UNIDAD DE TRABAJO N2. INSTALACIONES DE MEGAFONA

UNIDAD DE TRABAJO N2.1. Descripcin de Componentes. Simbologa

MICRFONOS 2. El Micrfono.

Es un elemento capaz de captar las ondas sonoras, convirtiendo las

variaciones de presin que inciden en su diafragma en energa elctrica de similares caractersticas a la onda sonora, para su posterior proceso por medios electrnicos.

Est constituido por dos transductores: Acstico-Mecnico. Mecnico-Elctrico.

Los transductores son dispositivos que se activan gracias al tipo de energa recibida, convirtindola en otro tipo de energa a su salida.

2.1. Caractersticas Tcnicas.

Nos determinan la calidad y posibilidad de trabajo de los micrfonos.

2.1.1. Sensibilidad. (Sensitivity).

Es la relacin entre el nivel de presin sonora (SPL) que acta

sobre el diafragma del micrfono y la tensin alterna eficaz que se genera en sus bornes de salida en circuito abierto.

La sensibilidad indica la eficiencia que un micrfono tiene para transformar la presin acstica en tensin elctrica.

Sensibilidad = Tensin / Pascal Se representa por la letra S . Se expresa generalmente en mV/Pa . La tensin de salida de un micrfono siempre ser inferior a 1V. El Nivel de Sensibilidad (St), es la relacin expresada en (dB)

entre la sensibilidad (S) y el nivel de sensibilidad de referencia (Sr), cuyo valor es de (1V/Pa), queda como sigue:

S St = 20 lg ----- (dB) Siempre dar dB negativos.

Sr 2.1.2. La Respuesta de Frecuencia. (Frequency Response).

Indica la sensibilidad microfnica dentro del espectro de frecuencias

audibles. La curva caracterstica de respuesta en frecuencia de un micrfono

ha de ser lo ms uniforme posible, sin picos ni valles e incluso lo ms amplia

1

posible que abarque el mximo de frecuencias audibles, aunque esto depende fundamentalmente del uso o aplicacin al que va destinado el micrfono. Por ejemplo:

Para reproducir la palabra humana se requiere una banda de frecuencias ms estrecha.

Para reproducir sonidos musicales se requiere una banda de frecuencias ms ancha.

Figura 2.1.2. Curva caracterstica de respuesta en frecuencia de un

micrfono omnidireccional. 2.1.3. Directividad o Direccionalidad. (Polar Pattern).

La Directividad es la variacin del nivel de salida del micrfono

para cada uno de los diferentes ngulos de incidencia de la presin acstica. Es una de las caractersticas ms importantes del micrfono, ya que

gracias a ella es posible conocer su comportamiento y su nivel de sensibilidad respecto a la procedencia de las ondas incidentes.

Recoge los sonidos seleccionados y elimina los indeseados (ruidos, ecos, acoplamientos, etc.). Es la caracterstica ms til en sonorizacin y megafona.

Omnidireccional Cardioide Hipercardioide Bidireccional Ultradireccional Figura 2.1.3. Representacin de los diferentes tipos de directividad presentes en los micrfonos. 2.1.4. Impedancia interna. (Nominal Impedancia).

La Impedancia interna de un micrfono depende del material y de

la tcnica empleada en su construccin. Es conocida como Impedancia de salida. Hay dos tipos:

- Micrfonos de Alta Impedancia. - Micrfonos de Baja Impedancia.

2

En la prctica los micrfonos se adaptan por tensin a la mesa de mezclas, es decir, la impedancia de carga sobre la que se cierra el micrfono es de 3 a 10 veces la impedancia interna del micrfono, con lo que se consigue que la mayor parte de la tensin generada por el micrfono caiga sobre el equipo conectado al mismo.

La impedancia de salida de un micrfono se mide en Ohmios (). Segn la tcnica de construccin tenemos: - Micrfonos de Alta Impedancia. (Lnea de conexin corta).

Superior a 1000 . Tensin de salida entre 10 mV a 30 mV. Entregan poca corriente de salida.

- Micrfonos de Baja Impedancia. (Lnea de conexin ms larga). Entre 200 y 600 . Tensin de salida entre 0.3 mV a 2 mV. Entregan mayor corriente de salida.

2.1.5. Nivel de Ruido. (Signal to noise).

Como la gran mayora de dispositivos electrnicos, el micrfono es

un generador de ruidos debido al movimiento trmico de los electrones en su parte elctrica. Adems, al micrfono se le agregan otro tipo de ruidos por lo que se puede considerar al micrfono como la mayor fuente de ruido de todo el sistema de audio.

La relacin seal/ruido (S/N) en los micrfonos ha de ser alta, indica calidad.

Se expresa en decibelios (dB). Ejemplo: Tenemos un micrfono de bobina mvil con una

sensibilidad de 0,2 mV para 94 dB de SPL. El ruido introducido es 0,26 V. La relacin seal/ruido se obtiene dividiendo la sensibilidad entre el ruido:

S/N = 2 / 0,00026 = 7600 Si lo expresamos en decibelios. S/N(dB) = 20 lg 7600 = 77 dB.

2.1.6. Rango Dinmico.

Se define a la magnitud existente entre el sonido ms fuerte y el ms dbil que se transforma en seal elctrica por un micrfono sin producir distorsin.

Figura 2.1.6. Rango dinmico de una seal de audio.

3

2.1.7. Distorsin.

La distorsin est formada por el conjunto de seales que aparecen en la salida de un sistema y que no estaban presentes en la entrada. Estas seales que van a modificar el contenido de la seal til de salida, deformndola, estn originadas porque el sistema no acta linealmente sobre la seal de entrada.

El parmetro que determina la distorsin armnica total de un sistema es el (TDH).

Algunos fabricantes proporcionan La Linealidad como la cualidad de un micrfono para proporcionar una tensin de salida proporcional a la presin ejercida sobre su diafragma.

La falta de Linealidad provoca la Distorsin de la seal de salida. Causas de la Distorsin: - Efecto de proximidad. - Resonancias internas, que modifican la curva de respuesta. - Respuesta lenta a las ondas de presin sonora de los micrfonos

de bobina y de cinta. - Sobrecarga o saturacin por una presin elevada. - Las ondas sonoras de choque al pronunciar las consonantes

explosivas (p,t,b). - Turbulencias debidas al viento.

2.2. Tipos de Micrfonos.

Segn el transductor empleado tendremos:

- Micrfonos de Presin. Omnidireccional. - Micrfonos de Gradiente. Bidireccional o en 8.

Transductor Acstico-Mecnico - Micrfonos combinados de Presin y Gradiente. Unidireccional o Cardioide; Hipercardiode.

Permite conseguir las diferentes - Micrfono de Interferencia o Can. Directividades del micrfono.

- Micrfonos de Resistencia Variable de Carbn. - Micrfonos Piezoelctricos (Cristal y Cermicos).

Transductor Mecnico-Elctrico - Micrfonos Electrodinmicos de Bobina mvil o cinta. - Micrfonos Electrostticos de Condensador y

Permite indicar la eficiencia del Electret. del micrfono en la conversin de la seal acstica a elctrica.

4

2.2.1. Transductor Acstico-Mecnico.

Micrfonos Omnidireccionales.Tienen igual sensibilidad respecto a la onda incidente, sea cual sea el

punto de procedencia de sta, y recoge la seal acstica procedente de todas direcciones.

Figura 2.2.1.a. Diagrama polar tpico de un micrfono omnidireccional, representando la respuesta polar para diferentes frecuencias.

Micrfonos Bidireccionales.

Reciben la presin por ambos lados del diafragma anterior y posterior atenuando todos los sonidos que llegan procedentes de otras longitudes.

Tienen su mxima sensibilidad entre los 0 y 180.

Figura 2.2.1.b. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia de un micrfono bidireccional.

Micrfonos Cardiodes.

Captan preferentemente los sonidos procedentes de los puntos situados delante de su diagrama y con menor intensidad los que proceden de los puntos situados detrs.

Figura 2.2.1.c. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia de un micrfono cardioide.

5

Micrfono Hipercardiode.

Su respuesta se sita a medio camino entre los Bidireccionales y los Cardiodes.

Figura 2.2.1.d. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia de un micrfono hipercardioide.

Micrfonos Unidireccionales.

- De Cancelacin de fase. - Con Reflector.

Micrfono de Interferencia o de Can.

Tambin denominados Superdireccionales ya que estn concebidos para poder captar un sonido determinado, eliminando todos los dems que se producen en su entorno.

Figura 2.2.1.e. Diagrama polar de directividad y curva de respuesta en frecuencia de un micrfono supercardioide.

- Ruidos de vibracin o golpes que inciden sobre el micrfono o

sobre sus soportes.

6

2.2.2. Transductor Mecnico-Elctrico.

Micrfonos de Carbn.Su principio de funcionamiento est basado en la inclusin, dentro

de una cavidad cerrada, de varios centenares de grnulos de carbn, generalmente grafito o antracita. Es el ms antiguo de los micrfonos.

Figura 2.2.2.a. Seccin esquemtica de un micrfono de carbn.

Micrfonos de Cristal.

Basa su funcionamiento en la utilizacin del fenmeno piezoelctrico que presentan ciertos cristales (sal de cuarzo) en virtud del cual al ser stos deformados por la accin de una presin, generan entre sus superficies una tensin elctrica proporcional a la deformacin del cristal.

Figura 2.2.2.b. Seccin esquemtica de un micrfono piezoelctrico.

7

Micrfonos Dinmicos o de Bobina Mvil.

Su funcionamiento est basado en el fenmeno de la generacin de una fuerza electromotriz, que est inducida en un conductor elctrico que se desplaza en el interior de un campo magntico, produciendo una corriente I proporcional a la fuerza mecnica.

Figura 2.2.2.c. Estructura bsica de una cpsula micrfonica del tipo dinmico.

Micrfonos de Cinta.

Su sistema de transduccin es electromagntico y resuelven su funcionamiento suspendiendo una cinta de aluminio ondulada muy ligera, de 4 cm de ancho y 5 cm de longitud, entre las piezas polares del entrehierro recto de un imn permanente con forma de herradura, cuyas caras estn sometidas a las onda sonoras.

Figura 2.2.2.d. Aspecto interior de un micrfono de cinta.

8

Micrfono de Capacidad.Se trata de un micrfono de alta calidad basado en la atraccin y la

repulsin de cargas elctricas almacenadas en un condensador. Usa como principio de funcionamiento las diferencias de capacidad existentes entre las armaduras de un condensador de dos placas de aproximadamente 40 o 50 pF.

Figura 2.2.2.e. Esquema bsico de un micrfono Figura 2.2.2.f. Micrfono de condensador con de condensador. amplificador a FET incorporado para reducir la impedancia de salida.

Micrfono Electret.El llamado principio electret o de condensador electret se desarroll

mucho ms tarde que los anteriores. La polarizacin del diafragma se realiza por una carga electrosttica

permanente, inducida mediante un polmero llamado electrec, material que est prepolarizado elctricamente, por tanto no necesita polarizacin externa

Figura 2.2.2.g. Esquema bsico de un micrfono electrec.

Micrfonos sin hilos o inalmbricos.Un sistema de micrfono inalmbrico consta de un conjunto

compuesto por dos bloques, un micrfono normal y un transmisor de FM o UHF.

9

St = 20 lg ----- (dB) Siempre dar dB negativos.