el espectro electromagnético

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MICROFONOS

Unmicrfonoesun transductor acsticoelctricoque convierte la energaacstica (presinporcaudal,pxU)enenergaelctrica(tensinporcorriente,exji.Asuvezestetransductorpuede considerarse dividido en dos: un transductor acsticomecnico y otro mecnicoelctrico.

Eltransductoracsticomecnicoestformadoporunamembrana,odiafragma,quealrecibirunaondadepresinp,sedesplazaconunavelocidad,u,comunicandouinafuerzafaalgnelementomvil,porejemplounabobina.Dentrodeestetransductorseencuentranloscircuitosacsticos (tales como tomas posteriores de presin, cavidades, etc., que permiten dardiferentesdirectividadesalosmicrfonos.

El transductormecanoelctricoconsiste,generalmente,enundispositivoelectromagnticooelectrostticoque,segnunaleyfsica(movimientodeunabobinaenuncampomagntico,ycarga o descarga de un condensador, respectivamente), convierte el desplazamiento deldiafragmaenunasealelctrica.Estaeslabasefsicadecualquiermicrfono,adems,parautilizarloscorrectamenteesconvenienteconocer losdiferentes tiposdemicrfonos,opor lomenoslosmsempleados,juntoalasespecificacionesqueloscaracterizan.

TIPOSDEMICRFONOS

Eldividirunmicrfonoendostransductorespermiteclasificarlosmicrfonossegneltipodetransductor empleado, para cada una de las conversiones de energa. As se estudian, acontinuacin,lostiposdemicrfonos,segn:a) El transductor acsticomecnico, que da lugar a las diferentes directividades 'de losmicrfonos.b) El transductor mecnicoelctrico, que indica la eficiencia y bondad del micrfono en laconversindelaondaacsticaasealelctrica.

Tiposdemicrfonossegneltransductormecanoelctrico

Lostiposdemicrfonosmsusadossonlosllamadosdinmicos,yaseandebobinaodecinta,yloselectrostticos,quepuedenserdecondensadorodeelectret.Cadatipodetransductorsebasaenunfenmenoelctricodiferentecomoseveacontinuacin.

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Micrfonosdinmicosdebobina

Enestosmicrfonosunapequeabobina recogeelmovimientodeldiafragma,yalmoverseella misma, dentro de un campo magntico B, se origina una corriente1, proporcional a lafuerzamecnica.Alpasarestacorrienteporuna resistenciaexternaseobtieneuna tensinproporcionalalapresin(figura5.2).Laleyelctricaseguidaes:

F=B.I.LdondeFeslafuerzamecnica,Besladensidaddelcampomagntico,yLlalongituddelabobina.Por lanaturalezadeldiafragma,sumasaysuspensinpresentanunaresonanciaenlosmrgenesdeaudio.Estaresonanciaoriginaquelarespuestaalapresin,enfuncindelafrecuencia,nosealinealsinopicuda.Mediantecircuitosacsticoslosfabricantesaplananestepico,sinembargolarespuestaenfrecuenciasueleserbastanteirregular(figura5.3).Estasirregularidadespuedensertilesparadar"color"aunavoz,peroengeneralsonunafuentededistorsin.

Lamasadeloselementosmviles,diafragmaybobina,esbastanteelevada,comparadaconladeotrostiposdemicrfonos.Ellooriginaquecuandorecibanunaondadepresinquevarerpidamenteeneltiempo(altafrecuenciaounataque),sumovimientoseretrasehastavencerla inercia. Por esto, Ib respuesta a los ataques de los micrfonos de bobina ser lenta, yademsresponderncondificultadalasfrecuenciassuperioresdeaudio.Porlamismaraznsern bastante sensibles a la vibracin y el golpeteo. Otro inconveniente de este tipo demicrfonoesquelabobinasecomportacomounaantena,captandoperturbacioneselctricas,comolaredysealesderadiofrecuencia.Esteinconvenientesecompensasituandoenseriecon la bobina mvil de audio, otra bobina fija (antihu mi con su arrollamiento en sentido

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inverso al de la primera. As la accin del campo parsito, comn a ambas bobinas, serproducircorrientesparsitasopuestasencadabobina,queportantoseanularn.Apesardeestosproblemas losmicrfonosdebobinason losmsusados,por las razonessiguientes:

Bajocostoyusosencillo.Robustosydifcilesdeaveriar,loqueloshacetilesparaexteriores.Salidadetensindenivelmedio,comparadaconladeotrostipos.Admitennivelesaltosdepresinsinsaturar(duros),porloquesuelenutilizarseparacaptarinstrumentosmuysonoros.Resistenciadesalidabaja(

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unabaja impedancia,delordende200ohmios.Estepreviopresentaunaalta impedanciaalmicrfono,graciasautilizarcomoelementoactivountransistordeefectodecampo(FET)ountubo de vaco en ambos casos ser necesario alimentar a dicho elemento activo con unatensincontinua,quesesueleextraerdelapolarizacindelmicrfono.Deaqulanecesidaddemantenerelsignodelapolarizacinqueindiqueelfabricante.Comoinconvenientesdeestetipodemicrfonossepuedencitar:

Altocosto,debidoala,necesidaddeusarpreamplificadoryalmecanizadodeprecisindelmicrfono.Necesidaddesuministrarlapolarizacinatravsdelcabledeconexin.Pocorobustos.Sobretodosudiafragmaesmuyfrgil.Sensiblesalahumedad,quepuededestruirlospordescargaentrelasplacas.Pocofiablesenexteriores.

Lasventajasdesuusoson:

Fundamentalmentesurespuestaplanahastalasaltasfrecuencias,loquelesconfiereunagranfidelidadjuntoaunbuencomportamientoenagudosyconlosataques.Salidadetensin(sensibilidad)elevada.Danmuybuenasrelacionesseal/ruido,aunquetambinpuedensaturartantoelpreviocomolaentradaalamesa,silafuenteemitepresioneselevadas.ParaprevenirestasaturacinsueleinsertarseentrecpsulaypreviounatenuadorconmutabledeunoslodB,yademspuededisminuirselagananciadelPrevioenunoslo20dB,seleccionablesconunconmutadorexterno.Porlapequeamasadeldiafragmasonpocosensiblesalasvibracionesyalruidodemanipulacin.Suscaractersticassonestableseneltiempo.Tamaopequeo.Vlidoscomomicrfonosdesolapa.

Estetipodemicrfonostieneelmismofundamentoquelosdecondensador,diferencindosedeellosenquelacpsulanonecesitapolarizacin.Aslacmaradeairedelcondensadorhasido sustituida, en parte, por un polmero llamado electret. Dicho polmero ha sidoprepolarizado durante su fabricacin, es decir, se ha inducido en l una carga elctricapermanente,queser laquesuministre laenergaelectrostticanecesariaparamantenerelcondensadorcargado.Conelempleodeestepolmeroseahorralapolarizacindelacpsula,pero todava sigue siendo necesario el preamplificadoradaptador de impedancias, querequiere una alimentacin de corriente continua. Sin embargo, esta alimentacin (1,5 a 12voltios)puededarlaunasimplepila,encerradaenlacarcasadelmicrfono.Sus caractersticas son similares a las de los micrfonos de condensador, excepto en lospuntossiguientes:

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Puedentenerunarespuestaenagudosmspobre.Susensibilidadesmenorqueladelosmicrfonosdecondensador,debidoaqueelelectretsuministramenosenergaqueunapolarizacin.Pocosensiblesalahumedad.Menorcostequelosdecondensador.

Micrfonosdinmicosdecinta

Estetipodemicrfonossebasaenelmismoprincipioquelosmicrfonosdebobina,exceptoqueahoraelconductorquesemueveenelcampomagnticodelimnesunacintametlicademuypocoespesor.Lapropiacintaeseldiafragma,quealestarexpuestoalapresinporambas caras, da una directividad en forma de 8 (bidireccional). La cinta presenta unaresistenciaelctricademenosde1ohmio,porello,suelen incluirun transformadorelevadorensusalidaqueaumentadicharesistenciahastalos200ohmiostpicos.

Lacintaqueconstituyeeldiafragmaestcorrugadaconelfindepresentarmuypocarigidezalasondasdepresinsumasaes relativamentealta, loquehacealmicrfonosensiblea lavibracinyalmovimiento,pudiendooscilarasu frecuenciade resonancia (sobre los40Hz)slocondesplazaralmicrfonorpidamente(jirafa).Fsicamentesongrandes,robustosypesados.

Tiposdemicrfonossegneltransductoracsticomecnico

Alvariarlaformaenquelaondadepresinllegaaldiafragma,sepuedenobtenermicrfonoscondiferentescaractersticasdireccionales:

1. Micrfonodepresin:omnidireccional.2. Micrfonodegradiente:bidireccionaloen8.3. Micrfonocombinadodepresinygradiente:unidireccionalocardioide.4. Micrfonoconparaboloideconcentradordelhaz.5. Micrfonodeinterferenciaodecan.

Micrfonodepresin

Enestemicrfonoeldiafragmaestexpuestoporunadesuscarasa lapresin incidente,ypor laotraaunacavidadcerradaen laquegraciasaun tuboecualizador,existe lapresin

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ambientePo (Por tanto,estemicrfonosiemprequeeldiafragmaseapequeo, respondealvalordelapresinincidente,independientementedeladireccindedondeprovengalaondadepresin.Sieldiafragmatieneuntamaograndeseralgodirectivoenaltafrecuencia,pordosrazones:

a)Lapropiacarcasadelmicrfono"tapa"laradiacinposterior.b)Seproduceninterferenciassobreeldiafragma,origendecoloracinydirectividad.

Micrfonodegradiente

El transductor acsticomecnico de este tipo de micrfonos consiste en un diafragmaexpuestoporsucaraanterioralaondadepresinincidente,yporsucaraposterioralamismaonda,perodespusdehaberleobligadoarecorreruncaminoacsticoAl,(figura5.lO).

Por recorrer este camino, la onda que llega a la cara posterior tiene una presin y fasediferente de la onda incidente, de forma que sobre el diafragma existe una diferencia ogradientedepresin,quelohacemoverse.Estegradientedependedelngulo6,queformaelejedelmicrfonoconladireccindellegadadelfrentedeondas.

Micrfonoscombinadosdepresinygradiente:Unidireccionalesocardioides

Estosmicrfonossonlosquemsseusan,porsuscaractersticasunidireccionales.Igualqueen losanterioresel diafragmasemuevepor el gradientedepresinqueapareceentre suscaras.As,lacaraanteriorrecibelaondadirectamente,mientras lacaraposterior recibe laondaconundesfasecontrolado,debidoaqueelcaminorecorridoporestaondaesdiferentesegnsudireccindeincidencia.Porejemplo,enlafigura5.16,setieneelesquemadeuncircuitoacsticodedesfase.Enlafigura5.16.a, laondade_presinincidefrontalmenteyeldesfaseentrelasondas,enlascarasanterioryposterior,esdemedioperodo, luegoelmovimientodeldiafragmasevereforzado.En la figura5.16.b, laonda incidepor laparteposteriordelmicrfono,siendoel caminoa lascarasdeldiafragmaidntico,luegoambascarassufrirnlamismapresin,yeldiafragmanosemover.Lasalidaparaincidenciaa180esnula.

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Estosmicrfonos,quedanrespuestamximapara lacaptacinanterior,yrespuestamnimaparalacaptacinposterior,recibenelnombredecardioides.Silaondadepresinqueincideposteriormenteesdebaja frecuencia, la longituddel caminoacsticoa lacaraposteriordeldiafragmaespequea,comparadaconlalongituddeondadelapresinincidente.Entonceseldesfase producido es insuficiente para que se produzca la cancelacin de las ondas de lascarasanterioryposteriordeldiafragma.

Micrfonosconparaboloideconcentradordehaz

Sienelfocodeunparaboloidesesitaunmicrfonounidireccional,resultaqueparalosrayosdeunfrenteplano,queincidasegnelejedelparaboloide,elcaminodesdeelfrentehastaelmicrfonoeselmismoparacualquierrayodeesefrente.Sielfrenteplanonoincidesegneleje,loscaminoshastaelfocoserndiferentes,yenlugarderefuerzoseobtendrinterferenciadestructivadelaonda.Deestaformaseconsiguereducirelngulodecaptacinaunhazmuyestrecho,segnelejede laparbola,por lomenosenaltafrecuencia.Enbajafrecuencia lalongituddeondadelsonidoesgrande,comparadaconlasdimensionesdelaparbola,yportanto,eldesfasedelosfrenteslateralesenelfoconoeslosuficientementegrandeparaqueseproduzcalainterferenciadestructiva.Elsistematenderahacerseomnidireccional.

Micrfonocontubodeinterferencia:Micrfonodecan

Este tipo demicrfono tambin consigue su alta directividad por elmtodo de interferenciadestructivadelasfuentesdeondalaterales.Enestecasoladiferenciadecaminos,quedaeldesfase, se produce en un largo tubo de interferencia situado frente al diafragma de unacpsulacardioide(figura5.19).Lasranurasdeltuboobliganaquelleguenalmicrfonorayosmuy desfasados, cuando la incidencia es lateral, y rayos en fase cuando el frente de ondaincidesegneleje.

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Estosmicrfonosde can y deparaboloide sontiles enexteriores, o dondenoexista uncamporeverberantemuyintenso,debidoaquenorechazanelcamporeverberantetodoloquecabaesperardesuagudodiagramadedirectividad.Enefecto,ladireccindelasreflexionesque forman el campo reverberante es aleatoria, no pudiendo considerarlas como frentesplanoscoherentes.Porelloelfenmenodeinterferenciaenelfocooentubo,esmsdbildeloesperado.

Sensibilidad

Indicalaeficienciaconqueunmicrfonotransformalapresinsonoraentensinelctrica.Sensibilidad=S=Tensindesalidaencircuitoabierto/Presinreferenteincidente=Vc.a/pLapresindereferenciapuedeserunPascalounmicrobar,conloquelasensibilidadvendrdadaenmilivoltiosporPascal,oenmilivoltiospormicrobar,respectivamente.Puestoque1Pascal=lopbar,setendr:Sensibilidad(mV/Pa)=1O.Sensibilidad(mV/,ub)Dentro de la gran variedad de modelos existentes en el mercado, los micrfonos decondensador(zS20mV/Pa)sonmssensiblesquelosdebobina(Sz2mV/Pa),ystosmsquelosdecinta(menosde1mV/Pa).Lasensibilidadtambinsueledarseendecibeliosconreferenciaa1voltiocuandolapresinincidenteesunPascal:S20'Ogl(l/tldB(reiv/Paipuesto que la tensin de salida delmicrfono ser siempre inferior a 1 voltio, estamedidasiemprevendrdadaendBnegativos:20dB+loomV/pa40dB+lomV/Pa60dB+1mV/Paetc.

Curvaderespuestaenfrecuencia

Losfabricantessuelendarparacadatipodemicrfono,lacurvadevariacindelasensibilidadenfuncindelafrecuencia.Engeneral,sisebuscafidelidad,interesaquelacurvaderespuestaseaplanayseextiendalomsposibleenaltaybaja frecuencia.Estecomportamientosloesseguidopor losbuenosmicrfonosdecondensador locualnoesbiceparaque las irregularidadesde lacurvaderespuesta,tpicasenmicrfonosdebobinaycinta,puedandaralasalidaelctricauncarctero"calidadtonal",queseaagradableydeseable.En micrfonos directivos se suele dar la curva de respuesta a diferentes distancias de la

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fuente,conelfindeapreciarelrefuerzoproducidoporelefectoproximidad.Enalgunostiposdemicrfonolarespuestaenfrecuenciasealteraapropsito,con el fin de corregir algn problema de uso. Por ejemplo, en los micrfonos de solapa(Lavalier),apareceunreforzamientoapreciabledelarespuestaporencimadelos4kHz,conellosetratadecompensarlaprdidadeagudosqueseproducealnoestarelmicrfonoenelejedelaboca,yserestamsdirectivaenagudos(figura5.211Estosmicrfonossuelenseromnidireccionales,paraevitarelefectoproximidad,quereforzaraelruidoderozamientoconlaropa.

Nivelequivalentederuido

Por su naturaleza elctrica el propiomicrfono genera un ruido elctrico, que se especificacomoelniveldepresinequivalentequeproduciraunasalidadetensiniguala laamplituddelruidogenerado.Alserruidoequivalenteapresin,laespecificacinsedaendBdepresinsonora(dBSPL),estandopordebajodelos20dBenmicrfonosdecalidad,esdecir,envaloresdespreciables.

Distorsin

Recibeelnombrededistorsinelconjuntodesealesqueaparecenenlasalidadeunsistemayqueno estabanen la entrada.Estas seales que vana "ensuciar" la seal til de salida,estn originadas porque el sistema no acta lineal mente sobre la seal de entrada. Laespecificacinmssencilladeladistorsindeunsistemaesladistorsinarmnicatotal(THD)producidacuandoseexcitaelsistemaconuntonodeamplitudconocida:FormulaTHD(%)=loopotenciadelassealesdedistorsinPotenciadesalidadeltono.Enelcasodelosmicrfonoslosfabricantesnosuelendarcifrasdedistorsin,siendolaexperienciaolamarca,quienesorientansobreelgradodelinealidaddeunmicrfono.Lasposiblescausasdedistorsinson:Distorsininterna:

Efectoproximidad.Resonanciainternas,quecoloreanlacurvaderespuesta.Respuestalentaalosataques,enlosdebobinaycinta.Vibracionesparciales,endiafragmasdesuperficiegrande.

Distorsinexterna:

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Sobrecargaosaturacinanteunapresinelevada.Losmicrfonosdinmicossuelenserms''duros"quelosdecondensadoraunquesiestosltimossondecalidad,lasituacinpuedeinvertirse.Laespecificacinpuedeser:Nivelmximodepresin(SPLmax)paraunaDistorsinArmnicaTotal(THD)delO,5%.PorejemploelmicrfonodecondensadorC414EBdeAKGalcanzaelvalordeTHD=O,5%paraunapresinde142dB(=250Pascal)eldinmicoD202deAKGalcanzaeselmitepara124dB(=30Pascal).Lapresenciadeatenuadoresentrecpsulayprevio,oenelmismoprevio,permiteaumentaresosvalores.Poping.Laondadechoquedelaireexpulsadoalpronunciarlasconsonantesexplosivasp,t,b,deformaeldiafragma,produciendounruidocaracterstico.Losmicrfonosdirectivossonmssensiblesquelosomnidireccionalesaesteruido"pop".Elproblemasecorrigesituandoanteeldiafragmaunfiltro"antipop",constituidoporunatelaquereducelavelocidaddelaonda,afectandopocoalsonido.Entodocasoesconvenientesituarelmicrfonofueradelejedelaboca.

Ruidodeviento

Lasturbulenciasdelvientoolasinducidasalsituarelmicrfonocomounobstculoenelflujodelaire,producenvariacionesdevelocidad,queaparecencomounmolestoruidodebajafrecuencia.

Parareduciresteruidosepuederealizarunfiltradodegraves,outilizarpantallasantivientoqueintroducenunaatenuacindeunoslodBdedichoruido.Estaspantallassuelenserunaboladematerialporosoqueencierraalmicrfonoestematerialdisminuyelavelocidaddelairereduciendolaturbulenciayelruido.Laondadeaudiosetransmiteporconduccinatravsdeestematerial,sufriendosolamenteunapequeaatenuacinenaltafrecuencia.Estaspantallastambinpuedenutilizarsecomofiltros"antipop".Ruidodevibracinogolpeteo.

Unmicrfonopuedeestarsometidoavibracionesprocedentesdelaestructuradelestudio,ocaptadosporsuproximidadainstrumentosmuysonoros(percusin)orecibidosdelpropioinstrumentocuandoseutilizaunmicrfonominiaturasobrel.Entodosestoscasoslavibracinmovereldiafragma,produciendoruidosindeseables.Paraevitarloescorrienteutilizarsoportesantivibracinenlosqueunostiranteselsticosamortiguanlavibracinquepasaalmicrfono.Tambinesconvenienteevitarquelacarcasadelmicrfonotoquealinstrumento,realizandolauninatravsdeunmaterialporoso.Muchosmicrfonos,yenespeciallosdedicadosaactuacionesvocales,llevanlacpsulamontadasobreuna,odos,suspensionesantichoque.

Tcnicamicrofnica:Tomadesonido

Una de las tcnicasms comunes de uso demicrfonos es la toma de sonido, es decir lcaptacin microfnica de sonidos musicales, voces o ambientes. Existen diferentes ideassobrecualeselobjetivodeunatomadesonido.Unaesbuscarlafidelidad,otraesbuscarlacapacidad de procesar las seales captadas, actuando sobre ellas para dar un carcterpersonalalamsica.LaprimeraideaesseguJda,generalmente,entomasdemsicaclsicamientrasquelasegundacorrespondealmtododetrabajoentomasdemsicamoderna.Unatercera ideasugierequeelobjetivode latomadesonidoeseloyenteyportantohabrquepensarencmoeloyente recibeel resultadode la toma.Porejemplo,eloyentedemsica"enlatada" suele estar fuera del ambiente tpico dela toma, ello le hace ser ms crtico ydetallista, loquenosobligarasermsminuciososcon losposiblesdefectosde la tomade

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