Microfonos 1

UNIDAD DE TRABAJO Nº2. INSTALACIONES DE MEGAFONÍA
UNIDAD DE TRABAJO Nº2.1. Descripción de Componentes. Simbología
MICRÓFONOS
2.
El Micrófono.
Es un elemento capaz de captar las ondas sonoras, convirtiendo las
“variaciones de presión” que inciden en su diafragma en “energía eléctrica” de
similares características a la onda sonora, para su posterior proceso por medios
electrónicos.
Está constituido por dos transductores:
• Acústico-Mecánico.
• Mecánico-Eléctrico.
Los transductores son dispositivos que se activan gracias al tipo de
energía recibida, convirtiéndola en otro tipo de energía a su salida.
2.1.
Características Técnicas.
Nos determinan la calidad y posibilidad de trabajo de los micrófonos.
2.1.1. Sensibilidad. (Sensitivity).
Es la relación entre el nivel de presión sonora (SPL) que actúa
sobre el diafragma del micrófono y la tensión alterna eficaz que se genera en sus
bornes de salida en “circuito abierto”.
La sensibilidad indica la eficiencia que un micrófono tiene para
transformar la “presión acústica” en “tensión eléctrica”.
Sensibilidad = Tensión / Pascal
Se representa por la letra “ S “.
Se expresa generalmente en “ mV/Pa “.
La tensión de salida de un micrófono siempre será inferior a 1V.
El “Nivel de Sensibilidad” (St), es la relación expresada en (dB)
entre la sensibilidad (S) y el nivel de sensibilidad de referencia (Sr), cuyo valor
es de (1V/Pa), queda como sigue:
S
St = 20 lg ----- (dB)
Siempre dará dB negativos.
Sr
2.1.2. La Respuesta de Frecuencia. (Frequency Response).
Indica la sensibilidad microfónica dentro del espectro de frecuencias
audibles.
La curva característica de respuesta en frecuencia de un micrófono
ha de ser lo más “uniforme” posible, sin picos ni valles e incluso lo más amplia
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posible que abarque el máximo de frecuencias audibles, aunque esto depende
fundamentalmente del uso o aplicación al que va destinado el micrófono. Por
ejemplo:
Para reproducir la palabra humana se requiere una banda de
frecuencias más estrecha.
Para reproducir sonidos musicales se requiere una banda de
frecuencias más ancha.
Figura 2.1.2. Curva característica de respuesta en frecuencia de un
micrófono omnidireccional.
2.1.3. Directividad o Direccionalidad. (Polar Pattern).
La Directividad es la “variación del nivel de salida del micrófono
para cada uno de los diferentes ángulos de incidencia de la presión acústica”.
Es una de las características más importantes del micrófono, ya que
gracias a ella es posible conocer su comportamiento y su nivel de sensibilidad
respecto a la procedencia de las ondas incidentes.
Recoge los sonidos seleccionados y elimina los indeseados (ruidos, ecos,
acoplamientos, etc.). Es la característica más útil en sonorización y megafonía.
Omnidireccional
Cardioide
Hipercardioide
Bidireccional
Ultradireccional
Figura 2.1.3. Representación de los diferentes tipos de directividad presentes en los micrófonos.
2.1.4. Impedancia interna. (Nominal Impedancia).
La Impedancia interna de un micrófono depende del material y de
la técnica empleada en su construcción. Es conocida como “Impedancia de
salida”. Hay dos tipos:
- Micrófonos de Alta Impedancia.
- Micrófonos de Baja Impedancia.
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En la práctica los micrófonos se “adaptan” por tensión a la mesa de
mezclas, es decir, la impedancia de carga sobre la que se cierra el micrófono es de
3 a 10 veces la impedancia interna del micrófono, con lo que se consigue que la
mayor parte de la tensión generada por el micrófono “caiga” sobre el equipo
conectado al mismo.
La impedancia de salida de un micrófono se mide en Ohmios (Ω).
Según la “técnica de construcción” tenemos:
- Micrófonos de Alta Impedancia. (Línea de conexión corta).
Superior a 1000 Ω.
Tensión de salida entre 10 mV a 30 mV.
Entregan poca corriente de salida.
- Micrófonos de Baja Impedancia. (Línea de conexión más larga).
Entre 200 Ω y 600 Ω.
Tensión de salida entre 0.3 mV a 2 mV.
Entregan mayor corriente de salida.
2.1.5. Nivel de Ruido. (Signal – to – noise).
Como la gran mayoría de dispositivos electrónicos, el micrófono es
un generador de ruidos debido al movimiento térmico de los electrones en su parte
eléctrica. Además, al micrófono se le agregan otro tipo de ruidos por lo que “se
puede considerar al micrófono como la mayor fuente de ruido de todo el sistema
de audio”.
La relación señal/ruido (S/N) en los micrófonos ha de ser alta,
indica calidad.
Se expresa en decibelios (dB).
Ejemplo: Tenemos un micrófono de bobina móvil con una
sensibilidad de 0,2 mV para 94 dB de SPL. El ruido introducido es 0,26 µV. La
relación señal/ruido se obtiene dividiendo la sensibilidad entre el ruido:
S/N = 2 / 0,00026 = 7600
Si lo expresamos en decibelios.
S/N(dB) = 20 lg 7600 = 77 dB.
2.1.6. Rango Dinámico.
Se define a la magnitud existente entre el sonido “más fuerte” y el
“más débil” que se transforma en señal eléctrica por un micrófono sin producir
distorsión.
Figura 2.1.6. Rango dinámico de una señal de audio.
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2.1.7. Distorsión.
La distorsión está formada por el conjunto de señales que aparecen en
la salida de un sistema y que no estaban presentes en la entrada. Estas señales que
van a “modificar” el contenido de la señal útil de salida, “deformándola”, están
originadas porque “el sistema no actúa linealmente sobre la señal de entrada”.
El parámetro que determina la “distorsión armónica total” de un
sistema es el (TDH).
Algunos fabricantes proporcionan “La Linealidad” como “la
cualidad de un micrófono para proporcionar una tensión de salida
“proporcional” a la presión ejercida sobre su diafragma”.
La falta de Linealidad provoca la Distorsión de la señal de salida.
Causas de la Distorsión:
- Efecto de proximidad.
- Resonancias internas, que modifican la curva de respuesta.
- Respuesta lenta a las ondas de presión sonora de los micrófonos
de bobina y de cinta.
- Sobrecarga o saturación por una presión elevada.
- Las ondas sonoras de choque al pronunciar las consonantes
explosivas (p,t,b).
- Turbulencias debidas al viento.
2.2.
Tipos de Micrófonos.
Según el transductor empleado tendremos:
Transductor Acústico-Mecánico
Permite conseguir las diferentes
Directividades del micrófono.
Transductor Mecánico-Eléctrico
Permite indicar la eficiencia del
del micrófono en la conversión
de la señal acústica a eléctrica.
- Micrófonos de Presión. Omnidireccional.
- Micrófonos de Gradiente. Bidireccional o en 8.
- Micrófonos combinados de Presión y Gradiente.
Unidireccional o Cardioide; Hipercardiode.
- Micrófono de Interferencia o Cañón.
-
Micrófonos de Resistencia Variable de Carbón.
Micrófonos Piezoeléctricos (Cristal y Cerámicos).
Micrófonos Electrodinámicos de Bobina móvil o cinta.
Micrófonos Electrostáticos de Condensador y
Electret.
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2.2.1. Transductor Acústico-Mecánico.
Micrófonos Omnidireccionales.
Tienen igual sensibilidad respecto a la onda incidente, sea cual sea el
punto de procedencia de ésta, y recoge la señal acústica procedente de todas
direcciones.
Figura 2.2.1.a. Diagrama polar típico de un
micrófono omnidireccional, representando la
respuesta polar para diferentes frecuencias.
Micrófonos Bidireccionales.
Reciben la presión por ambos lados del diafragma anterior y
posterior atenuando todos los sonidos que llegan procedentes de otras longitudes.
Tienen su máxima sensibilidad entre los 0º y 180º.
Figura 2.2.1.b. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia
de un micrófono bidireccional.
Micrófonos Cardiodes.
Captan preferentemente los sonidos procedentes de los puntos
situados delante de su diagrama y con menor intensidad los que proceden de los
puntos situados detrás.
Figura 2.2.1.c. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia
de un micrófono cardioide.
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Micrófono Hipercardiode.
Su respuesta se sitúa a medio camino entre los Bidireccionales y los
Cardiodes.
Figura 2.2.1.d. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia
de un micrófono hipercardioide.
Micrófonos Unidireccionales.
-
De Cancelación de fase.
Con Reflector.
Micrófono de Interferencia o de Cañón.
También denominados Superdireccionales ya que están concebidos
para poder captar un sonido determinado, eliminando todos los demás que se
producen en su entorno.
Figura 2.2.1.e. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia
de un micrófono supercardioide.
- Ruidos de vibración o golpes que inciden sobre el micrófono o
sobre sus soportes.
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2.2.2. Transductor Mecánico-Eléctrico.
Micrófonos de Carbón.
Su principio de funcionamiento está basado en la inclusión, dentro
de una cavidad cerrada, de varios centenares de gránulos de carbón, generalmente
grafito o antracita. Es el más antiguo de los micrófonos.
Figura 2.2.2.a.
Sección esquemática de un
micrófono de carbón.
Micrófonos de Cristal.
Basa su funcionamiento en la utilización del fenómeno
piezoeléctrico que presentan ciertos cristales (sal de cuarzo) en virtud del cual al
ser éstos deformados por la acción de una presión, generan entre sus superficies
una tensión eléctrica proporcional a la deformación del cristal.
Figura 2.2.2.b. Sección esquemática de un
micrófono piezoeléctrico.
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Micrófonos Dinámicos o de Bobina Móvil.
Su funcionamiento está basado en el fenómeno de la generación de
una fuerza electromotriz, que está inducida en un conductor eléctrico que se
desplaza en el interior de un campo magnético, produciendo una corriente I
proporcional a la fuerza mecánica.
Figura 2.2.2.c.
Estructura básica de una
cápsula micrófonica del tipo dinámico.
Micrófonos de Cinta.
Su sistema de transducción es electromagnético y resuelven su
funcionamiento suspendiendo una cinta de aluminio ondulada muy ligera, de 4 cm
de ancho y 5 cm de longitud, entre las piezas polares del entrehierro recto de un
imán permanente con forma de herradura, cuyas caras están sometidas a las onda
sonoras.
Figura 2.2.2.d.
de cinta.
Aspecto interior de un micrófono
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Micrófono de Capacidad.
Se trata de un micrófono de alta calidad basado en la atracción y la
repulsión de cargas eléctricas almacenadas en un condensador. Usa como
principio de funcionamiento las diferencias de capacidad existentes entre las
armaduras de un condensador de dos placas de aproximadamente 40 o 50 pF.
Figura 2.2.2.e. Esquema básico de un micrófono
de condensador.
Figura 2.2.2.f. Micrófono de condensador con
amplificador a FET incorporado para reducir la
impedancia de salida.
Micrófono Electret.
El llamado principio electret o de condensador electret se desarrolló
mucho más tarde que los anteriores.
La polarización del diafragma se realiza por una carga electrostática
permanente, inducida mediante un polímero llamado electrec, material que está
prepolarizado eléctricamente, por tanto no necesita polarización externa
Figura 2.2.2.g. Esquema básico de un micrófono electrec.
Micrófonos sin hilos o inalámbricos.
Un sistema de micrófono inalámbrico consta de un conjunto
compuesto por dos bloques, un micrófono normal y un transmisor de FM o UHF.
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