Qué Hace un Micrófono

Micrófonos Dinámicos | Micrófonos de Condensador | Fuente Phantom | Otros Tipos de Micrófonos

Como los cartuchos phono, auriculares y altavoces, el micrófono es un transductor – en otras palabras, un convertidor de energía. Detecta energía acústica (sonido) y la transforma en energía eléctrica equivalente. Amplificado y enviado hacia el altavoz o el auricular, el sonido captado por el transductor del micrófono debería salir del transductor del altavoz sin cambios significativos.

Aunque hay muchas formas de convertir el sonido en energía eléctrica, nosotros nos concentraremos en los dos métodos más populares: Dinámico y De Condensador. Estos son los tipos de micrófonos que se encuentran más a menudo en los estudios de grabación, transmisión y producción de películas, grabación hi-fi casera y de vídeo, y en los escenarios para el refuerzo de sonido en vivo.

Figura 1 - Elemento del Micrófono Dinámico
Micrófonos Dinámicos
La comparación de distintos tipos de micrófonos con los altavoces puede ayudarte a comprender más rápidamente su funcionamiento. Los micrófonos dinámicos pueden considerarse similares a los altavoces convencionales en la mayor parte de los aspectos. Ambos tienen un diafragma (o cono) con una bobina de voz (una larga bobina de hilo conductor) que se une cerca del vértice. Ambos disponen de un sistema magnético con la bobina en su espacio intermedio.. La diferencia está en cómo se usan.

Con un altavoz, la corriente fluye desde el amplificador a través de la bobina. El campo magnético creado por la corriente fluyendo a través de la bobina de voz, interactúa con el campo magnético del imán del altavoz, forzando a la bobina y a su cono adjunto a moverse hacia adelante y hacia atrás, produciendo la salida del sonido.

Un micrófono dinámico funciona como un altavoz "a la inversa". El diafragma se mueve por medio del cambio en la presión del sonido. Esto mueve la bobina, lo que causa que la corriente fluya porque las líneas de flujo del campo del imán se cortan. Con lo que en lugar de poner energía eléctrica dentro de la bobina (como en el altavoz) lo que se consigue es sacar energía de la misma. De hecho, muchos sistemas de intercomunicación usan pequeños altavoces con conos muy ligeros de peso como altavoz y como micrófono, ¡sencillamente conmutando el mismo transductor de un extremo del amplificador al otro! De un altavoz no se puede hacer un gran micrófono, pero es lo suficientemente bueno en esta clase de aplicación.

Los micrófonos dinámicos son célebres por su robustez y fiabilidad. No necesitan ni baterías ni fuentes de alimentación externas. Son capaces de dar una respuesta suave, extendida, o pueden estar disponibles para respuestas "a medida" en aplicaciones especiales. El nivel de salida es lo suficientemente alto como para trabajar directamente en las entradas de la mayoría de los micrófonos con una excelente relación señal-ruido. No necesitan mantenimiento regular, o muy escaso, y tratados con un poco de cuidado pueden mantener su rendimiento durante varios años.

Figura 2 - Elemento del Condensador de Electrete
Micrófonos de Condensador
Los Micrófonos de Condensador (o capacitador) usan una membrana ligera y una placa fija que actúan como los lados opuestos de un condensador. La presión del sonido contra esta delgada película de polímero hace que ésta se mueva. Este movimiento cambia la capacidad del circuito, creando una salida eléctrica cambiante. En muchos aspectos un micrófono de condensador funciona de la misma manera que un altavoz electrostático, aunque en una escala mucho más pequeña y "a la inversa".

Los micrófonos de condensador son los preferidos por su respuesta en frecuencia muy uniforme, y su habilidad para responder con claridad en los transitorios de sonido. El mínimo peso del diafragma de membrana permite una respuesta extendida en alta frecuencia (agudos), mientras que la naturaleza del diseño también asegura una captación destacada en baja frecuencia (graves). El sonido resultante es natural, limpio y claro, con una transparencia y un detalle excelentes.

Actualmente están disponibles dos tipos básicos de micrófonos de condensador. Uno de ellos utiliza una fuente de alimentación externa para proporcionar el voltaje de polarización necesario para el circuito capacitivo. Estos micrófonos externamente polarizados están destinados principalmente para uso en estudios profesionales u otras aplicaciones extremadamente críticas.

Un desarrollo más reciente es el micrófono de condensador de electrete (Fig. 2). En estos modelos, el voltaje de polarización se aplica bien en el diafragma o en la placa trasera durante su fabricación, y esta carga permanece así durante toda la vida del micrófono.

Los mejores micrófonos de condensador de electrete tienen rendimientos de muy alta calidad, y se usan ampliamente en transmisión, grabación y refuerzo de sonido.

Debido en parte a sus diafragmas de mínimo peso, los micrófonos de condensador tienen intrínsecamente menor ruido mecánico y de manejo que los micrófonos dinámicos. Para todos sus diseños de condensador de electrete, Audio-Technica ha elegido aplicar el voltaje de polarización, o carga fija, en la placa trasera en lugar de hacerlo en el diafragma. Haciéndolo así, el material más delgado puede ser usado en el diafragma, proporcionando una ventaja considerable en el rendimiento de este micrófono, frente a los diseños convencionales de los micrófonos de electretes. Muchos de los diafragmas de los micrófonos de Audio-Technica tienen, por ejemplo, sólo 2 micrones de espesor (menos de 1/10.000 partes de una pulgada)!

Los elementos de condensador tienen otras dos ventajas de diseño que los convierten en la opción ideal (o la única) en muchas aplicaciones: su peso es mucho menor que el de los elementos dinámicos, y pueden por tanto ser mucho más pequeños. Estas características hacen de ellos la opción lógica para micrófonos de línea – " o de cañón", de solapa y miniatura en todos sus tipos.

En cuanto a la miniaturización de los micrófonos dinámicos, provoca una gran reducción en la respuesta de graves, pérdida general de la sensibilidad acústica, y un mayor ruido mecánico o de manejo.

Fuente Phantom para Micrófonos de Condensador
Aunque el micrófono de condensador de electrete no necesita una fuente de alimentación para tener voltaje polarizado, un circuito FET de adaptación de impedancia dentro del micrófono requiere algo de energía. Esta puede ser suministrada por una pequeña batería interna de bajo voltaje o por una fuente externa "phantom".

La alimentación phantom es una técnica que entrega un voltaje de continua al micrófono a través del mismo cable de dos conductores apantallado que lleva el audio desde el micro. La alimentación phantom puede ser suministrada por el mezclador del micro o desde una fuente externa que se "inserta" en la línea entre el micrófono y la entrada del mezclador. Para que la alimentación phantom funcione, la línea entre la fuente de alimentación y el micrófono debe estar balanceada a tierra, y no estar interrumpida por dispositivos tales como filtros o transformadores que pudieran dejar pasar la señal de audio pero bloquear el voltaje DC. La alimentación phantom también requiere una conexión continua a tierra (Pin 1 en el conector tipo XLR) desde la fuente de alimentación al micrófono. La fuente entrega un voltaje DC positivo igual a ambos hilos conductores de señal, y usa la pantalla como trayecto de retorno, o como negativo. Los micrófonos dinámicos de salida balanceada no se ven afectados por la presencia de alimentación phantom, puesto que no hay conexión entre la pantalla y los hilos conductores de señal y, por tanto, no hay circuito para el voltaje de continua.

Las fuentes de alimentación phantom están disponibles en distintos voltajes de salida que van, desde tan bajo como 9 voltios, hasta llegar a los 48 voltios. Pueden diseñarse para funcionar desde voltajes de línea AC o desde baterías internas.

Los micrófonos de condensador externamente polarizados o "discretos" raramente tiene baterías internas para alimentación. En su lugar, se usa una fuente de alimentación phantom para proporcionar tanto el voltaje de polarización para el elemento, como para alimentar el convertidor de impedancia. Este tipo se llama a veces un "condensador puro".

Otros Tipos de Micrófonos
Hay varias formas de transformar el sonido en energía eléctrica. Los granos de carbón se usan como elementos en teléfonos y micrófonos de comunicaciones. Y algunos micrófonos de bajo coste usan elementos de cristal o cerámicos que son adecuados para hablar, pero que no se consideran serios para reproducción de sonido musical o aplicaciones críticas.

Otro tipo que se encuentra a veces en estudios de grabación es el del micrófono de cinta. Es un tipo de micrófono dinámico, con una cinta metálica delgada (que sirve tanto para bobina de voz como para diafragma) suspendida entre los polos de un circuito magnético. Aunque es capaz de rendimientos excelentes, el elemento de la cinta debe protegerse contra presiones acústicas elevadas o contra el viento, ya que es relativamente frágil. Por esta razón, los micrófonos de cinta se ven raramente en aplicaciones de refuerzo de sonido o aplicaciones que no sean de grabación en estudio.

Los micrófonos de cinta se diseñan a menudo para responder al sonido tanto frontal como trasero, y son usados a veces cuando se requiere un patrón bidireccional de captación - lo cual nos lleva a la siguiente gran clasificación de micrófonos.

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