Dicas & Truques na captação e gravação de instrumentos musicais (parte 13)

Como funcionam os microfones

Existem dois grandes tipos de microfones: dinâmicos e de condensador. Os do tipo dinâmico consistem em um diafragma fino que se encontra encaixado numa bobina de alumínio imersa em um forte campo magnético. Quando o som atinge o diafragma, este move-se para dentro e para fora resultando no movimento da bobina, esta, por sua vez, ao movimentar-se dentro do campo magnético fixo, vai criar uma voltagem nos terminais da bobina que está diretamente ligado à condição de pressão do ar no diafragma.

Os microfones que usam um condensador consistem numa placa, fixada muito próximo do diafragma. Entre a placa e o condensador é mantida uma carga elétrica polarizada, para que, quando o diafragma se mova sob influência das ondas sonoras, a voltagem entre este e a placa varie da mesma forma.

Neste momento, na maioria dos microfones de condensador, a polarização é obtida por um eletrodo e uma camada pré-polarizada localizada na placa ou atrás do próprio diafragma. Os microfones profissionais usam geralmente polarização externa.

Todos os microfones do tipo condensador possuem um pré-amplificador localizado perto do diafragma - necessário para converter a alta impedância do elemento capacitivo variável para um valor mais baixo para que o sinal possa ser facilmente transmitido sem perdas significativas através de um cabo comum.

Os microfones pré-polarizados podem ser alimentados diretamente por uma bateria de 9 volts (caso do famoso AKG C1000S), mas a maioria dos microfones de condensador usam uma fonte externa de 48 volts em corrente contínua, conhecida como “phantom power”. Essa fonte de energia pode ser fornecida pela mesa de mixagem ou outro tipo de equipamento a que o microfone possa estar ligado (por exemplo, um pré-amplificador).

Padrões de captação dos microfones

Uma das características fundamentais de um microfone é o seu padrão de captação tridimensional. Cerca de 90% dos microfones estão dentro de duas categorias: Omnidireccionais e Cardióides. Os cardióides são basicamente unidirecionais e dividem-se em três grupos: Cardióide, hiper-cardióide e super-cardióide. Alguns modelos, geralmente conhecidos como “shotgun”, possuem um tubo longo que os torna altamente direcionais para frequências médias e altas. Esses designs mais exóticos não são usados nas aplicações mais comuns, mas são de grande utilidade quando é necessário fazer a captação a uma distância razoável da fonte sonora.

Omnidirecional

O padrão omnidirecional é obtido restringindo a entrada do som do microfone a um único ponto na frente do diagrama, por isso existe uma distinção pouco clara quanto à direção em que o som incide e desta forma o microfone responde da mesma maneira às várias direções de onde o som provem. Nas frequências muito altas há uma tendência para a maior captação se localizar na frente, mas na maioria das aplicações isso é irrelevante.

Cardióide

A estrutura interna de um cardióide é muito mais complexa do que a de um omnidirecional, e tem que se ter muito cuidado no trajeto do caminho por trás, para que o cancelamento para fontes a 180 graus seja uniforme na maior gama possível de frequências.

Hiper-cardióide e super-cardióide

Estes dois tipos são variações do padrão cardióide básico e podem ser muito úteis em certas aplicações. Se o caminho por trás é levemente alterado, pode-se variar o ângulo no qual a captação é mínima - daí resultam dois padrões que são conhecidos como hiper-cardióide e super-cardióide. Estes tem o efeito de mudar o alcance do microfone e podem-se tornar muito úteis em determinadas aplicações de sonorização.

Características elétricas dos microfones

Nesta seção irei falar sobre cinco tópicos distintos que estão relacionados com o aspecto elétrico do microfone: impedância, nível de ruído intrínseco, ponto de saturação e alimentação.

Impedância

De acordo com a tendência atual, os microfones de condensador possuem impedância interna na ordem de 200 ohms, enquanto que os dinâmicos possuem impedâncias entre os 200 e os 800 ohms estes valores podem ser incluídos dentro da designação “baixa-impedância”.

Praticamente todos os microfones são produzidos para serem conectados a mesas de mixagem ou outros equipamentos de áudio que tenham impedância nominal de 3000 ohms ou mais. A grande vantagem dos microfones com baixa impedância, é que podem ser usados a uma longa distância da mesa de mixagem, sem que aconteçam perdas consideráveis. Isto permite a operação sem problemas até distâncias na ordem dos 200 metros, embora raramente seja necessário tal afastamento. As linhas de baixa impedância, são balanceadas, o que as torna virtualmente insensíveis a perturbações elétricas externas.

Os microfones de alta impedância no passado era usados em aplicações de curta distância mas atualmente não há vantagens para o seu uso até porque os pré-amplificadores de baixa impedância com alta qualidade baixaram de preço drasticamente.

Sensibilidade

Para medir a sensibilidade de um microfone, o colocamos em um campo sonoro de referência, recebendo um nível de pressão sonora de 94db SPL com uma frequência de 1000 Hz. O nível de pressão sonora de 94 db é equivalente a 1 pascal (Pa) que é a unidade de medida de pressão. Nestas
condições, é medida a voltagem de saída no microfone, sem carga, e é então estabelecida a sensibilidade nominal, em mV/Pa. A sensibilidade também pode ser indicada em decibéis relativos a 1 volt, designação conhecida como dbV. As voltagens de saída para todos os microfones tenderão a
valores muito próximos.

Nível de ruído intrínseco

O ruído intrínseco de um microfone de condensador é o nível de ruído audível que ele produz quando é colocado isolado de fontes sonoras externas. Um microfone que possui um nível de ruído intrínseco de 15 dBA, por exemplo, produz praticamente a mesma saída que um microfone “perfeito” colocado num local cujo ruído ambiente seja de 15 dBA. Novas tecnologias de microfones de condensador com pré-amplificadores permitem níveis de ruído na ordem dos 10 dBA. Esse valor é tão baixo como
o de qualquer microfone de condensador de estúdio, e por isso esses microfones são indicados para uso em gravação digital.

Os microfones dinâmicos não possuem especificações quanto ao ruído intrínseco, pois este depende da sensibilidade do microfone e do circuito eletrônico ao qual ele está integrado. Para muitas aplicações pode-se seguramente ignorar o nível de ruído intrínseco do microfone, uma vez que o
ruído ambiente geralmente é muito maior que o do microfone.

Ponto de saturação

O limite máximo efetivo do nível de pressão sonora que um microfone pode suportar é o valor no qual o sinal de saída do microfone começa a apresentar uma determinada quantidade de distorção harmônica. Os valores típicos adotados como padrão pela indústria para isso são 0,5% ou 1%, e são
sempre indicados na especificação. Na maioria dos microfones de condensador, o ponto de saturação encontra-se na faixa de 130 a 140 dB SPL, para valores de distorção de 0,5% ou 1%.

No caso dos microfones dinâmicos, as especificações de saturação em geral, indicam o nível sonoro que produz distorção harmônica de 1% e 3%. Muitos microfones podem ser usados em campos sonoros até 156 dB, produzindo não mais do que 3% de distorção na saída.

Na maioria das aplicações envolvendo captação de voz para comunicação e sonorização, pode-se ignorar essas limitações, mas em estúdios de gravação e em sonorização de música, com microfones posicionados muito próximos de instrumentos com volume alto, podemos facilmente atingir
níveis da ordem de 130dB.

Ruído de manuseamento

Muitos microfones antigos feitos para se segurar na mão, eram muito suscetíveis a ruídos de manuseamento. Hoje, a maioria dos fabricantes resolveu este problema, através de uma montagem cuidadosa da cápsula, dentro do corpo do microfone, e também com a implementação de um filtro
que corte as frequências baixas nos microfones indicados para uso muito próximo. Não existem padrões para se medir o ruído do manuseamento, e a sua ocorrência ou não, é meramente consequência da menor ou maior atenção do fabricante no detalhe do projeto.

Alimentação

Todos os microfones de condensador necessitam de algum tipo de alimentação elétrica, pois possuem dentro deles um circuito eletrônico de pré-amplificação. Muitos microfones de eletrodo são alimentados por uma bateria interna de 9 volts, e por isso quando o microfone não está em uso, a
alimentação deve ser desligada, para economizar a bateria. Quase todos os microfones de condensador que não usam eletrodos são alimentados por “phantom power” , este tipo de alimentação utiliza tensões continuas (DC) de 12, 24 ou 48 volts. A tolerância para os valores é suficientemente grande, de maneira a que muitos dos microfones de condensador existentes podem ser alimentados com tensões desde 9 até 52 volts, tornando-os adaptáveis a um vasto leque de condições de operação.

Uma introdução aos compressores áudio

(continua na próxima postagem)

Germano Lins

www.musicaudio.net