Los micrófonos son transductores acústico eléctricos destinados a la captación del sonido y su conversión en señal eléctrica. Constan de dos transductores: uno acústico-mecánico, que convierte las variaciones de presión en variaciones de fuerza, y otro mecánico-eléctrico, que transforma estas variaciones de fuerza en variaciones de tensión o de corriente eléctrica.

El primer transductor consta generalmente de una lámina (diafragma) y un conjunto de cavidades que transformarán la presión incidente (o la diferencia de presiones) en magnitudes mecánicas que actuarán sobre el segundo transductor para convertirlas finalmente en señal eléctrica. Este transductor mecánico-eléctrico depende de cada tipo de micrófono y, como veremos, puede estar constituido por una bobina móvil, una cinta metálica, una placa de condensador, un cristal piezoeléctrico, etc.

Independientemente del tipo de micrófono, todos los fabricantes especifican (o deberían) una serie de características comunes a todos ellos y que definen en gran medida su calidad, las aplicaciones que se le pueden dar y su modo de empleo.

1.-    SENSIBILIDAD: Es la capacidad de los micrófonos para captar sonidos y convertirlos en señales eléctricas. Por poner un símil, podría asemejarse a la "capacidad auditiva" del micrófono. Se define como el cociente entre la tensión en bornas del micrófono (en circuito abierto) y la presión que incide sobre él (en campo libre).

Los valores aconsejables han de estar por encima de 1mv/Pa, o lo que es lo mismo,

La sensibilidad varía con la frecuencia, por lo que se suele indicar siempre la sensibilidad a 1000 Hz.

2.-    FIDELIDAD: Representa la capacidad del micrófono para reproducir exactamente la onda de presión que incide sobre el diafragma, una vez transformada en señal eléctrica. Es decir, la onda eléctrica resultante ha de ser lo más parecida posible a la onda de presión incidente, tanto en forma como en amplitud relativa a lo largo del espectro. Así pues, la fidelidad viene determinada por la respuesta en frecuencia del micrófono y por la distorsión.

3.-    RESPUESTA EN FRECUENCIA: Define cómo se comporta el micrófono ante las distintas frecuencias del espectro audible. Lo habitual es que se proporcione la curva de respuesta obtenida en el laboratorio, aunque también es frecuente que únicamente se suministre lo que se conoce como gama de frecuencias que es el intervalo de frecuencias para el que la respuesta se mantiene dentro de un margen de 3dB.

4.-    DISTORSIóN: El origen principal de la distorsión se encuentra en la no linealidad en la conversión de señales acústicas en eléctricas, lo que da lugar a dos tipos de distorsión:

• Distorsión Armónica (THD). A consecuencia de la falta de linealidad se generan señales armónicas a la original..

• Intermodulación. También se produce intermodulación entre las distintas frecuencias incidentes, dando lugar a la aparición de frecuencias suma y diferencia.

5.-    DIRECTIVIDAD: Define la variación de sensibilidad en función del ángulo de incidencia de las ondas sonoras y es una de las características más importantes a la hora de elegir un micrófono para una determinada aplicación.

Los fabricantes suministran información sobre la directividad del micrófono de muchas formas distintas. En algunos casos se limitan a indicar el tipo de directividad en base a unos patrones estándar (omnidireccional, cardioide, hipercardioide, ...) entendiéndose que se refiere a una frecuencia de 1000 Hz.

Como la directividad depende de la frecuencia, lo habitual en micrófonos para uso profesional es que se suministren los diagramas polares obtenidos en distintas frecuencias.

6.-    IMPEDANCIA: La impedancia de salida del micrófono cobra especial importancia cuando éste se conecta a una mesa de mezclas por medio de un cable de cierta longitud. Según veremos, la impedancia del cable, en combinación con la del micro y la de entrada a la mesa, provocan una pérdida de señal en alta frecuencia que da lugar a una pérdida notable de la calidad de la señal introducida en la mesa. Esto es de vital importancia cuando se pretende captar el sonido de algunas fuentes especialmente ricas en armónicos como son, por ejemplo, la mayoría de los instrumentos de cuerda. Los fabricantes deben indicar la impedancia de salida del micrófono en su hoja de características que deberá estar, para una correcta adaptación al cable, en torno a unos pocos cientos de ohmios (300).

7.-    RUIDO: Las tensiones entregadas por el micrófono son muy débiles, con lo que el ruido originado en el interior del micrófono puede cobrar una importancia excesiva. Los fabricantes suelen indicar el nivel de ruido equivalente, que es el nivel de presión sonora que daría lugar a la misma tensión de salida que la generada por el ruido interno.

Los aspectos básicos sobre los que pueden establecerse distintas clasificaciones de los micrófonos son: la forma de obtener la fuerza, es decir, el transductor acústico-mecánico, el tipo de transductor mecánico-eléctrico y, por último, la directividad. Así pues, tenemos:

Según la forma de obtener la fuerza

                            - Presión

                            - Gradiente de Presión.

                            - Combinado de Presión y Gradiente de Presión

Según el tipo de transductor

                            - Electrostáticos

                            - Piezoeléctricos

                            - Electret

                            - Electrodinámicos

                            - Etc

Según la Directividad

                            - Omnidireccionales

                            - Direccionales

                            - Unidireccional (cardioide)

                            - Bidireccional

                            - Supercardioide

                            - Hipercardioide

· Micrófonos de Presión

Están formados por un diafragma flexible acoplado a una cavidad cerrada. En la cavidad hay un pequeño orificio que mantiene la presión media dentro de ella igual a la presión atmosférica. En estos micrófonos la deformación del diafragma es proporcional a la presión instantánea del aire que la envuelve y que se debe a sonidos que pueden proceder de cualquier dirección.

Si las dimensiones del diafragma son pequeñas frente a la longitud de onda, puede considerarse la presión que incide sobre él como constante, sea cual sea la orientación del micrófono y, por tanto, el micrófono es omnidireccional.

A frecuencias mayores en las que la longitud de onda es pequeña frente al tamaño del diafragma, aparecerá un cierto carácter directivo debido, por un lado, a que la carcasa del micro tapa la radiación que incide posteriormente y, por otro, a que sobre el diafragma se producen interferencias cuando las ondas inciden en direcciones distintas a las del eje de simetría del micrófono.

Incidencia Frontal: ONDAS EN FASE

Incidencia Lateral: ONDAS EN OPOSICION, salida atenuada

· Micrófonos de Gradiente de Presión

Producen una tensión proporcional a la diferencia de presión entre dos puntos. Están constituidos por un diafragma sometido a dos ondas de presión; una de ellas es la incidente y la otra la que se recibe por la otra cara del diafragma, que está desfasada respecto a la incidente debido al camino adicional que ha tenido que recorrer (si existe una cavidad acústica este camino es aún mayor).

· Micrófonos combinados de Presión y Gradiente de Presión

Estos micrófonos tienen una cavidad dispuesta detrás del diafragma y provista de una abertura (con una resistencia acústica) que permite el acceso del sonido a la parte posterior del diafragma después de haber recorrido una cierta distancia. De este modo, la onda que incide por la cara posterior estará desfasada respecto a la frontal.

Como es este desfase el que da lugar a la característica directiva del micrófono, es evidente que la directividad será distinta según sea la frecuencia. Para evitar esto y conseguir un diagrama de directividad más o menos uniforme en todas las bandas de frecuencia, se recurre a montar redes de inversión de fase distintas: una para alta frecuencia y otra para baja frecuencia.

CLASIFICACIóN SEGúN EL TIPO DE TRANSDUCTOR

• Dinámicos o Electro-dinámicos

Una de las características más importante de los micrófonos, es su direccionalidad, ya que, 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 sólo a variaciones de presión.

A=0 y B=1: patrón bidireccional. En este caso se tiene que el micrófono responde sólo 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

• A=0.25 y B=0.75: patrón del tipo Hiper-cardioide.

Las características fundamentales de los diversos patrones se resumen en la gráfica siguiente:

En la figura, 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.