Es un instrumento que recoge el sonido y los transmite cambiando la naturaleza de la señal captada. Puede afirmarse que se trata de un transductor, es decir, un aparto encargado de trasformar la energía acústica (por ejemplo la voz) en energía eléctrica.
Es el funcionamiento inverso a lo que hacen los altavoces o los amplificadores, los cuales transforman la energía eléctrica en sonido. Existen varios tipos de micrófonos, sin embargo su funcionamiento es similar en todos.
Actualmente, la mayoría de los micrófonos utilizan inducción electromagnética (micrófonos dinámicos), cambio de capacitancia (micrófonos de condensador) o piezoelectricidad (micrófonos piezoeléctricos) para producir una señal eléctrica a partir de las variaciones de la presión de aire. Los micrófonos usualmente requieren estar conectados a un preamplificador antes de que su señal pueda ser grabada o procesada y reproducida en altavoces o cualquier dispositivo de amplificación sonora.
Componentes y estructura
Diafragma
Es la parte más delicada de un micrófono. En algunos lugares también recibe el nombre de pastilla, aunque generalmente este término se refiere al dispositivo que capta las vibraciones en los instrumentos como, por ejemplo, en una guitarra eléctrica. El diafragma es una membrana que recibe las vibraciones sonoras y está unido al sistema que transforma estas ondas en electricidad.
Dispositivo transductor (elemento o cápsula)
El dispositivo transductor sensible de un micrófono se llama «elemento» o «cápsula». Esta cápsula microfónica puede estar construida de diferentes maneras y, dependiendo del tipo de transductor, se pueden clasificar los micrófonos como dinámicos, de condensador, de carbón o piezoeléctricos.
Rejilla
Protege el diafragma. Evita tanto los golpes de sonido (las “p” y las “b”) así como los daños físicos que sufra por alguna caída.
Carcasa
Es el recipiente donde se colocan los componentes del micrófono. En los de mano, que son los más comunes, esta carcasa es de metales poco pesados, ligeros de portar pero resistentes a la hora de proteger el dispositivo transductor.
* Entre los tipos de micrófonos el mas común son los los micrófonos dinámicos
Los micrófonos dinámicos (también conocidos como micrófonos magneto-dinámicos) trabajan a través de la inducción electromagnética. Son robustos, relativamente baratos y resistentes a la humedad. Esto, junto con su potencial de alta ganancia antes de la retroalimentación, los hace ideales para su uso en el escenario.
Los micrófonos de bobina móvil utilizan el mismo principio dinámico que es utilizado en un altavoz, pero invertido. Una pequeña bobina de inducción móvil, situada en el campo magnético de un imán permanente, está unida a la membrana. Cuando el sonido entra a través de la rejilla del micrófono, la onda de sonido mueve el diafragma, desplazando la bobina que se mueve en el campo magnético, que a su vez produce una variación de corriente en la bobina a través de la inducción electromagnética. Una sola membrana dinámica no responde linealmente a todas las frecuencias de audio. Algunos micrófonos por esta razón utilizan múltiples membranas para las diferentes partes del espectro de audio y luego se combinan las señales resultantes. Combinar correctamente las múltiples señales es difícil, y los diseños capaces de hacerlo son raros y tienden a ser caros. Por otra parte, existen varios diseños que se dirigen más específicamente a partes aisladas del espectro de audio. En la ingeniería de audio, se utilizan a menudo varios tipos de micrófonos al mismo tiempo para obtener el mejor resultado.
Patrón polar de los micrófonos
La respuesta de un micrófono omnidireccional (o no direccional) se considera generalmente que es una esfera perfecta en tres dimensiones. En el mundo real, este no es el caso. Como con los micrófonos direccionales, el patrón polar de un micrófono «omnidireccional» es una función de la frecuencia. El cuerpo del micrófono no es infinitamente pequeño y, como consecuencia, tiende a interferir en su propio campo con respecto a los sonidos que llegan desde la parte trasera, provocando un ligero aplanamiento de la respuesta polar. Este aplanamiento aumenta a medida que el diámetro del micrófono (asumiendo que es cilíndrico) llega a la longitud de onda de la frecuencia en cuestión. Por lo tanto, el micrófono de diámetro más pequeño da las mejores características omnidireccionales a altas frecuencias.
La longitud de onda del sonido a 10 kHz es poco más de una pulgada (3,4 cm). Los micrófonos de medición más pequeños suelen ser de 1/4″ (6 mm) de diámetro, lo que prácticamente elimina la direccionalidad incluso hasta de las frecuencias más altas. Los micrófonos omnidireccionales, a diferencia de los cardioides, no emplean cavidades resonantes, por lo que pueden ser considerados los micrófonos «más puros» en términos de baja coloración; agregan muy poca distorsión al sonido original. Ser sensible a la presión puede requerir una respuesta de baja frecuencia muy plana hasta los 20 Hz o por debajo, por lo que los micrófonos sensibles a la presión también responden mucho menos al ruido del viento y a las oclusivas (velocidad sensible) que los micrófonos direccionales.
Un micrófono unidireccional es sensible a los sonidos de una sola dirección, el micrófono está orientado hacia arriba. La intensidad del sonido de una frecuencia particular se mide perimetralmente de 0 a 360°. Los diagramas profesionales muestran estas escalas e incluyen varias gráficas con diferentes frecuencias. Los diagramas anteriores solo proporcionan una visión general de las formas típicas de los patrones habituales, y facilitan sus nombres.
Cardioide
El micrófono unidireccional más común es el micrófono cardioide, llamado así debido a que el patrón de sensibilidad tiene «forma de corazón», es decir, una curva cardioide. La familia de micrófonos cardioides se utilizan comúnmente como micrófonos vocales o del habla, ya que son buenos en el rechazo de los sonidos de otras direcciones. En tres dimensiones, el cardioide tiene la forma de una manzana, centrada alrededor del micrófono que sería el «tallo» de la manzana. La respuesta cardioide reduce la captación trasera y desde los lados, ayudando a evitar la retroalimentación de los monitores. Estos micrófonos son direccionales respecto al gradiente de presión del transductor, por lo que ponerlos muy cerca de la fuente de sonido (a distancias de unos pocos centímetros) se traduce en un refuerzo de los graves. Esto se conoce como el «efecto de proximidad». El Shure SM58 ha sido el micrófono más utilizado para voces en directo durante más de 50 años, lo que demuestra la importancia y la popularidad de los micrófonos cardioides.
Un micrófono cardioide es efectivamente una superposición de un micrófono omnidireccional, las ondas sonoras procedentes de la parte de atrás, la señal negativa del dispositivo con figura en 8, cancela la señal positiva del elemento omnidireccional, mientras que para las ondas de sonido que vienen de la parte delantera, los dos se suman entre sí. Un micrófono hipercardioide es similar, pero con una figura en 8 un poco más grande, lo que produce una zona más estrecha de sensibilidad frontal y un lóbulo menor de sensibilidad trasera. Un micrófono supercardioide es similar a uno hiper-cardioide, excepto en que posee una mayor sensibilidad frontal y una trasera todavía menor. Mientras que cualquier patrón entre el omnidireccional y la figura en 8 es posible mediante el ajuste de su mezcla, las definiciones comunes afirman que un hipercardioide se produce mediante la combinación de ambos en una proporción de 3:1, produciendo sensibilidad nula a 109,5 °, mientras que un supercardioide se genera con una relación 5:3, con sensibilidad nula a 126,9°. El micrófono sub-cardioide no tiene puntos nulos. Se produce con una relación de aproximadamente 7:3, con un nivel de 3-10 dB entre la toma delantera y la posterior.
Bidireccional
Los micrófonos bidireccionales, reciben el sonido por igual de las partes delantera y posterior del elemento. La mayoría de los micrófonos de cinta son de este tipo. En principio no responden a la presión sonara en absoluto, excepto para el cambio de presión entre la parte delantera y la parte posterior; desde su llegada, el sonido alcanza la parte delantera y la trasera de igual manera, y no hay diferencia en la presión. Por lo tanto, no responden al sonido de esa dirección. En términos matemáticos, mientras que los micrófonos omnidireccionales son transductores escalares que responden a la presión desde cualquier dirección, los micrófonos bidireccionales son transductores vectoriales que responden al gradiente a lo largo de un eje normal al plano del diafragma. Esto también tiene el efecto de invertir la polaridad de salida para los sonidos que llegan desde el lado posterior.
Diseños de micrófonos
Está diseñado para operar con manos libres. Estos pequeños micrófonos se usan fijados a la ropa de las personas. Originalmente, se sujetaban con un cordón de seguridad alrededor del cuello, pero más a menudo se colocan sobre la ropa con un clip, alfiler, cinta o imán. El cordón de solapa puede ocultarse en la ropa y conectarse a un transmisor de radiofrecuencia guardado en un bolsillo o sujetarse a una correa (para uso móvil), o puede pasar directamente al mezclador (para aplicaciones en las que permanecen en el mismo sitio).
Transmite el audio como una señal de radio u óptica, en vez de a través de un cable. Por lo general, envía su señal usando un pequeño transmisor de radio FM a un receptor cercano conectado al sistema de sonido, pero también puede usar ondas infrarrojas si el transmisor y el receptor están a la vista el uno del otro.
recoge las vibraciones directamente de una superficie sólida u objeto, a diferencia de las vibraciones de sonido que se transmiten por el aire. Un uso para estos dispositivos es detectar sonidos de un nivel muy bajo, como los de objetos pequeños o el de los insectos. El micrófono comúnmente consiste en un transductor magnético (bobina móvil), placa de contacto y pin de contacto. La placa de contacto se coloca directamente en la parte vibrante de un instrumento musical u otra superficie, y el pin de contacto transfiere las vibraciones a la bobina. Los micrófonos de contacto se han utilizado para captar el sonido del latido de un caracol y los pasos de las hormigas. Recientemente se ha desarrollado una versión portátil de este micrófono.
Es una variante del micrófono de contacto que capta el habla directamente de la garganta de una persona, a la que está sujeto. Esto permite que el dispositivo se use en áreas con sonidos ambientales que de otra manera harían que la voz no fuese audible.
Utiliza un reflector parabólico para recolectar y enfocar las ondas de sonido en un receptor microfónico, de la misma manera que lo hace una antena parabólica (por ejemplo, un plato satelital) con las ondas de radio. Los usos típicos de este micrófono, que tiene una sensibilidad frontal inusualmente enfocada y puede captar sonidos desde muchos metros de distancia, incluyen grabación de naturaleza, eventos deportivos al aire libre, escuchas clandestinas, investigaciones policiales e incluso espionaje. Los micrófonos parabólicos no suelen utilizarse para aplicaciones de grabación estándar, ya que tienden a tener una baja respuesta de baja frecuencia como efecto secundario de su diseño.
integra dos micrófonos en una unidad para producir una señal estereofónica. Se usan a menudo para aplicaciones de radiodifusión o grabación de campo, donde sería poco práctico configurar dos micrófonos de condensador separados en una configuración X-Y clásica (véase práctica microfónica) para grabación estereofónica. Algunos de estos micrófonos tienen un ángulo de cobertura ajustable entre los dos canales.
Micrófono cancelador de ruido
Es un diseño altamente direccional, ideado para entornos ruidosos. Uno de estos usos es en las cabinas de las aeronaves, donde normalmente se instalan como micrófonos de barbilla junto a los auriculares. Otro uso es en eventos musicales en directo, en escenarios de conciertos con música a elevado volumen, donde son utilizados por los vocalistas de conciertos en vivo. Muchos micrófonos con cancelación de ruido combinan las señales recibidas de dos diafragmas que están en polaridad eléctrica opuesta o se procesan electrónicamente. En los diseños de doble diafragma, el diafragma principal se monta más cerca de la fuente deseada y el segundo se ubica más lejos de la fuente para que pueda recoger los sonidos ambientales que se restarán de la señal del diafragma principal. Después de que las dos señales se hayan combinado, los sonidos que no sean la fuente deseada se reducen considerablemente, lo que aumenta sustancialmente la inteligibilidad del sonido procesado. Otros diseños de cancelación de ruido utilizan un diafragma que se ve afectado por los puertos abiertos a los lados y la parte posterior del micrófono, con una suma de 16 dB de rechazo de los sonidos que están más lejos.