microfoni, microphones, preamplificatori microfonici, microphones preamplifier, capsule microfoniche

Microphones

1. CHE COSA È IL MICROFONO

Il microfono è un trasduttore di segnale: trasforma infatti l'energia meccanica del suono in energia elettrica.

Senza il microfono non sarebbe possibile la registrazione di suoni, Il microfono è perciò un elemento essenziale della catena elettroacustica (microfono / amplificatore / registratore / altoparlante).

Attualmente è anche l’elemento più delicato e più debole della catena. Poiché contiene parti meccaniche, che per ottenere una buona qualità devono essere di altissima precisione, è anche l’elemento più costoso (almeno per quanto riguarda i modelli di alta qualità).

 

2. LE CARATTERISTICHE DEI MICROFONI

Le caratteristiche fondamentali di un microfono sono:

a. Il principio di trasduzione: a condensatore, dinamico, a electret, piezoelettrici

b. la risposta in frequenza, che dovrebbe essere il più possibile regolare (piatta). A prescindere da usi particolari, i microfoni usati nella musica dovrebbero essere quanto piú lineari possibile, e comunque non avere variazioni di livello di uscita superiori a 3 dB nella banda di frequenza comprese fra 30 e 20000 Hz.

c. La sensibilità è il rapporto fra ampiezza del segnale elettrico uscente dal microfono e ampiezza del segnale acustico, è cioè un'espressione del rendimento del microfono. Viene di solito espressa in mV/µbar (milliVolt per microbar). 1 µbar corrisponde a 74 dB. Valori usuali sono di 1 mV/µbar, dal che si può dedurre che il segnale uscente da un microfono è molto basso, circa 300 volte minore del segnale uscente dalle altre apparecchiature dello studio; esso va perciò preamplificato per portarlo allo stesso livello degli altri segnali. Gli ingressi per microfono presenti nelle apparecchiature sono perciò diversi dagli ingressi per segnali ad alto livello, detti ingressi di linea.

d. La massima pressione acustica o pressione acustica limite, espressa in dB, specialmente critica per la registrazione di strumenti in grado di produrre suoni di grande intensità, come gli strumenti a percussione

e. La direzionalità esprime la capacità del microfono di captare piú o meno bene i segnali in base alla direzione di provenienza. In figura sono indicate le caratteristiche direzionali di microfoni omnidirezionali (o panoramici), unidirezionali (a cardioide), bidirezionali (a otto) e superdirezionali (a clava). La direzione frontale è indicata con l'angolo di 0°, quella posteriore con l'angolo di 180°. Osservando il diagramma di un microfono omnidirezionale, si nota che la sensibilità è la medesima per i suoni che provengono da qualsiasi direzione. Per un microfono a cardioide (cosí chiamato perché la sua caratteristica direzionale ha approssimativamente la forma di un cuore), si nota che per i suoni provenienti dalla direzione frontale (0°) la sensibilità è quella nominale di 0 dB; ma, via via che la sorgente sonora si sposta, al sensibilità diminuisce, per ridursi di 24 dB quando la direzione di provenienza è posta dietro il microfono (180°).

Grande importanza ha poi, nei microfoni direzionali, la variazione della caratteristica in funzione della frequenza: la direzionalità è infatti piú accentuata per le frequenza alte, mentre alle frequenze basse il microfono si comporta praticamente come panoramico. Questo fenomeno, insito nel principio di trasduzione dei microfono, può dare luogo, se trascurato, a difetti nella ripresa del suono, ma può anche suggerire particolari tecniche di ripresa microfonica.

Alcuni microfoni dispongono di un selettore che permette di variarne la caratteristica direzionale, e quasi tutti quelli di elevata qualità comprendono un filtro passa-alto, detto di roll-off, che consente una attenuazione delle basse frequenze (di solito da 80 Hz in giù), indispensabile in ambienti particolarmente riflettenti per evitare il cosiddetto "effetto rimbombo".

Sotto l'aspetto del principio di funzionamento, gli unici microfoni che consentono una ottima qualità per usi musicali sono quelli dinamici (di solito a bobina mobile) e quelli a condensatore.

La qualità migliore in assoluto si ottiene con i microfoni a condensatore, che sono però piuttosto delicati (sensibili agli agenti atmosferici e agli urti) e necessitano di una alimentazione in corrente continua di 48 Volt (phantom power), che può essere fornita dal mixer, o, in mancanza, da appositi alimentatori.

I microfoni a elettrete si basano sullo stesso principio di quelli a consensatore (pur essendo di qualità nettamente inferiore), ma date le diverse caratteristiche costruttive possono essere alimentati a batterie, di piccole dimensioni e di lunga durata, che sono alloggiate nel corpo stesso del microfono.

I microfoni dinamici forniscono una buona qualità, sebbene inferiore a quelli a condensatore, non necessitano di alcuna alimentazione, sono robusti e in grado di sopportare notevoli sovraccarichi acustici.

 

 

3. MICROFONI DINAMICI

 

Il principio di funzionamento dei microfoni dinamici si basa sull’effetto elettromagnetico: quando in un campo magnetico viene fatto muovere un conduttore, in questo conduttore si genera una corrente elettrica i (vedi figura).
Quanto più intenso sarà il campo magnetico, tanto più intensa sarà la corrente elettrica che si genera.

Quando in un conduttore circola corrente elettrica, per la legge di Ohm ai suoi capi si crea una differenza di potenzale, cioè una tensione elettrica, che rappresenta le variazioni di pressione dell'onda sonora, ed è proprio il segnale che desideriamo esca dal microfono.

Elemento essenziale del microfono è il diaframma, cioè un piccolo elemento, di solito a forma circolare e al giorno d’oggi di materiale plastico speciale, che viene messo in vibrazione dalle onde sonore.

Al diaframma è collegata una bobina mobile (il conduttore indicato in figura) immersa in una campo magnetico generato da un piccolo magnete fisso, di solito a forma di anello. Quando il diaframma, messo in vibrazione dalle onde sonore, si muove oscillando in su e in giù, fa muovere anche la bobina ad esso solidale, e ai capi della bobina si genera una tensione elettrica che segue, più o meno fedelmente, l’andamento dell’onda sonora.

Nella figura è visibile lo schema di funzionamento di un microfono dinamico a bobina mobile.

 

Vi sono diversi tipi di microfoni dinamici, che si differenziano moltissimo a seconda della qualità (da pochi Euro, come i microfoni forniti di serie con le schede audio più comuni, e adatti per applicazioni vocali) fino a centinaia di Euro, adatti per applicazioni musicali.

Fra le caratteristiche dei microfoni dinamici si può ancora citare la relativa insensibilità ai rumori meccanici esterni (come il maneggiamento del microfono) e lo spiccato effetto di prossimità, cioè la caratteristica di variare la risposta in frequenza, e quindi la timbrica, a seconda della distanza del microfono dalla sorgente sonora. I microfoni dinamici sopportano, generalmente, elevate pressioni acustiche.

Fra i modelli più noti i Sennheiser MD421 e MD422, gli Shure SM57, SM58, Beta 52 e Beta 58, gli Electrovoice PL20, e gli AKG D12 e 112,


 
 
 
 
 
 

 

 

4. MICROFONI A CONDENSATORE

Un condensatore è un apparato elettrico costituito da due piastre di materiale conduttore, separate da un isolante (aria o altro, chiamato dielettrico). Se alle due piastre viene applicata una tensione continua, non vi è passaggio di corrente, mentre se alle piastre viene applicata una tensione alternata la corrente passa, più o meno bene a seconda della sua frequenza e della distanza fra le piastre.

Nel microfono a condensatore una delle piastre è fissa, mentre l'altra è costituita dal diaframma messo in vibrazione dalle onde sonore, ed è perciò mobile: la distanza fra le piastre varia quindi a seconda della posizione del diaframma.

Alle piastre viene applicata una tensione continua di 48 Volt, chiamata phantom power (alimentazione fantasma) che viaggia sugli stessi conduttori usati per portare il segnale.

Quando il diaframma è sollecitato da un'onda sonora si muove, e la distanza fra le piastre varia, modulando perciò la tensione continua.

Con adatti circuiti la tensione continua viene eliminata, e rimante soltanto la parte alternata, che costituisce proprio il segnale elettrico che ci serve, e che segue l'andamento di pressione dell'onda sonora.

Fra le caratteristiche dei microfoni a condensatore è l'elevata sensibilità, e la delicatazza, oltre che la sensibilità ai rumori meccanici, come il maneggiamento del microfono.

Fra i modelli più noti i quasi mitici Neumann U84 (il microfono di riferimento, specialmente per la voce) e TLM103, gli Schoeps CMC5, gli AKG 414, gli Shure SM81 e Beta 87, e i Sennheiser MKH 40P48.


Home