Instituto Profesional Santo Toms

Informe sobre los

Micrfonos Electret

Integrantes: Daniel Vergara

Diego Parra

Elizardo Figueroa

Gonzalo Navarrete

Carrera: Ingeniera/Tcnico en Sonido

Asignatura: Introduccin a la Grabacin

Docente: Alonso Ramrez

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RESUMEN

En el marco del aprendizaje de las variables y fenmenos acsticos dentro de

recintos, se necesitan adquirir diversas destrezas tales como: comparar las

caractersticas tcnicas de los micrfonos y asociarlas con la fuente sonora, definir

tcnicas de microfona, comparar tcnicas de microfona, interpretar ficha tcnica de

micrfonos, entre otros, con el fin de saber modificar la captacin sonora de acuerdo

a las caractersticas del campo sonoro de un recinto.

Persiguiendo tal fin y en ese marco de aprendizaje, es que este trabajo pretende

aportar a la formacin de potenciales ingenieros y tcnicos en sonido, entregando

una exhaustiva informacin respecto a un tipo particular de micrfono, el electret.

La metodologa de trabajo utilizada en la creacin de este informe se limita a la

recopilacin de informacin de diversas fuentes, principalmente virtuales

(enciclopedias, definiciones tcnicas, artculos, biografas).

En cuanto a los contenidos, se comienza por definir qu es un micrfono electret,

su origen, creadores y tipos. Luego, se describe sus caractersticas tcnicas y

generales, como sus componentes y respectivas funciones, pros y contras de utilizar

y detalles en cuanto a su direccionalidad. Para finalizar, se describen algunos usos

y aplicaciones, y se muestran ejemplos de micrfonos disponibles en el mercado.

Por ltimo, debido a toda la investigacin realizada y al hacer breves contrastes

con otros tipos de micrfonos electrostticos, se llega a la conclusin de que los

micrfonos con cpsulas electret son de los ms rentables, ya que no necesitan de

una fuente de alimentacin externa (puesto que cuenta con una lmina polarizada

desde fbrica que permite una durabilidad de utilidad por muchos aos) y gracias a

su produccin miniatura resultan muy ventajosos para el uso de la oratoria y otras

aplicaciones que requieran nula obstruccin visual y/o discrecin.

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INDICE GENERAL

RESUMEN ..................................................................................................................... ii

INDICE GENERAL ....................................................................................................... iii

INDICE DE FIGURAS .................................................................................................. iv

GLOSARIO ................................................................................................................... v

INTRODUCCIN ......................................................................................................... viii

1. MICRFONO ELECTROSTTICO ELECTRET .................................................... 1

1.1 Tipos de Electret ............................................................................................ 3

1.1.1 De tipo lmina o tipo diafragma (Foil-type or diaphragm-type)3

1.1.2 Electret posterior (Back electret)......2

1.1.3 Electret frontal (Front electret) .............................................................. 3

2. CARACTERSTICAS TCNICAS GENERALES.................................................... 4

2.1 Componentes de la cpsula electret ............................................................ 4

2.2 Ventajas en el uso del electret ...................................................................... 5

2.3 Desventajas en el uso del electret ................................................................ 5

2.4 Direccionalidad del electret .......................................................................... 6

3. USOS Y APLICACIONES ...................................................................................... 7

4. ALGUNOS MICRFONOS DISPONIBLES EN EL MERCADO ............................. 9

CONCLUSIONES ........................................................................................................ 11

BIBLIOGRAFA ........................................................................................................... 12

iv

INDICE DE FIGURAS

Figura 1 ......................................................................................................................... 2

Figura 2 Cpsula Electret desmontada ......................................................................... 4

v

GLOSARIO

Direccional (micrfono): Son aquellos micrfonos muy sensibles a una nica direccin

y relativamente sordos a las restantes. Permite una captacin localizada del sonido.

Electrodo: Es un conductor elctrico utilizado para hacer contacto con una parte no

metlica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vaco (en una

vlvula termoinica), un gas (en una lmpara de nen), etc.

FET: El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en ingls) es en

realidad una familia de transistores que se basan en el campo elctrico para controlar la

conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET pueden plantearse

como resistencias controladas por diferencia de potencial.

Impedancia: La impedancia es la oposicin al paso de la corriente alterna. A diferencia

de la resistencia, la impedancia incluye los efectos de acumulacin y eliminacin de

carga (capacitancia) e/o induccin magntica (inductancia). Este efecto es apreciable al

analizar la seal elctrica implicada en el tiempo.

Micrfono de condensador: Se trata de un micrfono electrosttico en donde la

cpsula microfnica est formada por dos placas de condensador, una fija y la otra mvil,

separadas por un material aislante. La placa mvil es la que se acerca o se aleja de la

fija, provocando una variacin en la carga elctrica almacenada lo que produce una

variacin de tensin que da lugar a la seal del micrfono, pues se pone una resistencia

en serie con la fuente Phantom. Las placas del condensador necesitan de un "potencial"

para poder funcionar y hacer depender la tensin de la carga

Micrfono de condensador de frecuencia: Se trata de un micrfono electrosttico muy

similar al de condensador, en el que tanto la placa mvil (diafragma) como la placa fija

forman parte de un circuito sintonizador (situado dentro de la propia cpsula). Este

circuito sintonizador genera una portadora cuya frecuencia es modulada en funcin del

movimiento del diafragma. Ser esta seal modulada la que se enve a la salida.

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Micrfono electret: El llamado micrfono de condensador electret o, simplemente,

electret, es una variante del micrfono de condensador que utiliza un electrodo

(fluorocarbonato o policarbonato de flor) lmina de plstico que al estar polarizado no

necesita alimentacin. Que las placas estn polarizadas significa que estn cargadas

permanentemente desde su fabricacin (se polarizan una sola vez y pueden durar ms

de 50 aos sin cambios aparentes).

Micrfono electrosttico: Las ondas sonoras provocan el movimiento oscilatorio del

diafragma. A su vez, este movimiento del diafragma provoca una variacin en la energa

almacenada en el condensador que forma el ncleo de la cpsula microfnica y, esta

variacin en la carga almacenada (electrones que entran o salen) genera una tensin

elctrica que es la seal enviada a la salida del sistema. La seal elctrica de salida es

(o debera ser) anloga en cuanto a forma (amplitud y frecuencia de la onda sonora que

la gener.

Omnidireccional: Los micrfonos omnidireccionales tienen un diagrama polar de 360

(la circunferencia completa). Los micrfonos omnidireccionales tienen una respuesta de

sensibilidad constante, lo que significa que capta todos los sonidos independientemente

de la direccin desde donde lleguen. Su principal inconveniente es que, al captarlo todo,

captan tanto lo que queremos como lo que no: ruido del entorno, reflexiones acsticas,

etc.

Phantom Power: La alimentacin fantasma, referida tambin con el anglicismo

alimentacin Phantom es una forma de proporcionar corriente continua a los dispositivos

de audio que lo necesitan, como por ejemplo un micrfono de condensador.

Saturacin acstica: Sonido en el cual la distorsin de la seal sonora se hace

claramente audible. Esta distorsin puede abarcar desde algo muy ligero, hasta un

sonido denso y borroso a la vez, cuya tonalidad se hace casi irreconocible en

comparacin con la seal original.

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Transductor: Es aquel dispositivo que transforma la electricidad en sonido, o viceversa.

Los micrfonos son ejemplos de este tipo de artefactos, estos son transductores electro-

acsticos que convierten la energa acstica (vibraciones sonoras, oscilaciones en la

presin del aire) en energa elctrica (variaciones de voltaje). Un altavoz tambin es un

transductor electro-acstico, pero sigue el camino contrario, ya que transforma la

corriente elctrica en vibraciones sonoras.

La transduccin o transformacin de energa, se hace en dos fases. El modelo terico

de un transductor electro-acstico, se basa en un transductor electro-mecnico y un

transductor mecnico-acstico. Esto significa, que se estudia por un lado la

transformacin de la energa elctrica en mecnica (ya que se genera un movimiento) y

por otro la transformacin de la energa mecnica en acstica (movimiento que genera

energa acstica).

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INTRODUCCIN

La carrera hacia la fidelidad, claridad y ptima definicin en respuestas de

frecuencia sonora hizo que a principios del 1900 los fabricantes de transductores y

micrfonos tuvieran sus primeros aciertos en cuanto a mejoras considerables de dichas

respuestas. Para ello implementaron un mecanismo de autosuficiencia de extensa

duracin, aplicando las propiedades de una capsula de micrfono de condensador (que

consista en lo ms avanzado en ese entonces) e incorporando a ello un material

adicional y nuevo (que marcara la diferencia y revolucionaria al mercado tanto del

refuerzo sonoro como el de las comunicaciones) que permitira a una nueva variante del

micrfono electrosttico no volver a precisar de una tensin de polarizacin o Phantom

Power nunca ms.

A este nuevo modelo de micrfono de condensador se le llamo transductor

electro-acstico electret y a continuacin se presenta como tema principal de esta

investigacin, donde se expondrn sus caractersticas fundamentales, funciones y

aplicaciones diversas en la actualidad.

Comprender las implicancias y beneficios que aporta este particular sistema al

estudio y aplicacin de la electroacstica, permiten que la ingeniera siga avanzando en

la optimizacin de recursos y respuestas sonoras. Por otro lado, e igualmente

importante, en la carrera de ingeniera en sonido es esencial que el profesional o tcnico

sepa reconocer y aplicar, segn los requerimientos de la situacin o lo que se desee

ejecutar, cules son los implementos que facilitarn una mejor calidad y definicin de la

comunicacin interpersonal.

1

1. MICRFONO ELECTROSTTICO ELECTRET

El micrfono de tipo Electret es una variante de los micrfonos electrostticos junto

a los de condensador y los de condensador de radiofrecuencia, que utiliza una lmina

de plstico (electrodo de fluorocarbonato) que al estar polarizado desde su fabricacin

hace que no sea necesaria una alimentacin externa y su durabilidad se extiende por

muchos aos.

El micrfono de condensador Electret o tambin conocido como transductor electro

acstico Electret, posee una respuesta de frecuencia de 50 Hz. a 15000 kHz. Nace en

los laboratorios Bell en 1962 y fue creado por el Dr. James E. West y su colega Gerhard

Sessler.

Se caracteriza por poseer una tapa protectora, dos placas; una fija perforada externa

y otra mvil muy fina de material plstico (mylar, polipropileno, policarbonato, etc.) con

una de sus caras metalizadas que sirve de contacto y dos electrodos metlicos paralelos

muy prximos entre s, un material dielctrico polarizado (aislante), un tubo de

ecualizacin y dos contactos de salida.

Durante su fabricacin se le induce en la placa mvil (diafragma o membrana) una

carga electrosttica al mismo tiempo que se le somete a una temperatura de 200 C.

Luego, se disminuye progresivamente el calor aplicado hasta que se enfre. En

consecuencia, la placa mvil queda polarizada permanentemente (con cargas negativas

y positivas), por lo que no es necesario para su funcionamiento el uso de fuentes de

alimentacin externa como pilas o Phantom Power, lo que adems permite que su

durabilidad y utilidad se extienda por muchos aos (50 aos o ms).

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Figura 1

Como no requiere ser alimentado externamente a diferencia de otros micrfonos de

condensador y por poseer un diafragma reducido y ms liviano (que lo hace ser mucho

ms rentable) se ha convertido en uno de los micrfonos ms utilizados actualmente,

con una demanda de fabricacin estimada en mil millones de unidades anuales.

Su aplicacin se extiende a mltiples dispositivos (tradicionales y modernos) tales

como megfonos, dictfonos, celulares, dispositivos de manos libres, computadoras,

notebooks, cmaras de cine y video porttiles, grabadoras porttiles,

intercomunicadores, entre otros. Sin embargo, su aplicacin predilecta se orienta a la

oratoria (conversaciones, conferencias, televisin, periodismo, etc.) ya que gracias a su

reducido tamao anula la obstruccin visual, pudiendo ser almbricos o inalmbricos.

En cuanto a su directividad son generalmente omnidireccionales, ya que esto permite

una mayor sensibilidad y las respuestas de frecuencias compensan las prdidas de

frecuencias altas. No obstante, tambin pueden ser direccionales, sea para evitar el ruido

excesivo del ambiente, problemas de realimentacin electroacstica o efectos de

proximidad.

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El principal inconveniente que presentan los micrfonos electret es que son muy

sensibles a los cambios de humedad y temperatura, lo que junto con el polvo, deterioran

su rendimiento con el uso. Un micrfono electret empieza a indicar que debe ser retirado

(que ha acabado su vida activa) cuando empieza a producir ruidos inexplicables.

1.1 Tipos de Electret

Hay tres tipos de micrfonos Electret que difieren en el tipo de material utilizado para

su fabricacin:

1.1.1 De tipo lmina o tipo diafragma (Foil-type or Diaphragm-type): Usa una

capa de electret como diafragma en s mismo. Este es el tipo ms comn,

pero tambin el de ms baja calidad, ya que el electret no funciona

particularmente bien como diafragma.

1.1.2 Electret posterior (Back electret): Tiene una capa de electret en la parte

posterior de la placa de la cpsula del micrfono y el diafragma est hecho

por un material sin carga.

1.1.3 Electret frontal (Front electret): Este es el tipo ms reciente. La placa

posterior no forma parte del diseo y el condensador est conformado por el

diafragma y la superficie interior de la cpsula. La lmina de electret est

adherida al interior de la cubierta frontal y la membrana metalizada est

conectada a la entrada del FET. Al igual que el electret posterior, cualquier

lmina conductora puede ser utilizada para el diafragma.

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2. CARACTERSTICAS TCNICAS GENERALES

2.1 Componentes de la cpsula electret

A continuacin se presenta una cpsula electret desmontada con sus partes

esenciales y sus respectivas funciones:

Figura 2 Cpsula Electret desmontada 1

A. Cubierta metlica: Protege y asla el dispositivo.

B. Arandela aislante: Se interpone entre las partes D y E para separarlas

elctricamente.

C. Estructura de plstico: Da forma al interior.

D. Material electret: Es una de las placas del condensador. Se trata de un

dielctrico (aislante) al que se le han incorporado cargas fijas. De esta forma no

se necesita una tensin adicional para alimentar al condensador, sino que se

utiliza un material que est cargado de forma permanentemente. Su marco est

en contacto con la cubierta metlica.

1 Fuente: Blog tcnico sobre proyectos caseros de electrnica, informtica y fsica.

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E. Placa de metal: La otra placa del condensador. Por su cara externa es

enfrentada al electret mientras que por la interna conecta con la puerta del FET.

F. FET: Es un 2SK596, transistor de efecto de campo, diseado especialmente para

este uso.

G. Placa de circuito impreso: Ah van soldados los cables y tambin el FET.

2.2 Ventajas en el uso del electret

Las ventajas de usar el micrfono electret son:

Posee muy buena respuesta de frecuencia en todo el rango audible (casi plana

para algunos modelos), aproximadamente de 50Hz a 15000kHz.

Est pre-amplificado internamente, por lo cual la seal que entrega es bastante

alta en comparacin con otros micrfonos.

Su sensibilidad oscila entre -50 y -70 dB.

Es robusto y muy resistente.

Utiliza un voltaje de 1,2 a 9 V para alimentar el preamplificador (pilas o bateras).

Su reducido tamao le permite pasar desapercibido.

2.3 Desventajas en el uso del electret

Las desventajas de usar el micrfono electret son las siguientes:

Saturacin a alto voltaje: el preamplificador interior se satura cuando recibe una

presin sonora alta, por ejemplo si se habla muy cerca de este. Su rango dinmico

alcanza de 120 a 130 dB creando una distorsin del 3%.

Baja respuesta en tonos altos.

Muy susceptible a cambios temperatura y a la exposicin al polvo.

Posee una alta impedancia, pero que es menor a la de los otros micrfonos de

condensador.

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2.4 Direccionalidad del electret

Cuanto ms agudos abarca la recepcin, ms seales se captarn y tambin ms

ruido. Si se desea captar una seal concreta y no otras, lo mejor es usar un micrfono

direccional. De lo contrario, si la seal es dbil, puede perderse entre el ruido de

ambiente. Si bien, es posible convertir de forma amateur un micrfono omnidireccional

en uno direccional, no se obtendrn los mismos resultados que con uno de fbrica. Sin

embargo, existen dos formas de conversin:

1. Primera forma: Blindando todas las direcciones salvo la de inters, metiendo

el micrfono dentro de un tubo con el fin de impedir que el sonido entre por

los laterales y por detrs. Mientras ms largo y ancho sea el tubo, ms

potencia sonora captar de la direccin en la que apunte. Cabe tener en

cuenta que por la geometra del tubo se producen ecos y resonancias en

determinadas frecuencias y para evitar este fenmeno se recubre la entrada

e interior del tubo con esponja (la que funciona como absorbente).

2. Segunda forma: Aadiendo un reflector. Se pone una pantalla por detrs para

evitar captar lo que haya a espaldas, a la vez que se refleja lo que provenga

del frente y mejora su recepcin. Para esto se usa un reflector que adems

concentre todo lo reflejado en un punto. Al igual que con el mtodo del tubo,

mientras mayor sea el dimetro del reflector (y por tanto su rea) mayor

intensidad sonora se captar.

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3. USOS Y APLICACIONES

Debido a que es de reducido tamao, robusto y soporta la manipulacin, el

micrfono electret tiene su mayor demanda en los siguientes formatos y aplicaciones:

Micrfono de solapa: Usados en televisin o en el periodismo. Su fabricacin en

masa, permite que su coste sea econmico.

Micrfono de pequeas grabadoras porttiles que usan los profesionales en

exteriores (para obtener declaraciones para radio, etc.).

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Micrfonos adheribles a instrumentos especficos (de percusin, metales, pianos

acsticos, cuerdas, etc.)

Micrfono de celulares (telfonos mviles).

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4. ALGUNOS MICRFONOS DISPONIBLES EN EL

MERCADO

MICRFONO ELECTRET WORK DM 200

Descripcin General: Micrfono electret con dos

modos de captacin: omnidireccional y direccional,

seleccionables por conmutador. Soporte, cable y

estuche incluidos.

Caractersticas: micrfono electret unidireccional, preamplificadores FET,

alimentado con una pila 1.5V tipo AA LRG, interruptor ON/OFF, suministrado en un

estuche plstico con protecciones internas de espuma. Accesorios: Pinza y cable XLR3

hembra Jack 1/4

SENNHEISER MKE 1 EW

Descripcin General: Micrfono de Solapa

superminiatura omnidireccional, para G3 (Sin

accesorios). Ya sea para musicales, eventos en vivo

o para transmisiones de radio y televisin. Tiene el

ms alto rendimiento en todo tipo de situaciones en

las que se necesita un micrfono que sea

virtualmente invisible y proporcione una

extraordinaria calidad de sonido. Protegido contra el sudor por una cubierta protectora,

el MKE 1 resiste mejor que otros micrfonos de solapa las difciles condiciones de las

transmisiones en vivo. Su capuchn multipropsitos hecho de una tela metlica especial

ofrece una proteccin adicional contra la humedad, con lo que slo capta lo que debe

captar. Su cable reforzado de Kevlar con manga (que evita que se enrosque) reduce al

mnimo el ruido producido por el manejo del micrfono.

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SENNHEISER MKE 2-PLATINUM-4-C

Descripcin General: Micrfono de solapa con patrn de

captacin cardioide. Se puede usar junto con los transmisores

bodypack evolution wireless o con el adaptador de fuente de

poder Phantom MZA 900P para aplicaciones con cable.

Caractersticas tcnicas: Alta ganancia antes de la

retroalimentacin. Excelente inteligibilidad de voz.

Extraordinaria reproduccin de bajos. Incluye: 1 micrfono

MKE 40-ew 1 clip, 1 pantalla contra viento. 1 juego de soportes magnticos MZM 2 /

MZM 10.

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CONCLUSIONES

Considerando las propiedades, cualidades e inconvenientes descritos en este

informe, se concluye que el micrfono electret posee una gran rentabilidad en cuanto a

fidelidad, facilidad de uso, rango de captacin de seal, versatilidad y ahorro de energa.

Adems de ser muy til para las reas comunicacionales, debido a que su pequeo

tamao no obstruye el campo visual y facilita la discrecin, es tambin un elemento

esencial para la tecnologa porttil o de bolsillo.

Es por todo esto que el micrfono electret significa un gran avance en la

tecnologa de la electroacstica y todo gracias a su cpsula que no precisa de

alimentacin externa.

Finalmente es preciso y urgente el acceso a mayor informacin global y

especfica respecto del desarrollo histrico y cientfico de esta variante de transduccin

electrosttica ya que en la mayora de las fuentes consultadas se redundaba solo en las

caractersticas mecnico-acsticas y en sus especificaciones de entrega. En

consecuencia, este informe ha rescatado toda la informacin circundante que fue posible

recopilar para lograr los objetivos de aprendizaje propuestos.

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BIBLIOGRAFA

1) Libros:

PUEO Basilio, Romero Miguel. Electroacstica, altavoces y micrfonos. Madrid.

Pearson educacin S.A., 2003. Pg. 133-142

CU Emilio. Apuntes generales de micrfonos. Santiago 2006. Pg. 22

2) Enciclopedia virtual:

WIKIPEDIA. Artculos:

Micrfono electret; http://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3fono_electret

Micrfono electrosttico;

http://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3fono_electrost%C3%A1tico

Electret microphone. En: Sessler, G.M.; West, J.E. (1962). "Self-biased condenser

microphone with high capacitance". Journal of the Acoustical Society of America 34

(11): 17871788. http://en.wikipedia.org/wiki/Electret_microphone#Types

3) Otros recursos virtuales:

AUTOR DESCONOCIDO. Utilizar un micrfono electret. En: ELECTRNICA Y

CIENCIA, Blog tcnico sobre proyectos caseros de electrnica, informtica y fsica.

http://electronicayciencia.blogspot.com/2010/06/utilizar-un-microfono-electret.html

AUTOR DESCONOCIDO. Dr. James E. West, Electret Microphone Inventor. En:

FAMOUS BLACK INVENTORS, pgina web que recopila informacin sobre grandes

aportes a la ingeniera moderna. http://www.black-inventor.com/James-E-West.asp