O que é o ganho do microfone e como isso afeta os sinais do microfone?
Recentemente, eu estava montando um sistema de PA para uma apresentação e estava pensando na importância do ganho do microfone. Resolvi fazer uma pesquisa para melhorar meus conhecimentos sobre ganhos e compartilhar os detalhes com todos vocês!
Então, o que é o ganho do microfone e como isso afeta os sinais do microfone? O ganho do microfone aumenta a amplitude de um sinal de microfone. O ganho aumenta a intensidade do sinal do nível do microfone para o nível da linha para que o sinal do microfone seja compatível com o equipamento de áudio profissional. Os pré-amplificadores de microfone controlam o ganho e são os primeiros circuitos pelos quais um sinal passa após a saída do microfone.
Essa é uma resposta curta. Os parágrafos a seguir entrarão em mais detalhes sobre o ganho do microfone e como usá-lo corretamente.
O que é o ganho do microfone e como isso afeta os sinais do microfone?
Vamos começar nossa discussão analisando alguns conceitos básicos de sinais de áudio!
Os sinais de áudio analógicos são sinais eletrônicos. Eles são medidos em dBu ou dBV(ambas as medições são decibéis em relação à tensão):
- 0 dBu = 0,775 volts
- 0 dBV = 1 volt
Os decibéis são uma razão logarítmica, com +6 dB efetivamente dobrando a tensão(e -6 dB efetivamente reduzindo a tensão pela metade). Para este artigo, usarei o dBu o máximo possível para evitar confusão.
Os microfones são inerentemente analógicos, mas também podem emitir sinais digitais em alguns casos. O ganho é geralmente aplicado a sinais analógicos. O ganho digital é essencialmente uma multiplicação do valor digitalizado que resulta em uma perda de resolução.
Nível de microfone e nível de linha
Os microfones emitem o que é geralmente conhecido como sinal de «nível de microfone». O nível do microfone é normalmente especificado entre um valor nominal de -60 dBu e -40 dBu.
No entanto, o equipamento de áudio profissional trabalha com sinais de áudio que estão no nível da linha, que é nominalmente +4 dBu. Notável «equipamento profissional» inclui consoles de mixagem e estações de trabalho de áudio digital.
Observe que os níveis de microfone e linha são valores médios nominais. Os valores reais desses níveis de um microfone variam de acordo com o volume da fonte de som, a distância do microfone a essa fonte de som, a sensibilidade do microfone, a quantidade de ganho aplicada a esse sinal de microfone e outros fatores.
O nível de linha geralmente é cerca de 1000 vezes mais alto que o nível do microfone. Precisamos de ganho para trazer esses sinais de nível de microfone até o nível de linha para compatibilidade com outros equipamentos de áudio profissionais. Dos nossos valores nominais gerais mencionados acima, um aumento de ganho de 44dB para 64dB seria suficiente.
As entradas de microfone esperam sinais de nível de microfone. Se uma entrada de microfone tiver um pré-amplificador embutido, o pré-amplificador deve ter ganho suficiente para reduzir o sinal do microfone ao nível de linha. Conectar uma saída de linha a uma entrada de microfone corre o risco extremo de sobrecarregar essa entrada.
As entradas de linha esperam sinais de nível de linha. Conectar uma saída de microfone a uma entrada de linha resultará em níveis de sinal muito baixos e uma relação sinal/ruído muito ruim.
A definição de ganho
Em eletrônica, ganho é a medida da capacidade de um amplificador de aumentar a amplitude de um sinal da entrada do amplificador para a saída do amplificador. Um amplificador «aplica» ganho a um sinal de entrada para torná-lo mais forte na saída do amplificador.
O ganho funciona adicionando energia ao sinal. Essa energia é convertida de uma fonte de energia externa de algum tipo(seja um plugue de parede CA, alimentação fantasma, baterias ou outra fonte).
De um modo geral, existem 2 estágios possíveis de ganho de «mic»(pré-amplificador) para um sinal de microfone passar em situações práticas:
- Ganho de um pré-amplificador ativo dentro do microfone(somente microfones ativos)
- Obtenha ganhos de um pré-amplificador de microfone separado(pré-amplificadores autônomos, interfaces de áudio, consoles de mixagem etc.)
O ganho do microfone é considerado o ganho aplicado aos sinais de microfone no nível do microfone.
Como mencionado, isso pode acontecer dentro de microfones com circuitos ativos. Quando ocorre com pré-amplificadores separados, o ganho do microfone é aplicado ao sinal que entra na entrada do microfone.
Ganho de um pré-amplificador ativo dentro do microfone
Microfones condensadores e outros microfones ativos possuem um pré-amplificador ativo dentro do corpo do microfone. O sinal de áudio produzido por uma cápsula de microfone é geralmente muito baixa em voltagem e muito alta em impedância para ser útil.
Amplificadores ativos são colocados em linha diretamente após a cápsula. Isso é para aumentar a tensão para níveis viáveis e diminuir imediatamente a impedância do sinal. A baixa impedância permite que o sinal percorra comprimentos práticos de cabo com terrível degradação.
O ganho do amplificador integrado de um microfone ativo é geralmente um valor fixo.
Muitos microfones ativos vêm com chaves de atenuação de pad, que diminuem a amplitude do sinal de áudio de saída da cápsula antes que o sinal chegue ao amplificador. Esses pads são fornecidos para evitar a sobrecarga do amplificador/circuito ativo e a subsequente distorção do sinal.
Amplificadores ativos aumentam o sinal do microfone. No entanto, o ganho que eles fornecem não é forte o suficiente para amplificar os sinais de saída do microfone ativo para o nível de linha.
O AKG C 414 XLII é um excelente exemplo de microfone condensador ativo com FET embutido. No entanto, mesmo com este «amplificador», o microfone emite sinais de nível de microfone.
Ganho de pré-amplificadores ativos em microfones USB/digitais
Microfones USB e outros que produzem áudio digital possuem conversores analógico-digital(ADCs) integrados.
Eles também costumam ter um pré-amplificador de microfone embutido antes do ADC.
Nesse caso, o pré-amplificador integrado deve ter um ganho ajustável para trazer efetivamente o sinal de áudio do microfone para o nível de linha antes de ser convertido em sinal digital.
O Blue Yeti é um microfone USB popular com um pré-amplificador de microfone embutido e ADC. Ele ainda possui um DAC embutido e amplificador de fone de ouvido e atua como sua própria interface completa.
Ganho de um pré-amplificador de microfone separado
Como todos os microfones profissionais emitem sinais de nível de microfone, todos eles exigem ganho para trazê-los ao nível de linha. Pré-amplificadores de microfone fornecem esse ganho!
O ganho do microfone é aplicado ao sinal na entrada do microfone de um pré-amplificador.
Esta é uma distinção importante quando se trata de vários canais de entrada. Não conecte o microfone a uma entrada de linha. As entradas de linha esperam sinais muito mais fortes do que o nível do microfone e não fornecerão ganho suficiente para aumentar o sinal do microfone.
A gravação e mixagem de áudio, seja analógica ou digital, quase sempre é feita no nível da linha. Isso significa que obter áudio analógico de nível de linha com ganho é essencial e os ADCs certos que podem converter sinais analógicos de nível de linha em sinais digitais também são essenciais.
Os consoles de mixagem geralmente têm amplificadores de cabeça embutidos, embora os profissionais geralmente prefiram amplificadores de cabeça independentes. Ao conectar um pré-amplificador separado a um mixer, certifique-se de estar enviando o sinal do pré-amplificador para a entrada de linha e não para a entrada de microfone.
Pré-amplificadores independentes podem ser conectados a DAWs por meio de um conversor digital/analógico. DAWs também podem usar interfaces de áudio para fornecer suas entradas de microfone. As interfaces de áudio vêm com pré-amplificadores integrados.
Um pré-amplificador de microfone é um circuito amplificador projetado para amplificar uma entrada de nível de microfone ao ponto de ser nível de linha. O pré-amplificador de microfone é quase sempre o primeiro circuito ao qual um sinal de saída de microfone é submetido.
Basicamente, um pré-amplificador de microfone prepara o sinal de áudio de um microfone para uso em todos os outros dispositivos de áudio.
Além disso, os pré-amplificadores de microfone geralmente também fornecem uma fonte de alimentação fantasma de +48 volts para alimentar os microfones ativos que podem ser conectados a eles.
A Focusrite Scarlett 2i2 é uma interface de áudio popular com 2 entradas combinadas(mic/linha/instrumento) capazes de fornecer alimentação fantasma.
O Heritage Audio 1084 é um exemplo de um pré-amplificador/EQ de estado sólido autônomo completo com alimentação fantasma; 80dB de ganho de pré-amplificador classe A e equalizador.
Então, como o ganho do microfone afeta os sinais do microfone?
O nome do jogo para o ganho do microfone é amplificar o sinal do microfone para o nível de linha. A quantidade de ganho necessária dependerá de algumas coisas:
- A sensibilidade do microfone(saída de sinal por nível de pressão sonora)
- A proximidade da fonte sonora e o volume da fonte sonora captada pelo microfone.
Aqui está um exemplo do primeiro ponto: Microfones ativos(microfones condensadores, por exemplo) possuem amplificadores embutidos que os tornam mais sensíveis que microfones passivos(dinâmica de bobina móvel, por exemplo). Portanto, tudo o mais sendo igual, um microfone condensador exigirá menos ganho de pré-amplificador do que um microfone dinâmico para obter a força do sinal de nível de linha.
Um exemplo do segundo ponto pode ser que um microfone colocado perto de um bumbo precisaria de menos ganho do que o mesmo microfone colocado mais longe do bumbo para atingir a intensidade do sinal de nível de linha. O microfone de bumbo próximo também exigiria menos ganho do que o mesmo microfone colocado na frente de uma pessoa fazendo uma narração.
Ao ajustar o ganho de uma entrada de microfone, é importante não cortar ou cortar o sinal(isso geralmente é mostrado por uma luz vermelha no mixer/pré-amplificador/interface/etc.).
O objetivo é amplificar o sinal ao nível de linha nominal, tornando-o igual em intensidade de sinal a qualquer outro microfone e instrumento.
Por que os microfones não emitem nível de linha?
A pergunta implora para ser feita. Por que os fabricantes de microfones não constroem pré-amplificadores dentro de seus microfones para que seus microfones possam emitir um sinal de nível de linha?
As respostas simples são história e marketing.
Não faz muito sentido mudar o formato agora, quando tanto equipamento é projetado como está.
Também não faz muito sentido do ponto de vista de marketing começar a consolidar pré-amplificadores e microfones em uma única unidade. No entanto, a tecnologia disponível agora tornaria isso inteiramente possível.
ganhar volume
Quando conectamos um microfone a um pré-amplificador, teremos algum tipo de configuração de controle de ganho. Normalmente, o controle de ganho é um botão. Girar o controle de ganho no sentido horário aumenta o ganho enquanto girá-lo no sentido anti-horário diminui o ganho aplicado ao sinal de entrada. O ganho é expresso em valores dB.
Assim que tivermos o ganho configurado corretamente e for hora de usar esse sinal de áudio, normalmente usaremos uma faixa de canal(em um mixer ou em um DAW). Aqui, usaremos um ajustador de volume(geralmente um fader) para ajustar o volume. O volume também é dado em valores dB.
O objetivo do ganho é ajustar cada instrumento e microfone para que todos tenham a mesma intensidade de sinal próximo ao nível de linha nominal.
O objetivo do volume é criar o equilíbrio certo de cada instrumento e microfone para a mixagem.
Faça os ajustes primeiro. Ajustes de segundo volume!
Níveis pré/pós fader em mixers
Falando em ganho, volume e mixers, pensei em escrever alguns parágrafos sobre níveis pré e pós-fade em consoles de mixagem.
Quando você ajusta os faders de volume em um mixer, geralmente significa que você está ajustando o volume das saídas principais. No entanto, às vezes precisamos de mixagens auxiliares que são diferentes da mixagem principal.
Uma mixagem auxiliar é uma mixagem diferente da mixagem principal. Os consoles de mixagem geralmente têm «botões de envio auxiliar» para enviar um sinal de canal para mixagens auxiliares. Esses envios podem ser definidos como pré-fader ou pós-fader.
- Pré-fader significa que o sinal é enviado com base apenas nas configurações de ganho. O sinal é enviado antes do fader de volume. Mover o fader de volume não altera o nível do sinal pré-fader.
- Pós-fader significa que o sinal é enviado de acordo com as configurações de ganho e volume. O sinal é enviado após o fader de volume. Mover o fader de volume altera o nível do sinal pós-fader.
Um exemplo que usarei para explicar o pré/pós-fade é quando alguém precisa de um sinal em sua mixagem auxiliar que não deveria estar na mixagem principal.
Digamos que este é um microfone que um produtor usa para falar com um repórter secundário. Precisamos que o repórter secundário ouça o produtor, mas não queremos que o produtor seja ouvido pelos principais veículos.
Para conseguir isso, faríamos o seguinte:
- Defina o ganho do microfone do produtor para o nível de linha nominal.
- Defina o fader de volume para −∞ dB.
- Envie o sinal do canal para uma mixagem auxiliar e depois para o fone de ouvido do repórter da linha lateral.
- Defina o envio auxiliar para o nível pré-fader.
Isso enviará o sinal «pré-fader» com base apenas na configuração de ganho em vez de «pós-fader» que seria baseado na configuração de ganho e volume(neste caso, não haveria sinal devido ao volume de −∞ dB nível).
perguntas relacionadas
O ganho do pré-amplificador do microfone é igual ao ganho do meu amplificador de guitarra?
Sim, ambos são exemplos de ganho de sinal elétrico. Microfones e captadores de guitarra elétrica emitem sinais de áudio fracos. Esses sinais fracos precisam de amplificação para funcionar efetivamente em equipamentos de áudio. Uma diferença é que os amplificadores de guitarra soam bem quando overdrive, enquanto os pré-amplificadores de microfone não.
Existem microfones com saída de nível de linha?
Nenhum microfone profissional emite um sinal de nível de linha. A tecnologia está disponível para amplificar um sinal de microfone para o nível de linha dentro do próprio corpo do microfone para que o microfone emita um sinal de nível de linha. No entanto, não é provável que isso seja introduzido no mercado profissional.
