Acústica - CIM028. Prof. Dr. Thiago Corrêa de Freitas

Transcrição

1 Acústica - CIM028 Curso Superior de Tecnologia em Luteria Setor de Educação Profissional e Tecnologica Universidade Federal do Paraná Aula de Maio de 2017

2 O microfone é um transdutor eletroacústico, sensível à pressão sonora transmitida em um sinal elétrico equivalente. Esse sinal pode ser amplificado, filtrado, armazenado e manipulado de várias formas. Uma das principais características dos microfones é que todos possuem um diafragma que vibra em resposta a pressão sonora. Através do mecanismo de transdução do microfone, as vibrações do diafragma, correspondendo à pressão sonora recebida, viram corrente elétrica ou variações de tensão.

3 Figura : O vocalista Geoff Tate gravando com um microfone condensador com filtro. Fonte: 3.bp.blogspot.com

4 Existem essencialmente seis tipos de microfone: de carbono, dinâmico, de fita, piezoelétrico, de eletreto e de condensador.

5 Microfone de carbono: teve seu uso abandonado devido a sua falta de qualidade, porém possui valor histórico tanto por seu uso pioneiro em antigos telefones e radiocomunicação, como pelo seu princípio de funcionamento que forma a base de outros microfones. Nele, as ondas incidentes movimentam o diafragma e seu pistão, esse segundo comprimindo grãos de carbono em uma câmara. As laterias da câmara conectam-se aos terminais de uma bateria. A resistência dos grãos de carbono varia em consonância com a pressão sonora que exercita o diafragma gerando um sinal elétrico com a mesma forma de onda da pressão sonora.

6 Um dos inconvenientes deste microfone é o ruído elétrico autogerado, pelos grãos de carbono se aglomeram criando correntes espúrias e ruído de fritura.

7 Figura : Diagrama de um microfone de carbono. Fonte: upload.wikimedia.org

8 Microfone dinâmico: nesse microfone o diafragma fica solidário a uma bobina que se move dentro de um imã permanente. Quando a bobina se move por causa da pressão sonora agindo no diafragma, uma tensão é induzida no fio da bobina. Esse sinal elétrico (tensão) tem a mesma forma de onda da pressão sonora incisiva sobre o diafragma. Esse microfone é passivo, ou seja, não necessita bateria para operar. A tensão induzida é proporcional a velocidade em que a bobina se movimenta. Esses microfones são muito usados em telefonia, radiocomunicação e em estúdios de gravação, sendo robustos, relativamente baratos, de baixa distorção e ampla faixa dinâmica. Sua sensibilidade varia em freqüência mais do que os microfones de fita e condensadores.

9 Figura : Microfone dinâmico. Fonte: reverb-res.cloudinary.com

10 Figura : Diagrama de um microfone dinâmico. Fonte: microphone.wikia.com

11 Microfone de fita: Seu funcionamento é essencialmente igual ao microfone dinâmico, mas com uma fita corrugada de alumínio no lugar da bobina, oscilando dentro do campo magnético quando incide uma onda sonora, induzindo tensão nos terminais elétricos do microfone, também sendo sensível a velocidade como o modelo dinâmico. Tem boa resposta a transientes, encontram uso em estúdios de gravação por reproduzir som musicais com mais calor. Tem as desvantagens de baixa sensibilidade, enfatizando as freqüências baixas além do desejável e são sensíveis a correstes de ar.

12 Figura : Microfone de fita. Fonte: cdn3.volusion.com

13 Figura : Diagrama de um microfone de fita. Fonte:

14 Microfone piezoelétrico: utiliza-se de uma lâmina de material piezoelétrico (material que gera tensão elétrica quando deformado) acoplada ao diafragma, não necessitando de bateria. As duas faces da lâmina adquirem naturalmente cargas elétricas de sinais opostos quando o material piezoelétrico se deforma por ação do diafragma. As cargas elétricas adquiridas são proporcionais à magnitude da deformação e somem quando a lâmina repousa. Esses microfones geram tensões elétricas elevadas, são estáveis e baratos, também miniaturizáveis. São pouco sensíveis a variações normais de temperatura e umidade, porém mais sensíveis a vibrações, e sua faixa de resposta em freqüência é menor que os microfones dinâmicos e condensadores.

15 Figura : Microfone piezo instalado em um violão. Fonte: myaudioeducation.com

16 Figura : Diagrama de um microfone piezo. Fonte:hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

17 Microfone de eletreto: utilizam como material do diafragma um eletreto, que consiste em um material plástico possuidor de carga elétrica permanente. O diafragma forma uma das placas do capacitor, e a outra placa é uma lâmina metálica perfurada, permitindo a passagem do ar no ato de seu movimento. A variação da distância entre as placas altera a carga elétrica armazenada no capacitor, quando recebe uma onda sonora, gerando uma corrente elétrica com a mesma forma de onda da pressão sonora. Não necessita bateria, e é um microfone barato, usado em gravadores portáteis. Sensível a alterações de temperatura, sofre alteração na constante dielétrica do eletreto e estabilidade dimensional do diafragma.

18 Figura : Capsulas de microfones de eletreto. Fonte: Wikipedia

19 Figura : Circuito de um microfone de eletreto. Fonte: learningaboutelectronics.com

20 Microfone condensador: também chamados eletrostáticos ou de polarização externa, usam o capacitor na geração do sinal elétrico como os de eletreto. Difere em seu diafragma que não é pré-polarizado, e na tensão da polarização, fornecida por fonte externa. São os mais usados para medição acústica, têm resposta plana em uma ampla faixa de freqüências, pois a carga no diafragma só depende do espaçamento entre as placas, com o diafragma não apresentando ressonâncias que alteram a resposta em freqüência. Como o diafragma consiste em uma membrana extremamente leve, o microfone possui excelente resposta em altas freqüências, logo boa resposta transiente já que transientes rápidos geral altas freqüências. São microfones mais caros e requerem polarização externa fornecida por um pré-amplificador.

21 Figura : Microfone condensador. Fonte: 2Fd2ydh70d4b5xgv.cloudfront.net

22 Figura : Diagrama do microfone condensador. Fonte: mediacollege.com

23