6.3 DIRECTIVIDAD Y DIAGRAMAS

6.3 DIRECTIVIDAD Y DIAGRAMAS

 

6.1    POLARES 

6.2-a. Directividad.

Es la capacidad que tiene un micrófono de recoger señal en función de la orientación

relativa de la fuente sonora. La directividad indica cuanto más o menos señal captará un micrófono de una misma fuente sonora a una distancia constante, en función de dirección a la que "apunte" el micrófono. La directividad es una variable que depende de los tres ejes espaciales.

La directividad se representa gráficamente mediante los diagramas polares o de  directividad. Estos diagramas representan la forma en que el micrófono "oye" en función de la dirección. Los animales, para escuchar mejor un sonido giramos la cabeza orientando el oído, igualmente según la orientación del micrófono respecto a la fuente, se captará mejor o peor la señal. Dependiendo de la construcción del micrófono, éste puede tener una respuesta polar u otra.

Las respuestas polares a las que se ajustan en mayor o menor medida todos los micrófonos se muestran en las siguientes tablas:

Tipos de respuesta polar en micrófonos.

El diagrama polar se interpreta coincidiendo el eje 0º - 180º con el eje del micrófono, como se muestra en el diagrama de respuesta omnidireccional. Debido a que gran parte de los micrófonos tienen el diafragma circular, el patrón de direccionalidad tiene simetría de revolución. Es decir, sigue siendo el mismo aunque el micrófono gire sobre su propio eje. Cada círculo concéntrico suele representar una caída de 5 dB respecto al anterior, marcando el círculo exterior como 0 dB de pérdida de señal. En las especificaciones de cada micrófono debe venir indicado cuantos dB de caída de nivel de señal separan cada circunferencia. En el caso del micrófono ultracardioide representado, si la fuente se sitúa a 90º, 180º o 270º la respuesta del micrófono se reducirá en unos 25 dB. Si la fuente se sitúa a 45º del eje, la disminución será de 10 dB menos que en el caso de que el micrófono apuntase directamente a la fuente.

El diagrama polar de un micrófono cambia con la frecuencia. Un diagrama polar de un micrófono real se suele representar para distintas frecuencias. A continuación se muestra un diagrama polar de un micrófono real, con las distintas respuestas según la frecuencia.

Diagrama polar de los modelos 4011 y 4012 de la marca DPA Microphones.

Máximo nivel de presión sonora. A este nivel la distorsión armónica de la señal procedente del micrófono es del tres por ciento de la señal total (THD%=3%). El máximo nivel de presión sonora se mide en dB-SPL. Cuando un micrófono alcanza en máximo nivel de presión sonora la distorsión armónica de la señal comienza a ser audible. Un micrófono con un nivel máximo de presión sonora de 120 dB es bueno, 135 dB muy bueno y 150 dB es un valor excelente.

6.2-b. Sensibilidad.

Se define como el nivel de tensión eléctrica (dBV) a la salida del micrófono. Es un parámetro fundamental que da idea de la capacidad del micrófono para captar sonidos débiles. También pude venir expresada en dB de presión sonora; en este cálculo se toma como referencia 1 voltio por µbar de presión (1V/µbar). De esta forma, los valores de sensibilidad son negativos, por ejemplo -60dB. Cuanto menos negativo sea el valor de sensibilidad, más sensible es el micrófono. La sensibilidad puede variar en función de la frecuencia, por este motivo los fabricantes suelen dar la sensibilidad a unas frecuencias determinadas: 250Hz, 500Hz y 1000Hz.

Cuanto menor sea la sensibilidad del micrófono, mayor dificultad tendrá la mesa de mezcla (como receptora de la señal), para mantener una relación señal ruido aceptable. Es decir, la mesa de mezcla tiene un nivel de ruido de fondo, si la señal microfónica es muy débil (tiene poco voltaje), estarán más próximas en lo que a nivel se refiere. Esta relación señal de micrófono a ruido no se podrá mejorar más que dando a la señal del micrófono más nivel.

6.2-c. Nivel de ruido.

Cualquier aparato electrónico tiene un nivel de ruido propio, llamado ruido eléctrico. Los micrófonos producen ruido en ausencia de perturbación externa que mueva el diafragma.  El origen son las moléculas de aire que chocan contra la membrana debido al movimiento térmico. En los micrófonos de bobina, por el movimiento de los electrones en la resistencia de la bobina móvil.

Gráfica del nivel de la señal (verde) respecto al nivel de ruido (rojo).

El nivel de ruido propio se mide en decibelios de presión sonora usando la red de ponderación A (dBA SPL). La red de ponderación A asemeja el nivel de presión sonora, a como influye en un oído humano. Esto es, como el oído no escucha igual en todas las frecuencias, la red de ponderación da más valor a las frecuencias a las que el oído humano más sensible, para calcular el nivel SPL total. Un nivel de ruido aceptable para un micrófono está en torno a los 40dBA SPL, un buen nivel de ruido serían 30dBA SPL y un nivel de presión sonora de ruido excelente sería cualquiera menor a 20 dBA.

Relación señal a ruido. Este concepto está explicado en Equipos de audio > Calidad de audio 4.3. En los micrófonos, el nivel de referencia para calcular la relación señal a ruido, es el máximo nivel de presión sonora. Así, si un micrófono tiene un SPL máximo de 94 dB y un nivel de ruido propio de 30 dB, la relación señal a ruido será de 64 dB. Cuanto mayor sea la relación señal a ruido, con más claridad y libre de ruido se registrará la señal. Una relación S/N aceptable son tendrá un valor en torno a los 64dB, buena en torno a los 74dB y excelente si supera los 84dB.

6.2-d. Efecto proximidad.

Este es un efecto más que una característica, común a todos los micrófonos. Consiste en un aumento considerable de la respuesta en baja frecuencia cuando el micrófono se sitúa cerca de la fuente de sonido. Este efecto es más acusado en los micrófonos de gradiente de presión como los de cinta. A continuación se muestran las diferentes respuestas en baja frecuencia en función de la distancia de un micrófono real.

Efecto proximidad en los modelos 4011 y 4012 de la marca DPA Microphones.

6.2-e. Límite de saturación.

Todos los micrófonos distorsionan totalmente la señal si el nivel de presión de esta es demasiado elevado. Esta condición se conoce como saturación. Dependiendo de la construcción del micrófono, podrá soportar mayores o menores niveles de presión sin distorsionar la señal. El límite de saturación no es un dato que se encuentre en todas las hojas de características de los micrófonos. Los micrófonos de bobina móvil o dinámicos, o los micrófonos de condensador no son tan vulnerables ante la distorsión como los micrófonos de cinta. Los micrófonos dinámicos pueden soportar grandes niveles de presión sonora sin sufrir daños internos permanentes, sin embargo, los micrófonos de cinta corren riesgo de rotura si se usan en ambientes con elevado nivel.

Los micrófonos de condensador, aun sin generar distorsión en el diafragma, pueden producir niveles de señal muy elevados que luego sobrepasan los niveles del pre- amplificador generándose ahí la distorsión. Para evitar esto algunos vienen dotados de un control en el pre-amplificador que permite atenuar varios decibelios la señal para prevenir la distorsión.

6.2-f. Impedancia.

Básicamente se hacen dos diferenciaciones: micrófonos de baja impedancia y micrófonos de alta impedancia. La ventaja de los primeros es que tienen un menor grado de ruido eléctrico y permiten ser usados con cables largos. La ventaja de los micros de alta impedancia es su coste reducido.