EQUIPOS DE
INSTITUTO INSTITUTO E. E. S. S. R RÍÍO O DUERO DUERO DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO ELECTRICIDAD ELECTRICIDAD -- ELECTR ELECTRÓ ÓNICA NICA
Clasificación de los aparatos electrónicos para música o sonido generadores
: producen un sonido
procesadores
: modifican una señal
grabadores
: la almacenan en un medio
reproductores
: convierten la señal en sonido.
transductores
: …..????????
determinado para su posterior reproducción
transductores
Transductores Un transductor es un dispositivo que convierte una señal de un tipo de energía en otra. • La base es sencilla, se puede obtener la misma información de cualquier secuencia similar de oscilaciones, ya sean ondas sonoras (aire vibrando), vibraciones mecánicas de un sólido, corrientes y voltajes alternos en circuitos eléctricos, vibraciones de ondas electromagnéticas radiadas en el espacio en forma de ondas de radio o las marcas permanentes grabadas en un disco o una cinta magnética.
Transductores • Lo que tienen todos en común, es que operan o producen sonido no como onda de presión, sino como una representación de esta en forma de fluctuación de tensión eléctrica. • El enlace entre ambas se realiza mediante transductores.
EL MICRÓFONO
El sonido consiste en fluctuaciones de la presión aire. Podemos oír porque el tímpano percibe estas fluctuaciones de la presión del aire. De forma similar, los micrófonos producen tensiones proporcionales a estas fluctuaciones de presión. Todos los micrófonos tienen un diafragma construido con un material tirante como plástico, papel o aluminio muy fino. Los cambios de presión en el aire golpean el diafragma haciéndolo vibrar. Esta vibración del diafragma es la que se aprovecha de diversas maneras para producir tensiones o corrientes proporcionales a esta vibración.
Características técnicas de los micrófonos
Respuesta de frecuencia Impedancia interna Rango dinรกmico Nivel de ruido Sensibilidad Directividad
Sensitivity
Sensibilidad
LA SENSIBILIDAD La sensibilidad de un micrรณfono es la relaciรณn entre la tensiรณn de salida obtenida en el mismo y la tensiรณn de referencia que provoca dicha salida en el micrรณfono. Como es lรณgico cuanto mayor sea la sensibilidad de un micrรณfono, mejor. La sensibilidad del micrรณfono no influye en su calidad sonora, ni en su respuesta en frecuencia, รบnicamente es importante a la hora de su uso ya que un micrรณfono de baja sensibilidad nos fuerza, al utilizar un Preamplificador para el micrรณfono, a utilizar un nivel mayor de ganancia de entrada para dicho micrรณfono, aumentando de esta manera el ruido de fondo que produce la electrรณnica de los preamplificadores.
Nivel de sensibilidad en dB •
La sensibilidad se define como la relación entre la tensión eléctrica expresada en voltios obtenida en los bornes del micrófono en circuito abierto y la presión sonora aplicada expresada en Pascal utilizando una frecuencia de 1000 Hz. – 1 Pascal = 1 newton/m² = 10 dinas/cm²
• La unidad de sensibilidad es el decibelio (dB). •
Nivel de sensibilidad en dB = St
– St = 20 log (S/Sr) • S = Sensibilidad • S = Sensibilidad de referencia – 1V/Pa
Ejemplo de cálculo de Nivel de sensibilidad en dB • Si medimos en los bornes de un micrófono y tenemos una lectura de tensión de 0.004 V, cuando se le hace incidir una presión de 1 pascal.¿ Calcula su nivel de sensibilidad?
St = 20 log (S/Sr) S = Sr =
Sensibilidad Sensibilidad de referencia – 1V/Pa
St = 20 log (0.004 / 1 V/Pa)
St = - 48 dB (referencia 1V/Pa) Nivel de salida está a 48 dB por debajo de 1 V
AKG D 3700M Polar pattern
Cardioid
Frequency range
70 to 20,000 Hz
Sensitivity
2,5 mV/Pa (-52 dBV re 1 V/Pa)
Max. SPL
147 dB SPL (156 dB SPL) for 1% (3%) THD
Equivalent noise level
19 dB (A) to DIN 45412
Impedance
<= 600 Ohms
Recommended load impedance
>= 2.000 Ohms
Connector
3-pin male XLR
Finish
Matte black enamel
Dimensions
Length:186 mm (7.3 in.); Ă&#x2DC;:50 mm (2.0 in.)
Net weight
290g (10.4 oz.)
Shipping weight
970g (2.1 lb.)
AKG
C 4000 B
Polar pattern
cardioid, hypercardioid, omnidirectional
Frequency range
20 to 20,000 Hz
Sensitivity
25 mV/Pa (-32 dBV)
Max. SPL
145/155 dB (THD=0.5%)
Equivalent noise level (CCIR 468-3)
19 dB
Equivalent noise level
8 dB-A
Signal/noise ratio (A-weighted)
86 dB
Preattenuation pad
10 dB, switchable
Bass filter
12 dB/octave at 100 Hz
Impedance
200 ohms
Recommended load impedance
>1.000 ohms
Supply voltage
9 to 52 V phantom power to DIN 45596
Current consumption
<2 mA
Connector
3-pin XLR
Dimensions
58 dia. x 183 mm / 2.3 dia. x 7.2 in.
Net weight
450 g / 1 lb.
Shipping weight
1 kg / 2.2 lbs.
Patent(s)
Electrostatic transducer
Polar Pattern
Directividad o direccionalidad
EL DIAGRAMA POLAR • El diagrama polar de un micrófono refleja la sensibilidad con que es capaz de captar un sonido según el ángulo con que le incida este. •
• • •
Para determinar el diagrama polar de un micrófono, se utiliza una cámara anecoica en la que se coloca el micrófono y frente a el una fuente sonora que genera un tono a una frecuencia determinada. Teniendo el micrófono en el eje de 0º sobre la fuente sonora, se mide la tensión de salida del mismo. A esta tensión se le llama "tensión de referencia a 0 dBs" y se toma como tensión de referencia. A continuación se va rotando el micrófono sobre su eje variando el ángulo de incidencia con respecto a la fuente sonora, y se van anotando los valores de tensión que obtenemos en su salida.
Diagramas polares de directividad de un micr贸fono de cinta
Omnidireccional
Cardioide
Bidireccional
Micrófono dinámico cardioide, de “cañón”
Diagrama polar
Micr贸fono de cinta Diagramas de directividad
Respuesta en frecuencia y diagrama polar
Nominal impedance
Impedancia interna
LA IMPEDANCIA • La impedancia en un micrófono es la propiedad de limitar el paso de la corriente, como ya sabemos se mide en Ohmios. • Normalmente en los micrófonos se mide sobre una frecuencia de 1Khz y en micrófonos de baja impedancia suele valer 200 Ohmios. • Los micrófonos más habituales son los de baja impedancia, considerados hasta unos 600 Ohmios. • También existen los de alta impedancia que suelen tener un valor tipo de 3000 Ohmios y más.
LA IMPEDANCIA • La diferencia entre uno y otro radica en que a la hora de conectar un cable para unirlo a la mesa de mezclas o al amplificador, los de baja impedancia al oponer poca resistencia a la corriente que circula, permiten utilizar cables de longitud muy grande mientras que los de alta impedancia al restringir de forma mayor el paso de la corriente, solo se pueden usar con cables de corta distancia. • Hoy en día prácticamente nadie usa micrófonos de alta impedancia salvo en gamas muy baratas de precio o en casos específicos.
Rango dinรกmico
Rango dinámico • Relación entre el sonido más fuerte y más débil que es transformado en señal eléctrica por un micrófono sin producir distorsión. • Los que mejor rango dinámico consiguen son los electrodinámicos.
Frequency response
La respuesta de frecuencia
La respuesta de frecuencia • Indica la sensibilidad microfónica dentro del espectro de frecuencias audibles. • El ideal es que respondiese igual a todas las frecuencias (?)(imposible). • Esta en intima relación con el uso que se le va a dar al micrófono. – Ejemplo : Un micrófono para realizar entrevistas seria bueno que estuviese lo mas limitado posible a las frecuencias de la voz. Este mismo micrófono seria nefasto para la grabación de una orquesta.
Respuesta en frecuencia de un micr贸fono Lavalier t铆pico
Respuesta en frecuencia de un micr贸fono de cinta
Respuesta en frecuencia del micrófono dinámico de “cañón”
Respuesta en frecuencia y diagrama polar
distorsión • Señales que aparecen a la salida y no están presentes en la entrada. • Causas :
- viento - proximidad - vibraciones o golpes - presión elevada - respuesta lenta - resonancias internas - consonantes explosivas - etc…
Signal to noise
Nivel de ruido
Nivel de ruido • El micrófono se le considera como la mayor fuente de ruido de un sistema de audio. • El nivel de ruido se define la relación entre la señal y el ruido del propio micrófono. sensibilidad del micrófono • Nivel de ruido = ruido
Nivel de ruido • El ruido en un micrófono de carbón es de 0.08 μV. Para saber su sensibilidad recurrimos a la tabla de características de dicho micrófono y nos dan un valor de 6 mV para 94 dB. ¿Cuál seria su magnitud en nivel de ruido?
• Nivel de ruido = 6 / 0.00008 = 75000 • En dB = 20 log 75000 = 97.5 dB
Nivel de ruido • Causas : - movimiento térmico de los electrones - partículas de aire al chocar con la membrana - mala conexión - mal blindaje - etc… Mejores - condensador Peores - electret
Principales diseños de micrófonos según su uso •
De mano
- tipo de micrófono que usa en entrevistas.
•
Lavaliere
- Se solía colgar de un cordel alrededor del cuello. Una variación más actualizada es el micrófono personal (de corbata o solapa) o de clip.
•
Cañón
- Usado para captar sonidos a distancia . (shotgun)
•
M. piezoeléctrico - Llamado PZ o PZM, este tipo de micrófonos ofrecen una óptima captación de sonidos transmitidos a través de superficies duras, como por ejemplo una mesa
•
M. de contacto - Captan el sonido en contacto directo con la fuente sonora. Este tipo de micrófonos se encuentran generalmente montados en instrumentos musicales.
•
M. de estudio - Es la categoría mas grande de micrófonos e incluye varios diseños según su aplicación en grabacion.
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA VARIABLE
PIEZOELÉCTRICOS
ELECTRODINÁMICOS
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL DE CARBÓN
ELECTROSTÁTICOS CONDENSADOR
INALÁMBRICOS
DE CAPACIDAD
DE CRISTAL
INALÁMBRICO
DE CINTA
ELECTRET
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA PIEZOELÉCTRICOS ELECTRODINÁMICOS VARIABLE
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL
DE CARBÓN
ELECTROSTÁTICOS CONDENSADOR
INALÁMBRICOS
DE CAPACIDAD
DE CRISTAL
INALÁMBRICO
DE CINTA
ELECTRET
De resistencia variable
Micrófono de carbón - características • Son muy baratos. • Respuesta en frecuencia mala, entre 200Hz-3000Hz (aunque idónea para la voz humana en aplicaciones de telefonía) . • Curva muy irregular. • Gran sensibilidad (-30 dB). • Rapidez. • Robustos. • Baja impedancia. • Bastante ruido. • Se utilizan para teléfonos y porteros automáticos.
MICRÓFONO DE CARBÓN
La resistencia de los granos de carbón (antracita o grafito) depende de su grado de compresión. La resistencia disminuye al aumentar la presión. Hoy día no se usan y la reproducción es de mala calidad Micrófono más antiguo
Principio de funcionamiento del micr贸fono de carb贸n
Principio de funcionamiento del micr贸fono de carb贸n
Micr贸fonos de carb贸n
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA VARIABLE
PIEZO ELÉCTRICOS
ELECTRODINÁMICOS
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL DE CARBÓN
ELECTROSTÁTICOS CONDENSADOR
INALÁMBRICOS
DE CAPACIDAD
INALÁMBRICO
DE CRISTAL DE CINTA
ELECTRET
Micr贸fonos piezoel茅ctricos
Micr贸fono de cristal
Micrófonos de cristal o piezoeléctricos • Formado por dos placas de cristal de cuarzo que cuando actúa una onda sonora hace que se doblen y generen tensión. • Características: – – – – – –
Omnidireccionales. Elevada impedancia. Alta sensibilidad. Muy frágiles. Sensibles a la humedad y temperatura. Respuesta en frecuencia como la voz (600 Hz-5 KHz).
MICRÓFONO DE CRISTAL
El efecto piezoeléctrico permite transformar una presión (vibración) mecánica en una tensión. Es posible el proceso al revés para realizar un altavoz. Son micrófonos de baja calidad, pero muy pequeños y muy baratos. Además del cuarzo se emplean algunos materiales cerámicos con mejores prestaciones.
Micr贸fono de Cristal
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA VARIABLE
DE CARBÓN
PIEZOELÉCTRICOS
DE CRISTAL
ELECTRO DINÁMICOS
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL DE CINTA
ELECTROSTÁTICOS CONDENSADOR
INALÁMBRICOS
DE CAPACIDAD
INALÁMBRICO
ELECTRET
Micrรณfonos electrodinรกmicos
Micrรณfono dinรกmico o de bobina mรณvil
Micrófonos Dinámicos Una membrana se encuentra cerca de un imán y solidaria con una bobina móvil. Al moverse la membrana por algún sonido, también se moverá la bobina, lo que producirá un cambio del campo magnético a través de la bobina, que transformará en la producción de una tensión inducida en la misma.
Micrófonos Dinámicos Características • Robustos. • Tienen autonomía porque no necesitan alimentación. • Una gran dinámica, que es la capacidad de movimiento que puede soportar la membrana. • Pocos sensibles. • Resiste bien la humedad, la temperatura y vibraciones. • Curva de respuesta o Respuesta en frecuencia buena. • Utilizados en exteriores (entrevistas), sonorizaciones en directo y en interiores (estudios de radio). • Tiene baja impedancia (150-600 Ohmios). • Suelen ser omnidireccionales o cardiodes. Son baratos.
MICRÓFONO DINÁMICO O DE BOBINA MÓVIL
Según las Leyes de Faraday, se induce un tensión cuando un conductor se mueve dentro de un campo magnético. No necesita batería, ya que produce su propia fuerza electromotriz. Son los micrófonos mas usados y de mayor calidad.
Micrófonos dinámicos • Los micrófonos dinámicos (también llamados de bobina móvil) son considerados como los micrófonos profesionales mas resistentes. resistentes • Este tipo de micrófono es una buena elección para la labor periodística donde comúnmente se encuentra una variedad de condiciones difíciles. ciles • Una de sus mayores ventajas es que no requieren de una fuente externa de energía para operar y son particularmente resistentes al abuso físico. sico Sin embargo su fidelidad no siempre es la mejor. Cuando se requiere de menor tamaño, excelente sensibilidad y la mejor calidad de respuesta, otro tipo de micrófono es preferido: el micrófono de condensador.
Principio de funcionamiento de un micr贸fono din谩mico
Principio de funcionamiento de un micr贸fono din谩mico
Micr贸fonos din谩micos
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA VARIABLE
DE CARBÓN
PIEZOELÉCTRICOS
ELECTRO DINÁMICOS
ELECTROSTÁTICOS CONDENSADOR
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL
DE CAPACIDAD
DE CRISTAL
INALÁMBRICOS
INALÁMBRICO
DE CINTA
ELECTRET
Micr贸fonos electrodin谩micos
Micr贸fono de cinta
Cinta (o de velocidad) • Consiste en una cinta metálica en zig-zag entre imanes que a medida que la presión sonora la mueva produce una tensión. • La membrana es la cinta. Estos micrófonos también se les conoce como micrófonos de velocidad.
Cinta (o de velocidad) Características: - Impedancia alta. • Respuesta en frecuencia irregular. • Bidireccionales, aunque pueden ser unidireccionales. • Grandes, robustos y pesados. • Sensible a las vibraciones. • Utilizados en interiores. • En los años 50 eran muy utilizados.
Micr贸fono de velocidad AKG.
โ ข Micrรณfonos de cinta:
Principio de funcionamiento de un micr贸fono de cinta (velocidad o gradiente de presi贸n)
Micr贸fono de cinta y sus caracter铆sticas
Micr贸fono de cinta Diagramas de directividad
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA VARIABLE
PIEZOELÉCTRICOS
ELECTRODINÁMICOS
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL DE CARBÓN
ELECTROSTÁTICOS o CONDENSADOR
INALÁMBRICOS
DE CAPACIDAD
DE CRISTAL
INALÁMBRICO
DE CINTA
ELECTRET
Micr贸fonos electrost谩ticos
Micr贸fono de capacidad
Microfónos electrostáticos - condensador • Una especie de condensador entre una placa fija y la membrana móvil (diafragma), alimentadas por una tensión. • Una pila genera la tensión continua entre la placa y la membrana permitiendo el paso de electrones. • Al llegar un sonido, la presión de éste desplaza la membrana móvil y la acerca a la fija por lo que existe un mayor flujo de electrones o menor según el movimiento y estas variaciones generará una señal eléctrica. • Como hay gran impedancia la longitud del cable para que se perciba bien debe ser muy corta por lo que se añade un amplificador para que llegue más lejos. • El amplificador es de baja impedancia (200 Ohm) y va dentro del micrófono.
Microfónos electrostáticos - condensador • Características: • Sin autonomía propia, tiene que ser alimentado externamente (12, 24 o 48 v.). • Resistencia o impedancia muy alta. • Influencia de la humedad y temperatura. • Muy sensibles. • Respuesta en frecuencia muy buena. • Utilización profesional.
â&#x20AC;˘Capacitivo:
Microf贸nos electrost谩ticos (condensador)
Respuesta en frecuencia comparativa
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA VARIABLE
PIEZOELÉCTRICOS
ELECTRODINÁMICOS
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL DE CARBÓN
ELECTROSTÁTICOS CONDENSADOR
INALÁMBRICOS
DE CAPACIDAD
DE CRISTAL
INALÁMBRICO
DE CINTA
ELECTRET
Micr贸fonos electrodin谩micos
Micr贸fono electret o de condensador
Electret (de condensador) • Existe un material móvil llamado electret o electreto (que es policarbonato fluorado o fluorocarbono) que está polarizado (construido a 220º aplicándole unos 4000 v.). • Este material separa un material fijo de una fina lámina metálica y a causa de la vibración sonora varía el campo eléctrico creado y se produce una tensión o corriente eléctrica. • A las placas no hay que alimentarlas, pero la señal sí se amplifica, ya que resulta muy débil.
Electret (de condensador) • • • • • • • •
• Características: Son muy sensibles, pero no tanto como los de condensador. Su respuesta suele estar entre 50 Hz y 15 KHz. Muy caros. Alimentados por pilas (normalmente 1.5 v.). Muy delicados y sensibles a la humedad y a la temperatura. Buena respuesta en frecuencia. Impedancia alta. Se utilizan para locuciones, entrevistas y captación de música.
• Eléctret o de condensador:
MICRÓFONO CAPACITIVO La vibración del diafragma se traduce, en separación/alejamiento de las placas de un condensador plano. La calidad no es muy buena (al igual que los de carbón). Tienen la ventaja de ser muy pequeños. (interesantes en equipos portátiles)
MICRÓFONO CAPACITIVO
Micr贸fono Lavalier omnidireccional
Respuesta en frecuencia de un micr贸fono Lavalier t铆pico
Tipos de micrófonos DE RESISTENCIA VARIABLE
PIEZOELÉCTRICOS
ELECTRODINÁMICOS
DINÁMICOS O DE BOBINA MÓVIL DE CARBÓN
ELECTROSTÁTICOS CONDENSADOR
INALÁMBRICOS
DE CAPACIDAD
DE CRISTAL
INALÁMBRICO
DE CINTA
ELECTRET
Micr贸fonos sin hilos
Micr贸fono inal谩mbrico
Micrófono inalámbrico • Una alternativa a los cables para de transmitir la señal que proporciona el micrófono hasta la mesa de mezcla es a través del aire, mediante ondas de radio. • Estos sistemas son muy usados por su gran comodidad en todo tipo de producciones televisivas. • Los micrófonos a los que se acoplan estos sistemas son del tipo Lavalier o de mano. • El sistema consta principalmente de emisor y receptor.
Micrófono inalámbrico • Cuando el micrófono es del tipo Lavalier, el emisor se aloja en una "petaca" unida al micrófono por un cable. • Cuando el micrófono es de mano, emisor y micrófono van en el mismo cuerpo. • Existe una alternativa para micrófonos de mano, que es acoplarle un transmisor en su conector XLR, de este modo cualquier micrófono de mano puede convertirse en inalámbrico. • Los emisores transmiten la señal de radio a través de una pequeña antena que trabaja en las bandas FM, UHF y VHF.
micrรณfono inalรกmbrico
Receptor diversity
Micro inalรกmbrico de mano
Diversos tipos de micr贸fonos inal谩mbricos Lavalier
Transmisor Sennheiser SK5012 para micro lavalier
Transductores electroacĂşsticos
Ejemplo de página de Internet analizando características de un micrófono • C3000B Microfono AKG
476´759EUR (IVA inc)
• Para el nuevo micrófono C 3000 B, AKG diseñó un nuevo diafragma especial de una pulgada que produce vibraciones similares a las cápsulas de los micrófonos de estudio de alta categoría, pero con costos de producción mucho más bajos. • El transductor de gran diafragma del C 3000 B produce un sonido suave y claro gracias a su amplia superficie y a la sintonización especial de la cápsula. • La característica direccional cardioide optimizada permite su uso perfecto en estudios y en vivo donde se requieren sonorizaciones libres de efecto de retroalimentación acústica.
• • • • • • • • • • • • • • • • • • •
DATOS TÉCNICOS Característica direccional: Cardioide Gama de frecuencias: 30-20.000 Hz Sensibilidad: 20 mV/Pa; (-34 dBV) Máxima presión sonora (THDk = 0,5%): 140/150 dB SPL Nivel de ruido equivalente (CCIR 468-3): 30 dB Nivel de ruido equivalente: 20 dB-A Relación señal/ruido (ponderada A): 74 dB Preatenuación del nivel de audio: 10 dB conmutable Filtro de graves: 6 dB/octava a 500 Hz Impedancia eléctrica: <200 ohmios Impedancia de carga recomendada: >1000 ohmios Alimentación: 9-52 V con unidad de alimentación Phantom según la norma DIN 45596 Consumo de corriente: <2 mA Conector: Conector XLR de 3 pines Color: gris plateado Dimensiones: 53 Ø x 159 mm Peso neto/bruto: 325 g/950 g Accesorios incluidos: H 100 Accesorios opcionales: B 15, B 18, MK 9/10, N 62 E, N 66 E, PF 80, SA 61, ST 12, ST 102 A, ST 200, ST 305
MCH-200 Micrófonos de Condensador Electret con tonos musicales de llamada y preamplificador
CÁPSULA: Condensador electret unidireccional RESPUESTA: 100-12.000 Hz SENSIBILIDAD: -76 dB a 1 KHz PRE-AMPLIFICADOR: Ganancia 20 dB IMPEDANCIA: 600 Ω INTERRUPTOR: On-Off ALIMENTACIÓN: 230 V CA GENERADOR: 4 tonos, 440, 554, 659, 880 Hz CONTROLES: De volumen, para ajuste del nivel de tonos musicales
The Fostex Model M22RP Middle-Side Stereo Microphone