¿Cómo se genera el sonido?
El sonido es generado por un proceso mecánico particular. Algún objeto físico se mueve a cierta velocidad y luego se mueve el aire a su alrededor. El ejemplo más sencillo sería un martillo golpeando un diapasón vibra a cierta frecuencia y el sonido que produce es trasmitido por el aire hasta llegar a su oído. El oído convierte el movimiento del aire en energía eléctrica y la envía a su cerebro. Luego su cerebro interpreta dicha información (véase figura 1).
También existe otra manera de explicar este complicado proceso como una conversión de análogo a digital. El martillo golpeando el diapasón es comparable a una señal digital que luego se convierte en señal análoga: la onda de sonido. La onda es trasmitida por el aire. Su oído recibe dicha señal análoga y la convierte en una señal eléctrica. Esto se llamaría una conversión análogo a digital (véase figura 2).
¿Cómo procesa el micrófono la onda de sonido?
El micrófono se puede considerar como un aparato de conversión. Toma la onda de sonido y la convierte en energía eléctrica (véase figura 3). Hay tres pasos básicos para explicar este proceso:
A: la onda de sonido mueve el diafragma plástico. B: la bobina de voz que está pegada al diafragma y dentro de la estructura magnética (imán/compartimiento magnético) también se mueve. C: el proceso produce una pequeña cantidad de energía eléctrica. Este tipo de micrófono se llama dinámico o de bobina móvil. La onda de sonido debe mover la masa (ensamble de diafragma y bobina) pero tiene algunas dificultades. Generalmente da un pequeño pico, entre 2-5 KHz, que algunas veces se le llama efecto presencia.
Frecuencias extremadamente altas o bajas le pueden dar al micrófono algunos problemas. Este tipo de micrófono es usualmente muy durable y no requiere ningún trazo especial.
La cantidad de energía eléctrica que puede sacar depende parcialmente de la cantidad de energía acústica. Entre más duro el sonido, más energía eléctrica producirá el micrófono. Claro que algunos factores limitan esta situación.
El sonido que oímos se mide usualmente en dB SPL, una medida que nos dice cuán duro es el sonido que escuchamos. Esta varía desde 25dB SPL (por ejemplo un estudio muy callado para grabación de música) a 140 dB SPL (una sirena). Una orquesta sinfónica completa tiene un rango dinámico de 20 a 100 dB. El oído humano tiene un rango dinámico de 120 dB, que es de un trillón a uno, mientras que la grabación análoga es a 60 dB o sea 1 millón a uno, y grabación digital es de 90 dB, es decir un billón a uno. Como podemos ver, el oído humano es un instrumento muy fino y debe ser tratado con respeto. De ahí que el micrófono que convierte el movimiento del aire en una señal eléctrica dentro de este rango dinámico tan grande, tiene una tarea difícil por cumplir.
¿Cuál es la eficacia de un micrófono?
El micrófono debe estar cerca del objeto generador. Los voltajes producidos por el micrófono caen al inverso cuadrado de la distancia (figura 4). Esto significa sencillamente que entre más cerca esté el micrófono del objeto, más voltaje producirá. En otras palabras, más nivel de audio. Esto tiene también sus desventajas. Cuando el micrófono se encuentra demasiado cerca de la fuente de sonido se generan algunos efectos–de proximidad–. Las frecuencias bajas tienen un efecto mayor que las altas.
Recuerde que el micrófono es un aparato acústico. La temperatura y humedad son factores importantes en el proceso de reproducción de sonido. Por esto la grabación en un estudio puede ser muy uniforme, mientras que la grabación en exteriores–a remoto– resultará diferente de vez en cuando. Estos factores son muy importantes para tener en cuenta porque algo que funcionó bien una vez puede no ser correcto en otra oportunidad.
¿Cuántos tipos de micrófonos hay disponibles?
Existen cinco diferentes formas de generar voltaje de una fuente acústica. La primera y más común corresponde al tipo dinámico que posee un pequeño diafragma con una bobina de alambre de magneto pegado, en un campo magnético permanente (véase figura 5).
El tipo condensador electret es, después del dinámico, el más popular en el mercado actual. Consiste en un capacitador permanente cargado con un amplificador FET en su estructura (figura 6). El micrófono capacitador es descendiente del tipo electret, pero requiere de una fuente de energía para cargar sus plates (figura 7). Un micrófono capacitador R:F: es otra manera de generar voltaje eléctrico de calidad. Existían muchos otros tipos de micrófonos pero ya fueron descontinuados del mercado.
¿Cuáles son las distintas características acústicas?
Las describiré en orden según su uso. Las siguientes descripciones de patrones de recolección tienen algunos elementos en común. Las figuras mostradas son a 1 KHz para propósitos de simplificar. Dependiendo de la diversas frecuencias existen diferentes patrones de recolección y cada micrófono tendrá su propio patrón polar. El fabricante generalmente provee dicha información con el micrófono. La idea es saber cuál es el patrón correcto a usar en una aplicación en particular.
El tipo más usado es el omnidireccional (figura 8).Este recibe las ondas acústicas en un patrón que es igual alrededor, en modo circular. El dibujo muestra que la recolección en la parte de atrás sufre una pérdida. El siguiente es el cardioide, el cual tiene mejor recolección al frente del micrófono que atrás (figura 9).Este micrófono es muy popular para sonido en vivo por muchas buenas razones. Una de las más grandes, es porque puede reducir la retroalimentación acústica.
Claro que el unidireccional no se constituye en la única respuesta para el problema de retroalimentación acústica. Los hipercardioides y supercardioides tienen algunas características del cardioide, pero aún más intensas, por ejemplo, un rango de recolección más angosto.
Vale la pena repetir que no existe un micrófono que resuelva todos los problemas acústicos. Después de un poco de práctica adquirirá un conocimiento de lo que puede funcionar en distintas situaciones.
El último tipo es el gun/interferencia usado para recolección a grandes distancias (figura 11), que se utiliza especialmente para aplicaciones ENG, donde el objeto sea difícil de microfonear y un micrófono inalámbrico no se pueda usar por cualquier razón técnica. También se usan en producción de cine y TV para grabar diálogos. Son muy direccionales, por lo que entre más largos–tipo shotgun– pueden resultar muy efectivos.
En mi próximo artículo discutiré sobre otro tipo de micrófonos y sus usos. Esta serie de audio básico está diseñada para quienes tengan conocimiento en áreas de producción, pero no específicamente en audio. Mi meta es informar a mis lectores.
Si existen temas que usted quiera saber, por favor escríbame a las oficinas editoriales de la revista, Avenida Eldorado No. 90-10, Bogotá, Colombia, o envíeme un fax al (57-1)410-49-16.
* Nota sobre el autor:
Franklin Miller es el fundador de Sescom, Inc., compañía que ha fabricado más de 350 accesorios de audio para broadcast y grabación. El señor Miller lleva 28 años dedicado a la industria del audio y ha escrito varios artículos, entre los que se destaca el capítulo sobre transformadores de audio en el manual para ingenieros de sonido, La Nueva Enciclopedia de Audio, así como varias colaboraciones para el Radio World, dB sound Engineering, Electronis Now y Teleconferencing Magazine. Además, es el creador del manual práctico Audio Demystified.
