Micrófonos

 

Desde pequeño fuí un apasionado de los micrófonos, altavoces y grabadores de sonido. Con un Sanyo de mi padre grababa en casa desde programas de radio, televisión, o las conversaciones de mi familia . Hoy soy un profesional de la radio y  a lo largo de los años cada vez soy más consciente de que todo empieza escogiendo el micrófono adecuado, la posición correcta y la distanci para conseguir una buena toma de sonido.

Los micrófonos son transductores electroacústicos de entrada que convierten la energía acústica inherente a un sonido en energía eléctrica.
Los micrófonos se clasifican  por su principio de funcionamiento como Dinámicos, condensador y cinta; también se pueden calificar cada uno de ellos por su diagrama y así encontramos los; polar omnidireccional , cardiode, supercardiode, hipercardiode, en 8 o bidireccionales

 

cardioideUn micrófono cardioide tiene la máxima sensibilidad en su parte frontal y la mínima en la trasera. Esto le ofrece un total aislamiento contra el sonido de ambiente no deseado y hace que sea mucho más resistente a la realimentación que los micrófonos omnidireccionales. Todo ello hace que los micros cardioides resulten particularmente adecuados para escenarios con mucho ruido.

omnidireccional

Los micrófonos omnidireccionales tienen un diagrama polar de 360º (la circunferencia completa). Los micros omnidireccionales tienen una respuesta  de sensibilidad constante, lo que significa que capta todos los sonidos independientemente de la dirección desde donde lleguen.La respuesta omnidireccional, aunque debería ser uniforme, no lo es. Los micrófonos omnidireccionales responden mejor ante frecuencias bajas y medias, que ante las altas.

Son especialmente conflictivos en cuanto a su captación, los agudos procedentes del frente, lo que se debe a la zona de sombra que se crea por las dimensiones de la propia cápsula microfónica con respecto a la de la onda incidente. Se producen una serie de interferencias destructivas (atenuación de sonido) o constructivas (reforzamiento de estos agudos) e incluso, si el diámetro del diafragma coincide con la longitud de onda, el sonido puede llegar a anularse.

La respuesta plana omnidireccional sólo se da entre los 20Hz y los 2 Khz. La respuesta óptima se logra con fuentes situadas en torno a los 45º en frecuencias de. Más allá, se perderán agudos y, por lo tanto, el sonido resultará apagado. En los 180º grados la respuesta perderá 6 dB en los agudos con respecto a los graves para una frecuencia de 3KHz, diferencia que conforme aumente la frecuencia será más notable (en los 8 kHz, en los 180º, serán 15 dB).A pesar de todo, hay micrófonos omnidireccionales de alta calidad que dan una respuesta bastante plana, sin resonancias ni coloraciones, para un amplio margen de frecuencias.

Los micrófonos unidireccionales o direccionales son aquellos micrófonos muy sensibles a una única dirección y relativamente sordos a las restantes.

Su principal inconveniente es que no dan una respuesta constante: son más direccionales si se trata de frecuencies altas (agudos) que si son de bajas (graves), ya que la direccionalidad del sonido, como de todo tipo de ondas (ya sean mecánicas o electromagnéticas), depende de su frecuencia.

Su principal ventaja es que permite una captación localizada del sonido. Normalmente, se utilizan acoplados a jirafas de sonido

Dentro de los micrófonos direccionales se hallan diferentes tipos:

  • Micrófono cardioides: Muy sensibles a los sonidos provenientes por el frente y muy poco sensibles a los que le llegan por detrás.
  • Micrófono supercardioide: Lóbulo frontal más prominente que el cardioide, pero menos que el hipercardioide. Mayor sensibilidad posterior que el cardioide, pero menor que el hipercardioide.
  • Micrófono hipercardioide: Lóbulo frontal más prominente que el cardioide o el supercardioide, pero recoge más sonido por su parte posterior que el cardioide y el supercardioide.
  • Micrófono bidireccional en 8: Los micrófonos bidireccionales tienen un diagrama polar en forma de 8, lo que significa que captan tanto el sonido que les llega por su parte frontal, como por su parte posterior. Sin embargo, son sordos al sonido que les llega por los laterales.

Micrófono dinámico.

 

El micrófono de bobina móvil consta de un diafragma rígido suspendido frente a un imán permanente potente, que cuenta con una hendidura en la que va acoplada una bobina móvil solidaria. Cuando las ondas sonoras excitan el diafragma (de 20-30 mm de diamétro), la bobina solidaria se mueve a su vez (hacia delante y hacia atrás) dentro de la ranura del imán. Así la bobina vibra de forma proporcional al sonido registrado y al oscilar dentro del campo magnético del imán permanente se genera una corriente eléctrica proporcional a este sonido . Hay dos tipos de micro:
  • Los que tienen suficiente hilo fino enrollado a la bobina como para entregar un nivel suficiente de corriente a la salida.
  • Otros con menos espiras que requieren una preamplificación. En este caso, el preamplificador está alojado en el propio cuerpo del micrófono.

Las cápsulas suelen ser omnidireccionales o cardiodes.

La frecuencia o pico de resonancia (llamado también pico de presencia) se sitúa en las frecuencias medias, en torno a los 5 kHz, y, a partir de los 8 o 10 kHz su respuesta en frecuencia decae rápidamente, lo cual se debe a que la propia estructura de la bobina impide que el diafragma se mueva a velocidad suficiente para poder captar las frecuencias altas.

La impedancia de salida en los micrófonos de bobina móvil está entre los 150 y los 600 ohmios. Algunos modelos poseen un trasformador que permite un nivel alto de salida sobre alta impedancia (entre los 10 k y los 50 k ohmios), capaz de ser suministrado tal cual a los amplificadores de guitarra o a aparatos de megafonía.

El estándar de impedancia de salida en los micrófonos de bobina móvil profesionales se sitúa en los 200 ohmios. Este es un valor lo suficientemente bajo como para permitir largas tiradas de cable. Para éstas no se deben utilizar impedancias altas, debido a la pérdida de agudos que se producirían de hacerlo.

Las principales ventajas de los micrófonos de bobina móvil son su robustez, su precio (son relativamente baratos) y su autonomía (no necesitan alimentación). Otra ventaja es que cuentan con protección frente a los campos magnéticos externos (llevando bobina compensadora). Además resiste bien la humedad, la temperatura y las vibraciones.

Estos factores hacen que sean muy utilizados tanto en interiores como en exteriores.

Es el tipo de micro que suelen llevar los equipos ENG (uno de los modelos más utilizados por los reporteros es el Sennheiser E-845 que ofrece unarespuesta en frecuencia que va de los 40 Hz a los 16 kHz).

Se utilizan mucho como micrófono de mano, pues su robustez los hace apropiados para su manejo por parte de los vocalistas. También es importante que el pico de presencia se sitúe en los 5 Khz, pues realza la voz y mejora la inteligibilidad. Además, el microfóno de bobina móvil de mano suele llevar una pantalla antiviento que sirve para atenuar los ruidos de la boca cuando se encuentra a corta distancia de ésta.

Es además un micrófono muy utilizando cuando es necesario situarlo sobre algún soporte (pequeña jirafa, sobre una mesa, colgado sobre el techo…etc.)

El micrófono de bobina móvil tiene una sensibilidad bastante buena (40Hz a 16 kHz), aunque menor que la que proporciona un micrófono de condensador. Pese a esto, su calidad no es óptima, pues su respuesta en frecuencia es limitada e irregular. Ésta no es igual para todas las frecuencias. Tiende a ser más direccional para los graves que para los agudos, con lo que se refuerzan los graves. Este inconveniente suele ser superado durante el diseño, donde, para compensar el efecto, se incluye un filtro atenuador de graves, que recorta las bajas frecuencias.

La irregular respuesta en frecuencia del micrófono de bobina móvil, en la práctica, supone que no sea aconsejable su uso cuando las fuentes emitan sonidos con un gran componente de altas frecuencias (caso de las arpas, los violines, etc). Por el contrario, resultan idóneos cuando se trata de fuentes próximas con dominio de bajas frecuencias (como ocurre con loscantantes, e instrumentos como el bombo, la batería, los amplificadores de guitarra, etc.). Un modelo de micrófono dinámico muy utilizado en conciertos en exteriores para captar la voz del cantante es el Shure SM58

El problema de la respuesta irregular ha quedado superado en la mayoría de micrófonos profesionales de gama alta, que utilizan dos cápsulas en un mismo módulo: una para captar las altas y medias frecuencia y otra para las bajas.

Micrófonos de condensador

Se llama también micrófono electrostático por analogía a la nomenclatura micrófono dinámico para el micrófono de bobina móvil, no obstante en este caso esta terminología no está bien empleada.

Micrófono de condensador .

La razón, el micrófono electret y el micrófono de condensador de radiofrecuencia también son electrostáticos. Otro nombre que recibe es el demicrófono de capacidad

En los micrófonos de condensador la cápsula microfónica está formada por dos placas de condensador, una fija y la otra móvil, separadas por unmaterial aislante.

El micrófono de condensador se basa en un hecho físico: si una de las placas de un condensador tiene libertad de movimiento con respecto a otra que permanece fija, la capacidad de almacenar carga variará. La placa móvil hace la función de membrana del micrófono. Se trata de un disco conductor (base de poliéster con recubrimiento de metal vaporizado que es lo que lo hace conductor) de 12 a 25 mm de diámetro. Es esta placa móvil la que se acerca o se aleja de la fija, provocando una variación en la carga eléctrica almacenada (se ganan o pierden electrones en las placas por la variación de la capacidad). Dicha variación de carga produce una variación de tensión que da lugar a la señal del micrófono, pues se pone una resistencia en serie con la fuente Phantom.

Las placas del condensador necesitan de un “potencial” para poder funcionar y hacer depender la tensión de la carga . Este potencial se obtiene de una pila interna, o bien se lo proporciona el amplificador al que se conecta el micrófono lo que se conoce como Phantom power o alimentación fantasma (El phantom power es el sistema más extendido, pero también existe otro que se utiliza mucho, sobre todo en cine:Alimentación A-B). El consumo de corriente varía entre los 0,5 y los 8 mA. La alimentación externa llega al micrófono desde la mesa de mezclas (48 voltios si se trata de corriente contínua o 12 voltios si se trata de corriente alterna. Además, hay micrófonos preparados para alimentación de 18, 24 y 32 voltios) Ante una mesa dada, saber si trabaja con corriente continua o alterna es fácil. Las tomas de corriente de los edificios proporcionan corriente alterna, por ello, las mesas que trabajen con corriente continua precisan un transformador y, en la toma de corriente, éste es un elemento que queda a la vista). Además de proporcionar energía a las placas, la alimentación phantom o la pila, también suministran la corriente necesaria para hacer funcionar el circuito preamplificador (pre-amp) que los micrófonos de condesador necesitan, dado que su señal de salida es débil. El preamplificador está formado por un transistor de efecto de campo (FET). Este preamplificador puede estar integrado en el micrófono o ubicado en un dispositivo separado. La existencia de este preamplificador hace que el micrófono de condensador pueda entregar una señal de salida de nivel de línea.
También este tipo de micrófonos tienen la función (fate) la cuál sirve para aumentar la amplitud (volumen) para el uso del usuario.

Características

Una buena parte de los micrófonos de condensador son de direccionabilidad variable. Es decir, poseen un interruptor que permite elegir la direccionalidad (Super cardioide, direccional uomnidireccional más conveniente ante una toma de sonido dada).

La frecuencia de resonancia de los micrófonos de condensador se sitúa en la zona de los agudos (de 12 a 20 kHz), sin embargo, como el diafragma es menos pesado que el de los micrófonos de bobina móvil, no consigue picos tan altos como aquel.

Los micrófonos de condensador son los más utilizados por los profesionales,debido a su respuesta tan clara ante la voz; que es siempre requerida para grabar pues, de todas las modalidades, ofrecen la mayor respuesta en frecuencia: de 20 Hz a 20.000 Hz. Actualmente el micrófono de condensador está considerado por los profesionales como el estándar de máxima calidad, quedando el resto de modalidades para aplicaciones específicas.

La gran ventaja del micrófono de condensador es que el tamaño de su diafragma no está limitado por el hecho de tener que acoplarse a un determinado campo magnético, como ocurre en los electrodinámicos (de bobina móvil o de cinta). Otra gran ventaja es que gracias a su poca masa se puede diseñar con la resonancia a frecuencias en el extremo alto de la banda de audio, dando respuesta plana en toda la banda. Además, permite una calibración constante en el tiempo.

La principal desventaja de los micros de condensador es que, por su gran sensibilidad, si la fuente sonora es muy alta o está demasiado alta, puede producir distorsión por sobre carga, lo que entre los profesionales recibe el nombre de sonido quemado.

Otro inconveniente es que presentan una impedancia de salida muy alta, por lo que la longitud de cable para que no haya pérdidas debe ser corta.

Además, también presentan otros grandes inconvenienes: se ven afectados por las condiciones de humedad y temperatura, son muy frágiles y tienen un alto coste.

El micrófono de cinta o llamado también micrófono de velocidad, es un tipo de micrófono electrodinámico de gradiente de presión.

La membrana del micrófono de cinta es una cinta corrugada (tira larga y fina de metal conductor plegada en zig-zag), que está tensada por dos abrazaderas. Los polos de un potente imán permanente inducen el magnetismo en la cinta cuando la presión ejercida por las ondas sonoras hacen que la membrana (la cinta) vibre (se mueva hacia adelante y hacia atrás). Las fluctuaciones del campo magnético generado por el movimiento de la cinta, producen una tensión de salida de idéntico valor a la onda sonora incidente. La flexibilidad de la cinta proporciona una frecuencia de resonancia situada en la banda de las bajas frecuencias, generalmente, en torno a los 40 Hz.Exquema

La respuesta en frecuencia del micrófono de cinta es uniforme, pero limitada, va de los 40 a los 14.000 Hz. (Los micrófonos de bobina móvil, que también son electrodinámicos, ofrecen mayor sensibilidad). Para mejorar la respuesta en alta frecuencia, muchos fabricantes utilizan la doble cinta. Son cintas de la mitad de longitud que las convencionales, montadas una sobre otra y conectadas en serie. Con esto, la cinta presenta la mitad de inercia y mejora la respuesta ante los agudos.

El estándar de impedancia de salida en los micrófonos de cinta profesionales, como en los micrófonos de bobina móvil, se sitúa en los 200 ohmios. Este es un valor lo suficientemente bajo como para permitir largas tiradas de cable.

Los micros de cinta son muy utilizado en los estudios de grabación, porque ofrecen gran calidad, pero son muy sensibles a las vibraciones producidas por su manipulación, lo que desaconseja su uso cómo micrófono de mano. Normalmente, sólo se utilizan para la toma de sonido estático y se sitúa anclado a un pedestal o colgado del techo.

Ante estos inconvenientes, Royer Labs ha desarrollado el Micrófono de estudio Royer R-101. Se trata de un diseño pionero con SPL (Sound Pressure Level) y ruido residual extremadamente bajo, (se puede usar tanto en estudio como en aplicaciones de directo). Una de las características más destacadas del R-101 es una pantalla multicapas para el viento que protege al micro de las ráfagas de aire. Este sistema también reduce el efecto de proximidad, lo que nos permite acercarnos más al micrófono. La suave respuesta de frecuencia de la cinta y la linealidad de fase, junto con niveles de sensibilidad superiores a los de los micrófonos de cinta clásicos, hacen que el R-101 proporcione un elemento de calidez analógica esencial en los actuales sistemas de grabación digital. Perfecto para guitarras eléctricas, instrumentos de viento y percusión, logra transmitir también un ambiente excelente y una gran profundidad cuando se usa para aplicaciones en salas de microfonía.

Características de los micrófonos

Independientemente del tipo de micrófono, todos los fabricantes especifican una serie de características comunes a todos ellos y que definen en gran medida su calidad, las aplicaciones que se le pueden dar y su modo de empleo.

1.- SENSIBILIDAD: Es la capacidad de los micrófonos para captar sonidos y convertirlos en señales eléctricas. Por poner un símil, podría asemejarse a la “capacidad auditiva” del micrófono. Se define como el cociente entre la tensión en bornas del micrófono (en circuito abierto) y la presión que incide sobre él (en campo libre).

Los valores aconsejables han de estar por encima de 1mv/Pa, o lo que es lo mismo,

La sensibilidad varía con la frecuencia, por lo que se suele indicar siempre la sensibilidad a 1000 Hz.

2.- FIDELIDAD: Representa la capacidad del micrófono para reproducir exactamente la onda de presión que incide sobre el diafragma, una vez transformada en señal eléctrica. Es decir, la onda eléctrica resultante ha de ser lo más parecida posible a la onda de presión incidente, tanto en forma como en amplitud relativa a lo largo del espectro. Así pues, la fidelidad viene determinada por la respuesta en frecuencia del micrófono y por la distorsión.

3.- RESPUESTA EN FRECUENCIA: Define cómo se comporta el micrófono ante las distintas frecuencias del espectro audible. Lo habitual es que se proporcione la curva de respuesta obtenida en el laboratorio, aunque también es frecuente que únicamente se suministre lo que se conoce como gama de frecuencias que es el intervalo de frecuencias para el que la respuesta se mantiene dentro de un margen de 3dB.

4.- DISTORSIóN: El origen principal de la distorsión se encuentra en la no linealidad en la conversión de señales acústicas en eléctricas, lo que da lugar a dos tipos de distorsión:

Distorsión Armónica (THD). A consecuencia de la falta de linealidad se generan señales armónicas a la original..

Intermodulación. También se produce intermodulación entre las distintas frecuencias incidentes, dando lugar a la aparición de frecuencias suma y diferencia.

5.- DIRECTIVIDAD: Define la variación de sensibilidad en función del ángulo de incidencia de las ondas sonoras y es una de las características más importantes a la hora de elegir un micrófono para una determinada aplicación.

Los fabricantes suministran información sobre la directividad del micrófono de muchas formas distintas. En algunos casos se limitan a indicar el tipo de directividad en base a unos patrones estándar (omnidireccional, cardioide, hipercardioide, …) entendiéndose que se refiere a una frecuencia de 1000 Hz.

Como la directividad depende de la frecuencia, lo habitual en micrófonos para uso profesional es que se suministren los diagramas polares obtenidos en distintas frecuencias.

6.- IMPEDANCIA: La impedancia de salida del micrófono cobra especial importancia cuando éste se conecta a una mesa de mezclas por medio de un cable de cierta longitud. Según veremos, la impedancia del cable, en combinación con la del micro y la de entrada a la mesa, provocan una pérdida de señal en alta frecuencia que da lugar a una pérdida notable de la calidad de la señal introducida en la mesa. Esto es de vital importancia cuando se pretende captar el sonido de algunas fuentes especialmente ricas en armónicos como son, por ejemplo, la mayoría de los instrumentos de cuerda. Los fabricantes deben indicar la impedancia de salida del micrófono en su hoja de características que deberá estar, para una correcta adaptación al cable, en torno a unos pocos cientos de ohmios (300).

7.- RUIDO: Las tensiones entregadas por el micrófono son muy débiles, con lo que el ruido originado en el interior del micrófono puede cobrar una importancia excesiva. Los fabricantes suelen indicar el nivel de ruido equivalente, que es el nivel de presión sonora que daría lugar a la misma tensión de salida que la generada por el ruido interno.

COLOCACIÓN DE MICRÓFONOS: TÉCNICAS

A continuación describimos el procedimiento básico y general a la hora de usar un micrófono con cualquier fuente que produzca un sonido: Usar un micrófono con una respuesta en frecuencia adecuada para el rango de frecuencias del sonido siempre que sea posible, o eliminar las frecuencias que estén por encima y/o por debajo de las frecuencias más altas y más bajas del sonido.

Colocar el micrófono a distintas distancias y posiciones hasta localizar el punto en el que se escuche a través de los monitores el balance tonal y la acústica de sala buscada. Cuando el sonido obtenido no es el buscado, se puede probar con otra posición, con otro micro, tratar de aislar más el instrumento a captar o cambiar el sonido del propio instrumento. Por ejemplo, la sustitución de unas cuerdas muy gastadas puede hacer que cambie radicalmente el sonido de una guitarra.

De vez en cuando se dan entornos con una acústica muy pobre o el micro capta sonidos no deseados. En esos casos, se debe colocar el micrófono muy cerca de la parte del instrumento o fuente que genere el sonido más potente o trate de aislar al máximo dicha fuente. De nuevo, se pueden hacer distintas pruebas con diferentes micros, posiciones y posibilidades de aislamiento para reducir al mínimo las señales no deseadas y aumentar todo lo posible la acústica de la sala y la señal directa.

Las técnicas de la microfonía son en gran medida una cuestión de gustos personales. Cualquier método que consiga un buen sonido para una señal, instrumento, músico y/o canción concreta es bueno. No existe una única forma ideal para colocar un micrófono. Tampoco existe un micrófono ideal para usar en un instrumento particular. Elija el micrófono y cambie su posición hasta elegir el sonido que esté buscando.

Le recomendamos, eso sí, que experimente con todos los tipos de micrófonos y posiciones posibles hasta que consiga el sonido que quiera. No obstante, con frecuencia el sonido deseado se consigue más rápidamente una vez se conocen totalmente las características básicas del micrófono, las propiedades de emisión de sonido de los instrumentos musicales y la acústica básica de la sala.

 

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