Microfones dinâmicos | Microfones condensadores | Alimentação fantasma | Outros tipos de microfones

Como cápsulas fonográficas, fones de ouvido e alto-falantes, o microfone é um transdutor – em outras palavras, um conversor de energia. Ele capta a energia acústica (som) e a transforma em energia elétrica equivalente. Depois de amplificado e enviado a um altofalante ou fone de ouvido, o som captado pelo transdutor do microfone deveria emergir pelo transdutor do alto-falante sem alterações significativas.

Como um microfone funciona

Embora existam muitas maneiras de converter som em energia elétrica, nos concentraremos nos dois métodos mais populares: dinâmico e condensador. Esses são os tipos de microfone encontrados com mais frequência em estúdios de gravação, transmissão, produção de filmes/vídeos e em palcos para sonorização ao vivo.

Por que a seleção do microfone é importante

Por natureza, o microfone é o ponto de partida da maioria dos sistemas de som e aplicações de gravação. Se o microfone não puder capturar o som de forma clara e precisa, com baixo ruído, até mesmo os melhores aparelhos eletrônicos e alto-falantes associados a ele não produzirão o som ideal. Portanto, é importante investir em bons microfones para maximizar o potencial de desempenho do sistema de som.

Microfones dinâmicos

Comparar microfones com alto-falantes pode facilitar a compreensão de sua operação. Em muitos aspectos, microfones dinâmicos são semelhantes a alto falantes convencionais. Ambos têm um diafragma (ou cone) com uma bobina (uma bobina longa, de fio) anexada próxima ao ápice. Ambos têm um Sistema magnético com a bobina no entreferro. A diferença está em como são utilizados.

Em um alto-falante, a corrente do amplificador passa através da bobina. O campo magnético criado pela corrente que passa através da bobina de voz interage com o campo magnético do ímã do alto-falante, forçando um movimento para dentro e para fora da bobina e do cone conectado, o que produz a saída do som.

Um microfone dinâmico opera como um alto-falante invertido. O diafragma é movimentado pela alteração da pressão sonora. Isso movimenta a bobina, o que provoca um fluxo de corrente quando as linhas de fluxo do ímã são cortadas. Portanto, em vez de aplicar energia elétrica à bobina (como em um alto-falante), a energia sai. Na verdade, muitos sistemas de intercomunicação utilizam pequenos alto-falantes com cones leves que servem tanto comomicrofone quanto como alto-falante simplesmente comutando o mesmo transdutor de uma extremidade do amplificador para a outra! Um alto-falante não é um ótimo microfone, mas é suficientemente bom para essa aplicação.

Os microfones dinâmicos são famosos pela sua resistência e confiabilidade. Não precisam de baterias nem fontes de alimentação externas. São capazes de produzir uma resposta suave ampla ou estão disponíveis com respostas “sob medida” para aplicações especiais. O nível de saída é suficientemente elevado para conexão direta à maioria das entradas de microfone, com uma excelente relação sinal-ruído. Exigem pouca ou nenhuma manutenção regular e, com cuidados razoáveis, manterão o mesmo desempenho por muitos anos.

Microfones condensadores

Microfones condensadores (ou capacitores) utilizam uma membrana leve e uma placa fixa que atuam como lados opostos de um capacitor. A pressão sonora contra essa fina película de polímero faz com que ela se movimente. Esse movimento altera a capacitância do circuito, criando uma saída elétrica variável. (Em muitos aspectos, um microfone condensador funciona da mesma maneira que um tweeter eletrostático, embora em escala muito menor e “ao contrário”).

Microfones condensadores são preferidos por causa de sua resposta de frequência muito uniforme e a capacidade de responder com clareza a sons transientes. A baixa massa do diafragma permite ampla gama de respostas de alta frequência, enquanto que a natureza do projeto também assegura a captação de baixas frequências. O som resultante é natural, limpo e claro, com excelente transparência e rico em detalhes.

Atualmente há dois tipos básicos de microfones condensadores disponíveis. Um utiliza uma fonte de alimentação externa para fornecer a tensão de polarização necessária ao circuito capacitivo. Esses microfones com polarização externa destinam-se principalmente à utilização em estúdios profissionais ou outras aplicações extremamente críticas.

Um desenvolvimento mais recente é o microfone condensador com eletreto (Fig. 2). Nesses modelos, a tensão de polarização é impressa no diafragma ou na placa traseira durante o processo de fabricação e essa carga permanence durante toda a vida útil do microfone.

Os melhores microfones condensadores com eletreto são capazes de desempenhos de qualidade muito elevada e são amplamente utilizados em transmissão, gravação e sonorização.

Devido, em parte, aos seus diafragmas de baixa massa, microfones condensadores lidam de forma inerentemente inferior com ruídos de manuseio ou mecânicos do que microfones dinâmicos. Em todos os seus projetos de microfones condensadores com eletreto, a Audio-Technica decidiu aplicar a tensão de polarização, ou carga fixa, à placa posterior e não ao diafragma. Dessa forma, pode ser utilizado um material mais fino para o diafragma, o que proporciona uma considerável vantagem em termos de desempenho em comparação com microfones com eletreto de projeto convencional. Muitos diafragmas de microfones da Audio-Technica, por exemplo, têm uma espessura de apenas 2 mícrons (menos de 1/10.000 de polegada)!

Microfones condensadores possuem outras vantagens de projeto que os tornam a escolha ideal (ou a única) para muitas aplicações: pesam muito menos do que elementos dinâmicos e podem ser muito menores. Essas características os tornam a escolha lógica para microfones de linha – ou “shotgun” –, microfones de lapela e microfones em miniatura de todos os tipos.

As tentativas para reduzir o tamanho dos microfones dinâmicos resultaram em respostas de níveis muito baixos para baixas frequências, perda global em termos de sensibilidade acústica e maior ruído de ordem mecânica ou por manuseio.

Alimentação fantasma

O microfone condensador com eletreto não precisa de fonte de alimentação para fornecer tensão de polarização, mas o circuito para casamento de impedâncias com FET no interior do microfone necessita de alguma alimentação. Ela pode ser fornecida por uma bateria interna de baixa tensão ou por uma alimentação externa “fantasma”.

Alimentação fantasma é uma técnica que fornece uma tensão CC ao microfone através do mesmo cabo blindado de dois condutores que transfere o áudio do microfone. A alimentação fantasma pode ser fornecida pelo mixer do microfone ou por uma fonte externa inserida na linha entre o microfone e a entrada do mixer. Para que a alimentação fantasma funcione, a linha entre a fonte de alimentação e o microfone precisa ser balanceada em relação ao terra e não pode ser interrompida por dispositivos como filtros ou transformadores, que poderiam transferir o sinal de áudio, mas bloquear a alimentação CC. A alimentação fantasma também requer uma conexão contínua ao terra (Pino 1 no conector do tipo XLR) da fonte de alimentação até o microfone. A alimentação fornece tensão CC positiva aos dois cabos condutores de sinal e utiliza a blindagem como caminho de retorno ou negativo. Microfones dinâmicos com saída balanceada não são afetados pela presença da alimentação fantasma, pois não há conexão entre a blindagem e qualquer um dos condutores de sinal; consequentemente, não existe circuito para a tensão CC. Embora a aplicação de alimentação fantasma seja proibida para a maioria dos microfones de fita, os microfones de fita da Audio-Technica precisam de alimentação fantasma para sua operação.

Há fontes de alimentação fantasma disponíveis em diversas tensões de saída, de 9 até 48 V. Elas podem ser projetadas para operar a partir de tensões de linha CA ou de baterias internas.

Microfones condensadores externamente polarizados ou discretos raramente são alimentados por baterias internas. Em vez disso, é utilizada uma fonte de alimentação fantasma para fornecer a tensão de polarização ao elemento e fornecer energia ao conversor de impedância. Esse tipo é, às vezes, chamado de condensador puro.

Outros tipos de microfone

Há diversas formas de converter som em energia elétrica. Grânulos de carbon também são utilizados como elementos em microfones de telefones e de comunicação. Alguns microfones de baixo custo utilizam elementos de cristal ou de cerâmica que geralmente são suficientemente bons para voz, mas não seriamente considerados para reprodução de música ou sons críticos.

Microfones de fita

A fita oferece a forma mais pura de transdução: uma faixa fina de alumínio se movimenta entre dois ímãs, induzindo a tensão. Apreciados por seu característico som quente, microfones de fita costumavam ser bem frágeis e apresentavam amplos problemas de compatibilidade.

Para aumentar a durabilidade do microfone de fita, a Audio-Technica desenvolveu um processo de conformação com patente pendente que protégé as fitas duplas contra o flexionamento lateral e a distorção. Assim, não há necessidade de armazenar os microfones verticalmente como é recomendado para muitos microfones de fita. Para aumentar a sensibilidade, a cápsula de fita da Audio-Technica têm um projeto de fita dupla: as duas fitas são suspensas entre as bordas superior e inferior de ímãs de neodímio N50 extremamente potentes.

Um velho problema que ocorria com fitas antigas é que elas podiam ser danificadas quando expostas à alimentação fantasma. Na realidade, os microfones de fita da Audio-Technica precisam de alimentação fantasma de 48 V para operarem. Utilizamos a alimentação fantasma não para o transdutor de fita dinâmico de cada microfone, mas sim para seus components eletrônicos ativos, o que aproxima muito sua saída do nível de microfones condensadores. A saída mais alta e a impedância estável oferecem compatibilidade máxima com préamplificadores de microfone.

Cada vez mais populares para aplicações de transmissão, estúdio ou ao vivo, os microfones de fita são muitas vezes projetados para responder a sons frontais e posteriores e, algumas vezes, são utilizados quando é necessário um padrão de captação bidirecional – o que nos leva à próxima classificação importante de microfones.