|
Георг Нойманн, изобретатель и исследователь
Основатель компании Neumann Георг Нойманн родился 13 октября 1898 года в городе Хорине, расположенном в 80 километрах северо-западнее Берлина. Профессиональную инженерную подготовку он получил в берлинской фирме Mix & Genest, затем работал в исследовательской лаборатории AEG, изучавшей проблемы создания усилителей. Директором этой лаборатории был Юген Райсц. Вскоре он основал собственную фирму и пригласил Георга Нойманна к себе.
В то время для звукозаписи использовались в основном угольные микрофоны. Они были похожи на жестянку из-под гуталина, частично заполненную угольным порошком. С одной из сторон для лучшего проникновения звука были сделаны щели, затянутые тонкой материей, не позволявшей порошку высыпаться наружу. По современным стандартам качество таких микрофонов было ужасным; принцип преобразования, используемый в этих микрофонах, иногда в шутку называли «управляемым отсутствием контакта».
Исследуя угольные микрофоны в попытке улучшить их качество, Георг Нойманн насыпал угольный порошок на мраморную плиту, прикрепил два электрода, подключил прямой ток и произнес в получившийся прибор несколько слов. Из подключенного к микрофону громкоговорителя донесся тоненький писклявый голосок.
Тогда Нойманн установил сверху резиновую мембрану, и в сигнале появились низкие частоты. Так появился на свет новый микрофон, известный как «модульный микрофон Райсца».
Именно в этот микрофон в 1923 году «издала первый вопль» первая немецкая радиостанция Vox House, вещавшая в 400-метровом диапазоне.
При линейной частотной характеристике в диапазоне 50 Гц … 1 кГц, в районе 4 кГц у этого микрофона имелся подъем на 10 дБ, уменьшавшийся до -5 дБ на частоте 10 кГц. Не совсем то, что мы сегодня называем студийным микрофоном, не правда ли?!
Георг Нойманн никогда не шёл на компромисс - созданный им микрофон в то время был сенсацией. Поглощенный идеей массового производства микрофонов с емкостным (конденсаторным) принципом преобразования, Нойманн уходит от Райсца и 28 ноября 1928 года совместно с Эрихом Рикманном организует в Берлине собственную компанию.
До этого времени конденсаторные микрофоны производились только в лабораториях, так что планы Нойманна по их промышленному производству казались фантастическими.
Бутылка Нойманна
Первым конденсаторным микрофоном, выпускаемым в массовых количествах, стал CMV 3. Он значительно превосходил по качеству звучания микрофон Райсца и получил шутливое название «бутылка Нойманна». CMV 3 был не таким уж и маленьким – примерно 9 см в диаметре и 40 см высотой. В то время репортажи были занятием не для слабаков – микрофон весил около 3 кг!
Права на продажу микрофонов Нойманна получила компания Telefunken – дочерняя фирма AEG и Siemens.
Начиная с 1928 года и до конца Второй мировой войны дизайн «бутылка» практически не менялась. За это время микрофон стал стандартом студийной звукозаписи, он широко использовался во время Олимпиады 1936 года в Берлине. К этому времени уже появились сменные капсюльные головки с различными диаграммами направленности.
Не только микрофоны...
К 1928 году Нойманн обратил внимание на другие аспекты студийной техники, в том числе на технологию звукозаписи. Из Англии был получен заказ на создание станка для «нарезки» грампластинок. Этот станок стал основой второго эшелона разработок компании Neumann.
В самых первых моделях станков использовалась ременная передача. Режущая головка перемещалась при помощи шпинделя, приводимого в действие червячной передачей, сопряжённой с системой шестерёнок. Очевидная параллель между этим устройством и современными «вертушками» станет еще более значимой, если учесть, что в 1930 году Нойманн заменил ременную передачу на прямой привод.
В 30-е годы компания становится узнаваемой. Диверсификация дала толчок постоянным инновациям и усовершенствованиям – от электроакустического измерительного оборудования, кодовых идентификационных сигналов (используемых в радиовещании) до стандартных линейных микрофонов.
Нойманн также разработал прибор для калибровки микрофонов – пистонфон – эталонный генератор звукового давления синусоидальной формы волны. В диапазоне 20 Гц … 600 Гц его можно было очень точно регулировать, визуально наблюдая, как движущийся пистон перемещает заданный объём воздуха.
Амплитуда движений пистона наблюдалась в микроскоп, благодаря чему достигалась исключительно высокая точность калибровки микрофонов.
Самое важное изобретение Нойманна
В ходе постоянно углублявшейся исследовательской работы Георг Нойманн совершил свой важнейший вклад в современную электротехнику. В 1947 году он разработал процесс производства никель-кадмиевых батарей, при котором не выделялось избыточное количество газа – изобретение, непосредственно связанное с появлением множества современных электронных приборов. Фонарики, слуховые аппараты, плейеры, видеокамеры и т.д., – во всех этих приборах используются миниатюрные никель-кадмиевые батареи, производство которых стало возможным благодаря исследованиям Георга Нойманна.
Одним из «побочных» продуктов разработанного Нойманном процесса стали электролиты из кадмия, оксида кадмия и никелевого анода. В зависимости от размера, электролиты отличались сравнительной емкостью от 100 до 160,000 микрофарад на частоте 50 Гц. Нойманн применил их в качестве стабилизаторов разогревающего напряжения для конденсаторных микрофонов.
Выдающиеся фильтрующие свойства этих элементов оказались крайне полезны для стабилизации разогревающего тока, особенно в лампах прямого накала.
Большой успех
1947 год был весьма плодотворным для компании Neumann. Благодаря одному из крупных открытий компания запустила в производство микрофон, оказавший огромное влияние на развитие современных студийных микрофонных технологий. U 47 стал первым конденсаторным микрофоном с переключаемой диаграммой направленности. Его успех затмил популярность ленточных микрофонов RCA, долгое время считавшихся студийным стандартом.
Капсюль U 47 состоял из двух диафрагм. Обе диафрагмы могли поляризоваться одним и тем же напряжением или нейтрализоваться по отношению к центральному электроду, что давало возможность регулировать всенаправленные и кардиоидные характеристики. Производился также «специальный» микрофон U 48, в котором диафрагмы могли поляризоваться разноименными (по отношению к центральному электроду) напряжениями, так что имелась возможность переключения между кардиоидной характеристикой направленности и характеристикой направленности в виде восьмерки.
Первый дистанционно переключаемый микрофон
Другие модели, появившиеся в 1949 и 1950 годах, также обладали заметным прогрессом. Выпущенный в 1950 году микрофон М 50 был снабжен капсюлем давления, вставленным в стакан из акрилового волокна, благодаря чему обеспечивалась превосходная всенаправленная характеристика. А предшественник этой модели – микрофон М 49 – стал первым дистанционно переключаемым микрофоном.
Во время работы Нойманна над микрофоном М 49 схожее открытие совершил инженер Гросскопф в центральной лаборатории компании Nordwestdeutscher Rundfunk в Гамбурге. Одна из микрофонных диафрагм была зафиксирована напротив центрального электрода, на другую подавалось напряжение смещения, которое можно было регулировать потенциометром.
Благодаря этому стало возможным плавное переключение характеристик: всенаправленная, кардиоида, в форме восьмерки.
Нойманн первым получил патент на это изобретение и запустил в производство первый дистанционно переключаемый микрофон М 49. Вскоре после этого производство многочисленных моделей подобных микрофонов развернули и конкуренты – но уже по лицензии Нойманна.
Телевидение и стереофония выдвигают новые требования
Несомненно, самыми важными разработками вещательных технологий в 1950-е годы стали развитие телевидения и появление стереофонии. Оба этих направления требовали собственных специализированных микрофонов.
Телекомпаниям требовались микрофоны малого размера, и в 1953 году Нойманн предложил им на выбор конденсаторные микрофоны диаметром всего лишь 21 мм с всенаправленной или кардиоидной характеристиками. Имелась также переключаемая модель, сочетавшая в себе всенаправленную, кардиоидную и двунаправленную характеристики.
Для записи естественного стереозвучания требовались два микрофона, расположенные таким образом, чтобы их временная/амплитудная отдача совпадала. А значит, идеальным решением было разместить два капсюля в одном корпусе.
В 1956 году Нойманн начал выпускать микрофон SM 2, долгие годы остававшийся единственным стереомикрофоном в мире.
Измерительные технологии
За следующую четверть века возможности реалистичного звуковоспроизведения, предлагаемые стереофонией, привели к обширным исследованиям в области звукозаписи. Еще в 1934 году Нойманн создал первый серийно выпускаемый самопишущий измеритель логарифмического уровня Р 2, на долгие годы ставший стандартом измерительного оборудования акустических лабораторий.
Необходимо также отметить калибровочные микрофоны, разработанные компанией Neumann.
От ламп - к транзисторам
Вышеупомянутые миниатюрные микрофоны пятидесятых-шестидесятых годов, конечно же, были ламповыми микрофонами. Небольшие размеры этих микрофонов удивляют даже современных пользователей. Обычно использовалась лампа Telefunken AC 701, разработанная специально для микрофонов. Последняя из разработанных компанией Neumann ламповых схем предназначалась для использования в U 67 – переключаемом микрофоне с большой мембраной. Этот микрофон, доживший до наших дней в качестве модели U 87, может по праву называться самым известным студийным микрофоном в мире.
В шестидесятые годы лампы, служившие усилителями и преобразователями импеданса, стали вытесняться транзисторами. Не исключением стали и схемы конденсаторных микрофонов. В 1965 году компания Neumann представила свой первый микрофон с транзисторной схемотехникой – KTM 1965. Вскоре после этого компания Neumann разработала концепцию фантомного питания + 48 В. Отпала необходимость в отдельном источнике питания для каждого микрофона. Теперь все микрофонные входы могли питаться централизованно от одного источника напряжением 48 В. На смену специальному многожильному микрофонному кабелю пришел стандартный трехжильный кабель. Бесчисленные типы разъемов во всем мире были заменены унифицированным трехконтактным разъемом XLR.
При этом увеличивалось число моделей микрофонов. Сперва существующие испытанные модели 60-й серии (например, К 63, 64, 65, U 67) были заменены их полупроводниковыми преемниками. Начиная с 1966 года, выпускаются модифицированные микрофоны с большой и малой мембраной – KM 83Ю, 84, 84 и U 87 (серия «fet 80») с фантомным питанием 48 В.
Дистанционно переключаемый микрофон SM 69 с транзисторной схемой сопровождался локально переключаемым микрофоном USM 69. Были разработаны микрофоны для вокалистов – KMS 84 и KMS 85, а также остронаправленные микрофоны KMR 81 и KMR 82.
Искусственные уши учатся слышать
В 1973 году на Международной Выставке радио и телевидения в Берлине состоялся дебют устройства KU 80, или «искусственной головы». Это ознаменовало изобретение бинауральной стереозаписи. KU 80 был разработан компанией Neumann в тесном сотрудничестве с берлинским Институтом Герца для достоверной записи акустического окружения. Позднее участники тестов прослушивали эти записи через наушники, чтобы дать их объективную оценку. Вскоре стало очевидным, что трехмерное ощущение окружающего пространства дает возможность создания интереснейших радиопрограмм, и «искусственная голова» прочно утвердилась в качестве дополнительного стереомикрофона наряду с вышеупомянутыми «классическими» моделями при записи по так называемому «методу совпадения». Вскоре на рынке появилось усовершенствованное устройство KU 81, а в 1992 году – первенец третьего поколения KU 100.
Полупроводники и студийные микшерные консоли
Хотя основная часть разработок компании Neumann связана с усовершенствованием конденсаторной микрофонной технологии, компания продолжает выпускать оборудование для производства пластинок, а также работает в области полных систем звукового микширования.
В первые годы развития полупроводниковой технологии мир заполонили «шеститранзисторные радиоприемники». Чуть ли не каждый взрослый житель планеты имел такой приемник, и где бы его ни включали, из него с потрескиванием и шипением начинала литься музыка или новости. Впрочем, с точки зрения качества о них не стоит и писать. Пожалуй, они имели меньшее отношение к собственно полупроводникам, нежели к применению этих интересных новых компонентов.
На протяжении всей истории компании Neumann постоянно раздвигались границы физических возможностей студийного оборудования. Так был создан первый транзисторный усилитель студийного качества (34 дБ) под маркой “TV”, обладавший великолепными техническими характеристиками. Он стал сердцем ряда студийных приборов – например, эквалайзера TEV и канального контроллера TRV. Отдельные компоненты были разработаны в начале 60-х годов. Затем, на Выставке радио и телевидения в Берлине в 1963 году, компания Neumann представила свою первую полностью транзисторную микшерную консоль. Устройство имело 10 входных каналов, четыре группы и два выходных канала. Его конструкция соответствовала рекомендациям АК 3 и имеющимся немецким стандартам. Все входы и выходы были симметричными, но внутренняя схема консоли была несимметрична. Максимальный выходной уровень составлял +6 dBm, что по современным стандартам крайне мало. Однако в то время были доступны только германиевые транзисторы. Тем не менее, с полупроводниковой техники постепенно сходил налет «любительщины».
Развитие кремниевых транзисторов открыло путь к созданию более мощных усилителей. На основе таких усилителей компания Neumann начала производство микшерных консолей, в которых – в электрических и механических терминах – воплотились самые несбыточные мечты потребителей. Благодаря успеху этой технологии компания Neumann изготовила по заказу несколько сотен микшерных консолей для многочисленных немецких и европейских радио- и телевещательных корпораций, студий звукозаписи, киностудий, театров и концертных залов.
Исследовательский прогресс привел к созданию оборудования, управляемого при помощи компьютера. Так, в конце 1970-х годов компания Neumann оборудовала главную контрольную комнату радиостанции RIAS-BERLIN компьютерной системой маршрутизации. К другим задачам относилось создание микшерных консолей с возможностью сохранения статических установок – например, установок микрофонных усилителей, эквалайзеров, контроллеров и точек подключения. Консоли подобного типа были установлены компанией Neumann в двух берлинских театрах – Schillertheater и Theater des Westens. Hessischer Rundfunk была первой радиостанцией, установившей консоль подобного типа.
Продолжающаяся автоматизация управляющего оборудования достигла кульминации в микшерных пультах серии N 7000. В этих консолях было полностью автоматизировано сохранение статических и динамических значений всех параметров, а также управление моторными контроллерами и усилителями VCA. Консоли подобного типа были установлены в Берлинской филармонии и ряде радиовещательных корпораций, а также в медиацентре федеральных сил обороны Германии.
Усовершенствования фонографической технологии
До 1953 года компания Neumann выпускала станки для тиражирования пластинок с постоянным шагом бороздки. Между 1953 и 1955 годами компания Neumann разработала метод варьирования шага бороздки в зависимости от амплитуды записи. Для этого на магнитофоне устанавливалась дополнительная воспроизводящая головка. Эта воспроизводящая головка давала возможность заранее (за пол-оборота пластинки) определить амплитуду бороздки и через соответствующий усилитель мощности направить управляющий сигнал на режущий станок. Конечно, при этом также было необходимо отдельно управляемое устройство сдвига. Впервые стало возможным увеличить время воспроизведения грампластинки приблизительно до 30 минут.
До тех пор, пока пластинки были монофоническими, использовался латеральный (боковой) метод записи. В 1956 году компания Neumann представила первый станок для нарезки стереофонических пластинок – ZS 90/45, поддерживающий как латеральную, так и вертикальную запись. Станок нарезал два стереоканала с двух сторон бороздки под углом 450. В последующие годы были разработаны и другие станки для производства грампластинок, качество которых постоянно улучшалось. Все они были оборудованы режущими головками с обратной электродинамической связью. Эта серия продолжалась моделями SX 45, SX 68, SX 74 и, наконец, SX 84.
Многие компании сделали себе имя на приборах, выпускаемых ими для рынка производства грампластинок. К ним относятся такие компании, как Ortofon, Westrex, Scully, Fairchild, Dauphine и другие. В конце пятидесятых годов компания Neumann оставалась единственной компанией, способной предоставить полный комплект оборудования для переноса аудиоданных с магнитофонной ленты на грампластинку. Такое положение накладывало на Neumann серьезные обязательства по продолжению усовершенствования фонографической технологии. Это отразилось в усовершенствовании режущих станков и улучшении процедуры нарезки.
В связи с этим небезынтересно упомянуть любопытный феномен, связанный с искажением воспроизведения, возникающим из-за разной геометрической формы нарезающей головки и воспроизводящей головки. Нарезающая головка имеет форму пики, тогда как воспроизводящая головка – сферической формы. При воспроизведении это приводит к искажениям, в основном со второй гармоникой. Для решения этой проблемы в 1968 году компанией Neumann был создан прибор под названием Tracing Simulator.
В начале семидесятых годов компания Neumann совместно с TELDEC разработала механический способ видеозаписи с воспроизведением посредством приемника давления. Полученный опыт привел к еще одному значительному улучшению процесса «нарезки» грампластинок. На заре грамзаписи фонографические записи нарезались на воске, впоследствии – на фонографической фольге, покрытой нитроцеллюлозой. Компания Neumann разработала технологию DMM (Direct Metal Mastering), в которой фонографическая фольга заменялась медной фольгой. В результате значительно повысилась точность воспроизведения записанного сигнала, что привело к заметному улучшению качества звучания фонографических записей.
Еще один шаг вперед: технология TLM
В 1983 году на съезде AES в Амстердаме компания Neumann представила новую серию микрофонов с улучшенной схемотехникой: безтрансформаторные микрофоны TLM серии «fet 100». Первым представителем этой серии был микрофон TLM 170 с возможностью переключения одной из пяти диаграмм направленности. В нем использовался тот же двухдиафрагменный капсюль, что и в его старшем «трансформаторном» брате – микрофоне U 89.
Показатели каждого из микрофонов были значительно улучшены по сравнению с общим динамическим диапазоном студийных микрофонов того времени. Благодаря улучшенной схемотехнике они обладали меньшим остаточным шумом и наряду с этим имели более высокие уровни модуляции, чем предшествующие модели. Кроме того, они стали «горячим пирожком» на рынке еще и потому, что были первыми микрофонами, которые обеспечивали широкоугольную кардиоиду и гиперкардиоиду наряду с широко распространенными в то время всенаправленными, кардиоидными и «восьмерочной» характеристиками.
Открытое, свободное звучание технологии TLM, способное передавать мельчайшие нюансы звуковой картины, способствовало быстрому переводу на эту систему и других микрофонов компании Neumann.
Однако для того, чтобы в миниатюрных микрофонах умещались сложные схемы, необходимо было сделать еще один шаг: перейти к гибридной технологии. Благодаря этой технологии удалось разместить всю электронику прямо в корпусе капсюля. Так появились «активные капсюли» серии KM 100.
Таким образом, компания Neumann не только улучшила технические параметры микрофонов. Теперь капсюли без электроакустических потерь можно было использовать вместе с креплениями типа «гусиная шея», микрофонными штативами, различными кабелями и поворотными устройствами.
Сейчас это семейство миниатюрных микрофонов состоит из семи различных капсюлей со всеми употребительными характеристиками направленности. Сюда также относятся стереокрепления для записи по технологиям XY, ORТF и MS.
Специалисты
Кроме вышеупомянутой «искусственной головы», в качестве дополнительного метода стереозаписи в 1992 года компания Neumann представила микрофон со сферической поверхностью KFM 100.
Микрофон был оборудован двумя небольшими высококачественными конденсаторными капсюлями, расположенными по диаметру деревянной сферы размером с человеческую голову. В микрофоне граничного слоя GFM 132 эти капсюли были оптимизированы для получения звука под косым углом. Таким образом, KFM 100 являлся микрофоном для естественных стереозаписей с огромной акустической глубиной и был идеален для записи сложнейших акустических полей – например, в соборах и больших концертных залах.
Специально для наружных записей был разработан остронаправленный микрофон RSM 191. Угол записи MS-комбинации можно было регулировать, что обеспечивало высокое качество записи в самых разнообразных ситуациях.
Полный переворот
Эти динамические разработки в области капсюльной технологии и схемотехники совпали не только с бурными событиями в мировой политике, но и с изменениями корпоративной структуры компании Neumann. Три десятка лет штаб-квартира компании на Шарлоттенштрассе в Западном Берлине, неподалеку от пограничного поста «Чекпойнт Чарли», фактически находилась на самом краю Западной Европы. После разрушения Берлинской Стены в 1989 году компания внезапно оказалась в самом центре Берлина. Как следствие, резко возросли издержки. Кроме того, на месте здания, где располагалась штаб-квартира компании, было запланировано возвести небоскреб.
Семья Нойманн, продолжавшее удерживать контрольный пакет акций после смерти Георга Нойманна в 1976 году, решила продать свои акции. Еще одним владельцем акция являлась компания TELDEC, принадлежавшая теперь корпорации Warner Brothers. После переговоров с несколькими потенциальными покупателями семья Нойманн решила целиком передать компанию другой семейной немецкой фирме со схожей структурой, обладающей значительным опытом на студийном рынке: Sennheiser Electronic GmbH & Co. KG.
1 января 1992 года началась новая глава в 62-летней истории компании Georg Neumann GmbH, Berlin. Это совпало с двумя важными изменениями на мировом рынке. Начиная с середины восьмидесятых годов традиционные виниловые пластинки вытеснялись компакт-дисками. Распространение цифровых методов записи и автоматизация микшерных консолей вынуждали к значительному сокращению жизненного цикла компонентов.
Одни из последних консолей по технологии N 7000 были установлены в Берлинской филармонии и в региональных студиях австрийской радиостанции ORF.
Начиная с 1993 года, компания Neumann сосредотачивает свои усилия на разработке и производстве студийных микрофонов. Это область ключевой компетенции компании, ее традиции и 70-летний опыт.
История Neumann. Часть 2
Источник:
| |
Подписка на новости
Звуковое оборудование
