giovedì 7 Luglio 2022

IL MICROFONO PER LA VOCE: TECNICA E PRATICA

di Alexander Case (Phisics Today), traduzione di Enzo Ferrara
L’evoluzione della tecnologia nella conversione della pressione sonora in un segnale elettrico ha portato a dei cambiamenti nella pratica di utilizzo e nella sonorità dei cantanti pop.
Quando ascolti una voce in una registrazione sonora, in realtà non ascolti il cantante. Ciò che ascolti veramente è l’illusione della voce data da un altoparlante, in maniera così convincente che pensiamo di conoscere la voce dei nostri cantanti preferiti. Ma essi, probabilmente, canterebbero per te in maniera molto diversa nel tuo soggiorno o nella tua auto, tanto da sembrare irreali.
La disciplina della produzione della musica pop include la creazione di suoni migliori di quelli della vita reale, esagerati, privi di errori e spesso indimenticabili. E, anche se ciò è vero per tutti i membri di una band, il cantante riceve un’attenzione particolare.
Sussurri e grida
La registrazione e la riproduzione del suono iniziarono nel 1877 con la registrazione su carta stagnola di Thomas Edison, e in meno di un decennio questa si è evoluta nel cilindro di cera, più durevole e dal suono migliore. Un corno ha poi convogliato il suono che si diffondeva nell’aria verso un diaframma flessibile il cui movimento spingeva uno stilo che incideva il supporto di registrazione; in quel modo le oscillazioni della pressione sonora nell’aria sono state rappresentata dalle ondulazioni fisiche di un solco.
La riproduzione ha poi invertito questo processo. Questo processo di registrazione completamente acustico e senza elettricità era, non sorprendentemente, piuttosto inefficiente. Le sessioni di registrazione si sono occupate di ciò privilegiando gli strumenti ad alto volume. Gli strumenti più silenziosi sono stati posizionati il più vicino possibile alla tromba del dispositivo di registrazione, in modo da avere una possibilità di far arrivare abbastanza energia acustica nella tromba per alterare la forma del supporto. I cantanti non tanto cantavano, quanto gridavano le loro esibizioni. La registrazione con un microfono ha cambiato quelle pratiche; l’energia acustica può essere trasformata in una tensione elettrica variabile che può essere amplificata secondo necessità per azionare la testa di incisione.
A metà degli anni ’20, il microfono iniziò a essere utilizzato negli studi di registrazione. Due aspetti principali dell’audio hanno beneficiato della nuova tecnologia. Il primo è la gamma dinamica. Mentre urla e grida erano in origine gli unici modi in cui i cantanti potevano farsi sentire in una registrazione, con un microfono si potevano catturare forme di espressione a bassa ampiezza, grazie all’elettrificazione e alla relativa elaborazione e amplificazione del segnale nella sua strada verso il record. (I cilindri a quel tempo erano chiamati record; essi erano la registrazione di un’esibizione.) In secondo luogo, anche i primi microfoni offrivano un miglioramento nella risposta in frequenza; essi hanno raggiunto frequenze sia più basse che più alte rispetto alla registrazione completamente acustica.
I cantanti hanno abbracciato questi miglioramenti così da sviluppare nuovi stili musicali. Uno stile musicale degli anni ’20 divenne noto come sussurro. Sebbene commercializzati come tali, i cantanti in realtà cantavano ma lo facevano con quella che all’epoca era una gentilezza che catturava le orecchie. Le grida erano fuori, l’intimità era dentro. La registrazione elettronica poteva catturare delicatezza, dettagli e understatement, e quindi dare all’ascoltatore una connessione personale con il cantante. Il cantante, cantando vicino a un microfono, ha creato una registrazione che faceva sembrare che l’esecutore fosse nel tuo soggiorno. La prima tecnologia a dare forza ai cantanti sussurranti e agli altri primi utilizzatori dei microfoni è stata un trasduttore di carbone. I granuli di carbone stipati in una cavità venivano compressi leggermente quando l’aria si muoveva contro un diaframma flessibile. Il cambiamento nella densità dei granuli di carbone causava un piccolo cambiamento nella resistenza elettrica. Una tensione fissa applicata attraverso la resistenza variabile produceva una corrente variabile conforme all’onda acustica variabile che comprimeva il carbone. Il suono del microfono a carbone (mostrato nella parte a della figura) aveva l’impronta propria del vecchio telefono analogico, caratterizzato da una larghezza di banda ridotta, gamma dinamica limitata e un po’ di rumore. Ma è stato un grande miglioramento rispetto alle registrazioni passive, meccaniche e prive di microfono che lo hanno preceduto.
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Belle imperfezioni
Un importante progresso nella tecnologia dei trasduttori si è verificato ancora nei primi anni ’20, quando gli scienziati e gli ingegneri della RCA hanno inventato il microfono a nastro. Un sottile nastro di metallo elettricamente conduttivo era sospeso in un campo magnetico. Il movimento dell’aria spingeva e tirava il nastro attraverso quel campo, inducendo così una corrente nel metallo. Il nastro, reso il più leggero possibile, reagiva in modo fluido e rapido all’input acustico. Con l’avvento della tecnologia a nastro, la risposta in frequenza del microfono ha finalmente abbracciato l’intera gamma di frequenze della voce umana.
Ma il suono del microfono a nastro, sebbene migliorato, non era ancora perfetto. In effetti, le lievi imperfezioni del nastro si adattano magnificamente alla voce umana. Tutti i microfoni hanno una capacità limitata alle alte frequenze: un nastro, ad esempio, può muoversi solo molto velocemente e le oscillazioni ad alta frequenza che si muovono troppo rapidamente per essere tracciate dal nastro semplicemente non vengono tradotte in corrente elettrica. Per i microfoni a nastro, però, l’attenuazione della frequenza è graduale, una proprietà che crea un tono setoso, mai aspro. Mentre i microfoni a carbone crepitavano un po’, i microfoni a nastro rimanevano dolci. Il destino dell’audio ha sorriso al microfono a nastro, poiché anche una seconda imperfezione nella sua progettazione si è rivelata utile ai cantanti.
I primi microfoni a nastro, aperti all’aria su entrambi i lati, possedevano una proprietà nota nella tecnica audio come effetto di prossimità. Quando un microfono viene posizionato molto vicino a una sorgente sonora, il segnale risultante, senza alcuna sorpresa, diventa più forte. Ma la progettazione dei microfoni a nastro ha fatto sì che la porzione a bassa frequenza del segnale aumentasse di ampiezza più rapidamente in funzione della distanza rispetto alla gamma ad alta frequenza. Di conseguenza, il tono di un cantante vicino al microfono possedeva un’enfasi dei bassi ricca, vellutata. Cantare così vicino richiedeva anche il controllo del respiro e la moderazione delle prestazioni. Nessuna cintura di sicurezza.
L’enfasi delle basse frequenze, lo smorzamento delle alte frequenze e la chiarezza delle frequenze medie hanno permesso la cattura di una voce più grande della vita, migliore del reale. Dal trasduttore a nastro è nato il crooner. Nat King Cole, Bing Crosby, Rosemary Clooney e altri hanno costruito le loro carriere non solo attraverso il talento musicale, la formazione e la pratica; hanno anche inventato una destrezza intorno al microfono che ha permesso loro di ottenere il tono che desideravano. La musica ora richiedeva una tecnica di esecuzione unica per lo studio. Il cantante si poteva avvicinare in maniera esagerata, controllando al contempo il respiro e la dinamica per evitare artefatti distraenti che altrimenti sarebbero potuti diventare udibili per qualcuno, stando così vicino al trasduttore. La tecnica di esecuzione non aveva valore per il solo cantante. È il suono del cantante più il microfono che fa cantare un crooner.
I microfoni a carbone e a nastro non erano gli unici tipi di trasduttore disponibili nei primi studi di registrazione. Nel 1917 la Bell Labs produsse il primo microfono a condensatore, una tecnologia che sfruttava una capacità variabile per creare un segnale elettrico da uno acustico. Una piastra del condensatore è fissa; l’altra è rappresentata da un diaframma leggero e flessibile accoppiato all’aria. Le onde di pressione spostano il diaframma, provocando le variazioni di capacità da cui deriva il segnale elettrico. Utilizzato nelle trasmissioni già negli anni ’20, il microfono a condensatore entrò finalmente in studio per la registrazione vocale con l’invenzione dell’U47 da parte di Georg Neumann (figura b) nel 1949, microfono che ancora oggi domina.
Rispetto ai microfoni a nastro, i microfoni a condensatore offrono una maggiore precisione alle frequenze più alte; il tono crooner attenuato viene scambiato per un maggiore realismo. La risonanza naturale della capsula può aumentare la gamma delle frequenze medio-alte. I tecnici del suono accolsero favorevolmente questo allontanamento dalla risposta in frequenza piatta. Chiamato affettuosamente picco di presenza, incide dettagli vividi nella traccia vocale, aumentando l’intelligibilità ed evidenziando l’espressione emotiva. Con il picco di presenza è nato il suono vocale moderno. Le registrazioni di Frank Sinatra durante i suoi anni alla Capitol Records (1953-1962) offrono un primo esempio rappresentativo del suono pop straordinario che si sente oggi nella maggior parte delle voci registrate.
Nato per la strada
Tralasciato finora dalla storia è l’umile microfono dinamico a bobina mobile, come lo Shure 55 Unidyne (figura c), che è in produzione continua dal 1939. Per le esibizioni di musica dal vivo, quel tipo di trasduttore ha dominato la scena. Dal momento che raccoglie il suono da una sola direzione, può concentrarsi sul cantante e cancellare tutto il resto. La potenza delle basse frequenze aumenta man mano che il cantante si avvicina, il che conferisce una qualità straordinaria che fa parte dell’estetica pop. Tuttavia la gamma bassa non sovrasta il resto del suono e il generoso trasduttore a bobina mobile perdona il respiro, lo sputo e il sudore che derivano da una bocca così vicina. Con una capsula molto più resistente rispetto al nastro o al condensatore, il microfono a bobina mobile è adatto alla vita in viaggio. Offrendo un picco di presenza a sé stante ma non raggiungendo una frequenza così alta come un microfono a condensatore, la bobina mobile si adatta particolarmente bene a cantanti con grande intensità, musicisti blues e poeti hip-hop, per esempio. Questi artisti lavorano duramente con i microfoni, sapendo che la capacità di larghezza di banda del microfono non completa può portare a un suono con un carattere distinto adatto per il palco o lo studio. L’evoluzione della tecnologia dei microfoni non ha portato a una singola pratica corretta la produzione in studio contemporanea. Oggi i tecnici del suono e i cantanti sono consapevoli delle qualità peculiari di nastri, condensatori e bobine mobili. Il tipo di trasduttore è una scelta strategica, guidata dal timbro vocale desiderato e dallo stile di esibizione dell’artista. Mentre un tempo la tecnologia ispirava l’arte, gli artisti ora sfruttano la tecnologia.