MI CR OF ONE S. H élio R odrigues Santos R obs on Rodrigues

Transcrição

1 MI CR OF ONE S H élio R odrigues Santos R obs on Rodrigues Os microfones há muito s ão equipamentos essenciais para captação de sons de for ma s is tematiz ada. Ao longo de s ua ex is tência for am aperfeiçoados constantemente r es ultando atualmente numa s ér ie de equipamentos com aplicações diversas. Muitas empresas produzem microfones com qualidade diferente e por esse motivo os valores dos mesmos também variam muito. Nos dias de hoj e é impossível imaginar que um som que queira s er propagado de for ma amplificada par a atingir seu interlocutor não passe por um microfone e demais equipamentos auxiliares. Por isso ele s e tor na um dos equipamentos mais importantes da pr odução s onor a contempor ânea. Consultando as empresas produtoras desses equipamentos, encontramos vários manuais de aplicação e us o par a cada s egmento, ou seja, manuais que es pecificam como e quais microfones usar em estúdio, para gravar um instrumento como por exemplo uma bater ia dentr e muitos outros que es tabelecem a aplicação es pecífica dos equipamentos. Por isso a importância de uma cons ulta ampla par a conhecimento de vár ios modelos. O micr ofone é o pr imeir o equipamento a es tabelecer vínculo com toda cadeia numa tr ans missão eletr oacús tica. Escolher o equipamento adequado é muito impor tante, pois pouco s e pode fazer com os demais equipamentos auxiliares para melhor ar o r es ultado s onor o quando temos um equipamento de baixa qualidade. E é por esse motivo que há vár ios tipos de micr ofones disponíveis no mer cado. Este ar tigo demons tr a alguns princípios dos microfones e tem como obj etivo ampliar um pouco mais o conhecimento da es tr utur a des te fas cinante

2 equipamento. P r incípios dos microfones: Há dois princípios operacionais usados em microfones: o pr incípio dinâmico e o pr incípio condens ador. O micr ofone dinâmico cons is te em um diafragma (membr ana dur a) que é j untado a um rolo de alumínio pequeno submergido em um campo magnético potente. Quando o s om entra por este rolo ocorre a alter ação. O movimento do r olo no campo magnético fixo desenvolve uma voltagem pelo rolo que é análogo à pr essão que age no diafragma. Os microfones que us am o pr incípio de condens ador variável são encontrados universalmente na indús tr ia como micr ofones de condens ador, o termo condens ador é uma influência de ter minologia de engenharia. Um microfone de condens ador consiste em uma lâmina fix a em proximidade estreita com um diafragma (membr ana fina). Uma car ga de pólvor a eletr ificada é mantida entr e a lâmina e o diafragma, quando há movimentos do diafr agma s ob da influência de ondas de som, a voltagem entre o diafr agma e a lâmina var ia adequadamente. Hoj e, a car ga de pólvor a polar iz ando us ada na maior ia dos microfones de condens ador é embutida no micr ofone por meio do que é chamado prepolarizador (electret), é uma capa per manentemente carregada na lâmina ou atrás do pr ópr io diafr agma. A polar ização exter na nor malmente é us ada nos microfones de es túdio com qualidade mais alta. Para todos os microfones de condens ador são pr opor cionados um preamplificador localizado adj acente ao diafr agma. A razão par a es te é converter a impedância elétr ica muito alta do elemento de condens ador variável para baix o valor apropriadamente de for ma que o s inal possa s er transmitido facilmente por um cabo de micr ofone de baixo nível com perdas

3 desprezíveis. Alguns microfones de pr epolar izados funcionam com uma bater ia de 9 volts interna, como mos tr ado acima no diagr ama. A maior ia dos microfones de condens ador funcionam remotamente por uma fonte de 48 Volts. T ipos de micr ofones: A car acter ís tica pr incipal de um microfone é s eu padrão tr idimens ional de mudança. Talvez 90% de todos os microfones ficam em duas categorias de mudança: omnidirectional (também conhecido como omni) e a família de cardioid. Os cardioids são bas icamente unidirecionais, e há tr ês variações: o padrão pr imár io car dioid, o hyper car dioid, e o s uper car dioid. Alguns microfones são fr eqüentemente chamados de r ifles ou microfones de es pingar da, pois eles tem um tubo de inter fer ência longo ao qual os fazem altamente direcional em freqüências médias e altas. Microfones como es tes são muito úteis em aplicações específicas que envolvam captação distante da fonte. Omnidir ecional: O omni padrão é atingido pelo s om restringindo a entr ada no micr ofone para um único ponto à frente do diafr agma. Por causa dis to há uma pequena distinção bas eado na dir eção do s om encontrado, e o micr ofone r es ponder á para s oar em todas as direções igualmente. Em freqüências muito altas há um pouco de per da, e o micr ofone mos tr a uma pr efer ência par a s ons que chegam pela frente. Para muitas aplicações isto é des pr ezível. Car dioid: Há dois caminhos para o s om chegar até o diafr agma: um pela frente e o outr o pelas aberturas laterais. Para fontes de s om que s e localizam em-eixo,

4 ou seja, 0 de incidência, o s om que chega ao microfone pela aber tur a dianteira, ou " está à frente " do s om que entr a pela via com abertura da par te de tr ás. Para uma fonte de s om localizada na par te de tr ás a 180 incidência, os dois sons que chegam ao diafr agma s er ão opos tos e iguais, sendo anulado. A resistência acús tica é us ada na cons tr ução do micr ofone par a assegurar que o som que chega pela frente e pelos demais caminhos regressarão iguais como sinais que chegam a 180 de incidência. A es tr utur a inter na de um microfone car dioid é muito mais complexa que a de um microfone omni. Muito cuidado deve s er tomado quando é proj etado o caminho da par te de tr ás de for ma que s ua ação de cancelamento para 180 de fontes de s om é unifor me em cima da possível freqüência de mais largo alcance. H yper car dioid e S uper car dioid: Estas são var iações que no padr ão car dioid bás ico podem ser com certeza de muito útil aplicação. Se a dur ação do caminho per corrido pelo s om na par te de tr ás é ligeiramente var iado, o ângulo de for a-eixo no qual a produção de s om é mínima pode s er variado. Há dois padrões resultando em mudanças adicionais, eles são conhecidos como hyper car dioid e s uper car dioid. Estes padrões têm o efeito de mudar o " alcance" do micr ofone, e eles podem ser muito úteis em certas aplicações de r efor ço pr ovendo mais lucro antes da realimentação do padr ão car dioid. Estas variações serão dis cutidas na s eção seguinte. Algumas Características Importantes da F amília de Micr ofones Omni e Car dioid: F amília Omni: A maior ia dos microfones omni, especialmente os de condensadores, tem resposta de fr eqüência muito r ápida e como tal é extens amente us ado em

5 reforço de fala. Os microfones omni têm relativamente um pequeno r uído de manipulação e não exibem o efeito de pr oximidade dos grave que car dioids tem. Por causa dos diafragmas bem umedecidos os microfones omni são geralmente mais ásperos que car dioids. F amília Car dioid: Um microfone car dioid tem maior "alcance" que um omni. Por causa do seu padrão de mudança, tem uma r elação alta de r es pos ta em-eixo par a resposta dir ecional fortuita. O micr ofone car dioid pode s er usado em 1.7 vezes a uma dis tância de funcionamento de um omni ainda dando a mes ma supressão global de r uído for tuito. O padr ão hyper car dioid pode s er usado no dobro da dis tância de um omni para o mes mo efeito global, enquanto o supercardioid padr ão pode s er usado 1.9 vezes a dis tância par a obter o mes mo efeito. Em termos de db, quando us ado à mes ma dis tância de funcionamento os cardioids rejeitarão chegando mais fortuitamente s ons de 4.8 db efetivamente que o omni. Através de compar ação, o s uper car dioid pr over ia 5.8 db a mais rejeição, e o hyper car dioid pr over ia 6 db a mais rejeição. O efeito de pr oximidade é excelente e também é uma r uína. Muitos cantores amam o baixo aumento de fr eqüência da voz e nunca ir ia pens ar em usar um microfone omni. Por outro lado o efeito de pr oximidade faz o microfone car dioid muito s ens ível para r uídos dirigindo e par a os efeitos de vento. Baixa r es pos ta de fr eqüência é mos tr ada par a dis tâncias operacionais de 3 polegadas (equivalente a 7,62 cm) e um pé (equivalente a cm). Este micr ofone foi projetado com resposta de baixa-freqüência a uma distância, confiando efeito de pr oximidade par a r es tabelecer as baixas

6 freqüências. Muitos microfones "denominados vocais" são pr oj etados de tal maneira que eles podem ser usados com pequeno r as tr o de boominess. Em aplicações de r efor ço de s om normais, o padr ão car dioid ofer ecer á imunidade extr a par a r ealimentação do s is tema, embora talvez não totalmente como o 4.8 db. Como nós vimos, os hypercardioids e os padrões supercardioids oferecem melhoria leve em cima do car dioid em termos de imunidade par a sons externos. Enquanto o engenheiro de es túdio pode pr efer ir o car dioid padrão par a s eus 180 nulo em produção, o engenheiro de r efor ço pr eferirá freqüentemente o extr a numer ár io e hyper car dioid par a o alcance s omado. Abrindo a par te de tr ás (180 ) de lóbulo na r es pos ta dir ecional, o padr ão fronteiriço es tá r ealmente " mais estreito" que do car dioid padr ão. Isto também pode s er útil na fas e onde dois ou mais artistas podem estar razoavelmente perto um do outr o. As pect os elétricos dos microfones: Nesta s eção nós discutiremos cinco itens que têm a ver com aspectos elétricos dos microfones: impedância, sensibilidade, nível de r uído de ego, sobrecarga do ponto, e potência. I mpedância: De acor do com a pr ática da engenharia moder na, os microfones de condensador têm impedâncias internas no alcance de 200 ohms, enquanto a dinâmica tem impedâncias que var iam de 200 a 800 ohms. De modo ger al, estes valores caem coletivamente s ob a des ignação " baixa impedância". Todos os microfones são pr oj etados para s er em carregados com equipamentos modernos e com impedâncias nominais nos 3000-ohm e alcance mais alto. A vantagem dos microfones de baixa impedância é que eles podem ser usados em distâncias bastante longas dos equipamentos com perdas desprezíveis. Distancia até 600 pés (equivalente a cm), raramente

7 encontram em aplicações normais, pode s er dirigido s em problema. Considerando que todas as baixas linhas de impedância s ão equilibradas, eles são vir tualmente ins ens íveis a per tur bações elétricas externas normais. Microfones de impedância altas eram usados chamando às aplicações onde havia uma dis tância pequena entr e o micr ofone e o amplificador associado. Hoje não há nenhuma vantagem usar microfones de impedância alta, já que os custos de alta qualidade par a baix a s ão compens adas pelos preamplificadores. S ens ibilidade: Para medir a s ens ibilidade do micr ofone es te é colocado em um campo de s om de r eferência na qual um nível de pr essão de 94 db a 1000 Hz é mantido ao micr ofone, 94 db é o nível de pr essão que é equivalente a um pascal (Pa), a unidade métr ica de pr essão. A voltagem de pr odução descarregada é medida e declar a a s ens ibilidade nominal. T ambém é declar ada a s ens ibilidade em decibéis relativo par a um volt, uma des ignação conhecida como dbv. Note que todas as sensibilidades estão abaixo de mil millivolt (mv), ou um milésimo de um volt de alcance. O alcance total mostrado aqui é aproximadamente 25 db. Porém, levando em conta o us o r ecomendado par a cada um dos modelos, a voltagem de pr odução comum não var iar á tudo aquilo provavelmente. Igualmente, podem ser usados os quatro modelos de condensador listados em gravação clássica e podem ser colocados talvez a 15 pés (equivalente a 457,2 cm) longe das fontes no es túdio, voltagens operacionais são atuais, para todos os tipos de micr ofones, tenda a calcular a média par a o mes mo valor. De fato, esta é uma cons ider ação impor tante criando um modelo de microfone par ticular.

8 Nível de R uído de eco: O r uído de eco de um microfone de condens ador é o nível de r uído audível que o micr ofone pr oduz quando é colocado em isolamento de for a das fontes. Como exemplo, um microfone que tem um nível de r uído de eco de 15 dba pr oduz o mes mo s om como um "microfone per feito " colocado em um quarto com um baixo r uído medido de 15 dba. Microfones dinâmicos não levam um eco r uído taxado, já que o baixo ruído efetivo deles depende da s ens ibilidade eletr ônica de como eles estão carregados. Para muitas aplicações nós podemos ignorar o nível de r uído de eco de microfones, desde que o r uído acús tico oper ando s egur amente, em ambiente normalmente ficando a uma dis tancia maior que o do pr ópr io micr ofone. P ont o de sobr ecar ga: O limite s uper ior efetivo útil em nível de pr essão de s om que um microfone pode dirigir é aquele valor ao qual a pr odução do micr ofone exibe uma quantia declar ada de dis tor ção de har mônico. Os padrões da indús tr ia fixaram um valor de 0.5% ou 1% para is to, e o valor de dis tor ção que lista as especificações sempre s ão declar ado em qualquer um. Microfones dinâmicos são fr eqüentemente avaliados declarando a acústica média que pr oduzirão har mônicos de dis tor ção es timada em 1% e 3%. Muitos dos modelos que podem ser usados em campo s ãos de até 156 db, produção mais 3% de dis tor ção. Para a maior ia dos propósitos que envolvem comunicação de fala e reforço nós podemos ignorar estas limitações, mas na gr avação de es túdio e em reforço de mús ica, com microfones colocados muito per to de ins tr umentos altos, nós podemos alcançar níveis facilmente no alcance de 130 db.

9 R uído de manipulação: Muitos microfones mais velhos segurados pelas mãos eram muito suscetíveis a r uídos dirigindo. Hoje, a maior ia dos fabricantes resolveram este problema de choque quando montam a cáps ula de dentr o dos microfones de baixas freqüências. Não há nenhum padrão par a medir ruído, e s ua aus ência relativa s imples mente é uma mar ca da atenção do fabr icante par a pr oj etar detalhes. P ot ência: T odos os microfones de condens ador precisam de algum tipo de potência, desde que eles contenham uma s eção par a pr eamplificar. Muitos microfones elétricos tem potência por um condutor próprio com bateria de 9 volts. Quando o micr ofone não é us ado deve s er virado para for a par a conservar a potência da bater ia. Virtualmente todos os condensadores meioeletrificados são dado potência univer s al. A potência das coberturas padrões tem valores nominais de 12, 24, e 48 dc de volts. A toler ância nos valores são bastante lar gas de for ma que muitos microfones de condens ador podem ser dados potência em qualquer lugar, de 9 volts para 52 volts, fazendo eles adaptável a um alcance em largas condições operacionais. Alguns modelos de estúdio tr abalham só em 48 volts de potência. Vimos alguns princípios básicos sobre micr ofones. É pertinente comentar que o assunto não acaba aqui, portanto havendo necessidade de conhecimentos mais profundos é s uges tão a leitur a de manuais específicos conforme j á s alientado no pr incípio. B ibliografia: CD CUNT O, Maurício de. Fonolab Microfones - Vol.1, (versão 1.0)