Existen varios tipos de micrófonos, según sus diferentes construcciones. Aunque básicamente, sobre todo en sonorización, suelen utilizarse de forma casi exclusiva solamente dos, el dinámico o de bobina móvil (electromagnético) y el de condensador o capacitivo (electrostático).
Micrófonos Dinámicos (Bobina móvil).
Se basan en el principio de inducción electromagnética (son la versión dual de los parlantes de bobina móvil), según el cual si un hilo conductor se mueve dentro de un campo magnético, en el conductor se inducirá un voltaje de acuerdo con:
e= Blv .....
donde:
e = potencial inducido, en voltios.
B = Densidad de flujo magnético, en teslas.
l = longitud del conductor, en metros.
v = velocidad del movimiento, en metros/s.
Son micrófonos muy utilizados por su resistencia, confiabilidad y buena respuesta en frecuencia. Son muy direccionales y, por tanto, los que presentan un menor riesgo de exponerse al feedback (fenómeno que sucede cuando el micrófono capta la señal, procedente de él mismo, sale por los altavoces y el micrófono se acopla).
Esquema de un Micrófono dinámico
El micrófono dinámico o bobina móvil (electromagnético), 40-16.000 hertzios, está constituido por un diafragma solidario a una bobina móvil (de ahí su denominación), que se encuentra inmersa en el campo magnético de un imán permanente. Por naturaleza, son de baja impedancia (entre 150 Ω y 600 Ω) debida ésta a la reactancia inductiva de la mencionada bobina, aunque se pueden convertir en micros de alta impedancia (de 10 KΩ a 50 KΩ) utilizando un transformador adecuado, pero esto no es muy recomendable, sobre todo si se tienen largas distancias de cable para conectarlo.
Su Funcionamiento:
Las variaciones de presión de la onda sonora hacen vibrar el diafragma acoplado a la bobina; ésta se mueve en un campo magnético y genera corrientes de audio. El tipo de micrófono dinámico, es igual a un pequeño altavoz en miniatura, en ciertos elementos dinámicos son usados como ambas cosas: micrófonos y altavoces, p. ej. Intercoms.
Los micrófonos dinámicos son los más versátiles, ya que son los más duros contra los golpes, los que menos sonido ambiente recogen, al no ser tan sensibles como los de condensador, son los reyes del directo.
Micrófono Capacitor (Condensador).
Recordemos que un Condensador almacena carga cuando se le suministra un potencial eléctrico. La ecuación que describe el fenómeno es:
Q=CV
donde:
Q = carga, en coulombs.
C = capacitancia, en faradios.
V = potencial, en voltios.
En un micrófono capacitivo la placa posterior está fija, mientras que la otra (el diafragma) se desplaza al recibir variaciones de presión, ya que el interior del micrófono está a una presión constante, igual a la presión atmosférica. La variación de la capacitancia, al cambiar la distancia entre las placas, producirá una variación de voltaje:
Este tipo de micrófono produce la mejor respuesta de frecuencia por lo cual son los más utilizados en los estudios de grabación profesionales. Debido a que responden a variaciones de presión, se clasifican en los micrófonos de presión, y como consecuencia de ello tienen una respuesta omnidireccional.
Micrófono Capacitivo.
Los micrófono de condensador (electrostático), 20-18.000Hz, son de estructura más compleja que la del dinámico y se basa en el efecto de la capacidad variable, en presencia de vibraciones sonoras. Este tipo de micrófonos precisan de una alimentación externa (comprendida entre 9 y 48 V), que se encarga de polarizar su elemento capacitor; es por ello que a estos micrófonos también se les conoce como capacitivos. La tensión necesaria para su funcionamiento, es suministrada habitualmente, por el mismo cable que transporta sus señales; esta peculiar manera de suministrar tensión remota a los micrófonos capacitivos, se denomina alimentación fantasma (Phanton Power).
Los elementos de un micrófono de condensador producen una señal de voltaje sin casi energía, por eso presentan una gran impedancia (ya que los elementos que forman la estructura de un micrófono de condensador, no representan apenas resistencia al sonido o los cambios de presión en el aire), por eso todos los micrófonos de condensador incorporan un amplificador, el cual conduce el micrófono linealmente.
Su calidad de sonido es muy buena y por ello son más apreciados en aplicaciones de grabación, en casi todos los instrumentos de estudio. Su respuesta es generalmente excelente, debido a que el diafragma no está construido en espiral (como los dinámicos), y eso les hace responder más rápido y de forma más fina a cualquier sonido.
Y al tener un diafragma de baja masa, estos micrófonos, además de responder óptimamente a transitorios de nivel (impulsos sonoros súbitos de gran amplitud y con una velocidad de ataque muy rápida), poseen buena respuesta en altas frecuencias (agudos) y bajo ruido mecánico (de manipulación y transmisión a través de su cuerpo); Por otro lado, su respuesta en bajos también resulta excelente; no en vano todos los micrófonos calibrados que se utilizan en mediciones acústicas son capacitivos; eso sí, para estas aplicaciones es obligado el uso de micros cuyo patrón polar sea omnidireccional.
Sus principales inconvenientes son la sensibilidad a la humedad, cosa que perturba a su dieléctrico (aire entre sus placas), y otro es, el hecho de precisar de una tensión de alimentación tanto para la polarización de sus placas, como para su preamplificador interno, que además cumple con la doble función de adaptación a baja impedancia.
Los condensadores más antiguos llevaban tubos amplificadores y por eso físicamente eran súper largos, los modernos son diferentes, ya que usan amplificadores de transistores y pueden fabricarse mucho más pequeños (también los hay de tubo, muy usados actualmente, aunque uno de estos de calidad media alta, son muy costosos).
La Alimentación Fantasma (Phanton Power)
Técnica donde se suministra un voltaje en corriente continúa a los micros capacitivos, utilizando como soporte el mismo cable que transporta las señales de audio. Teniendo bien presente, que el cable de conexión entre micro y consola, ha de ser obligatoriamente balanceado, o lo que viene a ser lo mismo, simétrico; ya que la fuente phanton, proporciona una tensión CC (DC) positiva, del mismo valor, a través de los dos hilos de señal, utilizando para el negativo o retorno, el conductor de apantallamiento del cable.
La Phanton, normalmente se obtiene de la misma consola, o de un alimentador separado e intercalado entre la entrada del preamplificador y el micro; aunque también hay algunos micros a condensador que la obtienen de una batería interna; es decir, una pila.
Otros Tipos de Micrófonos
Uno de ellos, bastante apreciado en los estudios de grabación, es el valvular, donde como su mismo nombre indica, contiene una circuitería de pre amplificación a válvulas. El de carbón, probablemente el primero que se construyó, muy utilizado en su día, sobre todo en las cápsulas de los teléfonos y hoy prácticamente en desuso. El piezoeléctrico, cerámico, o de cristal. El de hierro móvil, o de reluctancia variable. El micrófono óptico. Micrófonos digitales (que incluyen su propio conversor A/D) El electreto, de principio parecido al condensador, pero con las placas polarizadas permanentemente durante su fabricación, y entre los que hay modelos muy buenos, entiéndase de aplicación en estudio. El Lavalier (de chaqueta o corbata), de amplia difusión como se puede apreciar en TV, normalmente ecualizado para compensar la absorción de la ropa (realce entre 2 Khz y 3 Khz), así como la resonancia añadida por la caja torácica (atenuación sobre 700 Hz), etc.
Micrófono Eléctret
Un material Eléctret tiene como característica su capacidad de mantener carga sin necesidad de una fuente de polarización, por lo cual tiene cada vez mayor popularidad por razones económicas.
Repuesta de Cápsula Eléctret
- Buena calidad de captación.
- Uso: micrófono personal oculto.
- El rendimiento baja con el uso: pérdida de altas frecuencias, reducción de sensibilidad, aumento de ruidos de fondo.
Funcionamiento
Tiene un diafragma laminar plástico con carga electrostática permanente (no voltaje de polarización). Lleva incorporado un pequeño amplificador a batería.
Micrófonos PZM y PCC.
Micrófono PZM es una cápsula Electret de bajo perfil, con esquema de captación semicardioide o hemisférico. Poco ostensible, gran robustez. Debe estar fijo a suelo, mesa, pared. Gran sensibilidad, alta calidad rendimiento, aislamiento de ruidos extraños o sobrecargas. Puede destacar ruidos reflejados por el entorno.
Son micrófonos de condensador en miniatura montados en la parte de abajo, en la zona de presión de una placa reflectante, de ahí su nombre de Pressure Zone Microphone, micrófono de zona de presión. Lleva el diafragma colocado paralelamente al lado de la superficie, con lo que logra que las ondas directas y reflejadas se combinen en fase. Esto da diversas posibilidades de utilización, por ejemplo, uno de los instrumentos en que mejor resultado se ha logrado, ha sido en los pianos de cola, sujetándolo en la propia caja del piano.
Las micrófonos PCC (Phase Coherent Cardioid – Cardiodes de fase coherente) utilizan una cápsula miniatura supercardiode que permite establecer una coherencia de fase en las altas frecuencias, consiguiendo una respuesta muy plana. Es este caso, y a diferencia de los anteriores, el diafragma va perpendicular al borde de la placa, de forma que el eje de captación sea paralelo al plano en que esté situado el micrófono.
Micrófonos MIDI.
Su arquitectura básica se fundamenta en la aplicación de un procesador de señal de 24 bits en toma flotante. Incorpora una EPROM con un microprograma desarrollado en lenguaje C, a su vez a un micrófono dinámico convencional. La adquisición de datos está basada en un circuito de conversión de voltaje digital y la salida se efectúa mediante un convertidor A/D basado en una arquitectura muy rápida, que puede llevar datos al micro a velocidades superiores a los 2ms. Una vez que el dato está dentro del mismo, se utilizan diversos algoritmos de tratamiento DSP, como puede ser cuantificado, entregando un valor constante a la salida, comprimir o expandir la palabra hablada, reconocimiento de sonidos, direccionarla hacia un procesador, nota activada o desactivada, valores de parámetros, generar sonidos con instrumentos desde la voz, ecualización, apertura y cambio de efectos, etc., a partir de unos intervalos vocales de entrada cuyo radio es una tolerancia definida por el usuario. Esta transposición se logra simplemente a partir de la lógica aritmética interna del microprocesador y gestionada por él microprograma.
Micrófono de Cinta
Este tipo de micrófono también trabaja bajo el principio de inducción magnética y responde a la diferencia de presión sonora entre los dos lados de la cinta y por eso recibe también el nombre de micrófono de gradiente de presión o de velocidad o bidireccional. 30-18.000Hz, Sus cualidades son:
- Útil para tomas de sonido estático. Sobre pedestal o colgado.
- Excelente respuesta transitoria. Mejor calidad de audio.
- Respuesta en frecuencia muy uniforme.
Ligera pérdida de agudos si la captación es oblicua a la cinta. - Respuesta direccional en forma de 8. También puede ser unidireccional (asimétrica) con el diseño adecuado.
- No es robusto, ni tampoco compacto. No es apropiado para usar con jirafa o para manejo manual. Sensible al viento. Produce sobrecargas si los sonidos son cercanos o altos.
Funcionamiento: una cinta metálica ligeramente plegada que se mueve entre los polos de un imán; las diferencias de presión del aire en las caras, provocan que la cinta se mueva; las corrientes eléctricas inducidas generan la señal de audio. Este tipo de micrófonos es bastante similar al de los micros dinámicos, con la salvedad de que en estos, el elemento que corta las líneas de campo magnético del imán no es una bobina, sino un diafragma en forma de cinta metálica corrugada; con lo que se consigue mayor superficie en menos espacio, a la vez que facilita su movimiento, al poseer mejor efecto diafragmático.
Los micrófonos de cinta siguen el principio de velocidad de onda o gradiente de presión, (diferencia de presión entre dos puntos cercanos separados por el diafragma). Si la presión de sonido alcanza sus caras al unísono, no se obtendrá ninguna señal en sus terminales de salida; por lo que se le encapsula para que esto no ocurra, y procurarle a la vez el patrón direccional que sea requerido, ya que por naturaleza son bidireccionales. Son además muy sensibles a las bajas frecuencias y poseen bastante efecto de proximidad (ensalzamiento de graves a corta distancia del micro), por lo que suelen utilizarse a cierta distancia del foco de emisión sonora (
Son de los más apreciados en aplicaciones de estudio debido a su alta calidad y sensibilidad. Sin embargo son muy delicados; una ráfaga de aire fuerte o un soplido en el mismo pueden fácilmente dañar la cinta y, en consecuencia, inutilizar el micro; por lo que resulta rara su aplicación en directo.
Debido a que responde a la diferencia de presión, este micrófono tiene una respuesta polar con un máximo en el eje perpendicular a la lámina, mientras que no responde a los sonidos laterales.
Micrófonos de Carbón.
Fueron los micrófonos utilizados durante mucho tiempo en los teléfonos, su principio de funcionamiento se basa en el cambio de resistencia en los granos de carbón al ser comprimidos por el diafragma, al recibir este, las variaciones de presión sonora.
Respuesta del micrófono de carbón
De la curva del micrófono de carbón se deducen sus pobres características frecuenciales, que han hecho posible su casi desaparición del mercado. (Excepto en teléfonos económicos).
Micrófonos Piezoeléctricos.
Estos micrófonos se basan en la capacidad que tienen los cristales piezoeléctricos de generar cargas eléctricas, al ser sometidos a presión (En griego piezein = presión ).
Respuesta de frecuencia de un micrófono piezoeléctrico
Aunque su respuesta es mejor que el micrófono de carbón, no llega a ser suficientemente bueno para grabaciones profesionales, por lo que se utiliza solo en micrófonos pequeños para voz.
- Barato, sensible, pequeño.
- Frágil, calidad de sonido restringida.
- No recomendable para aplicaciones exigentes.
Funcionamiento:
El sonido actúa sobre un diafragma conectado a una pequeña placa de cristal de doble cara; por efecto piezoeléctrico se producen variaciones de tensión que generan la señal de audio.
