3 de julho de 2010

Microfone - parte 1

Microfone (microphone , mic ou mike) é um transdutor que converte a vibração sonora captada pela membrana do sensor (diafragma - diaphragm) em sinal elétrico. Inventado pelo Emile Berliner, para aplicação no telefone do Alexander Graham Bell em 1876.

Existem variedades de microfones, específicos para cada finalidade como, gravação de voz (vocal), vocalista masculino ou feminino, sons da natureza, instrumento musical, no estúdio, no palco, no estádio, na rua, ao vivo, etc. Tudo para obter a gravação de alta fidelidade, a mais próxima possível do som original.


Na ilustração acima, exemplos de microfones da AKG recomendados para cada uso específico. Microfone vocal (Vocal microphone), modelo ELLE C, de condensador para vocalista feminino. Microfone para instrumentos (Instrument microphone), modelo D40, dinâmico para percussão, instrumento de sopro e amplificador de guitarra. Kit de microfones para bateria (Drum microphone set), modelo Drum Set Big II.

Tecnologias

Condensador (condenser): Também conhecida como capacitiva. São duas placas, onde uma é fixa e a outra móvel que conforme a pressão sonora recebida, varia o valor do capacitor (capacitância). Microfone desta tecnologia precisa de uma tensão para alimentar o capacitor e o circuito eletrônico. Pode ser diretamente de uma pequena bateria acoplada ou externamente através do próprio cabo de sinal, por isso é chamada de Phantom Power (Força ou energia fantasma), normalmente de 48V DC de baixa corrente, portanto só funciona com equipamentos que forneçam esta voltagem. Existem 2 tipos: DC-bias (Direct Current - Corrente contínua) e RF (Radio Frequência). No caso do DC-bias a variação da capacitância gera variação da tensão, e em RF faz uma modulação na RF injetada, que depois precisa ser demodulada. São microfones que geram sinal de áudio de alta qualidade, por isso é a tecnologia mais encontrada em microfones profissionais. Na ilustração, o microfone de condensador da Neumann M147 e da Marshall MXL MCA SP-1.

Electret condenser: É um tipo de microfone de condensador, onde utiliza o electret (electrostatic magnet), um material dielétrico que fica permanentemente carregado eletricamente, eliminando a necessidade de uma fonte polarizada. Por gerar um sinal muito fraco, precisa de um pré-amplificador, normalmente de FET (Field Effect Transistor), necessitando portanto de uma alimentação de baixa tensão, que pode ser de uma mini bateria ou através de cabo (pode ser Phantom Power). Talvez seja a tecnologia mais utilizada hoje, por ter baixo custo, pequena dimensão e bom desempenho. Utilizados em microfones integrados em aparelhos portáteis como celular, câmera digital, filmadora de vídeo e também em headset, PC, etc. Para PC ou outras aplicações multimídias, normalmente usam miniplugues estéreo de 3.5mm, mesmo sendo mono, pois uma via é para receber alimentação de 5V do PC, por isso deve tomar bastante cuidado neste caso. Não tem a mesma qualidade de áudio da tecnologia do condensador, mas atualmente estão aproximando. Na ilustração, microfone de condensador electret da Beyerdynamic MCE58 e alguns módulos do microfone de condensador electret.

Dinâmico (dynamic): Esta tecnologia utiliza o mesmo princípio de alto-falante, mas invertido, ou seja, a pressão sonora movimenta o diafragma com uma bobina acoplada (voice coil) que movimenta dentro de um campo magnético,  gerando sinal elétrico, por isso não precisa de nenhuma alimentação externa. Um alto-falante pode ser utilizado como microfone (apesar de péssima qualidade). Não tem uma linearidade em toda a faixa de frequência, por isso é mais complicada e sofisticada para produzir microfone profissional de alta qualidade, aumentando o custo. Como ele produz sinal de alto ganho, áudio de boa qualidade, baixo custo e robusto, é o microfone mais utilizado em apresentação ao vivo (shows), reportagem, karaokê, na gravação externa, etc. Na ilustração temos microfone dinâmico sem fio da Sennheiser SKM 535 G2 com o corpo do MD385 e em destaque o seu diafragma com a bobina, e também o da Electro-Voice N/D967.

Fita (Ribbon): É da tecnologia do tipo dinâmico, onde uma fina fita de metal, suspensa, move num forte campo magnético, gerando sinal elétrico. A fita sente mais o gradiente de pressão (aceleração do ar devido à diferença de pressão) do que a pressão sonora como outras tecnologias, por isso é considerado como microfone de velocidade. Como não é afetado lateralmente, se torna um microfone bidirecional. São microfones delicados e caros, mas de ótimo desempenho e fidelidade nas altas frequências e transientes. Na ilustração temos o microfone de fita da Audio-Technica AT4080, com fita dual para aumentar a sensibilidade, que custa US$ 1,245.00 e Marshall MXL R-77 com fita de alumínio de 1.8 microns com preço de US$ 750.00.

Outras: Existem outras tecnologias como Piezoelétrico ou Cristal (por pressão física), Carvão (Carbon - tecnologia usada nos primeiros microfones), Laser (detecta vibração numa superfície), Fibra óptica (converte a vibração sonora em luz modulada), MEMS (Micro Electrical - Mechanical System) também chamado de microfone de silício (chip microphone ou silicon microphone), etc., mas de aplicações bem mais específicas.

Padrão polar

Padrão polar (Polar Pattern) ou padrão de captação, é a direcionalidade de um microfone, isto é, define o grau de sensibilidade a sons originados de ângulos diferentes, ou seja, o quanto é sensível a sons originados de cada diferente ponto. Em alguns microfones é possível selecionar o padrão polar, ou seja, tem multipadrão como NT2000 da Rode, microfone de condensador com 2 diafragmas, que pode selecionar padrão polar cardioide, omnidirecional ou figura 8 (bidirecional).


Omnidirecional: Sensitivo a sons que estão em toda a volta, praticamente com a mesma intensidade.

Unidirecional: Sensitivo aos sons que vem de uma só direção. Cardioide é o mais comum de unidirecional, recebeu este nome porque o padrão polar de sensibilidade tem o formato de coração. A variação de supercardioide e hipercardioide, são os que tem uma pequena sensibilidade também na parte traseira, onde no hipercardioide é um pouco maior do que no supercardioide. São os padrões mais comuns nos microfones.

Shotgun: É sensitivo bem direcional (estreito) com pequenos lóbulos laterais e na traseira. O corpo do microfone é fino e comprido. Muito utilizado para captar sons emitidos pelos animais na natureza e em gravações onde o microfone precisa estar longe. Também conhecido como zoom, não por ser mais sensível, mas porque é mais direcional, pois capta sons originados de um pequeno ângulo. Na ilustração o microfone shotgun da Neumann, modelo KMR82i, que tem filtro passa-alta (high-pass) e passabaixa (low-pass), podendo assim selecionar a faixa de frequência a captar.

Bidirecional: Talvez seja mais conhecido como figura 8 (figure 8) devido ao seu formato de número oito do padrão polar, pois tem sensibilidade tanto na frente como na traseira.

Tamanho do diafragma

Não existe uma padronização oficial para classificação do microfone com relação ao tamanho dos diafragmas, mas em geral os fabricantes seguem o abaixo:

Grande (Large): Em torno de 1" (25mm a 28mm). Por ter área maior, são mais sensitivos e produzem áudios com sinal maior, por isso têm uma boa relação sinal ruído. Como são grandes, normalmente são mais encontrados em microfones para estúdio. Na ilustração temos o microfone de condensador para estúdio DR-80C da Roland com diafragma grande de 26mm e Shure KSM44 com duplo diafragma grande de 1" (25.4mm), que tem inclusive multipadrão polar.

Médio (Medium): Em torno de 3/4" (18mm a 22mm). É uma classificação ignorada por alguns fabricantes.

Pequeno (Small): Em torno de 1/2" (12mm a 15mm). São ótimos para captar frequências mais altas e transientes, abrangendo uma boa faixa de frequência, mas como gera sinal menor, a relação sinal ruído piora.


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