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7/21/2019 CAP3MICR.PDF

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TEMA 3

MICRFONOS

Sistemas Tcnicos

de Sonido

Profesor: Celestino Garca Vallina

CIDISI

Norea

2005


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Micrfonos

CIDISI-Norea-2005 112/156

NDICE

3.1. Micrfonos. Introduccin .................................................................. 113

3.2. Caractersticas de los micrfonos...................................................... 114

3.2.1. Sensibilidad ............................................................................. 114

3.2.2. Respuesta en frecuencia en el eje principal................................... 116

3.2.3. Directividad ............................................................................. 117

3.2.4. Respuesta en frecuencia fuera del eje.......................................... 118

3.2.5. Ruido ....................................................................................... 119

3.2.6. Distorsin ................................................................................ 120

3.2.7. Impedancia.............................................................................. 121

3.3. Clasificacin de los micrfonos ......................................................... 121

3.3.1. Tipos de micrfonos en funcin de su transductor acstico-mecnico122

3.3.1.1. Micrfonos de presin .......................................................................122

3.3.1.2. Micrfonos de gradiente de presin ....................................................125

3.3.1.3. Tipos de micrfonos en funcin de su directividad ...............................128

3.3.2. Tipos de micrfonos en funcin de su transductor mecnico-elctrico 135

3.3.2. 1. Micrfonos dinmicos de bobina mvil ...............................................135

3.3.2.2. Micrfonos de cinta...........................................................................137

3.3.2. 3. Micrfonos electrostticos de condensador .........................................138

3.3.2.4. Micrfonos electrostticos electret ......................................................142

3.3.2. 5. Micrfonos piezoelctricos ................................................................144

3.3.2. 6. Micrfonos de carbn.......................................................................144

3.3.3. Micrfonos para fines especiales ................................................. 145

3.3.3.1. Micrfonos Lavalier...........................................................................145

3.3.3.2. Micrfonos de can.........................................................................146

3.3.3.3. Micrfonos parablicos......................................................................148

3.3.3.4. Micrfonos inalmbricos ....................................................................149

3.3.3.5. Micrfonos de auriculares ..................................................................151

3.3.3.6. Micrfonos de contacto ....................................................................151

3.3.3.7. Micrfonos de bigotera......................................................................151

3.3.3.8. Micrfonos estreo ..........................................................................153

3.4. Accesorios para micrfonos.............................................................. 154


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3.1. MICRFONOS. INTRODUCCIN

Un micrfono es un transductor acstico-elctrico que convierte la energaacstica (presin) en energa elctrica (tensin). Desde el punto de vista fsico,este transductor se puede dividir en dos: un transductor acstico-mecnico y untransductor mecnico-elctrico.

Fig.3.1. Descripcin fsica de un micrfono

El transductor acstico-mecnico est formado por una membrana o diafragma

que al recibir una onda de presin (P) se desplaza ejerciendo una fuerza sobrealgn elemento mvil, como por ejemplo una bobina. Formando parte de estetipo de transductores se hallan los circuitos acsticos (cavidades, tomasposteriores de presin, etc.) que proporcionan la directividad del micrfono.

El transductor mecnico-elctrico est formado, en general, por un dispositivoelectromagntico o electrosttico que, de acuerdo a un fenmeno fsico, comopor ejemplo el movimiento de una bobina a travs de un campo magntico,convierte el desplazamiento del diafragma en una seal elctrica.

Una primera clasificacin de los distintos tipos de micrfonos puede atender altipo de transductor que se ha empleado en la construccin del mismo. Deacuerdo?? al transductor empleado se pueden clasificar los micrfonos segn:

-El transductor acstico-mecnico que da lugar a las diferentesdirectividades que tienen los micrfonos.

-El transductor mecnico-elctrico que influye en la sensibilidad y en laconversin de la seal acstica en seal elctrica.


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3.2. CARACTERSTICAS DE LOS MICRFONOS

Las caractersticas que debe tener un micrfono dependen en gran medida de la

aplicacin para la que se vaya a utilizar dicho micrfono. A continuacin se van adescribir las principales caractersticas que identifican a un micrfono para queen funcin de las mismas se pueda escoger el ms adecuado.

Las principales caractersticas que definen a un micrfono son:

La sensibilidad.

La respuesta en frecuencia dentro de su eje principal.

La directividad

La respuesta en frecuencia fuera de su eje principal.

El ruido.

La distorsin.

Impedancia.

3.2.1. SENSIBILIDAD

La sensibilidad indica la eficiencia con que un micrfono transforma la presin

sonora en tensin elctrica. Es decir, es el valor de tensin de salida queproporciona el micrfono para un nivel de presin sonora de referencia. Laexpresin matemtica que define la sensibilidad es la siguiente:

Sensibilidad =Tensin de salida en circuito abierto

Presin de referencia incidente o SPL

La presin de referencia puede ser un Pascal o un microbar, con lo que la

sensibilidad vendr dada en milivoltios por Pascal o en milivoltios por microbar.La equivalencia entre la sensibilidad medida entre estas dos unidades ser:

Sensibilidad (mV / Pa) = 10 Sensibilidad (mV / b)

ya que: 1 Pascal = 10 bares

Si lo expresamos en dB, el SPL de referencia puede ser 74dB ( = 1 bar, un

microbar), o bien 94 dB (=1 Pascal). El valor 74 dB corresponde,


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aproximadamente, al nivel de una conversacin medianamente alta a un metrode distancia

Tambin es posible dar la sensibilidad en decibelios cuando la presin incidentees un Pascal teniendo en cuenta la referencia de 1 voltio:

Sensibilidad = 20 logSensibilidad (V/Pa)

1 (V/Pa)dB

La sensibilidad medida en dB ser siempre negativa puesto que la tensin desalida del micrfono es siempre inferior a 1 voltio. Por ejemplo, un micrfonopuede tener una sensibilidad de -60dBV/Pascal, lo que significa que su nivel desalida est 60dB por debajo de un voltio para 94dB de SPL: esto equivale a 1mV

(un milivoltio), ya que 60dB = 1000 veces (en tensin).

Normalmente en las hojas de caractersticas de los micrfonos no se sueleespecificar para que frecuencia se ha realizado la medida de la sensibilidadporque sta puede variar con la frecuencia.

Lo ms interesante en un micrfono es que su sensibilidad sea lo ms altaposible, ya que esto permite mejorar la discriminacin del ruido que se introduceen el sistema. Esto es equivalente a decir que se mejora la relacin seal/ruido.

Los micrfonos comerciales presentan unos valores de sensibilidad bastante

dispares aunque generalmente estn comprendidos entre 2 y 20 mV/Pa ( -60 y -80 dB). Los micrfonos ms sensibles suelen ser los de condensador y los quetienen menos sensibilidad son los micrfonos de cinta; entre ambos se sitan losde bobina mvil.

La consecuencia de que los micrfonos tengan diferentes valores de sensibilidades que, por ejemplo, se necesita una mayor amplificacin para obtener nivel delnea a partir de micrfonos de cinta o de bobina mvil que la que se necesitapara un micrfono de condensador. Un micrfono de cinta captando unaconversacin puede entregar, digamos, 015 mV. Para elevar este valor hasta

nivel de lnea (775 mV) se necesita una amplificacin de 5.160 veces, o sea, unaganancia de 74 dB. Esta es una cantidad muy elevada y limita la respuesta delequipo frente al ruido, al mismo tiempo que se producir una considerableamplificacin de cualquier interferencia que consiga meterse en los cables demicrfono.

Consideremos ahora la grabacin de la misma conversacin, pero captada con unmicrfono de condensador con sensibilidad de 1 mV/bar. En este caso es

necesaria una ganancia de tan solo 775 veces, 57 dB, para elevar la seal anivel de lnea, lo que significa que muchas interferencias podrn ahora pasardesapercibidas y la respuesta frente al ruido no estar tan limitada. Esto no


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quiere decir que deban utilizarse siempre micrfonos de condensador debido a suelevado nivel de salida, pero el ejemplo sirve para ilustrar la idea de que sonnecesarios mezcladores y cables de buena calidad si se quieren conseguir lasmejores prestaciones de los micrfonos de bajo nivel de salida.

3.2.2. RESPUESTA EN FRECUENCIA EN EL EJE PRINCIPAL

Lo ideal es que un micrfono tenga una respuesta uniforme a los sonidos que seproducen dentro del margen de frecuencias que interesan dependiendo de laaplicacin en la que se vaya a utilizar.

En trminos de alta fidelidad, esto significa que la grfica de la tensin de salidaen funcin de la frecuencia para un nivel acstico de entrada constante en todaslas frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20 kHz debe consistir en una lneahorizontal.

Generalmente se suele utilizar para realizar la medida la presin de referencia de1 Pascal, para que la respuesta en frecuencia indique las variaciones desensibilidad. As obtenemos la curva de variacin de la sensibilidad con lafrecuencia

Fig. 3.2. Respuesta en frecuencia en el eje axial de un micrfono omnidireccional

Los fabricantes suelen facilitar la respuesta en frecuencia del micrfono encampo libre; para hallar esta respuesta en frecuencia hay que poner una fuentesonora calibrada situada a una determinada distancia del micrfono, en la lneade su eje de referencia y dentro de una cmara anecoica.

Puede ocurrir que en algunas aplicaciones no sea necesario que el micrfonotenga una respuesta plana en todo el espectro audible. Por ejemplo, puede serinteresante que un micrfono tenga un margen ms estrecho, como por ejemploen los micrfonos que se utilizan en audfonos o en vehculos, para que la

inteligibilidad de la voz humana sea mayor en entornos ruidosos. Algunas veceses ms interesante que la respuesta a ciertas frecuencias sea mayor o menor con


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el fin de realizar algn efecto en concreto. Un ejemplo de esto se da en losmicrfonos que utilizan los vocalistas, suelen tener pendientes de cada hacia labaja frecuencia en torno a valores de 100 Hz y picos alrededor de los 5 kHz conel objeto de realzar las cualidades de la voz.

Otro ejemplo es el de los micrfonos Lavalier o de solapa, cuya respuesta enfrecuencia es ms elevada a partir de 4 kHz con el fin de compensar la prdidade agudos que se produce al no estar el micrfono apuntando hacia el eje deradiacin de la boca y ser sta muy directiva con los agudos.

3.2.3. DIRECTIVIDAD

En la prctica, los sonidos no llegan nicamente al micrfono a travs del ejeaxial. Estos sonidos se pueden captar partiendo de fuentes que estn situadas encualquier posicin con respecto al micrfono y de las numerosas reflexiones quese originan en las paredes y en los obstculos que hay en un recinto cualquiera.Teniendo en cuenta esto, el diseo de un micrfono puede realizarse para queresponda de la misma forma a todos los sonidos procedentes de todos losngulos o para discriminar aquellos que les lleguen desde ciertas direcciones.

El comportamiento de un micrfono en funcin de la direccin de la que le llegueel sonido se puede representar de una forma muy intuitiva si se utilizancoordenadas polares para mostrar la respuesta a los sonidos procedentes detodos los ngulos de un plano particular. Esta representacin se corresponde conla siguiente expresin:

Directividad = Sensibilidad(")

Sensibilidad mxima

En la figura 3.3 se puede ver la representacin del ngulo !:

Fig 3.3


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Las grficas que se hacen de la directividad muestran las variaciones desensibilidad que tiene el micrfono en funcin del ngulo de incidencia con quellega el sonido. El valor de sensibilidad mximo corresponde a 0 dB y para unngulo de captacin de != 0. Las grficas de directividad se representan en

diagramas polares con crculos concntricos, habitualmente separados entre s5dB.

En la figura 3.4 se representan los patrones de directividad ms tpicos queexisten. Entre ellos se puede ver la respuesta circular que tienen los micrfonosomnidireccionales, la figura en ocho que corresponde a un micrfonobidireccional y la respuesta cardioide o en forma de corazn correspondiente aun micrfono unidireccional.

Fig. 3.4. Diagramas de directividad de los micrfonos

3.2.4. RESPUESTA EN FRECUENCIA FUERA DEL EJE

Cualquiera que sea el patrn de directividad de un micrfono, lo ideal es quemantenga la misma respuesta para todos los ngulos de incidencia del sonido.


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Esta caracterstica se daba pocas veces en los primeros micrfonos, siendo stesu fallo ms comn. Cuando reciban sonidos con un ngulo de incidenciadiferente al axial se producan cadas en los agudos comenzando en la frecuenciade 5 kHz.

De forma general, la curva de la directividad depende de la frecuencia: Larespues??ta cae a medida que aumenta la frecuencia, ms rpidamente cuantomayor es el tamao del diafragma.

La explicacin a este fenmeno es que el micrfono acta como un obstculofsico a l mismo para las ondas sonoras. Como norma general, los micrfonosms pequeos tienen una respuesta en frecuencia ms uniforme segn ladireccin de llegada del sonido.

No es esta una caracterstica que de forma habitual den los fabricantes demicrfonos. La forma de darla sera como distintas curvas de directividad, unapara cada frecuencia.

3.2.5. RUIDO

El nivel de ruido se define como el nivel de presin sonora equivalente a latensin de salida que presenta el micrfono cuando no est sometido a ningunaonda sonora. El nivel de ruido es inherente a un micrfono y debe ser siempre loms bajo posible.

El nivel de ruido que aparece a la salida de un micrfono limita por su parteinferior el nivel sonoro que puede captar dicho micrfono sin que quedeenmascarado.

Todos los micrfonos generan ruido inevitablemente. El nivel de ruido de unmicrfono puede medirse en valor de cresta (o pico), en valor eficaz ( definidocomo el nivel de voltaje en contnua con la misma potencia), o con uno de losanteriores valores corregido con una ponderacin que compense la respuesta delodo.

Un tipo de curva de ponderacin es la tipo A, que se emplea para medidasacsticas, sin embargo esta compensacin se comprob que tiene algunos fallosal medir el ruido elctrico, ya que sus resultados no se correlacionan con testacsticos, por lo que recientemente se han recomendado otros tipos de curvasde compensacin como son la DIN45405 y la CCIR 468

Una vez medida la tensin de ruido, existen diferentes formas de expresarla paraque tenga significacin en la valoracin y comparacin de los micrfonos.

La forma ms comn de expresar el ruido de un micrfono es todava mediantesu propio nivel equivalente de ruido con ponderacin A. Un valor tpico para

micrfono de condensador de alta calidad se sita alrededor de 18 dBA. Esto


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significa que el voltaje de salida correspondiente a su propio ruido es equivalenteal que tendra ese mismo micrfono (supuestamente ideal) sometido a un nivelsonoro de 18 dBA. Un nivel equivalente de ruido de 25 dBA se considerabastante alto, y si se utilizase un micrfono con esta caracterstica para grabar

una conversacin a una distancia de un par de metros, el soplo de fondo podraapreciarse en la grabacin. Los mejores micrfonos de condensador consiguenvalores de 12 dBA.

A la hora de comparar distintos micrfonos conviene asegurarse de que losniveles de ruido estn dados en las mismas unidades. Algunos fabricantesofrecen una gran variedad de cifras tomadas todas ellas utilizando diferentessistemas de ponderacin y equipos de medidas con distintas caractersticas. Noobstante, suele ser comn utilizar la referencia de ponderacin A. As mismo, larelacin seal/ruido se representa a menudo con respecto a la referencia 94 dB

de SPL. Su valor es la diferencia entre 94 y la cifra del nivel equivalente de ruidocon ponderacin A. As, un micrfono con nivel equivalente de ruido de 18 dBAtendr una relacin seal/ruido de 76 dBA, para un SPL de 94dB (94 - 18 = 76);esta es una manera bastante comn de expresar el ruido.

Podemos ver otro ejemplo de la manera de expresar el ruido. Tomemos unmicrfono de bobina mvil con sensibilidad de 0,2 mV/bar, que equivale a 2mV

para 94dB de SPL ( =1Pascal). El ruido medido a la salida del micrfono es0,26V 0,00026mV. La relacin seal/ruido se obtiene dividiendo la

sensibilidad entre el ruido:

2

0,00026=7600

y expresando esto en decibelios: dB = 20 log 7600 = 77dB.

y el nivel equivalente de ruido ser: 94 -77 = 17dB

3.2.6. DISTORSIN

La distorsin es el conjunto de seales que aparecen a la salida de un micrfonoy que no estn presentes en su entrada. La forma de onda de la seal elctricaque hay en la salida de un micrfono debera ser una copia de la seal acsticade entrada.

La distorsin en un micrfono est provocada por dos tipos de efectos:

Distorsin lineal: Motivada por la variacin de la respuesta con lafrecuencia


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Distorsin armnica: Adems de la seal de entrada aparecen a lasalida armnicos de dicha seal como consecuencia de trabajar en zona no lineal

El grado de distorsin se expresa a menudo como el nivel de presin sonoramximo que puede controlar el micrfono, sin superar un determinado valor de

distorsin armnica total (THD).

3.2.7. IMPEDANCIA

La impedancia de salida de un micrfono nos dar idea de la longitud mxima delcable al que podemos conectarlo, as como de la versatilidad de conexin adistintos mezcladores, amplificadores, etc.

Como norma general aproximada, se suelen tener en cuenta los siguientes

lmites para el valor de la impedancia: Como valor mximo, una quinta parte delvalor de la impedancia de entrada del equipo al que vaya a ser conectado elmicrfono; como valor mnimo, unas diez veces la resistencia del cable deconexin.

3.3. CLASIFICACIN DE LOS MICRFONOS

A) Atendiendo al tipo de transductor acstico-mecnico los diferentesmicrfo??nos se pueden clasificar en:

Micrfonos de presin

Micrfonos de gradiente de presin

Puesto que la caracterstica de directividad depende del transductor acstico-mecnico, se puede hacer una subdivisin en funcin del diagrama dedirectividad (estos diagramas aparecern por las distintas maneras de colocarlos dos tipos de transductores anteriores dentro de diferentes laberintosacsticos):

Micrfonos omnidireccionales

Micrfonos bidireccionales

Micrfonos cardioides

Micrfonos supercardioides

Micrfonos hipercardioides


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B) Atendiendo al tipo de transductor mecnico-elctricose pueden clasificarlos micrfonos en:

Micrfonos de bobina mvil

Micrfonos de cinta

Micrfonos de condensador

Micrfonos electret

Micrfonos piezoelctricos

Micrfonos de carbn

C) Micrfonos para fines especiales: (Son micrfonos quepertenecern a alguna de las clasificaciones anteriores, pero que se construyencon algn tipo de especificidad para alguna aplicacin concreta)

Micrfonos Lavalier

Micrfonos de can

Micrfonos con paraboloide concentrador de haz

Micrfonos con auriculares (o microcascos)

Micrfonos inalmbricos

Micrfonos de bigotera

Micrfonos de contacto

Micrfonos estreo

Vamos a ver ahora en que consiste cada uno de ellos:

3.3.1. TIPOS DE MICRFONOS EN FUNCIN DE SU TRANSDUCTORACSTICO-MECNICO

3.3.1.1. Micrfonos de presin

En este tipo de micrfonos el diafragma est expuesto por una de suscaras a la presin incidente y por la otra a una cavidad cerrada en la que existeuna presin ambiente P0.

Electromagnticos o electrodinmicos

Electrostticos


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Figura 3.5. Esquema de un micrfono de presin.

Las variaciones de presin de la onda sonora incidente sobre la cara exterior del

diafragma provocan que ste se vea sometido a sobrepresiones y aenrarecimientos, mientras la cara posterior permanece expuesta a la presinambiental.

El resultado de esta diferencia de presin es que el diafragma se desplazar ytransmitir su movimiento al transductor mecnico-elctrico.

Siempre que el diafragma sea pequeo en comparacin con la longitud de ondadel sonido incidente, el micrfono responder a la onda sonora que le llegue dela misma forma, con independencia de la direccin de la que proceda. Por tanto,su respuesta direccional ser en teora un crculo perfecto, y se puede decir que

tiene un patrn de directividad omnidireccional.

Sin embargo, cuando se trata de ondas sonoras de alta frecuencia, es decir,cuando las dimensiones del diafragma y la longitud de onda del sonido son delmismo orden, la cosa empieza a fallar. El micrfono se comporta como unobstculo a la onda sonora y provoca efectos indeseables en la respuesta enfrecuencia del micrfono.

Efectos indeseables:

El primero de estos efectos se produce cuando la longitud de onda delsonido que llega al micrfono es aproximadamente igual o menor que eldimetro del mismo, entonces se producen fenmenos de reflexin y difraccin.Esto significa que las ondas procedentes del eje se reflejan y vuelven por elmismo camino por el que llegaron, generando una onda estacionaria que poseeel doble de amplitud de la que tena la original. Este efecto se denominaduplicacin de presin y puede producir realces en la respuesta en frecuencia

axial de hasta 6 dB.(ver fig. 3.6)


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Figura 3.6. Efecto de presin total.

El segundo de los efectos se da cuando las ondas de alta frecuenciainciden de forma oblicua sobre el diafragma, de este modo la fase de llegada yano es uniforme y por tanto se producen cancelaciones parciales entre lasdiferentes ondas que provocan una reduccin en la seal elctrica de salida delmicrfono.

La cancelacin es mayor segn va decreciendo la longitud de onda del sonido

incidente, de forma que los micrfonos que funcionan por presin se suelenconvertir en unidireccionales cuando aumentan la frecuencia de las ondassonoras incidentes. (ver fig. 3.7)

El ltimo efecto tambin se produce en todos los micrfonos, no slo enlos de presin, y depende nicamente de la relacin dimetro deldiafragma/longitud de onda de la seal (D/"). Si se reduce a la mitad el dimetro

del diafragma, se aumenta al doble el valor de la frecuencia en la que se produceel estrechamiento del patrn de directividad.

Figura 3.7. Prdida progresiva de agudos segn el ngulo de incidencia


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Los micrfonos de presin de alta calidad se caracterizan por cubrir un margenamplio de frecuencias y por una respuesta plana, que se extiende desde las muybajas frecuencias hasta las frecuencias ms altas, sin que se aprecienresonancias ni coloraciones. Esto se debe al hecho de ser de diseo muy simple,

con una sola cpsula abierta en el frente y completamente cerrada en su parteposterior (en realidad se practica una pequea abertura en la parte trasera deldiafragma con el fin de compensar cualquier cambio de presin atmosfrica que,de no existir tal orificio, podra distorsionar el diafragma). Los micrfonosomnidireccionales son, por regla general, los ms inmunes a los ruidos demanipulacin y a los que produce el viento, puesto que nicamente son sensiblesa la presin sonora absoluta.

3.3.1.2. Micrfonos de gradiente de presin

El transductor acstico-mecnico en este tipo de micrfonos consiste en undiafragma expuesto por su cara anterior a la onda de presin incidente y, por sucara posterior a la misma onda una vez recorrido un camino acstico distinto.

La onda que llega a la cara posterior tiene una presin y una fase diferente si sela compara con la onda incidente porque ha tenido que recorrer un camino mslargo, de forma que sobre el diafragma existe una diferencia o gradiente depresin que provoca el movimiento del diafragma.

Figura 3.8. Micrfono de gradiente de presin.

La onda que llega procedente del eje hacia la cara anterior del diafragma,provocar variaciones de presin en las dos caras del diafragma no coincidentesen el tiempo. El tiempo de llegada diferir en un intervalo proporcional a ladistancia extra que tiene que recorrer la onda para alcanzar la cara posterior.

Esta distancia es mxima para los sonidos procedentes del eje axial delmicrfono, tanto los que llegan de la cara anterior (0) como los que lleguen de


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la cara posterior (180) e ir disminuyendo de forma gradual a medida que elngulo de incidencia alcance los valores de 90 y 270.

La diferencia de presin resultante y por tanto la fuerza ejercida en el diafragmaser proporcional a esta distancia.

El micrfono tendr una salida mxima si la onda de presin que incide sobre lsegn el eje, sea frontal o posterior; sin embargo la salida del micrfono sernula cuando la onda incida de forma lateral (90 y 270) puesto que el caminoque recorren las dos ondas es el mismo, y por tanto no se produce una diferenciade presin que sea capaz de mover el diafragma.

La directividad de este tipo de micrfonos dar lugar a un patrn conocido comobidireccional o en forma de ocho. (Tendremos un ocho perfecto cuando ladiferencia de fase entre las ondas de la cara anterior y la posterior seaexactamente de 180)

Figura 3.9. Diagrama de directividad bidireccional

El diagrama de directividad correspondiente podemos verlo en la figura 3.9. Lossignos (+) y (-) que aparecen en cada lbulo del diagrama significan que existeuna diferencia de fase de 180 entre la fuerza que acta sobre el diafragmacuando los sonidos inciden primero por su cara frontal, que cuando lo hacenprimero por su cara posterior.

Los micrfonos de gradiente de presin son susceptibles a un fenmeno conocidocomo efecto proximidad o efecto pop, que consiste en que las bajasfrecuencias sufren un refuerzo exagerado cuando la fuente sonora est muyprxima al micrfono (menos de 1 m, aproximadamente).

En un micrfono de presin, el diafragma se mueve por la presin acstica,mientras que en un micrfono de gradiente de presin, se mueve por ladiferencia de presin entre la parte delantera y trasera del diafragma.


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Fig. 3.10. Efecto de proximidad. (a) Un tpico micrfono cardioide de bobina mvil, y (b) un micrfono

cardioide elctrosttico

La diferencia de presin vara con la velocidad de las partculas de aire enmovimiento y el ritmo de variacin de esta velocidad es, hasta cierto punto,funcin de la distancia. La presin decrece linealmente con la distancia, mientrasque la velocidad de las partculas de aire en movimiento decrece con el cuadradode la distancia en el campo prximo a la fuente de sonido y linealmente en el

campo lejano (como la presin).

Como la frontera entre campo prximo y lejano es proporcional a la frecuenciadebido a las diferentes longitudes de onda en juego, el campo prximo es muchoms grande para las frecuencias bajas que para las altas. Entonces, en laprctica, los micrfonos que contengan un elemento trabajando a gradiente depresin cuando estn trabajando cerca de la fuente de sonido estn en el campolejano para las frecuencias altas y en el prximo para las bajas. La consecuenciade este hecho es que las frecuencias bajas son realzadas cuando el micrfonotrabaja cerca de la fuente de sonido.


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Algunas veces y utilizado con cuidado este efecto de proximidad, puede utilizarsepara dar profundidad a una voz falta de graves.

Algunos micrfonos permiten una conexin variable en las frecuencias bajas paracompensar este efecto, mientras en otros la curva de respuesta cae por debajo

de los 200 Hz, permitiendo un trabajo cercano a la fuente de sonido sin que seproduzca una subida de los graves.

Los micrfonos de gradiente de presin, son mucho ms susceptibles que los depresin a los ruidos de manipulacin y a los del viento, puesto que responden algradiente de presin que sufre la cpsula al recibir movimientos de bajafrecuencia, como es el caso de estos ruidos. En frecuencias bajas la impedanciamecnica (la resistencia del diafragma al movimiento) de un micrfono degradiente de presin es siempre menor que la de un micrfono de presin; elprimero, por tanto, es ms susceptible a las perturbaciones de BF indeseadas.

3.3.1.3. Tipos de micrfonos en funcin de su directividad

Estudiaremos ahora como subdivisin, dentro de la clasificacin por transductoracstico-mecnico, los efectos de directividad que son debidos a la combinacinde los transductores antedichos y los laberintos acsticos que conforman lallegada de las ondas sonoras al diafragma.

3.3.1.3.1. Micrfono omnidireccional

Un micrfono ideal con respuesta omnidireccional u omni, es aquel que captasonidos por igual en todas las direcciones. En la figura 3.11 se representa enforma polar una respuesta omni. Se logra dejando el diafragma abierto en suparte frontal y completamente cerrado en la parte posterior (micrfono depresin); de esta forma el micrfono se convierte en un simple transductor depresin que responde nicamente a los cambios de presin del aire causados porlas ondas sonoras.

Este dispositivo funciona muy bien para frecuencias bajas y medias, pero confrecuencias altas las propias dimensiones de la cpsula del micrfono comienzana ser comparables con la longitud de onda del sonido y el efecto sombra haceque estas frecuencias se capten peor en la parte posterior y en los laterales delmicrfono.

Al mismo tiempo se produce un reforzamiento de los agudos que provienen de laparte frontal. Se une a esto la posibilidad de que aumenten las cancelacionescuando una onda de alta frecuencia, cuya longitud de onda es comparable con eldimetro del diafragma, incide en ste desde uno de los laterales. En este caso,

los picos positivos y negativos de la onda pueden ocasionar una oposicin defuerzas sobre el diafragma.


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Figura 3.11. Diagrama polar de un micrfono omnidireccional ideal

Figura 3.12. Diagrama polar tpico de un micrfono omnidireccional representando la respuesta para

varias frecuencias.

La figura 3.12 nos muestra la curva de respuesta polar que cabe esperar para unmicrfono omnidireccional real con una cpsula de 13 mm (media pulgada) dedimetro. Es perfectamente omnidireccional hasta, aproximadamente, 2 kHz,pero a partir de aqu comienza a perder sensibilidad por la parte trasera; en

3 kHz su sensibilidad a 180 ser normalmente unos 6dB inferior a la defrecuencias ms bajas. Por encima de los 8 kHz la respuesta a 180 podra haber


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cado del orden de 15dB y para 90 y 270 del orden de 10dB. Comoconsecuencia de esto, los sonidos captados con bastante desviacin con respectoal eje del micrfono sern reproducidos con una considerable prdida en agudosy sonarn apagados. La respuesta mxima se consigue en el eje y con

desviaciones de hasta 45 a ambos lados del micrfono.

3.3.1.3.2. Micrfono bidireccional

La respuesta bidireccional o de forma de ocho se representa en el diagramapolar de la figura 3.13. Un micrfono de este tipo tiene una salida proporcional alcoseno matemtico del ngulo de incidencia (sealado en la figura como !).

Podemos representar rpidamente un diafragma con forma de ocho sin ms quedisponer de una hoja de papel milimetrado, un transportador de ngulos y unastablas con diferentes valores de cosenos:

cos 0 = 1, lo que representa la mxima respuesta en el eje frontal oprincipal (este valor se tomar como el punto de referencia, con 0 dB).

cos 90 = 0, que indica que en el eje perpendicular al frontal no secapta sonido alguno.

cos 180 = -1, que significa que la salida producida por un sonidocaptado por el lbulo posterior del micrfono estar desfasada 180 con respectoa un sonido idntico que fuera recibido en el lbulo frontal. La fase se indica

mediante los signos + y - en el diagrama polar. Para un ngulo de 45 el nivel desalida es 3 dB menor que la correspondiente al eje principal de 0.

Figura 3.13. Diagrama polar de un micrfono bidireccional ideal


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Un diagrama de respuesta de este tipo responde al principio de gradiente depresin, o sea, a la diferencia de presin entre la parte delantera y la trasera.

Consideremos el caso de un sonido que llega al micrfono desde una direccinque forma 90 con el eje principal. La presin sonora tendr la misma magnituda ambos lados del diafragma, por tanto no habr ningn movimiento de ste,siendo la salida nula. Cuando el sonido procede del eje de 0 aparece unadiferencia de fase entre la parte delantera y la trasera de la cinta, debida a lapequea distancia adicional que debe recorrer la onda para llegar a la parteposterior. La diferencia de presin resultante produce un movimiento deldiafragma que origina, a su vez, una seal de salida.

Aunque una forma de ocho recoge por igual sonidos delanteros y traseros,

conviene recordar que hay una contrafase entre ambos frentes, y en algunoscasos ser preciso corregir la orientacin del micrfono.

Figura 3.13. Diagrama polar de un micrfono bidireccional ideal

3.3.1.3.3. Micrfono cardioide

La respuesta cardioide se describe matemticamente como A +(B cos !), donde !

es el ngulo de incidencia del sonido y tanto A como B son las amplitudesmximas de cada sumando (En el caso que nos ocupa, en el que se trata de la

respuesta de un micrfono, A y B representarn sensibilidades en la curva dedirectividad y, por tanto, sern, idealmente, A =B =1). Como el omnidireccional


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tiene una respuesta de A =1 (igual en todas direcciones) y la forma de ocho serepresenta por cos !, la respuesta cardioide puede ser considerada tericamente

como el resultado de la suma de las otras dos respuestas ( 1+ cos !). En la

figura 3.14 puede apreciarse su forma.

En la figura 3.15 se han superpuesto una curva omni y una bidireccional, ypodemos ver que si se suman ambas se obtiene una forma cardioide: a 0 lasdos curvas son iguales en amplitud y fase, por tanto se refuerzan entre spropor??cionando una salida total que, en realidad, es el doble de cada una deellas por separado. A 180, sin embargo, las dos son iguales en amplitud, peroestn en contrafase; en consecuencia se anulan entre s y la salida es cero. A90 solo hay salida debida a la curva omnidireccional, por tanto la respuestacardioide cae 6dB para esa direccin. La cada de 3dB se obtiene para un ngulode 65.

Figura 3.14. Diagrama polar de un micrfono cardioide ideal

En su da se fabricaron uno o dos modelos de micrfono que, en realidad, albergabanen la misma carcasa los dos tipos de respuesta -forma de ocho y omnidireccional- demanera que al combinar ambas elctricamente se obtena una salida con respuestacardioide. Esta construccin resultaba muy voluminosa, teniendo en cuenta ademsque los dos diafragmas no podan estar muy prximos entre s para que hubiera unabuena respuesta cardioide en altas frecuencias, ya que en stas la longitud de ondaes comparable con la distancia entre diafragmas. Estos diseos, no obstante,lograban realmente una respuesta cardioide partiendo de los principios bsicos.


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Figura 3.15. Diagrama polar de un micrfono cardioide,como suma de omni y bidireccional

Hoy en da la respuesta en forma de corazn se obtiene dejando el diafragmaabierto en su frente, pero introduciendo en la parte posterior laberintosacsticos, que hacen que el sonido llegue a esta parte del diafragma tras sufriruna serie de combinaciones de fase y amplitud que darn como resultado una

respuesta global cardioide. Esto es difcil de lograr para todas las frecuenciassimultneamente. En la figura 3.16 se muestra una curva polar correspondientea un micrfono cardioide tpico con un diafragma de 19 mm. Como puede verse,la respuesta a frecuencias medias (MF) es muy buena. Para frecuencias bajas(BF) tiende a degenerar hacia una curva omni y con frecuencias muy altas (AF)la respuesta se hace ms direccional de lo que sera deseable. Un sonidocaptado, digamos, con un ngulo de 45, por ejemplo, ser reproducido conprdida de agudos, mientras que los sonidos que lleguen a la parte trasera delmicrfono no sern completamente atenuados; las bajas frecuencias se captarn

bastante uniformemente.

Figura 3.16. Diagrama polar de un micrfono cardioide, para frecuencias bajas, medias y altas


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El ejemplo anterior es muy tpico de cardioides de bobina mvil. Estos son, dehecho, de gran utilidad para vocalistas, debido a que el estrecho ngulo decaptacin para altas frecuencias ayuda a rechazar sonidos alejados del eje

principal. Adems, la relativa falta de la componente del gradiente de presin engraves (por la baja sensibilidad) ayuda a eliminar el efecto pop. Los cardioidesde condensador de alta calidad con diafragma de 1/2 pulgada (13 mm) logranuna respuesta cardioide ms prxima a la ideal. Debido a la existencia de losmencionados laberintos acsticos, la coloracin del sonido es bastante probable,y no es extrao encontrar un micrfono electret omnidireccional relativamentebarato con mejor respuesta que un cardioide bastante ms caro.

3.3.1.3.4. Micrfono supercardioide

Dado que, como veamos en el apartado anterior, la curva de respuesta cardioideresponde a la ecuacin A +(B.cos !) cuando A=B, podemos ver que ocurre en la

curva de respuesta resultante a medida que A y B toman valores diferentes. Asveremos que a medida que A se va haciendo ms pequea que B (la componenteomnidireccional va disminuyendo respecto a la bidireccional), la forma cardioidese va estrechando en su lbulo principal (la respuesta se hace ms directiva) a lapar que va apareciendo un pequeo lbulo trasero. Cuando, aproximadamente

A=(3/4)B, la respuesta se llama supercardioide. Esto se consigue con micrfonosde doble cpsula o micrfonos de condensador de doble diafragma en los que sevaran la relacin entre las sensibilidades.

Tambin puede conseguirse el mismo efecto con una sla cpsula de gradientede presin, y con una serie de laberintos acsticos que atenen 1,5dB una de lasondas y las sumen con desfases 0, 180, y 360. La figura supercardioidepodemos verla en los diagramas de la figura 3.4.

3.3.1.3.5. Micrfono hipercardioide

La curva hipercardioide se representa tambin en la figura 3.4. Queda descritamatemticamente por la expresin 0,5 + cos !, lo que equivale a la combinacin

de una curva omnidireccional atenuada 6 dB y una bidireccional. Su respuesta sesita a medio camino entre lo que es una forma de ocho y un cardioide, con unlbulo trasero relativamente pequeo que est desfasado con respecto al lbulofrontal. Su sensibilidad cae 3 dB para un ngulo de 55. Al igual que se hace conlos cardioides, esta respuesta polar se obtiene mediante laberintos acsticos en

la parte posterior del diafragma. Debido a su elevada componente de gradientede presin, tambin es bastante susceptible frente al efecto proximidad. Los


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micrfonos hipercardioides reales tienen respuestas polares que puedenconsiderarse casi ideales. El hipercardioide tiene la relacin ms alta entresonido directo y sonido reverberante de todos los tipos de respuestas descritashasta ahora, lo que significa que la relacin entre el nivel de un sonido situado

en el eje principal y el de los sonidos reflejados captados desde diferentesngulos, es muy alta. Esta caracteristica le hace especialmente interesante paraevitar captar sonidos no deseados, tales como el excesivo ambiente de unahabitacin, por ejemplo.

3.3.2. TIPOS DE MICRFONOS EN FUNCIN DE SU TRANSDUCTORMECNICO-ELCTRICO

3.3.2. 1. Micrfonos dinmicos de bobina mvil

En este tipo de micrfonos el encargado de recoger el movimiento del diafragma(funcionando a presin o a gradiente de presin) es una pequea bobina que semueve a travs de un campo magntico producido por un imn permanente. Deesta manera en la bobina se induce una tensin que ser proporcional almovimiento de la bobina, y como sta va unida solidariamente al diafragma, latensin resultante ser proporcional a la onda sonora incidente.

Figura 3.17. Esquema de un micrfono de bobina.

El diafragma es rgido, de unos 20 a 30 milmetros de dimetro

La bobina proporciona una impedancia de unos 30#, que se adapta a un valor

tpico de unos 200 # o menor a travs de un transformador incorporado al

micrfono. Este transformador eleva tambin la tensin de salida. Algunosmodelos, con el fin de abaratar costes, eliminan este transformador, y para elloutilizan una bobina con mayor nmero de espiras; esto proporciona mayor nivelde salida pero una impedancia baja (el cable de conexin no podr ser largo) y

una peor respuesta en altas frecuencias (la inercia del conjunto bobina+diafragma ser mayor)


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Inconvenientes de los micrfonos dinmicos de bobina:

Tienen una curva de respuesta en frecuencia irregular debido a la masaque tienen los elementos mviles. Cuando se reciben ondas de presin quevaran rpidamente en el tiempo (alta frecuencia), el movimiento del micrfonoes lento y no responder con facilidad.

Otro inconveniente que tiene este tipo de micrfono es que es muysensible a las vibraciones y a los golpes.

La bobina con la que estn fabricados puede comportarse como unaantena y captar perturbaciones elctricas procedentes de la red elctrica o deradiofrecuencia. Este inconveniente se soluciona situando en serie con la bobina

mvil, otra bobina denominada anti-hum con un arrollamiento inverso al quetiene la bobina del micrfono. De este modo los campos parsitos comunes aambas bobinas producirn una corriente opuesta en cada una de las bobinas queanular la distorsin.

Ventajas de los micrfonos dinmicos de bobina:

Son micrfonos de bajo coste y su utilizacin resulta muy sencilla.

Son micrfonos muy robustos y difcilmente se estropean.

El nivel de tensin en la salida es aceptable.

Son micrfonos duros, admiten niveles de presin muy altos sin que sesaturen.

Tienen una resistencia de salida baja (< 200# ). Esto permite que se

puedan utilizar longitudes de cable muy grandes.

El micrfono de bobina es de uso muy extendido en el mundo de la sonorizacin,debido a su robustez, que le hace particularmente apropiado para vocalistas. Aeste tipo de micrfonos se le acopla normalmente una pantalla antivientoconstruida con una red metlica en forma de bulbo y rellena de espuma, quesirve para atenuar el ruido que produce el viento y los pop de la boca cuandose habla a poca distancia del micrfono. Tambin llevan a veces incorporado unatenuador de graves para compensar el efecto de reforzamiento de las bajasfrecuencias ( por efecto proximidad, cuando el diafragma funciona a gradiente depresin), cuando se sitan a menos de unos 50 cm de la fuente sonora. La

respuesta en frecuencia de un micrfono de bobina mvil tiende a mostrar unpico de resonancia de varios decibelios en la banda de frecuencias media/alta


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(alrededor de los 5 kHz), o banda de presencia, acompaado de una cadabastante rpida en la respuesta por encima de los 8 10kHz. Esto es debido alhecho de que la inercia de la estructura bobina+diafragma es suficiente paraimpedir que el diafragma se mueva todo lo rpido que es necesario en altas

frecuencias. Precisamente estos defectos hacen que los micrfonos de bobinasean una buena opcin para vocalistas, puesto que el pico de presencia ayuda arealzar la voz y mejorar su inteligibilidad. Su robustez hace tambin que seaprcticamente el nico que se utiliza como micrfono para el bombo, en msicarock. Su calidad sonora est acotada por su limitada y algo irregular respuestaen frecuencia, pero es de gran utilidad en aplicaciones tales como la toma desonido de bateras, vocalistas y amplificadores de guitarra.

Han aparecido uno o dos micrfonos de bobina mvil de alta calidad, con unarespuesta en frecuencia ms amplia y, de alguna manera, ms plana. Una forma

de conseguir esto ha sido mediante el uso de dos cpsulas microfnicas en unmismo mdulo: una de ellas para cubrir las frecuencias medias y altas, y la otrapara las frecuencias bajas.

3.3.2.2. Micrfonos de cinta

Este tipo de micrfonos se basa en el mismo principio que los micrfonos debobina, excepto que en este caso el conductor que se mueve por el campomagntico del imn es una cinta metlica de poco espesor ( 2 a 30 micras) y

muy ligera. El micrfono de cinta consta de una tira larga y fina de metalconductor, plegada para que tenga al mismo tiempo rigidez y elasticidad, ysujeta con una ligera tensin entre dos abrazaderas. Los polos opuestos del imncrean un campo magntico que atraviesa la cinta e induce en ella una corrientecada vez que vibra debido a las ondas sonoras. La tensin elctrica de salida dela cinta es muy pequea, por lo que debe elevarse mediante un transformadoralojado en la propia carcasa del micrfono. La impedancia de la cinta es tambinmuy pequea, del orden de 0,1#.El factor de elevacin del transformador para

una cinta determinada se elige para que la impedancia de salida sea el valor

estndar de 200 ohmios; el nivel de la tensin de salida es comparable al de losmicrfonos de bobina mvil.

El micrfono de cinta puede llegar a ofrecer muy buenos resultados. Laflexibilidad y la suspensin de la cinta proporcionan una resonancia en bajafrecuencia, alrededor de 40 Hz, por debajo de la cual su respuesta en frecuenciacae rpidamente. En el extremo superior de la banda la respuesta permaneceplana. Sin embargo, la propia inercia de la cinta indica que tiene dificultad enresponder a frecuencias muy altas, presentando una fuerte atenuacin porencima de los 14 kHz, aproximadamente. Si se disminuye su tamao (y por

tanto la masa) la cinta ofrece menos superficie expuesta a las ondas sonoras y lasalida se hace inaceptablemente baja. Algn fabricante ha adoptado el principio


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de la doble cinta, que, de alguna manera, trata de resolver esta cuestin.Utilizando dos cintas de la mitad de longitud que una cinta convencional semontan una sobre la otra y se conectan en serie. Son, por tanto, anlogas a unacinta convencional con su parte central fija. Cada cinta tiene de esta forma la

mitad de inercia y mejor respuesta en frecuencias altas. Al trabajar las dossimultneamente se mantiene el nivel de salida necesario.

Fig.3.18. Micrfono de cinta

El micrfono de cinta es ms delicado que el de bobina y est mejor dotado paraaplicaciones en las que interese una respuesta plana, como es el caso de los

instrumentos acsticos o de las orquestas clsicas. Existen, no obstante,modelos robustos que tienen aspecto de micrfonos vocales de bobina y quepueden intercambiarse con ellos, pero no podran ser utilizados en tomas desonido que requieran altos niveles de presin sonora. Estos micrfonos son muysensibles a las sobrecargas por choque y al viento, por lo que no es aconsejableutilizarlos en exteriores.

3.3.2. 3. Micrfonos electrostticos de condensador

Este tipo de micrfonos est basado en un condensador formado por una placafija y otra mvil, que realiza las funciones de diafragma, como se puede ver en lafigura 3.19. Cuando incide una onda de sonido sobre el diafragma, sta lodesplaza variando de esta forma la distancia entre las placas y por tanto lacapacidad.

Para que este micrfono funcione correctamente hay que polarizarlo con unatensin contnua. De esta manera el condensador queda cargado elctricamente.Cuando vare la capacidad de este condensador aparece en los extremos de la

resistencia una tensin que constituye la salida del micrfono y que esproporcional a dicha variacin. Puesto que la variacin la provoca el movimiento


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del diafragma, la diferencia de potencial que se produce en los extremos de laresistencia ser proporcional a la presin de las ondas sonoras.

Figura 3.19. Esquema de un micrfono de condensador.

La base del funcionamiento de este tipo de micrfonos es la variacin de energaelctrica almacenada entre las placas, por tanto, cuanto mayor sea la carga delcondensador, mayor ser la salida en tensin (sensibilidad) del micrfono.

Un condensador es un dispositivo elctrico capaz de almacenar una cargaelctrica. La cantidad de carga almacenada se determina segn la capacidad quetenga el condensador y la tensin aplicada en sus extremos, de acuerdo a lafrmula siguiente:

Q=C.V

en donde:Q: es la carga del condensador.

C: es la capacidad del condensador.

V: es la tensin aplicada en los extremos del condensador.

Figura 3.19. Relacin entre la capacidad y la tensin en un condensador

El valor de la capacidad C de una cpsula microfnica viene determinada por:

La composicin y el rea de las superficies de las placas. Es un valor fijo.

El dielctrico. Es aire y suele ser un valor fijo.

La distancia entre placas. Vara en funcin de la presin sonora.


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Como la capacidad C cambia con las ondas sonoras incidentes y como la carga Qes constante, la tensin de salida variar de forma inversamente proporcional ala variacin de la capacidad entre el diafragma y la placa trasera.

La norma DIN establece que las polarizaciones tpicas en este tipo de micrfonos

son 12, 24 y 48 voltios de tensin contnua.Este tipo de cpsula tiene una impedancia de salida muy elevada debido a la bajacapacidad del condensador y por tanto la resistencia de carga (R) debe sertambin grande ( del orden de 10 M#, siendo: 1M#= 106#) para no reducir la

tensin de salida del micrfono. Esta alta impedancia interna provoca que en latransmisin por el cable haya muchas prdidas. Para evitar estas prdidas, hayque insertar un preamplificador-adaptador de impedancias inmediatamentedespus de la cpsula del condensador.

Este previo ( en la figura 3.19 sustituira a la resistencia R) presenta una altaimpedancia a la cpsula del micrfono ya que utiliza un transistor de efecto decampo (FET) o una vlvula de vaco. En ambos casos es necesario alimentar esteelemento con una tensin contnua que se suele extraer de la polarizacin delmicrfono.

Inconvenientes de los micrfonos de condensador:

Son muy caros debido a la necesidad de utilizar un preamplificador y al

mecanizado de precisin que hay que realizar en este tipo de micrfonos. Es necesario utilizar algn tipo de polarizacin a travs del cable de

conexin.

Son menos robustos que los dinmicos debido a que su diafragma esmuy frgil.

Son muy sensibles a la humedad que puede llegar a destruirlos pordescarga entre placas.

Se saturan con facilidad.

Las ventajas de este tipo de micrfonos son:

La principal ventaja de este tipo de micrfonos es que tiene unarespuesta plana en las frecuencias altas. Esto les dota de una gran fidelidad y deun buen comportamiento con los sonidos agudos.

Tienen una buena relacin seal/ruido, aunque tambin pueden saturartanto el previo como la entrada a la mesa si la fuente emite ondas sonoraselevadas. Para evitar esta saturacin se suele insertar entre la cpsula y el


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previo un atenuador conmutable de unos 10dB. Tambin puede atenuarse laganancia del previo a unos 10 o 20 dB mediante un conmutador externo.

Es un micrfono poco sensible a las vibraciones y al ruido debido al pocopeso que tiene el diafragma.

No captan ruidos de red como los dinmicos de bobina.

Tienen un tamao pequeo, lo que les hace ideales para trabajar comomicrfonos de solapa.

Hoy en da el micrfono de condensador est considerado como el estndar demxima calidad, quedando el resto de los tipos para aplicaciones ms o menosespecializadas.

La alimentacin de los micrfonos de condensador podra realizarse a travs deun cable adicional o empleando pilas, pero en general, lo que se hace paraalimentar a este tipo de micrfonos es utilizar la misma lnea que se emplea paraenviar el sonido.

Existen dos mtodos para alimentar los micrfonos, por medio del cable deseal:

- Alimentacin fantasma.- Alimentacin A-B.

Alimentacin fantasma (Alimentacin Phantom).

Este tipo de alimentacin permite que el cable que se utiliza pueda emplearsecon micrfonos de condensador y dinmicos sin necesidad de desconectar laalimentacin.

Figura 3.21. Alimentacin fantasma.


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Existen dos valores de tensin estndar, 48 V con una corriente mxima de 2 mAy 12 V con una corriente mxima de 10 mA, aunque tambin se puedenencontrar en el mercado fuentes de alimentacin de 24V o 9V

La tensin contnua se divide, de forma que la mitad de la corriente circula por

cada uno de los conductores. Esta divisin se consigue conectando el polopositivo de la fuente de alimentacin a los dos conductores mediante dosresistencias iguales (6,8 k# para el caso de 48V o 680# para el caso de 12V).

Los mismos conductores que transportan la seal de audio, se utilizan para llevarla corriente contnua necesaria para el correcto funcionamiento del micrfono. Deaqu viene la denominacin de alimentacin fantasma, puesto que la corrientecontnua resulta invisible para la seal de audio.

Alimentacin A-B.En este tipo de alimentacin se utiliza una tensin de 12V y se conecta el polopositivo a uno de los conductores y el polo negativo al otro conductor mediantedos resistencias idnticas de 180#.

Figura 3.22. Alimentacin A-B.

Con este tipo de alimentacin no se pueden conectar micrfonos dinmicos puesse estropean ya que la tensin contnua de la alimentacin A-B se cortocircuitaraa travs de la bobina o la cinta.

3.3.2.4. Micrfonos electrostticos electret

Este tipo de micrfonos tiene el mismo funcionamiento que los de condensador,

la diferencia entre ellos es que la cpsula no necesita alimentacin.


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En este micrfono el dielctrico del condensador en vez de ser aire se ha sus-tituido por un material polmero llamado electret. Este material polmero sepola??riza en el proceso de fabricacin para que tenga una carga elctricapermanente que ser la que mantenga cargado el condensador.

Con el empleo de este material polmero se evita la necesidad de polarizar lacpsula, pero todava sigue siendo necesario utilizar un preamplificador-adaptador de impedancias que requiere una tensin de alimentacin que puedeproporcionarse con una simple pila de 1,5 a 12V.

Figura 3.23. Esquema de un micrfono electret.

Inconvenientes de este tipo de micrfono:

Su respuesta a los agudos es algo ms pobre que la de los micrfonos decondensador.

Su sensibilidad tambin es menor si se la compara con la que tienen losmicrfonos de condensador.

Este tipo de micrfonos se degrada con el paso del tiempo, aunquealgu??nos micrfonos fabricados con tefln pueden llegar a durar de 10 a 30aos.

Ventajas de este tipo de micrfonos:

Son poco sensibles a la humedad y al ruido del viento. Esta caractersticales hace idneos para trabajar en exteriores.

Son ms baratos que los de condensador.


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3.3.2. 5. Micrfonos piezoelctricos

Utilizando materiales cermicos o cristalinos que tengan propiedadespiezoelctricas se pueden construir micrfonos muy robustos y con un costerealmente bajo.

Este tipo de material produce una diferencia de potencial entre sus caras si se lesomete a algn tipo de distorsin o compresin.

La cpsula de un micrfono de este tipo est formado por dos lminaspiezoelctricas conectadas a un electrodo que recoge la tensin generada.

Las vibraciones que se producen en el diafragma se transmiten a la cpsulapiezoelctrica que hay conectada, y as el movimiento del diafragma provoca unadeformacin de la cpsula piezoelctrica y produce una tensin elctrica.

Lasprincipales caractersticasde los micrfonos de cristal y cermicos son lassiguientes:

Son sensibles a la humedad y a los cambios de temperatura.

Su respuesta en frecuencia es bastante limitada

Su impedancia de salida es alta

Sensibilidad bastante alta

Al ser un micrfono barato, pero de una calidad regular, se suele emplearen sistemas de megafona en los que la calidad no sea un factor importante.

3.3.2. 6. Micrfonos de carbn

Este tipo de micrfono lleva mas de cien aos construyndose ya que siguenemplendose en los telfonos de todo el mundo.

El funcionamiento de este tipo de micrfonos se basa en la variacin deresistencia que sufre una cierta cantidad de granalla de carbn segn el grado decompresin que sufre ( en este caso las variaciones de presin se correspondena las variaciones de presin sonora), de manera que a mayor presin menorresistencia y viceversa. Las versiones ms modernas de este tipo de micrfonosutilizan grnulos de carbn encerrados en un recipiente baado en oro que seconecta por una parte al diafragma y por la otra se encuentra fijado al cuerpo delmicrfono. A travs de los grnulos se pasa una corriente elctrica que semodula con la accin de las ondas sonoras.


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Caractersticas:

El margen de respuesta plana es de 250 a 3500 Hz., por lo tanto es pocofiel.

La distorsin es muy grande, ya que las variaciones de tensin y deresistencia no estn ligadas por una relacin lineal y puede llegar a valores del 5o el 10%

Son muy sensibles

Son sensibles a los golpes

Su precio es bajo

Tienen un elevado nivel de ruido debido a la agitacin trmica.

3.3.3. MICRFONOS PARA FINES ESPECIALES

3.3.3.1. Micrfonos Lavalier

El primer micrfono televisivo creado principalmente por su aspecto visual fue el

pequeo y discreto micrfono de lavalier (o de corbata). El micrfono se colgabaalrededor del cuello. de ah su nombre de lavalier. Hoy en da, estos micrfonosse pinzan en la corbata, en la parte delantera de un vestido, en la zona delesternn o en la solapa. Aunque el trmino lavalier se usa todava, ha llegado asignificar un pequeo micrfono diseado para ser sujetado a la ropa (o montadoen un instrumento musical).

Fig. 3.24. Micrfono Lavalier


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La mayora de los micrfonos lavalier que han sido diseados para el uso ensituaciones acsticas controladas, tienen dos cosas en comn:

(1) Son omnidireccionales y

(2) incluyen una ganancia para las altas frecuencias. La captacinomnidireccional es necesaria porque, con el micrfono colocado bajo la barbilla,un locutor no habla directamente al micrfono, sino cruzando el eje del mismo.

Una respuesta unidireccional no captara toda la presencia de la sala y sonarademasiado apagado. Adems, cuando habla un locutor, las altas frecuencias, queson direccionales, van directamente hacia delante. La barbilla corta muchas delas altas frecuencias menos direccionales, con una longitud de onda ms larga,que de otra forma seran captadas por el micrfono. La ganancia de altasfrecuen??cias incorporada en el mismo micrfono compensa estas prdidas. Si secoloca un micrfono lavalier delante de la boca, su respuesta ser demasiadobrillante y silbante. Su sensibilidad para el sonido de la respiracin y poppinginutiliza el uso de los lavaliers delante de los labios; no llevan filtro antipop,aunque muchos modelos vienen con pantallas antiviento.

Los micrfonos de corbata se construyen en dos tipos: de bobina mvil yelectrostticos de electret. Generalmente, los electrostticos tienen mejorrespuesta de frecuencia.

3.3.3.2. Micrfonos de canLa televisin ha creado la necesidad de un micrfono de buen aspecto visual antela cmara, pero la exigencia de disponer de un micrfono fuera de campo yahaba surgido antes en las pelculas sonoras. El problema era registrar las vocesde los actores y actrices sin que se viese el micrfono. Estas tentativas slohicieron ms obvia la necesidad de un micrfono que fuera capaz de captar elsonido desde una distancia bastante grande.

La solucin fue el micrfono de can. El micrfono de can recibe este nombrepor estar construido en forma de un largo tubo de, aproximadamente, 1,9 cm dedimetro y alrededor de 60 cm de longitud, lo que le asemeja a un can deescopeta. El principio bsico de todo micrfono de can es que atena el sonidoproveniente de todas las direcciones, excepto la frontal en un pequeo ngulo.Est diseado en realidad como un micrfono cardioide normal al que se hanpracticado una serie de ranuras, de forma que el sonido que llega fuera del ejeprincipal atraviesa estas ranuras a lo largo de todo el tubo. Esto hace que hastala parte posterior del diafragma lleguen distintas versiones del sonido captado,con fases relativas que consiguen anularlo. De esta forma los sonidos captadosfuera del eje principal se ven fuertemente atenuados con respecto a los situados

en dicho eje. Esto crea la sensacin de que poseen un mayor alcance. Losmicrfonos omnidireccionales, bidireccionales y cardioides captan un sonido


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difuso que incluye el sonido directo ms el sonido ambiente (la acstica de unambiente que interacciona con la fuente sonora). Ya que el micrfono de canes un supercardioide, hipercardioide o ultracardioide, puede discriminar losruidos de ambiente indeseados y excluirlos de la fuente sonora principal.

Fig. 3.25. Principio de funcionamiento de un micrfono de can

Comparado con un micrfono omnidireccional la distancia de trabajo puede ser1,7 veces mayor con un cardioide, 1,9 veces mayor con un supercardioide, y 2veces mayor con un hipercardioide sin afectar a la presencia. Algunos micrfonosde can, por supuesto, son mejores que otros, de forma que debe escogerse,especialmente para su aplicacin en entornos de mediocre acstica. Lo que se

debe considerar principalmente es su capacidad de discriminar el sonidoanteroposteriormente en una situacin dada.

Figura 3.26.- Diagrama polar tpico de un micrfono de can superdireccional.


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La figura 3.26 muestra la caracterstica forma de trbol de su respuesta polar.Es un dispositivo muy direccional, de uso muy extendido entre los reporteros denoticias, ya que permite apuntar directamente al orador que interesa, sin captarel ruido ambiente. Otras aplicaciones tpicas son la grabacin de sonidos en la

naturaleza, transmisiones deportivas, toma de sonido en escenarios teatrales,etc. Cuando se prev su uso en exteriores, al micrfono de can se le alojadentro de un forro antiviento alargado, de paredes gruesas, con aspecto de ungran cigarro puro.

Tambin debe tenerse en cuenta que, muchos modelos de micrfonos de can,sacrifican la calidad del sonido por un aparente mayor alcance. Debido a suincapacidad de buen funcionamiento a longitudes de onda ms largas que lalongitud de su tubo (tubo de interferencia), el micrfono de can se vuelvemenos direccional a las bajas frecuencias. Los tubos de interferencia se fabrican

en varias longitudes, desde 15 cm. hasta 90 cm y mayores.Si el tubo de un micrfono de can tiene una longitud de 90 cm, mantendr ladireccionalidad para frecuencias superiores a 300 Hz, esto equivale aaproximadamente longitudes de onda inferiores a 90 cm. Para frecuenciasinferiores a 300 Hz el micrfono se vuelve mucho menos direccional, cancelandocada vez menos los sonidos indeseados. Este factor limita su uso en situacionesdonde se presentan considerable cantidad de bajas frecuencias. Cuando las msbajas frecuencias incrementan su nivel, la respuesta del micrfono se enturbia.Por esa razn, muchos micrfonos de can presentan un atenuador de graves.

3.3.3.3. Micrfonos parablicos

Este es otro tipo de micrfono que se usa para la captacin a larga distancia,especialmente en exteriores en los eventos deportivos, en rodajes de cine yvideo, y en la captura de registros naturalistas de animales salvajes. Consiste enun micrfono unidireccional fijado y orientado hacia el interior de un reflectorparablico (figura 3.27).La parte cncava del paraboloide en vez de cancelar lossonidos indeseados, concentra las ondas sonoras y las dirige al micrfono al quellegan desde cada punto de reflexin con idntica fase. Como sucede con elmicrfono de can, el micrfono parablico es menos direccional para las bajasfrecuencias y de mayor rendimiento con los intervalos de medios y agudos. Elreflector tiene un dimetro aproximado entre 0,5 y 1 m, y es en su foco donde secoloca un micrfono direccional. Con este sistema se crea una gran rea decaptacin que se concentra en la cabeza del micrfono. Se obtienen gananciastpicas de alrededor de 15 dB pero la curva de respuesta cae para las frecuenciasms bajas, donde la longitud de la onda sonora resulta comparable con eldimetro de la parbola. Se consiguen niveles de salida comparativamente altos

de fuentes sonoras distantes, debido a que este dispositivo, en lugar de rechazarsonidos que no estn en la direccin del eje principal, lo que hace en realidad es


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concentrar ondas sonoras. Resultan muy tiles en la grabacin de cantos depjaros y, en general, en cualquier aplicacin que requiera captar sonidos a largadistancia. Son difciles de manejar en medio de una multitud dc personas ypueden producir sonido coloreado.

Figura 3.27.- Por medio de un reflector paraboloide se consigue captar un frente de ondas y

enfocarlo hacia el micrfono, haciendo la respuesta del conjunto muy direccional.

3.3.3.4. Micrfonos inalmbricos

El micrfono inalmbrico incrementa la movilidad y la flexibilidad en la captacinde fuentes sonoras mviles, independientemente de la distancia desde la cmarahasta las mismas.

Un sistema de micrfono inalmbrico consta de un micrfono normal. untransmisor de FM (Frecuencia Modulada) -ya sea incluido dentro de la propiacarcasa del micrfono o como unidad independiente a la que se conecta ste-,una antena corta, a travs de la cual se transmite la seal, y un receptordiseado para recibir la seal de un determinado transmisor. Cada receptor escapaz de recibir una sola frecuencia. La salida de audio del receptor se enva aun mezclador o magnetfono, de la misma manera en que se hara con cualquierotra fuente a nivel de lnea o de micro. El principio de funcionamiento serepresen??ta en la figura 3.28.

Figura 3.28.- Un micrfono inalmbrico dispone de un transmisor de FM, que proporciona un enlaceareo entre el micrfono y el mezclador.


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El transmisor puede estar alojado dentro del propio cuerpo del micrfono opuede ser una unidad independiente, del tamao aproximado de una caja decigarrillos, a la que se conecta el micrfono o cualquier otra fuente de seal.Mediante una pequea pila incluida en la propia caja del transmisor se suministra

la energa necesaria para el funcionamiento del mismo, e incluso para el de unacpsula de condensador que pueda trabajar con 9V. El transmisor es del tipo FM,que ofrece una buena calidad de audio.

En muchos casos son necesarios dos o ms micrfonos inalmbricos. Cadatransmisor debe utilizar una frecuencia diferente y la separacin entre cada unade ellas debe ser suficiente como para que no se produzcan interferencias. En laprctica se utilizan canales con una separacin mnima de 0,2 MHz. Aunque debehaber un nico transmisor por cada frecuencia, pueden utilizarse cualquiernmero de receptores, como en el caso de una recepcin de radio normal.

Los transmisores disponen a menudo de prestaciones que el operador puedeajustar para obtener un correcto funcionamiento del equipo. Algunos incorporanun tono de 1 kHz que permite alinear niveles y comprobar la continuidad de todala cadena. Los controles de ganancia de entrada tambin son muy tiles, porcuanto que hacen posible que el trasmisor trabaje con fuentes de micrfono y delnea de muy distintos niveles; un indicador del nivel de pico de entrada puedeayudar en este ajuste. Es importante regular correctamente el nivel de la sealde entrada puesto que una seal demasiado fuerte puede hacer que el limitadorentre en accin la mayor parte del tiempo, lo que trae consigo ruidos de

compresin y petardeo cada vez que el compresor funciona. Por el contrario, sila seal es demasiado dbil no ser suficiente para excitar los equipos y resultaruna relacin seal/ruido muy pobre.

El receptor debe tener un indicador del nivel de la seal recibida. Esto esintere??sante para localizar puntos muertos, en los que no es posible un buenenlace transmisor-receptor. Deben evitarse posiciones del transmisor que noofrezcan buenas lecturas en este indicador; para ello se actuar variando lasituacin del transmisor o trasladando la antena receptora a un lugar que ofrezcamejores resultados. Otra prestacin interesante es el indicador del estado de la

batera en el transmisor. Cuando el voltaje de la batera cae por debajo de uncierto nivel el transmisor enva una seal inaudible al receptor que, a su vez,avisar de esta situacin. El operador est advertido as de que la batera fallarpronto y dispondr de unos 15 minutos de funcionamiento.

Concesin de frecuencias.

Los equipos de transmisin precisan normalmente de una licencia para poderoperar, y est estipulado un sistema de reparto y concesin sobre las bandas de

frecuencias con las que puede trabajar un determinado usuario. Esto garantizaque las emisiones de radio locales o nacionales no interfieran las comunicaciones


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de la polica, bomberos o ambulancias, por ejemplo. Cada inalmbrico necesitauna separacin mnima entre frecuencias de 0,2 MHz, siendo las frecuencias msutilizadas 173,8; 174,1; 174,5; 174,8 y 175,0 MHz. Otra condicin es que lasfrecuencias deben estar controladas mediante cristal de cuarzo, lo que asegura

que no se desven ms all de unos ciertos lmites. La potencia mxima de lostransmisores est limitada a 10 mw (milivatios), lo que significa una potenciaradiada en la antena de unos 2 mw; este es un valor muy bajo, pero suficientepara las distancias que suelen cubrir los micrfonos inalmbricos.

3.3.3.5. Micrfonos de auriculares

Las retransmisiones deportivas han desarrollado los micrfonos-auriculares (omicrocascos), consistentes en un micrfono de bobina mvil con un filtro

antipopping interno y todo ello montado en unos auriculares. El micrfono puedeser unidireccional para minimizar el sonido de fondo u omnidireccional paraaadir ambiente del acontecimiento. Los auriculares pueden reproducir dosseales independientes; la del programa por uno de los auriculares y los avisosdel director por el otro. El sistema de casco libera las manos del locutor y suespacio de trabajo frontal. Otra ventaja es que la distancia del locutor almicrfono no vara una vez que los cascos estn colocados.

3.3.3.6. Micrfonos de contacto

El micrfono de contacto capta las vibraciones a travs de los slidos. Si sesujeta a una superficie vibrante de un objeto como un contrabajo, una guitarraacstica, o la caja de resonancia de un piano, produce un sonido directo cerradosin presencia de reflexiones. Dado que los micrfonos de contacto se presentancon distintas impedancias, hay que asegurarse de seleccionar uno con bajaimpedancia compatible con el equipo de grabacin profesional.

3.3.3.7. Micrfonos de bigotera

Los micrfonos se usan a menudo en lugares ruidosos; en acontecimientosdeportivos, por ejemplo, donde (principalmente en radio) el momento de mayorruido coincide con la mayor necesidad de explicacin por parte del comentarista.Una solucin es darle un micrfono omnidireccional y que controle la relacin devoz y ruido por s mismo. Los resultados son a menudo satisfactorios paraintervenciones cortas -en particular para noticias- pero para comentarios largosy contnuos es mejor separar la voz y los efectos y mezclarlos electrnicamente

como parte del trabajo de equilibrio y control de sonido.


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Una forma de hacer esto, es colocando al reportero en un compartimentoaislado, una cabina de comentarista. Pero esto tiene sus limitaciones. El ruido-incluso susurros- de otras personas hablando cerca puede ser molesto y lacalidad de sonido puede ser mala debido a las resonancias dimensionales de un

recinto pequeo. Por tanto una buena alternativa sera un micrfono queeliminara el ruido y un buen ejemplo es el micrfono de cinta de bigotera (verfigura 3.29).

Figura 3.29.- Micrfono de bigotera. Tamao: ocho pulgadas (200 mm), incluyendo el mango.

Este tiene una cinta (transductor acstico-mecnico) muy cerca de la boca dellocutor y al ser un micrfono de gradiente de presin est sujeto a un fuerteefecto de proximidad. Si se da al micrfono una respuesta en bajos reducidapara compensar este efecto, el ruido del ambiente queda muy atenuado en

bajos, mientras que para la voz la respuesta es plana -siempre que se procureque la distancia de la boca a la cinta sea de alrededor de una fraccin de pulga-da. Esto se consigue con un separador fijo al micrfono, que debe apoyarse en ellabio superior cuando se usa el micrfono. El modelo descrito tiene una distanciade 45 mm. entre boca y cinta. La discriminacin de baja frecuencia del ruidoambiental es adicional a la que se consigue a todas las frecuencias simplementepor el hecho de tener el micrfono cerca de la boca.

El separador de la boca (1) se coloca sobre el labio superior y la malla de aceroinoxidable (2) acta como un antiviento debajo de la nariz. El mango (3)

contiene un transformador. Dentro de la carcasa est montado el conjunto delmicrfono con la parte trasera del imn hacia la boca.


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3.3.3.8. Micrfonos estreo

Los micrfonos estreo estn formados por dos micrfonos alojados dentro deuna nica carcasa, con una de las cpsulas capaz de girar con respecto a la otraa fin de que pueda ajustarse el ngulo entre las dos. Al mismo tiempo puede

conmutarse cada cpsula para seleccionar el tipo de respuesta polar que sedesee. Se puede, por tanto, ajustar el micrfono para conseguir un par defiguras de ocho formando entre s un ngulo de, digamos, 90, o bien un par decardioides a 20, etc. Algunos micrfonos estreo estn configurados mediantealgoritmos de suma/diferencia, en lugar de pares izquierda/derecha; en estecaso la cpsula suma se orienta hacia adelante y la cpsula diferencia, conforma de figura de ocho, se orienta hacia los laterales. Las seales suma ydiferencia, o M y S (middle and side, central y lateral), se combinan en unamatriz para obtener la seal estreo izquierda/derecha: el canal izquierdo se

consigue sumando M y S, y el canal derecho restndolas.

Toma de sonido M y S

Las seales M y S pueden convertirse fcilmente al modo estreo convencional,ya sea utilizando un mezclador de tres canales o mediante una matriz elctrica.M es la suma mono de dos canales estreo convencionales y S es la diferenciaentre los mismos. O sea:

M =(L +R)

2; S =

(L - R)

2 y L = (M +S); R = (M - S)

Para obtener tanto el valor M y S a partir del L y R como viceversa, puedenemplearse un par de transformadores con las conexiones que se indican en lasiguiente figura (3.30). Como alternativa tambin sirve una pareja deamplificadores sumadores con las entradas M y S (o L y R) conectadas a uno deellos en fase (para sumar) y a otro en contrafase (para restar).

La opcin del mezclador de tres canales se representa tambin en la figura 3.31.En este caso la seal M se enva por igual a las salidas L y R, mientras que laseal S se enva nicamente al canal izquierdo (M + S = L). A continuacin seextrae la seal post-fade del canal S y se enva a un tercer canal, trabajandocon fase inversa, en cuya salida tendremos la seal -S; la ganancia de este canalse ajusta a O dB y se enva nicamente al canal derecho (M - S = R). Variando elnivel de la seal S mediante el atenuador (fader) de su canal, se modifica elancho de la imagen estreo y la cantidad de seal procedente de la partetrasera.


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Fig. 3.30. Obtencin de las seales M y S a partir de las seales L y R

Fig. 3.31. Obtencin de las seales L, R y monofnica a partir de las seales M y S utilizando tres

canales de una mesa de mezclas

3.4. ACCESORIOS PARA MICRFONOS

Para poder utilizar los micrfonos de la forma ms correcta posible en una

grabacin sonora existen una serie de accesorios que permiten adaptar lascaractersticas de los micrfonos al tipo de grabacin que se vaya a realizar.

Entre los diferentes accesorios de micrfono se puede decir que los msimportantes, porque se emplean con mayor asiduidad, son los trpodes, lassuspensiones, las bases y soportes y las pantallas antiviento.

Trpodes: son elementos que sirven para sujetar el micrfono y situarloa una altura determinada con respecto al suelo. Suelen ser ajustables, para

adaptarlos a la altura del orador que vaya a hacer uso del mismo.


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Figura 3.32. Aspecto fsico de un trpode.

Las bases microfnicas: realizan la misma funcin que los trpodescuando stos se ubican encima de una mesa o mostrador.

Figura 3.33. Aspecto fsico de una base microfnica.

Las pantallas antiviento: son unas protecciones a modo de capuchnque protegen la cpsula microfnica del ruido producido por el aire.

Figura 3.34. Pantalla antiviento.

Los soportes: son accesorios, generalmente construidos en plsticos, cuyamisin es la de sujetar los micrfonos al trpode o a la base microfnica. Los hay

de diferentes formas y tamaos, pudiendo albergar a ms de un micrfono almismo tiempo.


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Figura 3.35. Aspecto fsico de un soporte.

Las suspensiones: realizan la misma funcin que los soportes, pero adiferencia de stos, estn formadas por elementos elsticos para que amortigenlos ruidos de golpes y posibles vibraciones que puedan llegar al micrfono.

Figura 3.36. Soporte de micrfono elstico.

Las jirafas: son soportes pensados para evitar que el micrfonoaparezca en imagen. Constan de una prtiga o caa, en cuyo extremo se colocael micrfono, colocada sobre un trpode. ste a su vez puede ir sobre una basemvil.

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