MICRÓFONOS. Ing. Alejandro Bidondo.

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1 MICRÓFONOS Ing. Alejandro Bidondo

2 Micrófono Dispositivo electroacústico encargado de convertir la energía acústica en energía eléctrica. Transductor acusto-eléctrico

3 Clasificación de los micrófonos Según el principio de transducción. Según el tipo de transductor. Según sus patrones de captación. Según sus usos. Según sus impedancias.

4 Principio de transducción Micrófonos de Presión: Transducen a señal eléctrica la presión instantánea de las ondas sonoras que golpean el diafragma. Micrófonos de Velocidad (gradiente de presión): Transducen a señal eléctrica la diferencia entre la presión sonora frontal y trasera que existe en el diafragma, o sea, la velocidad instantánea de la partícula.

5 Tipo de Transductor Micrófonos de Carbón:

6 Tipo de Transductor Micrófonos de Cerámica (Piezoeléctricos): Piezoeléctricos

7 Tipo de Transductor Micrófonos Dinámicos (Bobina móvil): Principio de funcionamiento

8 Tipo de Transductor Micrófonos de Cinta (ribbon):

9 Tipo de Transductor Micrófonos de Condensador:

10 Micrófonos de Condensador: Electrónica Se produce una modulación de la Capacidad en función de la señal acústica incidente sobre una de las caras del Capacitor. Electret

11 Constante Dieléctrica Carga Micrófonos de Condensador: Q C = = e( t) e( t) E C distancia = = ξ E E Area 0 0 c( t) C d 0 0 d Tensión Capacidad: Propiedad de Almacenamiento de carga [Faradio]. 1C=1V*1F

12 Micrófonos de Condensador: Neumann U87 A B C D E

13 Micrófonos de Condensador: Fuente de tensión Fantasma (Phantom Power)

14 Tipo de Transductor Micrófonos de Electret : Con el mismo principio del micrófono de Condensador, se utiliza un diafragma plástico auto polarizado durante el proceso de manufactura ( electreto ).

15 Patrones de Captación (patrones polares) Super Cardioide Hiper Cardioide Figura de ocho Cardioide Omnidireccional

16 Patrones de Captación (patrones polares)

17 Patrones de Captación (patrones polares) En general la direccionalidad de un micrófono es buscada para evitar la interacción entre distintas fuentes sonoras en tomas multi - microfónicas.

18 Usos Comunicaciones: Alta sensibilidad, robustez, pequeño tamaño y bajo costo. Grabación y refuerzo sonoro: Fidelidad, directividad y robustez (para sonido en vivo). Medición: Exactitud, precisión (estabilidad) y ancho de banda. Propósitos generales.

19 Impedancias Alta Impedancia (>5KΩ): Se utiliza para usos domésticos; es vulnerable a la inducción electromagnética. Baja impedancia (<600Ω): Es para usos profesionales debido a que no favorece la inducción electromagnética de ruido y permite la transferencia de tensión a la siguiente etapa.

20 Especificaciones Principio de transducción. Tipo de transductor. Patrón polar. Máxima presión sonora admisible. Sensibilidad. Ruido propio. Relación S/N. Impedancia. THD. Respuesta en frecuencia. Respuesta Transitoria.

21 Sensibilidad Es la relación entre la amplitud de la señal eléctrica producida y la amplitud de presión (o gradiente de presión) existente. mv Pa Vout=Sensibilidad x Presión La sensibilidad es diréctamente proporcional al tamaño del diafragma.

22 Máxima Presión sonora admisible (overload) Cualquier micrófono producirá distorsión si se l hace trabajar en régimen alineal al captar sonidos demasiado intensos. Esto es causado por varios factores. Para micrófonos dinámicos, la bobina puede ser llevada más allá de los extremos del campo magnético. Para un mic de condensador, será el amplificador interno el que distorsionará (switch interno). Mantener la sobre exitación puede dañar permanentemente el diafragma, degradando la performance para niveles sonoros nominales. Al acercar los micrófonos a las fuentes sonoras los niveles sonoros son altos (oído - trompeta) La elección está entre alt sensibilidad y grandes valores de overload.

23 Linealidad - Distorsión Esta característica incrementa el precio de los micrófonos. Las características de distorsión son determinadas mayoritariamente por el cuidado con el qu se hace un diafragma y se monta. Grandes volúmenes de producción pueden degradar la calidad de un micrófono, y en ese caso la performance de distorsión será cuestión de suerte. Varios fabricantes tienen diversos modelos pero esencialmente poseen el mismo transductor. Hacen tiradas seriadas, los testean y le incrementan el precio a los buenos transductores. Ningún mic es perfectamente lineal. Lo mejor que se puede hacer es hallar uno cuya distorsión se complemente (agradablemente) con el sonido que se trata de registrar.

24 Respuesta Transitoria Contiene toda la información necesaria del dispositivo bajo prueba (si este es L.T.I.): Resonancias internas: cambios de pendiente. Ancho de banda (rango de frecuencias): Inversamente proporcional al ancho de la respuesta al impulso. Reflexiones: Picos discretos dentro de la respuesta al impulso. Coherencia temporal de la transducción: Cualitativamente, lo más parecido a un impulso (delta de Dirac).

25 Ringing en muy alta frecuencia: Respuesta Transitoria: (Efectos de resonancia y filtrado) Ringing en 22KHz Resonancias que presentan picos (en frecuencias) en 3KHz, 6.5KHz y 15KHz:

26 Respuesta Transitoria

27 Respuesta Transitoria La frecuencia de ringing es diréctamente proporcional a la tensión mecánica del diafragma.

28 Respuesta Transitoria Dado que el nuevo standard es 96KHz de frecuencia de sampleo, los fabricantes deberán revisar las respuestas de los micrófonos por sobre los 20KHz. Análisis teórico

29 Niveles eléctricos La salida de un micrófono es una señal muy débil, nominalmente de aproximadamente -60dBm. (La potencia producida por una presión sonora de 10 ubar). La impedancia de salida dependerá de si tiene o no un transformador balanceador de salida. Si no lo tiene el micrófono será catalogado como de alta impedancia. En este caso el cable utilizado debe ser corto (< 3m) para evitar problemas de ruido. Si el mic tiene un transformador de salida será catalogado como de baja impedancia y trabajará mejor si se lo conecta a una entrada de mic balanceada. El cable podrá tener muchos metros de longitud sin problemas de ruido. Salida balanceada y baja impedancia implica micrófonos caros y de aplicaciones profesionales. Salidas balanceadas tienen tres pines ( XLR plugs"), pero no todos los mics con estos conectores son realmente balanceados.

30 Preamplificador de Micrófono

31 Preamplificador de Micrófono

32 Ruido eléctrico Los Micrófonos producen una corriente señal baja, lo que da una idea de cuán precisas deben ser las partes móviles para seguir las ondas sonoras lo mejor posible. Para que la señal sea útil, la misma debe ser amplificada con un factor mayor a 1000 (veces). También se amplificará todo ruido eléctrico producido en él, por lo que pequeños valores son intolerables. Los mics dinámicos no poseen ruido eléctrico, pero sí lo poseen los circuitos internos a los mics tipo condensador por lo que deben ser construidos con materiales de primera. Ruido incluye la captación de vibraciones mecánicas a través del cuerpo del mic. La más común fuente de ruido son los cables de conexión hacia la consola. El pre de mic es muy parecido a un receptor de radio por lo que se debe prevenir que el cable funcione como antena. La primer técnica para evitarlo es el blindado de los cables (mallas). La segunda técnica es el balanceo de la señal (transformadores).

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