Os microfones são dispositivos de entrada ou saída?

Para entender completamente os microfones, é fundamental entender como o áudio funciona em termos de entradas, saídas e fluxo de sinal. Ao trabalhar com áudio de computador, é essencial entender os dispositivos de entrada e os dispositivos de saída do sistema.

Os microfones são dispositivos de entrada ou saída? Quando um microfone é conectado a um computador(por meio de uma interface de áudio ou outro conversor analógico-digital), ele envia/introduz informações ao computador. Isso significa que os microfones são dispositivos de entrada. Microfones digitais com amplificadores de fone de ouvido integrados que recebem entrada de computadores são dispositivos de entrada/saída.

Isso pode ser um pouco confuso, então passaremos pelas definições completas do que realmente são os dispositivos de entrada e saída. Também falaremos sobre as possíveis entradas e saídas de um microfone sem a estrutura de um sistema de computador.

O que são dispositivos de entrada e saída e por que os microfones são considerados dispositivos de entrada?

Antes de entrarmos nos detalhes dos microfones como dispositivos de entrada, vamos definir o que são dispositivos de entrada e saída.

Qual é a diferença entre um dispositivo de entrada e um dispositivo de saída? Um dispositivo de entrada envia/introduz informações para um sistema de computador, enquanto um dispositivo de saída recebe/reproduz informações de saída de um sistema de computador. Ao determinar se um dispositivo é um dispositivo de entrada ou saída, pense na E/S do computador(entrada/saída).

Com essa definição, entendemos que os microfones são dispositivos de entrada. Um microfone converte ondas sonoras em sinais de áudio, que são então convertidos em dados de áudio digital e enviados/entrada para um computador.

Os microfones normalmente emitem sinais de áudio analógico(voltagens CA) que requerem conversão para dados digitais para serem compatíveis com um computador. Isso significa que, de acordo com nossa definição de dispositivo de entrada, o sinal de um microfone deve ser convertido em dados digitais antes que o microfone possa ser considerado um dispositivo de entrada.

A conversão analógico-digital de um sinal de microfone pode ocorrer de várias maneiras:

Interface de áudio(hub)

Interface de áudio(hub): As interfaces de áudio estilo hub são o tipo mais popular de interface de áudio e fornecem o método mais comum de conectar um microfone a um computador. Um ou mais microfones podem ser inseridos na interface de áudio(dependendo do design) e um conversor analógico-digital interno(ADC) converte os sinais analógicos em dados digitais que são então inseridos em um computador conectado via USB, FireWire, Thunderbolt etc.

Exemplo de interface de áudio no estilo hub: Focusrite Scarlett 2i2(preço de verificação do link na Amazon):

Interface de áudio(adaptador)

Interface de áudio(adaptador): As interfaces de áudio estilo adaptador são um método muito menos comum de conectar um microfone a um computador. Essas interfaces normalmente têm uma entrada(sinal de microfone analógico), um ADC simples e uma saída(dados de áudio digital). Esses adaptadores geralmente se conectam a um computador via USB.

Exemplo de interface de áudio do tipo adaptador: Shure X2U:

microfone digital

Microfone digital: Os microfones digitais(vendidos comercialmente como microfones USB) possuem ADCs internos e emitem dados digitais diretamente do corpo do microfone. Esses microfones se conectam diretamente a um computador via USB.

Exemplo de microfone digital USB: Blue Yeti:

Tudo isso para dizer que os microfones são inerentemente projetados para serem dispositivos de entrada, mas seus sinais devem primeiro ser convertidos em dados digitais para realmente se tornarem dispositivos de entrada para sistemas de computador.

Entrada e saída de microfone independente

Então, discutimos o que são dispositivos de entrada e saída e o que torna um microfone um dispositivo de entrada. Agora vamos falar sobre as entradas e saídas de um microfone em si(sem pensar em um sistema de computador).

Vamos começar definindo um microfone. Um microfone atua como um transdutor, convertendo a energia mecânica das ondas(ondas sonoras) em energia elétrica(sinais de áudio). Existem muitos tipos de microfones com muitos métodos de conversão de ondas sonoras em sinais de áudio, mas este é o propósito básico de um microfone e é adequado para nossa discussão.

Eletricamente falando, os microfones são projetados para emitir apenas sinais elétricos de áudio(na forma de tensões CA ou sinais de áudio). Os microfones não são projetados para receber sinais de áudio(mais sobre isso posteriormente).

Dito isto, alguns microfones requerem eletricidade para funcionar corretamente. Observe que isso não significa que eles exigem sinais de áudio. Significa simplesmente que eles precisam de eletricidade(na forma de tensão CC) para alimentar seus circuitos internos ou para polarizar as cápsulas de seus microfones. Novamente, isso não faz parte do fluxo de sinal ou entradas/saídas, mas vale a pena mencionar como um aparte.

Em relação às entradas, os microfones não são projetados para receber sinais de áudio analógicos(tensão CA) ou digitais.

Em vez disso, os microfones reagem às ondas sonoras(alterando o nível de pressão sonora) em torno de seus diafragmas. Esta energia de onda mecânica é a «entrada» de um microfone. Mais uma vez, esta energia de onda mecânica não é um sinal analógico ou digital.

Assim, em termos de fluxo de sinal, os microfones(em seu design pretendido) podem ser resumidos nos dois pontos a seguir:

• Apenas sinal de saída dos microfones: Os microfones convertem as ondas sonoras em sinais elétricos de áudio que são emitidos pela conexão de saída do microfone. Uma ressalva aqui é que os microfones USB digitais possuem ADCs internos e, portanto, emitem dados de áudio digital em vez de sinais de áudio analógicos. Os microfones são o início de uma linha de fluxo de sinal.
• Microfones são dispositivos de entrada: microfones enviam/entram dados em um sistema de computador para processamento. Obviamente, os sinais de áudio do microfone devem primeiro ser convertidos em áudio digital antes de serem inseridos em um computador.

Observe que, até agora, tenho falado sobre o design pretendido de um microfone. Na próxima seção, discutirei a possibilidade do fluxo do sinal do microfone ser revertido.

microfones como alto-falantes

O design do microfone é realmente muito semelhante ao design do alto-falante, particularmente o design dos microfones dinâmicos de bobina móvel.

A cápsula de um microfone dinâmico de bobina móvel é projetada com um diafragma que possui uma bobina cilíndrica de fio condutor presa à sua parte traseira. Esta bobina fica em um espaço cilíndrico sem tocar os ímãs dentro e fora dela. À medida que o diafragma se move em reação às ondas sonoras, o mesmo acontece com a bobina de acionamento. À medida que a bobina se move através do campo magnético, um sinal de áudio elétrico é criado por indução eletromagnética.

A grande maioria dos alto-falantes é projetada de maneira semelhante, apenas em sentido inverso e em maior escala.

Um alto-falante tem uma grande bobina de fio condutor, que recebe sinais elétricos de áudio. Esta bobina está presa a um diafragma grande e fica em um espaço cilíndrico dentro de um ímã maior(que é projetado para ocupar espaço dentro e fora da bobina). À medida que a tensão CA é enviada através da bobina de acionamento, a indução eletromagnética faz com que a bobina oscile dentro do campo magnético, empurrando e puxando o diafragma do alto-falante e emitindo ondas sonoras.

Então, o que nos impede de usar alto-falantes como microfones e vice-versa?

• Dinâmica da bobina móvel: No caso de microfones e alto-falantes com bobina móvel, tudo o que precisamos fazer é reverter o fluxo do sinal.
• Condensador: No caso de microfones condensadores e alto-falantes eletrostáticos, precisaríamos reverter o fluxo de sinal mantendo uma carga de polarização constante na cápsula/diafragma do condensador.
• Faixa de opções dinâmica: No caso de microfones de fita e alto-falantes de fita, precisaríamos apenas reverter o fluxo do sinal. Os designs de fita também são dinâmicos e funcionam com indução eletromagnética. Os diafragmas de microfone de fita são muito sensíveis, portanto, não recomendo tentar enviar um sinal de áudio para um microfone de fita.

O ponto aqui é que os microfones podem ser dispositivos de saída se o fluxo de sinal assim o exigir. É claro que os microfones não são projetados para serem alto-falantes e o resultado seria medíocre. No entanto, é perfeitamente possível forçar um microfone a se tornar um dispositivo de saída!

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