Patrón polar omnidirectional | Patrones polares direccionales | Consideraciones sobre patrones polares | Factor de Distancia | Características del sonido | Selección del patrón polar | Micrófonos de línea | Efecto proximidad | Retroalimentación
Patrones polares
Además de la clasificación de micrófonos por sus elementos generadores, también pueden identificarse por sus propiedades direccionales, es decir, su capacidad para capturar el sonido desde distintas direcciones. La mayor parte de los micrófonos encajan en uno de estos dos grupos principales:
Para ayudarte a visualizar el funcionamiento de un micrófono direccional, puedes consultar los patrones polares en nuestra documentación y especificaciones técnicas de los productos. Estos gráficos redondeados muestran la sensibilidad relativa del micrófono (en decibeles, dB) como si este rotara delante de una fuente fija de sonido. También se puede pensar en ellos como in “corte” horizontal de los patrones de captación de las ilustraciones de las Figuras 3 y 4.
Patrón polar omnidirectional
Los micrófonos omnidireccionales son los más simples de diseñar, construir y comprender. También sirven como referencia para comparar los demás. Los micrófonos omnidireccionales capturan el sonido prácticamente desde cualquier dirección por igual. Si las distancias son las mismas, funcionarán de la misma forma tanto si se dirigen hacia el sujeto como si no. Sin embargo, incluso los mejores modelos omnidireccionales tienden a volverse direccionales en las frecuencias más altas, de tal forma que el sonido que llegue por detrás puede parecer un poco más “apagado” que el sonido que llegue de frente, aunque sean aparentemente igual de ”altos.”
El tamaño físico del micrófono omnidireccional tiene una relación directa en el rendimiento de sus características omnidireccionales a frecuencias muy altas. El cuerpo del micrófono sencillamente bloquea las longitudes de onda de las frecuencias altas más cortas que llegan desde atrás. Por lo tanto, cuanto más pequeño sea el diámetro el cuerpo del micrófono, más cerca estará de ser verdaderamente omnidireccional.
Patrones polares direccionales
Los micrófonos direccionales están especialmente diseñados para responder mejor al sonido frontal (y también al trasero en el caso de los bidireccionales), mientras que tienden a rechazar el sonido que les llega de otras direcciones. Este efecto también varía con la frecuencia, y solo los mejores micrófonos son capaces de proporcionar un rechazo uniforme en un amplio rango de frecuencias. La capacidad direccional es generalmente el resultado de la presencia en el micrófono de aperturas externas y pasos internos, que permiten al sonido alcanzar ambos lados del diafragma de una forma cuidadosamente controlada. El sonido que llega desde la parte frontal del micrófono ayudará al movimiento del diafragma, mientras que el sonido que llegue por la parte trasera o por los laterales cancelará dicho movimiento.
Los tipos direccionales básicos incluyen cardiode, subcardiode, hipercardiode y bidireccional. También se incluye dentro de la clasificación general de micrófono direccional el micrófono en línea, o tipo cañón, un diseño más complejo que puede proporcionar una direccionalidad considerablemente más alta que los cuatro tipos direccionales básicos.
Consideraciones sobre patrones polares
Los patrones polares no deben considerarse literalmente como un “mapa detallado” de la respuesta de un micrófono. Por ejemplo, en el patrón cardioide de la ilustración, la respuesta se reduce en aproximadamente 6 dB a 90º fuera del eje. Mirando el patrón parece carecer de importancia, pero si dos personas estuvieran hablando equidistantes del micrófono, una directamente en el eje y otra a 90º, la persona que está fuera del eje sonaría como si estuviera dos veces más lejos del micrófono que la persona que está delante del mismo. Para conseguir el mismo volumen, esta persona tendría que moverse justo hasta la mitad de la distancia que le separa del micrófono.
A modo de llamada de atención: estos patrones polares se prueban en cámaras anecoicas, que simulan ambientes acústicos ideales, aquellos sin paredes, techos o suelos. En el mundo real, las paredes y otras superficies reflejarán el sonido con mucha facilidad, de tal forma que el sonido fuera del eje puede rebotar en una superficie cercana e ir directo a la parte delantera del micrófono Como resultado, raramente se podrá disfrutar de todas las capacidades direccionales disponibles en el micrófono. Incluso en el caso de que los micrófonos cardioides estuvieran completamente “sordos” por su parte trasera (lo cual nunca ocurre), los sonidos de atrás, reflejados también en superficies cercanas, llegarían parcialmente por los lados y por delante. Por tanto, los micrófonos cardioides pueden ayudar a reducir sonidos no deseados, pero difícilmente pueden eliminarlos completamente. Dicho esto, un micrófono cardioide puede reducir el ruido que proviene de direcciones fuera del eje de captación aproximadamente un 67 %.
El micrófono direccional que se muestra en la Figura 6 es aproximadamente 20 dB menos sensible a 180º fuera del eje que en el propio eje. Esto significa que al girar el micrófono cardiode 180º, de manera que se oriente directamente alejado de la fuente del sonido, el sonido “parecerá” al micrófono como si se hubiera movido DIEZ VECES más lejos.
El ángulo máximo dentro del cual se puede esperar que el micrófono ofrezca una sensibilidad uniforme se denomina ángulo de aceptación. Como se muestra en la Figura 10, cada uno de los patrones direccionales ofrece un ángulo de aceptación distinto. Este suele variar a menudo con la frecuencia. Una de las características de un micrófono de alta calidad es un patron polar que cambia muy poco cuando se traza a distintas frecuencias.
Factor de distancia
La capacidad de un micrófono direccional de rechazar la mayor parte del sonido que llega de fuera de su eje proporciona una distancia de trabajo o un “factor de distancia” más grande que un micrófono omnidireccional. Como muestra la Figura 10, el factor de distancia (DF) de un cardioide es 1,7, mientras que en el omnidireccional es 1. Esto significa que, si se usa un omnidireccional en un ambiente uniformemente ruidoso, para captar un sonido dado que esté a 25,4 cm de distancia, un cardioide que se use a 43,18 cm de la fuente del sonido debería proporcionar los mismos resultados en cuanto a relación señal deseada/ruido ambiente. Entre otros tipos de micrófonos, el subcardioide debería proporcionar el mismo resultado a 30,48 cm, el hipercardioide a 50,80 cm y el bidireccional a 43,18 cm.
Sin embargo, si el ruido no deseado llega desde una única dirección, y el micrófono puede posicionarse para colocar el nulo del patrón hacia el ruido, los micrófonos direccionales ofrecerán unas distancias de trabajo mucho más grandes.
Características del sonido
Desde una distancia aproximada de 60 cm, en una habitación absolutamente “muerta”, un buen micrófono omnidireccional y un buen cardioide deberían sonar de forma muy similar. Pero si los colocamos uno junto al otro, en una sala “viva” (una iglesia grande, o un auditorio, por ejemplo) se apreciaría la diferencia inmediatamente. El omnidireccional capturará toda la reverberación y los ecos; el sonido estará muy “vivo”. El cardioide también capturará alguna reverberación, pero mucho menos, por lo que su sonido no cambiará tanto comparado con el sonido de la habitación “muerta”. (Este es el “Factor de distancia” en acción).
En un ambiente muy ruidoso, si se puede dirigir el micrófono lejos del ruido, la comparación mostrará una relación sonido deseado/sonido no deseado major con el cardioide que con el omnidireccional.
Ahora vamos a repetir la comparación anterior, pero esta vez con los micrófonos situados muy cerca de la fuente (un cantante, por ejemplo). Mientras se esté dentro de las dos pulgadas (5 cm) se apreciaría una creciente respuesta de graves en la mayor parte de los micrófonos cardioides. Esto se conoce como efecto proximidad, una característica que no poseen los micrófonos omnidireccionales usados en la comparación.
Selección del patrón polar
La selección de un micrófono direccional u omnidireccional puede depender de la aplicación (grabación frente a refuerzo del sonido), las condiciones acústicas, la distancia de trabajo requerida y la clase de sonido que se desee conseguir. Los micrófonos direccionales pueden suprimir ruidos no deseados, reducir los efectos de la reverberación e incrementar la ganancia antes de la realimentación. Pero en buenos ambientes acústicos, los micrófonos omnidireccionales, adecuadamente situados, pueden preservar el “sonido” de la ubicación de grabación, y son a menudo los preferidos por la horizontalidad de su respuesta y por estar libres del efecto de proximidad.
Los micrófonos omnidireccionales son normalmente mejores que los micrófonos direccionales a la hora de resistir el ruido del viento y el ruido mecánico, o el generado por la manipulación. Los omnidireccionales son también menos susceptibles al “popping” provocado por ciertas consonantes oclusivas en discursos (por ejemplo, “p”, “b” y “t”). Los expertos en grabación sin duda desean disponer de ambos tipos de micrófonos para estar preparados ante cualquier problema de grabación.
Micrófonos de línea
Cuando se necesita captar sonido desde distancias incluso más grandes, los micrófonos de línea o “tipo cañón” son los que ofrecen las mejores prestaciones. Los micrófonos alineados son excelentes para su uso en vídeo y películas, de forma que se pueda captar el sonido cuando el micrófono debe ubicarse fuera del marco, este decir, fuera del ángulo de visión de la cámara.
El micrófono de línea usa un tubo de interferencia delante del elemento para asegurar una mayor cancelación de los sonidos laterales. Los micrófonos de línea de Audio-Technica combinan un elemento direccional (“gradiente”) con el tubo de interferencia para aumentar también la cancelación por la parte de atrás.
Como regla general de diseño, el tubo de interferencia de un micrófono de línea debe ser alargado para estrechar el ángulo de aceptación y aumentar la distancia de trabajo. Si bien los micrófonos de línea más cortos no pueden proporcionar una distancia de trabajo tan grande como los que son más largos, su ángulo de aceptación más ancho se prefiere para algunas aplicaciones, porque en ese caso la orientación con la fuente del sonido no necesita ser tan precisa. (Algunos micrófonos tipo cañón de A-T emplean un diseño* exclusivo que proporciona el mismo rendimiento que los diseños convencionales con un tubo de interferencia un tercio más corto).
*Patente estadounidense N.º 4 789 044
Efecto proximidad
El efecto proximidad puede ser una ventaja o una desventaja, dependiendo de cómo se utilice. Un cantante puede conseguir un sonido más grave, profundo cantando muy cerca, después cambiar a un sonido más penetrante cantando más alto mientras aleja el micrófono. Esta clase de uso creativo requiere cierta práctica, aunque es muy eficaz. Por otro lado, cantar al mismo volumen (sin efectos especiales) y alejar y acercar el micrófono provocará problemas de balance tonal, además de provocar cambios en el nivel general del micrófono. Algunos intérpretes también les gusta trabajar muy cerca siempre para “reforzar” una voz que de otra forma parecería “débil”
El efecto proximidad puede usarse eficazmente para cortar la retroalimentación en una situación de refuerzo del sonido. Si el intérprete trabaja muy cerca del micrófono, y no necesita los graves adicionales, se puede usar un ecualizador para bajar la respuesta de graves del canal. Esto hace que el micrófono sea menos sensible a la retroalimentación a frecuencias bajas, ya que ahora es menos sensible a cualquier señal de baja frecuencia que llegue de más de unos 30 cm de distancia. (Esta técnica de la ecualización también ayudará a reducer el efecto de cualquier ruido como consecuencia de la manipulación).
Retroalimentación
La retroalimentación o feedback, es una condición en aplicaciones de refuerzo del sonido que se produce cuando el sonido captado por el micrófono se amplifica, se radia a través del orador, a continuación se capta de nuevo, y vuelve a amplificarse. Al final el sistema comienza a resonar, y se mantiene un sonido estridente hasta que se reduce el volumen. La retroalimentación tiene lugar cuando el sonido desde el altavoz llega al micrófono tan alto o más que el sonido que llega directamente de la fuente original (orador, cantante, etc.)
Un micrófono adecuado reduce este problema. Un micrófono sin picos en su respuesta es la mejor opción, ya que la retroalimentación tendrá lugar más fácilmente a las frecuencias en las que hay picos de señal. Mientras que un buen micrófono omnidireccional trabaja bien en algunas situaciones, casi siempre es mejor un cardioide donde hay un alto riesgo de retroalimentación. Cuando el sonido del altavoz llega primero desde una sola dirección (en lugar de reflejado desde otras direcciones, como paredes, techos, etc.), el nulo del micrófono cardioide (u otro patrón direccional) puede orientarse para minimizer la captación del sonido del altavoz.
La distancia también es un factor. Mover el micrófono (o el altavoz) para alargar el trayecto acústico hasta el altavoz, también puede reducir la retroalimentación. Acercar el micrófono a la fuente del sonido también puede ayudar. En general, el micrófono debería estar siempre situado detrás de los altavoces.