✅🎤Microfonía (Que es un micrófono y como funciona, captación y grabación del sonido, diagrama polar, relación señal/ruido, la directividad)🎤✅

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INTRODUCCIÓN

Los micrófonos son los dispositivos iniciales dentro de todo sistema de audio, lo que nos obliga a que éstos sean especialmente fieles en su funcionamiento. Necesitamos dicha fidelidad por qué cualquier deformación sobre la señal de audio estará presente en toda la cadena de audio. Por lo tanto, es muy importante trabajar bien con los micrófonos. No sólo elegir el micrófono adecuado en función del uso que le queremos dar, sino que también será vital su correcta instalación y colocación en el medio para la grabación del sonido. Es decir, no debemos coger un micrófono diseñado para una captación característica, y usarlo para otros usos no adecuados a sus características, puesto que el resultado, obviamente, no será óptimo.

Por todo ello es indispensable conocer y dominar las características técnicas de todos los micrófonos, para lograr uno de los objetivos primordiales de todo técnico de sonido: captar correctamente un sonido a través de los medios adecuados para registrarlo en un soporte, y poder reproducirlo posteriormente con la máxima fidelidad posible. 

¿QUE ES UN MICRÓFONO?

Elemento capaz de captar las ondas sonoras, mediante la conversión de las variaciones de presión que inciden en un diafragma, en energía eléctrica de similares características de onda, para su posterior procesamiento por medios electrónicos.

A este proceso se le llama transducción, por eso el micrófono es un TRANSDUCTOR. Los transductores son dispositivos que se activan gracias al tipo de energía recibida, convirtiéndola en otro tipo de energía a su salida, como también lo son las agujas de los platos de vinilo o las pastillas de una guitarra. 

EL PROCESO DE TRANSDUCCIÓN ELECTROACÚSTICA

Para que un micrófono cumpla su función se necesita la combinación consecutiva de 2 tipos de transductores. 

FASE A: ACÚSTICO-MECÁNICO 

FASE B: MECÁNICO-ELÉCTRICO 

FASE A: TRANSDUCTOR ACÚSTICO-MECÁNICO 

El primer transductor que nos encontramos en un micrófono es acústico-mecánico, y consiste en una membrana muy ligera, suspendida elásticamente, que detecta las diferencias de presión del aire producidas a causa de las vibraciones sonoras. Estas vibraciones se desplazan con una velocidad y fuerza determinada y comunican su movimiento a un elemento móvil que antes hemos denominado membrana pero que a partir de ahora llamaremos diafragma. Este transductor permite percibir las diferentes presiones en los micrófonos: así, en función de la forma en que las ondas de presión lleguen al diafragma, el desplazamiento del mismo será proporcional a la presión instantánea recibida de la onda que incide sobre él. Por lo tanto el primer transductor simplemente hace la recepción de la energía (acústica) sobre un medio físico o mecánico (diafragma). 

FASE B: TRANSDUCTOR MECÁNICO-ELÉCTRICO

Pero, como técnicos de sonido, lo que realmente nos interesa y es verdaderamente importante, es cómo se transforman las variaciones mecánicas recibidas en magnitudes eléctricas con características similares a las recibidas. 

Esta es la función del segundo transductor, que es un dispositivo mecánico-eléctrico que convierte el desplazamiento del diafragma, en señal eléctrica. Este transductor nos indica la eficiencia del micrófono en la conversión de la señal acústica en señal de audio (eléctrico).

TIPOS DE MICRÓFONOS

Basándonos en este segundo proceso de conversión mecánico-eléctrica, podemos afirmar que existen tres grandes principios de transducción sobre los que se basan los micrófonos:

A) El Principio de inducción magnética: donde encontramos los micrófonos dinámicos (o de bobina móvil), y los micrófonos de cinta.

B) El Principio de variación de capacidad: donde encontramos los micrófonos de condensador (polarizados), y los micrófonos electret (o prepolarizados)

C) El Principio de transducción mineral: donde encontramos los micrófonos de carbón y los piezoeléctricos

MICRÓFONOS BASADOS EN EL PRINCIPIO DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA:

a) MICRÓFONOS DINÁMICOS

b)  MICRÓFONOS DE CINTA 

A) LOS MICRÓFONOS DINÁMICOS (DE BOBINA MÓVIL)

Son los micrófonos más conocidos y utilizados actualmente, tanto en el ámbito doméstico como en el mundo profesional. El funcionamiento de este micrófono es muy simple. Se basa en un pequeño imán que crea un campo magnético permanente. Sobre el imán, se coloca en suspensión, un pequeño y ligero diafragma (normalmente de un material plástico llamado Mylar) que va acoplado a una bobina de cobre con dos bornes (positivo y negativo). La energía acústica en forma de variaciones de presión del aire, mueve el diafragma, que se encuentra solidariamente unido a la bobina. Por lo tanto el diafragma traspasa su movimiento a la bobina, que también se mueve sobre su eje horizontal, inmerso en el campo magnético. La bobina corta las “líneas imaginarias” que conforman el campo magnético (las cortocircuita y las vuelve a circuitar constantemente con su movimiento) de modo que provoca una corriente eléctrica alterna de intensidad proporcional a la fuerza mecánica inducida por el diafragma.

LOS MICRÓFONOS DINÁMICOS (DE BOBINA MÓVIL)

Cómo funciona un micrófono: http://gestyy.com/eikATE

Vista expandida: http://gestyy.com/eikAU8 

CARACTERÍSTICAS DE LOS MICRÓFONOS DINÁMICOS

- Son los más utilizados.

- No necesitan ningún tipo de alimentación eléctrica, se conectan al equipo y funcionan. 

- Son económicos y resistentes.

- La respuesta en frecuencia y los valores de sensibilidad son muy aceptables.

- Se pueden usar tanto para salir al aire como en grabaciones, en escenas, para cantar...

Inconveniente: El mismo movimiento del conjunto bobina móvil/diafragma posee una resistencia que limita su capacidad para vibrar con determinadas ondas sonoras; como resultado de ello su eficiencia para captar frecuencias más altas es muy reducida.

Últimamente han aparecido nuevos micrófonos en los que se ha utilizado un nuevo material para construir el imán del micrófono. Este material (Neodymium) es capaz de crear un mayor campo magnético utilizando bobinas con una masa muy reducida; esto permite que el diafragma pueda moverse con frecuencias más elevadas, llegando a captar frecuencias muy altas.

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B) LOS MICRÓFONOS DE CINTA

El micrófono de cinta trabaja gracias al mismo principio electrónico con que lo hace el micrófono dinámico, excepto que una cinta metálica reemplaza al conjunto diafragma/bobina. Esta cinta suele ser ondulada, con tal de aumentar su elasticidad y facilitar la vibración ante los impactos de las ondas sonoras; suele estar suspendida en el interior de un fuerte campo magnético, proporcionado por uno o dos imanes permanentes.

       

Las ondas sonoras que llegan de ambos lados de la cinta hacen que ésta se ponga a vibrar dentro del potente campo magnético, originando un voltaje proporcional a la velocidad con que la cinta corta el flujo magnético y a su propia longitud. Puesto que la cinta responde a las alteraciones de presión tanto si se producen por el frente como por el dorso de la misma. Estos micrófonos son fundamentalmente bidireccionales. 

EJEMPLOS DE MICRÓFONOS DE CINTA 

      

CARACTERÍSTICAS DE LOS MICRÓFONOS DE CINTA

Patrón de captación bidireccional.

Margen dinámico bastante malo , alrededor de 40 dB.

Son muy ruidosos y sensibles al viento.

Sensibilidad muy baja , del orden de 0,1mV / Pa ( -80dBV ).

Impedancia muy baja , del orden de 15Ω , por lo que requiere de un transformador que aumente la impedancia y mejore la sensibilidad.

Sufren un marcado efecto de proximidad causado por la colocación del micrófono muy cerca de la fuente sonora y provocando que los graves aumenten su nivel.

Son voluminosos y más pesados que el resto, debido sobre todo a el imán y las piezas polares.

Su fragilidad ante los golpes o las presiones acústicas demasiado elevadas. No obstante la tecnología progresa, y algunos modelos recientes de micros de cinta son bastante resistentes. En éstos se ha aplicado una delgada capa metálica sobre una cinta plástica, aumentando así su dureza y extendiendo su respuesta a las frecuencias extremas.

En las grabaciones de música clásica los micrófonos de cinta son los más utilizados, ya que el sonido obtenido es más suave y natural que el que se obtiene usando micros dinámicos o de condensador.

Su utilización en directos es prácticamente nula, ya que este tipo de micrófonos debe mantenerse a una cierta distancia de la fuente sonora (35 cms. o más), y esto puede acarrear problemas de realimentación cuando se utilizan monitores.

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MICRÓFONOS BASADOS EN EL PRINCIPIO DE VARIACIÓN DE CAPACIDAD:

a)  MICRÓFONOS DE CONDENSADOR

b)  MICRÓFONOS ELECTRET

A) LOS MICRÓFONOS DE CONDENSADOR (O POLARIZADOS)

Este micrófono está formado por un conjunto de 2 placas paralelas, separadas entre sí por una pequeña cámara de aire. La primera es una placa móvil, (que hace a la vez de diafragma) y la segunda es una placa fija.

Esta segunda placa trasera se encuentra polarizada (cargada eléctricamente), ya que recibe constantemente una corriente eléctrica llamada tensión de polarización. La base de su funcionamiento reside en que la variación de la carga eléctrica almacenada entre las dos placas, que forman un condensador.

Este conjunto de 2 placas forman un dispositivo que se llama condensador (de aquí el nombre de este tipo de micrófonos), que es un componente capaz de almacenar energía eléctrica para liberarla cuando sea necesario

¿COMO FUNCIONAN LOS MICRÓFONOS DE CONDENSADOR?

Como el condensador está continuamente alimentado por una corriente eléctrica, el conjunto se encuentra cargado de energía completamente.

Al vibrar la placa frontal (debido a la acción de la presión del aire), varía a su vez la distancia que separa ambas placas, produciendo una variación en la “capacidad” del condensador.

Esta pequeña variación de la tensión eléctrica existente en el interior de las 2 placas se “desborda” y sale por los terminales de salida de este sistema hacia otras partes del circuito, en forma de corriente eléctrica análoga a la presión recibida.

PHANTOM +48V 

Como ya hemos visto, los micrófonos de condensador necesitan de una fuente de alimentación de tensión continua para polarizar el condensador.

Esta alimentación se denomina alimentación fantasma o phantom en inglés, y utiliza los mismos conductores simétricos que transportan la señal de audio hacia la mesa. Se trata de una corriente continua de alimentación de +48V que normalmente sale de la mesa de mezclas hacia el micrófono, a la vez que la señal de audio va en dirección contraria, hacia la mesa. Ambas están superpuestas pero no interfieren entre sí, puesto que son invisibles una por la otra (de hecho, al ser dos tipos de corriente diferente, continua y alterna, se pueden separar sin más problemas mediante un simple transformador).

La señal de salida que generan este tipo de micrófonos tiene tan bajo nivel, que necesitan de un preamplificador interno que adapte la señal eléctrica a valores mucho más manejables. Por suerte, la misma alimentación phantom de 48V, tiene potencia suficiente para alimentar tanto al condensador, como al preamplificador.

ALIMENTACIÓN PHANTOM 

Como ya hemos visto, normalmente esta alimentación procede de la mesa de mezclas (o de la cámara, o del equipo de sonido utilizado...) cuando esto no es así, podemos obtenerla mediante alimentadores externos específicos, y en algunos micrófonos, también mediante una pila alojada en su interior.

            

CARACTERÍSTICAS DE LOS MICRÓFONOS DE CONDENSADOR

Alta sensibilidad (gracias al preamplificador que llevan incorporado). Margen dinámico muy grande

Respuesta en frecuencia muy extensa

Respuesta impulsiones muy buena

Son estables en el tiempo y mantienen su calidad con el paso de los años

Es el standard de máxima calidad y fidelidad en microfonía, muy adecuados para grabaciones de voz, estudios de sonido, instrumentos con muchos agudos...

Inconveniente: Son muy delicados a los cambios climáticos, sensibles a la humedad y además son muy caros y frágiles, por lo que no se suelen utilizar casi nunca para directos

Cápsulas micrófonos Soyuz http://gestyy.com/eikAP2

Como se hace Neumann U87 http://gestyy.com/eikAS3

Condensador http://gestyy.com/eikAFq

Diferencias entre dinámicos y condensador http://gestyy.com/eikAGr

EJEMPLOS DE MICRÓFONOS DE CONDENSADOR

                                                

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A) LOS MICRÓFONOS ELECTRET (O PREPOLARIZADOS)

Son una variante de los micrófonos de condensador. En realidad se parecen mucho, pero la diferencia es que no necesitan electricidad para cargar el condensador ya que “la traen de fábrica”. El diafragma, que igual que en los anteriores actúa como una de las paredes del condensador, es una lámina que durante su construcción es cargada con energía eléctrica, es decir, polarizada. Esta lámina lleva el nombre de electrec.

Para conseguirlo, la carga electrostática se induce en la placa móvil (diafragma) durante el proceso de fabricación, cuando la misma se somete a una temperatura de 220 grados, al tiempo que se le aplicaban 4.000 voltios.

Aunque no haga falta corriente para alimentar el condensador, sí es necesario alimentar el preamplificador, para lo cual normalmente se utiliza una pila de 1.5 V. Aunque se puede usar la alimentación phantom, no es conveniente, pues si se sobrealimenta constantemente al micro, se acortará su vida útil. De este modo una pequeña batería que alimente el pre-amplificador es todo lo necesario, lo que hace que estos micrófonos sean compactos y pequeños.

A) LOS MICRÓFONOS ELECTRET (O PREPOLARIZADOS)

CARACTERÍSTICAS DE LOS MICRÓFONOS ELECTRET

Como el diafragma pesa menos (tiene menor masa), la respuesta en frecuencia del micrófono electret está más cerca de la respuesta que proporciona un micrófono de bobina móvil, que de la que ofrece un micro de condensador convencional. El principal inconveniente que presentan los micrófonos electret es el polvo, que deteriora su rendimiento con el uso. Cuando un micrófono electret empieza a producir zumbidos (ruidos) inexplicables, es una indicación de que debe ser sustituido, ya que ha terminado su vida activa.

Entre sus principales ventajas destaca su insensibilidad a la humedad y el calor (aunque la humedad y las partículas causen un cortocircuito en parte del diafragma, siempre se obtiene señal eléctrica a la salida) y a su elevada relación calidad/precio.

Los micrófonos electret son robustos, por lo que soportan la manipulación, y además tienen como gran ventaja su reducido tamaño, por lo que el micro electret se usa en las siguientes aplicaciones:

- Como micro de las pequeñas grabadoras portátiles que usan los profesionales en exteriores (para obtener declaraciones para radio, etc.).

- Como micro de solapa. La mayoría de micrófonos de solapa usados en televisión son del tipo electret. Más aún, cuando su fabricación en masa, permite que su coste sea económico.

- Como micrófonos para ser pegados a instrumentos específicos, de percusión, metales, pianos acústicos, cuerdas, etc.

- Como micrófonos de los teléfonos móviles. 
 

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MICRÓFONOS BASADOS EN EL PRINCIPIO DE TRANSDUCCION MINERAL:

a)  MICRÓFONOS DE CARBÓN

b)  MICRÓFONOS PIEZOELÉCTRICOS

A) LOS MICRÓFONOS DE CARBON

El primer transductor que permitió la transformación de una onda sonora en una diferencia de voltaje fue un micrófono de carbón. Este tipo de micrófonos es el más sencillo, sólido y barato; pero su limitada calidad sonora restringe su uso, y no es apto para ser tomado en cuenta en amplificaciones musicales.

Está constituido por una membrana metálica que recibe el impacto de las ondas sonoras, que transmite esta vibración a un pistón que presiona los gránulos de carbón contenidos en una cápsula cerrada, aislada eléctricamente del pistón. Al vibrar el diafragma la presión que ejerce el pistón sobre los gránulos de carbón aumenta y disminuye, de la misma forma que aumenta y disminuye la resistencia eléctrica que el carbón ofrece al paso de la corriente continua. Este tipo de micrófonos precisa, pues, de una tensión eléctrica exterior para que pueda funcionar. En realidad un micrófono de carbón no genera corriente alguna; simplemente modula la corriente continua que circula por su interior según la presión que reciban los gránulos de carbón, comportándose pues como una resistencia variable.

Como funcionan: http://gestyy.com/eizffV

ESTRUCTURA DE LOS MICRÓFONOS DE CARBON

           

LA PRESIÓN O TORSIÓN COMO FORMA DE PRODUCIR ELECTRICIDAD

Cuándo se aplica presión a algunos materiales, la fuerza de la presión pasa a través del material a sus átomos, desalojando los electrones de sus órbitas y empujándolos en la misma dirección que tiene la fuerza. Estos huyen de un lado del material y se acumulan en el lado opuesto. Así al cesar la presión, los electrones regresan a sus órbitas automáticamente. A este tipo de materiales se les denomina Piezoeléctricos.

Efecto piezoeléctrico sin audio: http://gestyy.com/eizf8c

A) LOS MICRÓFONOS PIEZOELECTRICOS

Estos micrófonos se fundamentan en la propiedad de determinados cristales (como el cuarzo) y materiales ceramicos, que tienen la propiedad de engendrar un voltaje cuando se ven sometidos a una presión o torsión que los deforma. La intensidad eléctrica que se obtiene es proporcional a la fuerza que se aplica sobre los cristales, de forma que esta señal reproduce la onda acústica y puede enviarse hacia la entrada de un amplificador.

Básicamente, nos encontramos con dos clases de micros piezoeléctricos:

 

De Presión: la presión sonora incide directamente sobre una de las caras del cristal, recubierta de una película muy fina de metal conductor; a esta presión el cristal reacciona generando una fuerza recogida entre esta capa de metal y la capa depositada en la parte interior del cristal.

De Torsión: la onda acústica presiona sobre toda la superficie de un diafragma y proyecta su fuerza sobre un sólo punto del cristal, de manera que se concentra en un extremo de la lámina y ocasiona la torsión de la misma, generando una fuerza superior a la que se obtiene con el tipo de presión. 

CARACTERÍSTICAS DE LOS MICRÓFONOS PIEZOELÉCTRICOS O “DE CONTACTO”

El transductor piezoeléctrico tiene la ventaja sobre todos los otros tipos de micrófonos mencionados hasta ahora, de no estar limitado al uso en el aire. Al no necesitar el movimiento de una membrana elástica, puede estar unido a un sólido o inmerso en un líquido no conductor para captar señales sonoras. Además, el transductor piezoeléctrico se puede usar fácilmente a frecuencias ultrasónicas, algunos tipos se pueden usar hasta la región alta de los MHz. lta sensibilidad (gracias al preamplificador que llevan incorporado).

Puesto que el efecto piezoeléctrico es reversible, todos los micrófonos piezoeléctricos funcionarán como fuentes de sonido al aplicarse un voltaje alterno a sus terminales. Son transductores recíprocos.

Inconveniente: El problema es que estos cristales cambian sus propiedades con las variaciones de temperatura, lo que altera su funcionamiento. Los niveles de salida de estos micrófonos presentan una impedancia muy elevada, lo cual limita la longitud de los cables de unión con el amplificador a menos de 20 metros. Son unos buenos reproductores de las notas más agudas, pero bastante deficientes por debajo de los 100 Hz. Su utilización en sistemas de sonido de calidad suele limitarse a los conocidos como micrófonos de contacto, que utilizan uno o varios cabezales piezoeléctricos para su función. La elevada sensibilidad a la humedad, a la temperatura y a los golpes que presentan los micrófonos cerámicos hacen que su uso en conciertos sea muy limitado, a pesar de su reducido coste.

TABLA COMPARATIVA TIPOS DE TRANSDUCTORES

LA DIRECTIVIDAD

La directividad indica la sensibilidad del micrófono en función del ángulo con que incide la onda sonora sobre el diafragma, o lo que es lo mismo, es la capacidad del micrófono para recoger más o menos cantidad de señal acústica en función de la dirección a la que apunte el propio micrófono frente a una fuente sonora situada a una distancia constante.

DIAGRAMA POLAR

La directividad se representa mediante un gráfico circular llamado Diagrama Polar, que indica la sensibilidad del micrófono según el ángulo de incidencia de diferentes frecuencias, o lo que es lo mismo, como “escucha” ese micrófono.

Técnicamente, representa las diferencias de nivel (en dBV) entre la captación frontal del micrófono y el resto de ángulos. Cada círculo conténtrico, representa una caída de volumen respecto al anterior círculo (normalmente 5/6 dB). Cuanto más alejada del centro se encuentre la curva, mayor sensibilidad para ese ángulo tendrá el micrófono.

El ángulo cero 0º, representa el punto en el que el micrófono recibe la señal acústica con mayor rectitud, a esta situación se le llama estar en eje o eje perfecto.

TIPOS DE DIRECTIVIDAD

El componente cuyas características definen la directividad de un micrófono es el Transductor Acústico-Mecánico (o lo que es lo mismo, el diafragma). Según sea este primer Transductor, los micrófonos se pueden dividir en:

DE PRESIÓN - OMINIDIRECCIONALES

DE GRADIENTE DE PRESIÓN - BI DIRECCIONALES COMBINACIÓN DE AMBOS - UNIDIRECCIONALES

ESQUEMA ORGANIZATIVO PATRONES POLARES

MICRÓFONOS DE PRESIÓN

El micrófono de presión se consigue dejando el diafragma abierto en su parte frontal y completamente cerrado en su parte trasera. De esta manera y frente a lo que pueda parecer, responde a los cambios de presión causados por las ondas sonoras independientemente de donde vengan.

Ya que en estos micrófonos no importa de donde procedan las ondas, siempre las capta con la misma intensidad, los micrófonos de presión son OMNIDIRECCIONALES, lo cual quiere decir que produce el mismo nivel de salida independientemente del ángulo de incidencia de la onda sonora.

El micrófono de carbón es un ejemplo típico de micrófono de presión.

MICRÓFONOS DE GRADIENTE DE PRESIÓN

El diafragma de este micrófono está abierto completamente por delante y por detrás, y puede recibir las ondas sonoras por ambos lados. Se llama de gradiente de presión porque su nivel de salida depende de la diferencia de presión entre la cara delantera y trasera.

El micrófono de gradiente de presión es BIDIRECCIONAL o también llamado EN FORMA DE OCHO porque la máxima diferencia de presión entre ambas caras se produce cuando la onda sonora incide con 0o y 180o. Por tanto, la máxima sensibilidad de este micrófono está en estos dos ángulos, y la mínima en la parte perpendicular a éstos dos ángulos (90o Y 180o).

El micrófono de cinta es el ejemplo más típico de gradiente de presión.

COMBINACION DE PATRONES

En función de qué cantidad de cada uno de los 2 tipos de directividad combinemos (presión o gradiente presión), lo que obtenemos son diferentes tipos de patrones unidireccionales:

CARDIODE: Llamado así porque el diagrama tiene forma de corazón, capta la máxima intensidad por el eje cero y algo por los laterales.

SUPERCARDIOIDE: Capta la máxima intensidad por el eje cero y algo (pero menos que el cardioide) por los laterales.

ULTRACARDIOIDE: Capta la máxima intensidad por el eje cero y algo (pero menos que el supercardioide) por los laterales.

HIPERCARDIOIDE: Capta la máxima intensidad por el eje cero y muy poco o nada por los laterales.

COMPARATIVA DE TODOS LOS PATRONES

Patrones polares Shure: http://gestyy.com/eizHfs

CARACTERÍSTICAS DE TODOS LOS PATRONES

MICROFONOS CON PATRONES POLARES VARIABLES

Muchos micrófonos (sobretodo los de condensador y de gran diafragma, utilizados en los estudios de grabación) suelen incorporar la opción de poder usar diferentes patrones polares, seleccionables mediante un conmutador.

Esto se consigue mediante una cápsula con doble diafragma. Los dos diafragmas son idénticos y se colocan a ambos lados de una lámina rígida central perforada.

A)  Cuando sólo se activa electrónicamente un diafragma, la cápsula presenta un patrón CARDIOIDE.

B)  Cuando la tensión de polarización es la misma en ambos diafragmas, tenemos dos cardioides combinados en fase, por lo que el conjunto se comporta como una cápsula OMNIDIRECCIONAL.

C)  Cuando el voltaje de polarización de un diafragma es opuesto al del otro, los dos cardioides están en contrafase entre sí y la respuesta es BIDIRECCIONAL.

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CARACTERÍSTICAS DE LOS

MICRÓFONOS

1. a)  RESPUESTA EN FRECUENCIA

2. b)  SENSIBILIDAD

3. c)  RANGO DINÁMICO

4. d)  IMPEDANCIA

5. e)  NIVEL DE RUIDO PROPIO

6. f)  RELACIÓN SEÑAL / RUIDO

7. g)  SPL MÁXIMO

8. h)  RESPUESTA IMPULSIONAL

A) RESPUESTA EN FRECUENCIAS

La respuesta en frecuencia nos informa sobre como se comporta el micrófono frente a las distintas frecuencias que componen el espectro audible humano (20 a 20.000 Hz). De igual modo que el oído humano no escucha por igual todas las frecuencias, los micrófonos tampoco reaccionan de manera uniforme ante las distintas frecuencias. La respuesta en frecuencia es un dato que nos proporciona el fabricante, normalmente en forma de curva gráfica :

- En el eje horizontal se representan las frecuencias de forma logarítmica. Normalmente se representan todas : 20-20.000Hz

- En el eje vertical se representan en decibelios las variaciones de nivel (sensibilidad).

Lógicamente, para que el sonido pueda ser captado y reproducido fidelidad es necesario que la sensibilidad del micrófono sea la misma para cada una de las frecuencias del espectro. Esto significa que lo más conveniente sería que los micrófonos tuvieran una curva muy plana (es decir, sin picos ni valles pronunciados). Sin embargo, una curva extremadamente plana puede dar lugar a un sonido demasiado frío y sin matices, lo cual tampoco es agradable para los oídos. Por lo general nos encontraremos con dos categorías generales en esto:

RESPUESTA PLANA: Todas las frecuencias audibles (20 Hz – 20 kHz) tienen el mismo nivel de salida. Esto es lo más adecuado para aplicaciones en las que la fuente de sonido deba ser reproducida sin cambios sobre el sonido original; p.e. para una grabación.

RESPUESTA COLOREADA o CONFORMADA: Se diseñan habitualmente para

mejorar una fuente de sonido en una aplicación concreta. Por ejemplo, un micrófono puede tener un pico en el rango de los 2 – 8 kHz para aumentar la inteligibilidad de las voces en directo.

B) SENSIBILIDAD

Es la especificación técnica que refleja la eficiencia eléctrica del micrófono en cuestión. En realidad, es el voltaje que proporciona el micrófono a su salida, en función de la presión acústica que incide en su membrana (relación voltaje/presión). Debido a que la sensibilidad varía con la frecuencia y con el ángulo de incidencia, se han establecido unas condiciones standard para medir la sensibilidad de cualquier micrófono. 

Éstas condiciones son:

- Utilizar siempre una frecuencia de 1000 Hz

- Con una distancia entre el micrófono y la fuente sonora de 1 metro

- En con un ángulo cero de incidencia de la señal (máxima incidencia).

- Proporcionando desde la fuente sonora 1 Pascal de presión acústica

B) SENSIBILIDAD

El resultado obtenido puede mostrarse por parte del fabricante de 2 formas diferentes:

A) LINEAL: expresado en mV/Pa (cuantos milivoltios de tensión eléctrica obtengo del micrófono si ejercemos sobre la membrana, una presión de 1 Pascal). Esta suele ser la forma más común.

B) LOGARÍTMICA: expresado como dBV. Teniendo en cuenta en este caso que el voltaje de referencia es siempre 1 Voltio, los resultados siempre serán siempre negativos.

CONCLUSIÓN: a mayor voltaje mayor sensibilidad. Es decir, cuanto más cerca del nivel de referencia de 1 voltio se encuentre nuestro micrófono, más sensible será y por lo tanto, mayor capacidad para captar sonidos débiles y por lo tanto, mejor calidad nos aportará. Utilizar micrófonos de baja sensibilidad nos obligará a tener que pasar la señal por un preamplificador , o bien tendremos que aumentar la ganancia de la mesa. En ambos casos hay que tener presente que, si se aumenta la ganancia , también aumentaremos el ruido fondo, bajando por tanto también la calidad.

B) ESCALA DE SENSIBILIDAD

Podemos establecer de forma genérica una escala de los diferentes tipos de micrófonos en función de su sensibilidad:

A) Los micrófonos de condensador que entregan valores de 5 a 20 mV / Pa ( -46 a -33dBV ) son los más sensibles.

B) En segundo lugar, estarían los micrófonos de bobina móvil con sensibilidades comprendidas entre 1,5 y 3 mV / Pa ( -56 a -50dBV ) .

C) Por último , los micrófonos de cinta que suelen entregar valores típicos de 1 a 2 mV / Pa (-60 a -53dBV)

C) RANGO DINÁMICO

El margen dinámico se refiere a la diferencia entre el sonido más fuerte y el sonido más débil (hablamos de sonido útil, no ruido) que se transforma en señal eléctrica sin producir distorsión. Importante no confundir con la relación señal ruido que veremos posteriormente.

D) IMPEDANCIA

La impedancia es una característica que poseen todos los conductores eléctricos. Ya que por el interior de micrófono circula una tensión eléctrica, éste poseerá un valor intrínseco de impedancia debido a los componentes eléctricos del propio micrófono.

La impedancia es precisamente la oposición (resistencia) del circuito eléctrico al paso de la corriente.

La situación ideal es que el micrófono y mesa tengan la misma impedancia de forma que consigamos transferir la máxima energía de uno a otro. Pero en la práctica este caso es bastante improbable , por lo que se recurre a una “adaptación de impedancias”.

D) TIPOS DE IMPEDANCIA

La impedancia medida en Ohmios ( Ω ), nos permite hacer la siguiente clasificación de micrófonos :

Micrófonos de alta impedancia: son aquellos que tienen una impedancia superior a 1000 Ω .

El problema con estos micrófonos radica en la longitud del cable, que debe ser bastante limitada , con pérdidas de señal a partir de los 6/8 metros de cable.

Micrófonos de baja impedancia: son aquellos que tienen una impedancia inferior a 600Ω . La impedancia en la mayoría de micrófonos oscila entre los 20 y los 200 ohmios.

La regla de oro es que debemos procurar siempre que la impedancia de entrada de la mesa sea entre 3 y 10 veces mayor que la impedancia de salida del micrófono. De esta manera se permitirá todo el paso de la señal hacia la mesa, sin alterar la respuesta en frecuencia del micrófono y manteniendo la relación señal / ruido. Hoy en día esto ya no es un problema, puesto que los micrófonos profesionales suele ser siempre de baja impedancia (por debajo de 600 ohms), los micrófonos de altas impedancias suelen ser de equipos domésticos o de muy baja calidad.

E) NIVEL DE RUIDO PROPIO

Cualquier aparato electrónico tiene un nivel de ruido eléctrico que se llama Ruido Propio. Los micrófonos no son perfectos y generan ruido desde su interior, incluso cuando el ambiente sea el silencio absoluto. Es lo que se llama impropiamente Ruido de fondo, pero que debemos acostumbrarnos a llamar ruido propio o equivalente. Podemos definir el ruido propio como el ruido presente en la salida del dispositivo en ausencia de señal (acústica). Este ruido es la suma de:

Ruido eléctrico: Todos los dispositivos eléctricos generan ruidos debido al movimiento de los electrones al atravesar el circuito que caliente las resistencias de los componentes internos

Ruido térmico: Ruido producido por las partículas (moléculas) del aire al chocar con el diafragma. Se llama ruido térmico porque aumenta con la temperatura.

Ruidos accidentales: Al ruido eléctrico y al ruido térmico debemos añadir otro tipo de ruidos debidos a problemas puntuales: una mala conexión, un conector defectuoso, problemas con el blindaje del cable, etc ...

E) NIVELES DE RUIDO PROPIO

El nivel de ruido de un micrófono se mide en dBA. Se asignan los siguientes valores estándar para determinados nivel de ruido :

30dBA = nivel de ruido aceptable. 20dBA = bajo nivel de ruido.

10 dBA = nivel excelente de ruido.

Los valores habituales en micrófonos profesionales se sitúan en torno a 15 y 20 dBA SPL

F) RELACIÓN SEÑAL / RUIDO

Como acabamos de ver, todos los micrófonos generan un mínimo ruido (ruido propio), que por pequeño

que sea, siempre acompañará a la señal de audio.

La relación señal - ruido nos indica la diferencia entre el nivel de señal y el nivel de ruido. Una relación S / N alta o buena viene definida por una gran distancia entre el nivel de señal y el nivel de ruido.

En inglés se representa con las siglas S/N que proviene de Signal Noise Level. Cuando menor sea esta distancia, más presencia tendrá el ruido en la señal, por lo tanto mayor contaminación o suciedad tendrá la señal. Cuando mayor sea el valor de S/N , mayor será la calidad de la señal, y por tanto, se registrará con mayor claridad y libre de ruido apreciable, así :

una relación S / N aceptable tendrá un valor en torno a 64 dBA una relación S / N buena en torno a los 74 dBA

una relación S / N excelente si supera los 84 dBA.

F) RELACIÓN SEÑAL / RUIDO

La relación S / N se obtiene con la siguiente fórmula sencilla :

S / N = 20 log ( S1 / N1 )

S1 es el Nivel de señal o tensión de salida. Viene dado en milivoltios ( mV =10-3 V = 0'001 V. ) sobre una referencia de un 1V / Pa de presión sonora.

N1 es el nivel de ruido. El ruido se mide sin señal a la entrada del equipo, y como suele ser un valor muy pequeño se expresa en microvoltios ( μV = 10-6 V = 0,0000001 V).

La relación relación S / N se expresa en dBA. Se mide en dBA, porque el ruido Propio ( o Ruido equivalente) , también se mide en dBA , aunque la sensibilidad se mida en dBV .

G) NIVEL MÁXIMO DE PRESION SONORA

Todos los micrófonos son capaces de soportar una determinada presión sonora máxima antes de que la onda empiece a distorsionarse. La distorsión de la señal no es mas que una deformación de la onda, que suele producirse debido a que el transductor no es capaz de captar una señal acústica extremadamente fuerte, y en un intento por representarla altera parte de su “linealidad”. Existen muchos tipos de Distorsión, pero la que se utiliza como referencia para medir el nivel máximo de presión sonora se denomina DISTORSION ARMÓNICA TOTAL (comúnmente THD).

Se considera que los micrófonos adquieren su nivel de presión sonora máximo cuando alcanzan un nivel de distorsión armónica superior al 0,5 de THD. A partir de ese momento, la señal ha sufrido tal variación respecto a la original que se considera inaceptable.

El nivel máximo de presión sonora se mide en dB SPL y sus valores típicos oscilan entre 120 y 145 dB SPL

D) RESPUESTA IMPULSIONAL

Es la habilidad del micrófono para responder a los cambios rápidos de la onda sonora, es decir, mide la velocidad del micrófono ante una señal rápida. Esta velocidad de respuesta depende de la masa o peso de las partes móviles de la cápsula del micrófono.

El peso del diafragma y de la bobina de los micrófonos dinámicos es unas 1000 veces superior al peso de la lámina móvil del condensador, (recordad el conjunto bobina + imán en los micrófonos dinámicos). Por esta razón, los micrófonos dinámicos tienen una respuesta impulsional lenta,mientras que los de condensador son más rápidos y por eso son más adecuados para captar instrumentos que presenten un ataque corto en las frecuencias agudas, como los platillos.

Este factor tiene su importancia y se puede reflejar en una mayor o menor pureza del sonido. Por ejemplo, una respuesta impulsional lenta podría dificultar la captación de una guitarra eléctrica con un ritmo frenético de notas.

EFECTO PROXIMIDAD

El efecto proximidad o efecto pop se produce en la captación de sonido, si se usa un micrófono de gradiente de presión (o uno combinado) con una fuente sonora muy próxima. El efecto consiste en un reforzamiento de los graves. De por sí, en los micros de gradiente de presión (con diagrama bipolar), las bajas frecuencias ya se ven reforzadas por el desfase (interferencia constructiva) producido entre las ondas sonoras que llegan por la parte frontal de su diafragma, con respecto a las ondas sonoras que llegan por la parte posterior del mismo (que tardan más en llegar al recorrer un mayor camino).

A este comportamiento general de los micros de gradiente de presión, hay que sumarle el hecho, de que cuando la fuente sonora está próxima, como hay menos recorrido, el desfase es menor, pero, como contrapartida, se produce una menor diferencia en los cambios de presión sonora. El menor nivel de fluctuación de la presión sonora produce que la respuesta en frecuencia de la señal de salida se refuerce en la zona de los graves.

Si se incrementa la distancia, los cambios en el nivel de presión sonora ya no es tan influyente y la señal de salida sólo refleja el retardo (desfase) entre las ondas que iniciden en su parte delantera, con respecto a las que inciden en su parte posterior. Como hemos visto también tienden hacia la zona de los graves, pero en menor medida.

Efecto proximidad: http://gestyy.com/eizLEO

EFECTO LARSEN

El acople, también conocido como retroalimentación acústica o efecto Larsen, es un fenómeno producido por la realimentación (feedback) que ocurre en un sistema cuando una determinada fuente recoge su propia señal, reintroduciéndola en el sistema. En el caso de una señal acústica, el resultado es un pitido característico muy molesto que aumenta su volumen progresivamente.

El caso más típico es el acople acústico entre un micrófono y un altavoz. En este caso, se produce acople cuando un micrófono recoge el sonido proveniente de uno o varios altavoces.

La solución a este problema pasa por reducir el volumen de los altavoces, aumentar la distancia entre altavoces y micrófono y/o utilizar micrófonos y altavoces lo más direccional posible. Existen algunos mecanismos automáticos encargados de localizar y anular las frecuencias que genera un acople llamados Feedback Destroyers.

POSICIONAMIENTO EN FUNCION DEL PATRON POLAR

Grabación de múltiples fuentes

1. Diferentes distancias entre fuentes y micrófono producen niveles diferentes en la grabación.

2. Con micrófonos direccionales debemos garantizar que las fuentes caigan dentro del ángulo de cobertura.

3. Un alejamiento del micrófono provocará mayor captación del sonido ambiente.

4. Según el patrón de captación del micrófono podemos distribuir las fuentes para una correcta grabación de todas ellas.

USOS DEL MICRÓFONO OMNIDIRECCIONAL

Cuando usamos micrófonos con este tipo de patrón polar nos va a ser imposible discriminar sonidos dependiendo de su procedencia, por lo que la toma va a estar expuesta a la fuente que queramos grabar y a otras fuentes que actúen a la vez. Además debemos tener en cuenta que este tipo de micros van a recoger una cantidad considerable de ambiente acústico de la sala donde estemos grabando.

A) Un buen ejemplo del típico micrófono omnidireccional es el micrófono de solapa o Lavalier.

B) También se utilizan en el caso de micrófonos de mano para las producciones ENG, ya que así no hay que estar apuntando constantemente la boca del entrevistado. Es más, podemos entrevistar a más de una persona y captar bien todas las voces.

C) En el mismo sentido, los micrófonos omnidireccionales son la elección más adecuada si lo que queremos es captar los sonidos provenientes de un grupo o de un individuo de movimientos imprevisibles.

D) A nivel no profesional, los micrófonos domésticos llamados de "niñera" colocados en las cunas de los niños.

USOS DEL MICRÓFONO BIDIRECCIONAL

Se utilizan para eliminar el ruido procedente de los lados de la fuente principal o cuando hay dos fuentes sonoras enfrentadas (por ejemplo, dos voces cara a cara o para entrevistas entre dos personas que se encuentran enfrentadas físicamente). Así con un solo micrófono se puede cubrir a las dos voces, mediante 1 sola señal (no confundir con la grabación estéreo). Pero además, uno de los usos más interesantes es el aislamiento que se puede conseguir con un micrófono bidireccional.

Aislar o reducir el sonido de otros instrumentos cuando se graba una voz o instrumento con un micrófono bidireccional. Esto puede ser con el plano de anulación en posición vertical o con el plano de anulación en posición horizontal.

USOS DEL MICRÓFONO UNIDIRECCIONAL

La ventaja de los micros unidireccionales es que presentan una relación de captación más alta entre sonido directo y sonido reflejado (reverberante), lo que los hace muy interesantes para evitar la captación de sonidos no deseados, tales como el excesivo ruido ambiente de un recinto cerrado.

Por lo tanto, son capaces de aislar o discriminar muy bien el sonido que queremos captar, (obviamente, si apuntamos adecuadamente a la fuente emisora).

Es por esta razón que son el tipo de patrón polar más utilizado, sobretodo en directos donde por cada micrófono queremos captar únicamente la fuente principal, y no todo lo que sucede a su alrededor. Cuando más direccional sea el patrón (supercardioide, ultracardioide...), mayor rechazo tendrá de las fuentes no deseadas, pero mucho cuidado con la señal procedente de la parte trasera del micrófono, que aumenta su sensibilidad y puede generar un problema añadido.

APLICACIONES PARA MICRÓFONOS

El desarrollo de la tecnología ha permitido crear aplicaciones especieicas para el uso de microfonia. Algunas de las más conocidas son:

Arapolarmic: permite ver la directividad y los patrones polares de los micrófonos en tiempo real, superponiéndose visualmente sobre el propio micrófono. Está pensada para uso didáctico, pero también para ingenieros de sonido e incluso grabación casera. Pretende ser un complemento para los oídos, una ayuda visual para tomar mejores decisiones en cuanto al posicionamiento de micrófonos.

Video: http://gestyy.com/eizZqA

Ocean Way Microphone Locker: La app está basada en un conocido CD-ROM de los años 90, ya descatalogado. Utilizando como base la colección de micrófonos de Allen Sides en los estudios Ocean Way de Hollywood, esta app permite "encontrar el micrófono adecuado para el instrumento apropiado", con detalles sobre la colocación de los mismos. El listado se puede ordenar por micrófono (para ver qué instrumentos van mejor con cada micro), o por instrumento (para ver qué micrófonos funcionan mejor con cada instrumento).

Video: http://gestyy.com/eizZtf