El diagrama polar, o patrón direccional de un micrófono, muestra la habilidad para la captación de sonido del mismo, según el ángulo desde el que dicho sonido alcance su cápsula (ángulo de captación), tanto horizontal, como verticalmente; o sea que hablamos de un patrón esférico. De acuerdo con cada tipo ambiente acústico o del programa a grabar, se requerirá un patrón polar distinto.
Existen tres tipos básicos de patrones: unidireccional, bidireccional y omnidireccional, aunque se pueden conseguir otros patrones combinando los tipos básicos.
La ecuación polar, en su forma general es:
donde A+B=1
Los valores particulares de A y B definirán el tipo de respuesta. Por lo cual tenemos que:
A=1 y B=0: patrón Omnidireccional. En este caso el micrófono responde solo a variaciones de presión.
A=0 y B=1: patrón Bidireccional. En este caso se tiene que el micrófono responde solo a velocidad ( o gradientes de presión).
A=B=0.5: patrón del tipo Cardioide. Este sistema equivale a sumar un elemento de velocidad con uno de presión:
A= 0.375 y B=0.625 : patrón Supercardioide.
A=0.25 y B=0.75: patrón del tipo Híper-cardioide.
Patrón Omnidireccional. =1
Los micrófonos con este patrón direccional, poseen la misma eficiencia para la captación sonora sea cual sea el ángulo desde el que provenga el sonido. Cualquier micrófono con otro tipo de patrón, que no sea omnidireccional, entra ya en el campo de los micros o patrones direccionales. Este tipo de patrón es el utilizado obligatoriamente en calibración, debido a que cuando tratamos, por ejemplo, de acoplar un sistema de sonido a un determinado ambiente acústico (fase de ecualización) es imprescindible que al RTA (analizador de espectro sonoro) le llegue una mezcla de información del equipo de sonido + sala o ambiente.
Patrón bidireccional =cos(q)
En el patrón de captación bidireccional, el micrófono recoge las señales que provienen tanto de su eje frontal como posterior (0º y 180º), en tanto que por sus lados (90º y 270º) no captan sonido.
Patrón Cardioide =0.5+0.5cos(q)
Denominado así por la forma de corazón de su diagrama polar. Este tipo de micro recoge el sonido principalmente en su eje frontal (0º), con unos ángulos de captación más o menos estrechos en sus inmediaciones. Mientras que por su parte posterior (180º), no captan prácticamente ningún sonido.
Son de los más utilizados, en conciertos o actos en directo, debido al rechazo que presentan en su eje trasero, lo que hace que la realimentación (efecto Larsen) se mantenga alejado de la señal útil, así como reverberaciones y ecos, o sonidos del público.
Patrón Súper Cardioide =0.375+0.625cos(q)
Al igual que en el caso anterior, estos patrones también son direccionales, aunque sus ángulos de captación son más estrechos, especialmente en el caso de los micrófonos hipercardioides (hiperdireccionales). Los supercardioides son de aplicación general, mientras que los hipercardioides tienen mejor campo de aplicación en la captación de instrumentos. Ambos presentan un lóbulo de captación en su zona posterior.
Patrón Híper Cardioide =0.25+0.75cos(q).
Las características fundamentales de los diversos patrones se resumen en la siguiente figura:
Sumario de micrófonos de primer orden
En la figura anterior se define REE ("Random Energy Efficiency") como la cantidad de ruido ambiente que capta el micrófono en relación a lo que captaría un micrófono omnidireccional a la misma distancia y con la misma sensibilidad ( se indica en dB ). El Factor de Distancia DF se refiere a cuanto debemos alejar un micrófono para que capte la misma relación de sonido directo respecto a ruido ambiente, teniendo como referencia a un micrófono omnidireccional colocado a un metro de la fuente.
Micrófonos de Configuración variable
Existen configuraciones de micrófonos que combinan elementos de gradiente y de presión, de manera de poder elegir la respuesta polar cambiando el grado de participación de cada elemento. Un ejemplo de ello lo constituye el sistema Brunmühl-Weber.
En la siguiente figura se tiene la operación del micrófono como elemento de captación de presión sonora.
Sistema Brunmühl-Weber en modo presión
Se puede destacar que cualquier diferencia de presión a cada lado del micrófono no producirá voltaje de salida ya que se compensaría (una de las placas produciría una corriente en un sentido sobre la resistencia mientras que la otra lo haría en sentido contrario). La configuración de gradiente de presión, o velocidad, se consigue cambiando la polaridad de una de las fuentes, tal como se puede observar en esta figura.
Sistema Brunmühl-Weber en modo gradiente de presión
En la configuración de gradiente de presión se tiene que, si las láminas se acercan o se alejan al mismo tiempo, no se producirá ninguna variación de corriente en la resistencia.
Por último se tiene que si se configura la fuente como en la figura que sigue, se tendrá un dispositivo con patrón polar variable cambiando solamente el interruptor para elegir cuanto de captación de presión y cuanto de gradiente se desea en la respuesta total.
Sistema Brunmühl-Weber.
Sistema Brunmühl-Weber. Patrones resultantes.
