심으로 180도 내에서만 이루어지기 때문에 이루어지는 것이다. 반대로 판(plate)은 마루와 벽과 같이 두개 이상의 큰 면의 연결부를 수음하기 위해 놓여진다. 음의 수음은 경계 앞쪽에서는 어떤 각도이건 간에 이뤄지지만, 음원이 경계 뒤로 움직일 때는 급속히 낮아진다. 경계가 크면 클수록, PZM 마이크가 지향성이 되는 주파수는 더 낮아진다.

     PZM 마이크는 마이크를 사용하는 모든 장소에서 폭넓게 쓰여진다. 또 위상 간섭(phase-coherent) 카디오이드라 불리는 일종의 카디오이드 변형이 만들어져 이용되기도 한다. PZM 마이크는 비교적 저렴한 가격, 매우 낮은 프로필(송수신점을 포함하여 대지에 수직한 면에서 전파로를 자르는 경우의 단면도로서, 프로필 용 지상에는 전파통로가 직선으로 나타날 수 있다)과 넓은 대역폭을 갖고 있으며, 매우 높은 음압레벨(SPL)을 유지한다. SPL은 음강도에 대한 측정치로서 소리가 들리기 시작하는 경계를 OdB SPL로 한다. 30cm정도 떨어진 거리에서 보통의 대화는 약 70dB SPL로 측정된다. 귀를 괴롭게 만드는 음은 약 120dB SPL에서 시작된다. PZM 마이크는 또한 근접수음해야 할 경우와 마이크가 방해되는 경우에 특히 유용하다.