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Micrófono

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El micrófono es un transductor acústico-mecánico-eléctrico, es decir, un dispositivo destinado a la conversión de ondas sonoras en energía mecánica y de mecánica en eléctrica. Es la puerta por donde pasa el sonido al interior de los aparatos para posibilitar su amplificación, su transmisión por medios telefónicos y radioeléctricos o para su tratamiento.


Características de los micrófonos

Las características que debemos conocer de un micrófono para saber la conveniencia o no de su uso son:

- Sensibilidad
- Fidelidad
- Efecto proximidad
- Directividad
- Impedancia interna
- Ruido de fondo
- Gama dinámica

Sensibilidad

Es la eficiencia por la que un micrófono va a transformar la presión sonora en tensión eléctrica. Al hacer vibrar una membrana ésta transforma la vibración en electricidad.

La sensibilidad se define como la relación entre la tensión eléctrica expresada en voltios obtenida en los bornes del micrófono en circuito abierto y la presión sonora aplicada expresada en Pascal utilizando una frecuencia de 1000 Hercios.

La unidad de sensibilidad es el decibelio (dB).

El nivel de sensibilidad (St) es la relación expresada en decibelios entre la sensibilidad S y el nivel de sensibilidad de referencia Sr (1V/Pa), quedando expresado así:
St = 20 \, log \left ( \frac S {Sr} \right )
donde log es el logaritmo decimal

Fidelidad

Va a ser la respuesta que ofrece el micrófono a diferentes frecuencias (respuesta en frecuencias).

Directividad.

Cobertura total de captación de sonido del micrófono, o sea, va a depender directamente de la dirección desde donde le llegue la fuente de sonido. El diagrama polar es la referencia de las direcciones que trabaja mejor el micrófono. Se prueba a varias frecuencias para ver su comportamiento en dichas frecuencias.

Impedancia interna

Es la resistencia que opone el micrófono al paso de la tensión. La impedancia según su valor viene caracterizada por baja, alta y muy alta impedancia.

  • Lo-Z Baja impedancia (alrededor de 200 Ohmios)
  • Hi-Z Alta impedancia (1 K Ω o 3 K Ω e incluso 600 Ω)
  • VHi-Z Muy alta impedancia (más de 3 K Ω)

Si el micrófono es de alta impedancia y tiene un cable largo se produce una pérdida muy grande, tendremos que adecuarlo. Si tenemos una impedancia baja se puede utilizar un cable muy largo y no se pierde tanto la señal.

Impedancia de carga

Es la impedancia que va a recibir el micrófono. Entonces la impedancia de carga de la entrada de una mesa de mezcla debe ser de 3 a 10 veces mayor que la impedancia del micrófono, para que éste permita el paso de toda la señal hacia la mesa. Algunas veces se necesita un adaptador de impedancia para adaptar las impedancias del micrófono y de la mesa. También se le llama inyector.

Ruido de fondo

Es la tensión o señal que nos entrega el micrófono sin que exista ningún sonido incidiendo sobre él. Se produce por el movimiento térmico de los electrones, por la carcasa que no tiene masa, por inducción de campos magnéticos externos, ruido del viento, etc. Debe estar en torno a los 60 dB.

Gama dinámica

Es el margen, desde el sonido más bajo hasta el más alto, que es capaz de captar un micrófono. Para que un micrófono sea idóneo el ruido magnético debe ser menor de 15 dB y el campo magnético debe ser menor de 10 dB.


Clasificación de los micrófonos

Los micrófonos se pueden dividir según varias clasificaciones, como por ejemplo, según la transformación de la energía acústica en eléctrica o según el transductor mecánico-eléctrico.

Clasificación según la transformación de energía acústica en eléctrica

Micrófonos de presión

  • Su membrana o diafragma se encuentra en una cavidad cerrada.
  • Recibe el sonido por todas partes por lo que es omnidireccional.
  • No se puede utilizar en zonas de acoplo o donde haya altavoces cerca.
  • Se puede utilizar para la grabación pero no para la sonorización.
  • Para obras de teatro, por ejemplo, en el techo para captar a mucha gente o en un debate en clase para captar a todos los alumnos.
  • Las frecuencias agudas al ser direccionales las capta poco siempre que el ángulo del micrófono no sea el adecuado, se produce coloración (el micrófono nos cambia el sonido emitido, la frecuencia entra en desfase).
  • De estos micrófonos son los micrófonos de corbata, siendo también omnidireccionales.
  • La captación de sonido tiene forma de círculo.

Micrófonos gradiante de presión

  • Capta el sonido por las dos caras (por delante y por detrás), o sea son bidireccionales, captando el sonido por dos direcciones.
  • El sonido resultante es la diferencia entre los dos lados. Si la diferencia es igual se anula, ya que es un punto nulo o muerto de sonido y no capta ninguno.
  • Efecto de proximidad. Aumenta los graves, por lo que se produce una coloración de graves. Esto se puede anular mediante un filtro.
  • La captación de sonido tiene forma de 8.

Micrófonos de presión y gradiante de presión

  • Mezcla de los dos tipos de micrófonos anteriores.
  • Igual que el anterior, pero tiene unos filtros y laberintos acústicos, que hace que elimine el sonido que proviene de atrás.
  • La constitución de estos micrófonos hace que sean unidireccionales.
  • La captación de sonido tiene forma de corazón, de ahí su nombre de cardiode.
  • Dentro de los unidireccionales cardiodes existen los supercardiodes e hipercardiodes.
  • Los supercardiodes captan también una pequeña área de captación por detrás, pero son más direccionales por delante.
  • Los hipercardiodes son más direccionales todavía, pero captan un poco más por detrás.
  • Los cardiodes tienen filtros para que no suban mucho las frecuencias graves que son las que más recoge.
  • Los cardiodes se utilizan en salas donde haya efecto de acoplo.

Micrófonos parabólicos (o concentradores de haz)

  • Concentra todas las ondas y las manda al micrófono o cápsula captora, situada en el foco de la parábola.
  • Actúa, con respecto a las ondas sonoras, como una antena parabólica.
  • Es unidireccional porque un sonido que no llegue con el ángulo correcto no es reflejado hacia el micrófono.

Micrófonos de cañón (o de interferencia)

  • Tiene gran direccionalidad.
  • Tiene unos agujeros, llamados interferencias, para que todos los sonidos que vienen por los laterales del micrófonos los introduce por laberintos, creado interferencias y eliminanándolos.

Clasificación de los micrófonos según el transductor mecánico-eléctrico

Los primeros micrófonos en crearse fueron de carbón, pero la evolución tecnológica ha creado muy diversos tipos fundados en la corriente eléctrica generada por la variación de campo magnético o electrostático.

Dinámicos o Electro-dinámicos

Bobina móvil

Una membrana se encuentra cerca de un imán y solidaria con una bobina móvil. Al moverse la membrana por algún sonido, también se moverá la bobina, lo que producirá un cambio del campo magnético a través de la bobina, que transformará en la producción de una tensión inducida en la misma. Características:

  • Robustos.
  • Tienen autonomía porque no necesitan alimentación.
  • Una gran dinámica, que es la capacidad de movimiento que puede soportar la membrana.
  • Pocos sensibles.
  • Resiste bien la humedad, la temperatura y vibraciones.
  • Curva de respuesta o Respuesta en frecuencia buena.
  • Utilizados en exteriores (entrevistas), sonorizaciones en directo y en interiores (estudios de radio).
  • Tiene baja impedancia (150-600 Ohmios).
  • Suelen ser omnidireccionales o cardiodes.
  • Protección de los campos magnéticos externos.
  • Son baratos.

Cinta (o de velocidad)

Consiste en una cinta metálica en zig-zag entre imanes que a medida que la presión sonora la mueva produce una tensión. La membrana es la cinta. Estos micrófonos también se les conoce como micrófonos de velocidad.

Características:

  • Impedancia alta.
  • Respuesta en frecuencia irregular.
  • Bidireccionales, aunque pueden ser unidireccionales.
  • Tiene una dinámica pequeña.
  • Grandes, robustos y pesados.
  • Sensible a las vibraciones.
  • Utilizados en interiores.
  • En los años 50 eran muy utilizados.

Electroestático

Condensador (de capacidad)

Una especie de condensador entre una placa fija y la membrana móvil (diafragma), alimentadas por una tensión. Una pila genera la tensión continua entre la placa y la membrana permitiendo el paso de electrones. Al llegar un sonido, la presión de éste desplaza la membrana móvil y la acerca a la fija por lo que existe un mayor flujo de electrones o menor según el movimiento y estas variaciones generará una señal eléctrica.

Como hay gran impedancia la longitud del cable para que se perciba bien debe ser muy corta por lo que se añade un amplificador para que llegue más lejos. El amplificador es de baja impedancia (200 Ohm) y va dentro del micrófono.

Características:

  • Direccionalidad variable mediante un interruptor (cardiode, omnidireccional, bidireccional).
  • Sin autonomía propia, tiene que ser alimentado externamente (12, 24 o 48 v.).
  • Alimentación AB (alimentación entre + y -) o alimentación PHANTOM (entre + o - y la masa).
  • Poca dinámica.
  • Resistencia o impedancia muy alta.
  • Influencia de la humedad y temperatura.
  • Muy sensibles.
  • Respuesta en frecuencia muy buena.
  • Utilización profesional.

Electret (de condensador)

Existe un material móvil llamado electret o electreto (que es policarbonato fluorado o fluorocarbono) que está polarizado (construido a 220º aplicándole unos 4000 v.). Este material separa un material fijo de una fina lámina metálica y a causa de la vibración sonora varía el campo eléctrico creado y se produce una tensión o corriente eléctrica. A las placas no hay que alimentarlas, pero sí a un amplificador ya que la señal resultante es muy débil.

Características:

  • Son muy sensibles, pero no tanto como los de condensador.
  • Su respuesta suele estar entre 50 Hz y 15 KHz.
  • Omnidireccionales o unidireccionales.
  • Muy caros.
  • Alimentados por pilas (normalmente 1.5 v.).
  • Muy delicados y sensibles a la humedad y a la temperatura.
  • Buena respuesta en frecuencia.
  • Impedancia alta.
  • Se utilizan para locuciones, entrevistas y captación de música.

Carbón

Es uno de los micrófonos más antiguos. Consiste en un compartimiento cerrado con partículas de carbón (antracita y grafito) en su interior y como tapa una placa metálica fina (diafragma). Se coloca una fuente de tensión, actuando como bornes, el compartimiento de hierro y el diafragma. Al llegarle una onda sonora a la placa, ésta empuja a las partículas de carbón que se desordenan provocando una variación de resistencia y por tanto una variación de la corriente que lo atraviesa reflejo de la presión sonora. Durante mucho tiempo se utilizó en los teléfonos por lo baratos que son y la respuesta en frecuencia es idónea para la voz humana en aplicaciones de telefonía.

Características:

  • Son muy baratos.
  • Respuesta en frecuencia mala, entre 200Hz-3000Hz (aunque idónea para la voz humana en aplicaciones de telefonía) .
  • Curva muy irregular.
  • Gran sensibilidad (-30 dB).
  • Rapidez.
  • Robustos.
  • Baja impedancia.
  • Bastante ruido.
  • Se utilizan para teléfonos y porteros automáticos.

Piezoeléctricos

Cristal

Formado por dos placas de cristal de cuarzo que cuando actúa una onda sonora hace que se doblen y generen tensión.

Características:

  • Omnidireccionales.
  • Elevada impedancia.
  • Alta sensibilidad.
  • Muy frágiles.
  • Sensibles a la humedad y temperatura.
  • Respuesta en frecuencia como la voz (600 Hz-5 KHz).

Cerámico

Similares en funcionamiento a los de cristal, pero, en este caso, se utilizan piezas cerámicas.

Características:

  • Alta impedancia.
  • Soporta mejor la humedad.
  • Sensibilidad menor que la de cristal.
  • Respuesta de frecuencia similar al anterior.

Otros micrófonos

PZM (Presure Zone Microphone)

Son micrófonos por presión de zona, o sea que se produce una vibración como las pastillas de una guitarra eléctrica.Los micrófonos de presión de zona tienen un traductor electret.

Fuente: Wikipedia