O que o é padrão?

Omnidirecional | Direcional | Representação de padrões polares | Fator de distância | Microfones de linha | Como soam? | Efeito de proximidade | Qual padrão é o "melhor"?

Além de os microfones poderem ser classificados segundo seus elementos geradores, eles também podem ser identificados por suas propriedades direcionais, isto é, com que facilidade captam o som de diversas direções. A maioria dos microfones pode ser classificada em um de dois grupos principais: omnidirecional e direcional. Microfones omnidirecionais são os mais simples de projetar, construir e compreender. Eles também servem como referência para a comparação de todos os outros microfones.

Figura 3 & 4: [3] Microfone omnidirecional; [4] Microfone direcional (cardióide)
Omnidirecional
Os microfones omnidirecionais captam o som de todas as direções de maneira praticamente igual. Funcionarão igualmente bem tanto quando apontados para longe quanto apontados na direção do tema, se as distâncias forem iguais. No entanto, até mesmo os melhores modelos omni tendem a se tornar direcionais em freqüências mais elevadas; assim, o som que vem por trás pode parecer um pouco mais “embotado” do que o que vem pela frente, embora pareça igualmente “alto”.

O tamanho físico do microfone omnidirecional tem relação direta com a manutenção de suas características omnidirecionais em freqüências muito elevadas. O corpo do microfone simplesmente bloqueia os comprimentos de onda mais curtos das altas freqüências que chegam por trás. Por isso, quanto menor o diâmetro do corpo do microfone, mais ele pode se tornar verdadeiramente omnidirecional.


Direcional
Os microfones direcionais são especialmente projetados para responder melhor a sons que vêm pela frente (e por trás, no caso dos bidirecionais), tendendo a rejeitar sons que chegam de outras direções. Esse efeito também varia com a freqüência, e somente os melhores microfones são capazes de proporcionar rejeição uniforme em uma ampla gama de freqüências. Essa capacidade direcional geralmente é resultado de aberturas externas e passagens internas no microfone, que permitem que o som alcance os dois lados do diafragma de maneira cuidadosamente controlada. O som que chega pela frente do microfone ajudará a movimentar o diafragma, enquanto o som que chega pela lateral ou por trás cancelará o movimento.

Os tipos direcionais básicos incluem o cardióide, o subcardióide, o hipercardióide e o bidirecional. Também incluído na categoria geral de microfones direcionais está o microfone de linha ou “shotgun”, um projeto mais complexo que pode proporcionar uma direcionalidade consideravelmente mais elevada do que os quatro tipos direcionais básicos.

Figura 5: Padrão omnidirecional típico; Padrão direcional típico (cardióide)
Representação de padrões polares
Para ajudar a visualizar como funciona um microfone direcional, você encontrará padrões polares em nossos catálogos e publicações. Essas representações gráficas arredondadas mostram a sensibilidade relativa do microfone (em dB) à proporção em que gira em frente a uma fonte sonora fixa. Também é possível imaginar os gráficos como uma “fatia” horizontal dos padrões de captação ilustrados nas Figuras 3 e 4.

As representações gráficas da resposta polar do microfone geralmente são exibidas para diversas freqüências. (Para melhor clareza, nestas páginas da web a resposta polar é mostrada apenas para 1.000 Hz). Os microfones direcionais mais comuns exibem um padrão polar em forma de coração e, conseqüentemente, são chamados microfones “cardióides”.

Os padrões polares não devem ser literalmente considerados como “plano de chão” da resposta de um microfone. Por exemplo, no padrão cardióide ilustrado, a resposta está cerca de 6 dB abaixo na posição de 90° fora do eixo. Isso pode não parecer muito no padrão, mas se duas pessoas estiverem falando a uma distância eqüidistante do microfone, uma diretamente alinhada com o eixo e a outra a 90°, a pessoa fora do alinhamento soará como se estivesse a uma distância duas vezes maior do microfone do que a que está em frente. Para que o volume fosse igual, ela teria que se posicionar a uma distância igual à metade da distância da outra pessoa em relação ao microfone.

Uma palavra de alerta: esses padrões polares são obtidos em uma câmara anecóica, que simula um ambiente acusticamente ideal – sem paredes, teto ou chão. No mundo real, paredes e outras superfícies refletirão o som quase que imediatamente; assim, o som fora do eixo pode “ricochetear” em uma superfície próxima e retornar diretamente para o microfone. Como resultado, será muito raro desfrutar de toda a capacidade direcional embutida no microfone. Mesmo se os microfones cardióides fossem totalmente “mortos” na parte posterior (o que nunca são), os sons da parte posterior, também refletidos de superfícies próximas, ainda chegariam parcialmente pelos lados ou pela frente. Em outras palavras, os microfones cardióides podem ajudar a diminuir sons indesejáveis, mas raramente conseguem eliminá-los totalmente. Ainda assim, um microfone cardióide pode diminuir em aproximadamente dois terços o ruído das direções fora do eixo.

O microfone direcional ilustrado na Figura 5 é cerca de 25 dB menos sensível a sons 180° fora do eixo em comparação com os alinhados com o eixo. Isso significa que, quando o microfone cardióide é girado 180°, de modo a apontar para o ponto diretamente oposto ao da origem da fonte sonora, o som “parecerá” ao microfone como se tivesse sido movido DEZOITO VEZES mais longe!

Figura 6: Padrões polares básicos
O ângulo máximo dentro do qual estima-se que o microfone proporcione sensibilidade uniforme é chamado de ângulo de aceitação. Como pode ser visto na Figura 6, cada um dos padrões direcionais apresenta um ângulo de aceitação diferente. Este muitas vezes varia com a freqüência. Uma das características de um microfone de alta qualidade é um padrão polar que sofre pouca alteração quando exibido graficamente para diversas freqüências.

Fator de distância
A capacidade de um microfone direcional de rejeitar grande parte do som que chega fora do eixo proporciona uma distância de trabalho ou “fator de distância” maior do que um omnidirecional. Como mostra a Figura 6, o fator de distância (DF) para um cardióide é de 1,7, enquanto que para um omni é de 1,0. Isso significa que, se um omni for utilizado em um ambiente uniformemente ruidoso para captar um som desejado que esteja a 3 m de distância, um cardióide utilizado a cerca de 5 m de distância da fonte sonora deveria apresentar os mesmos resultados em termos da relação entre o sinal desejado e o ruído ambiente. Dentre outros tipos de microfones, o subcardióide obtém os mesmos resultados a 3,6 m, o hipercardióide a 6 m e o bidirecional a 4 m.

No entanto, se o ruído indesejado estiver vindo apenas de uma direção e o microfone puder ser posicionado de forma a colocar o ponto nulo (ponto de mínimo) do padrão em direção ao ruído, os microfones direcionais proporcionarão distâncias de trabalho muito maiores.

Figura 7: Microfone de linha + gradiente
Microfones de linha
Quando for necessário posicionar microfones a distâncias ainda maiores, os microfones de linha ou “shotgun” são muitas vezes a melhor escolha. Os microfones de linha são excelentes para utilização com vídeo e filmagens, para captar o som quando o microfone precisa estar localizado fora do quadro, isto é, fora do ângulo de visualização da câmera.

O microfone de linha utiliza um tubo de interferência em frente ao elemento para assegurar um cancelamento muito maior do som que chega das laterais. Os microfones de linha da Audio-Technica combinam um elemento direcional (“gradiente”) com o tubo de interferência para também aumentar o cancelamento na parte posterior.

Como regra geral de projeto, o tubo de interferência de um microfone de linha precisa ser dimensionado para estreitar o ângulo de aceitação e aumentar a distância de trabalho. Embora microfones de linha mais curtos talvez não proporcionem uma distância de trabalho tão grande como suas contrapartes mais longas, seus ângulos de aceitação maiores são preferíveis para algumas aplicações porque não há necessidade de apontar com muita precisão. Alguns microfones “shotgun” da Audio-Technica utilizam um sistema exclusivo (Patente no 4.789.044 nos Estados Unidos) que apresenta o mesmo desempenho com um tubo de interferência um terço mais curto do que os sistemas convencionais.

Como soam?
A uma distância de aproximadamente 6 m, em um ambiente absolutamente “morto”, um bom omni e um bom cardióide podem soar de maneira bastante semelhante. Mas, se colocados lado a lado em um ambiente “vivo” (uma igreja grande ou auditório, por exemplo), será possível notar uma diferença imediata. O omni captará todas as reverberações e ecos – o som parecerá muito “vivo”. O cardióide também captará alguma reverberação, mas muito menos, e seu som não se alterará tanto quando comparado ao som do ambiente “morto” (é o “Fator de distância” em ação.)

Se você estiver em um ambiente muito ruidoso e puder apontar o microfone para longe do ruído, uma comparação mostrará que o cardióide apresentará melhor relação entre som desejado ou indesejável do que o omni.

Figura 8: Influência do efeito de proximidade na resposta do microfone direcional
Efeito de proximidade
Agora vamos repetir a comparação acima, só que desta vez com os microfones muito próximos à fonte (talvez um cantor). A uma distância de aproximadamente cinco centímetros, pode-se notar uma resposta crescente às freqüências baixas na maioria dos microfones cardióides. Isso é conhecido como efeito de proximidade, uma característica não compartilhada pelo microfone omnidirecional utilizado para comparação.

O efeito de proximidade pode ser uma bênção ou uma maldição, dependendo de como é utilizado. Um cantor pode conseguir um som profundo, terreno, ao cantar bem próximo e depois alternar para um som mais penetrante cantando mais alto enquanto afasta o microfone. Esse tipo de utilização criativa exige alguma prática, mas é muito eficiente. Por outro lado, cantar no mesmo volume (sem ter em mente efeitos especiais), aproximando e afastando o microfone, criará problemas de equilíbrio tonal, além das alterações no nível global do microfone. Alguns artistas também gostam de trabalhar sempre bem próximos para “reforçar” uma voz normalmente “suave”.

O efeito de proximidade pode ser utilizado com eficiência para eliminar a realimentação em uma situação de reforço de som. Se um artista trabalhar muito próximo ao microfone e não necessitar do reforço nos sons de baixa freqüência, é possível utilizar um equalizador para diminuir a resposta de baixos do canal. Isso torna o microfone menos sensível à realimentação em freqüências baixas, uma vez que ele agora está menos sensível a qualquer sinal de baixa freqüência que chegue de mais de 30 cm de distância (essa técnica de equalização também ajudará a diminuir o efeito de qualquer ruído devido à movimentação).

Qual padrão é o "melhor"?
A escolha entre um microfone direcional ou omnidirecional pode depender da aplicação (gravação X reforço de som), das condições acústicas, da distância de trabalho exigida e do tipo de som que se deseja obter. Os microfones direcionais podem eliminar ruídos indesejáveis, diminuir os efeitos da reverberação e aumentar o ganho antes da realimentação. Em ambientes com boas condições acústicas, microfones omnidirecionais, adequadamente posicionados, podem preservar o “som” do local de gravação e muitas vezes são preferidos por sua resposta plana e isenção de efeitos de proximidade.

Os microfones omnidirecionais normalmente resistem melhor ao ruído de vento, a ruídos mecânicos ou de movimento do que os microfones direcionais. Os omnis também são menos suscetíveis aos “estalos” causados por certas consoantes explosivas na fala, como “p”, “b” e “t”. Gravadores sérios sem dúvida desejarão ter os dois tipos disponíveis de microfones prontos para todas as situações de gravação.

Continuar na próxima seção ( Importantes características de microfones)
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