¿Los micrófonos necesitan energía para funcionar correctamente?
Muchos dispositivos cotidianos necesitan electricidad para funcionar y conectarse a una toma de corriente mediante un cable de alimentación. Los micrófonos, de manera similar, se conectan a las entradas de micrófono a través de un cable de micrófono para transferir señales de audio eléctricas.
¿Los micrófonos necesitan energía para funcionar correctamente? Algunos micrófonos requieren energía para funcionar (micrófonos activos) mientras que otros no (micrófonos pasivos). Los micrófonos que tienen circuitos activos incorporados o cápsulas electrostáticas (condensador) no electreto requieren energía. Los micrófonos dinámicos sin preamplificadores internos no requieren alimentación.
Por lo tanto, los micrófonos requieren energía para funcionar correctamente, mientras que otros no. Echemos un vistazo más de cerca a qué micrófonos necesitan energía, el tipo de energía que necesitan y las formas en que se suministra la energía.
Micrófonos que requieren energía y aquellos que no
Aunque generalmente es correcto, en realidad es un error común (incluso en la industria del audio) que los micrófonos dinámicos no requieren energía, mientras que los micrófonos de condensador sí.
Aunque el «concepto erróneo» anterior suele ser cierto, son los micrófonos activos los que requieren potencia y los micrófonos pasivos que no. Da la casualidad de que todos los micrófonos de condensador están activos y la gran mayoría de los micrófonos dinámicos son pasivos.
¿Qué es un micrófono activo? Un micrófono activo requiere alimentación externa para funcionar. Los micrófonos con preamplificadores internos, FET/JFET, tubos de vacío, cápsulas polarizadas externamente o convertidores A/D están activos ya que estos dispositivos incorporados requieren energía. Todos los micrófonos de condensador están activos y algunos micrófonos dinámicos con preamplificadores internos también están activos.
¿Qué es un micrófono pasivo? Un micrófono pasivo no necesita energía para funcionar. Los micrófonos dinámicos son pasivos ya que funcionan con inducción electromagnética, que no requiere energía. Los micrófonos sin preamplificadores internos, FET/JFET, tubos de vacío, cápsulas con polarización externa o convertidores A/D probablemente sean pasivos.
Los micrófonos pasivos no requieren alimentación
Nada en un diseño de micrófono pasivo requiere energía para funcionar. La gran mayoría de los micrófonos dinámicos son pasivos (algunos micrófonos de cinta modernos se han diseñado con circuitos activos, que veremos más adelante).
En los micrófonos dinámicos básicos de bobina móvil (que proporcionan el mejor ejemplo de micrófonos pasivos), un diafragma con una bobina de alambre conductora adjunta se mueve en reacción a las ondas sonoras que lo rodean.
El Shure SM57 (en la foto) es un excelente ejemplo de un micrófono dinámico de bobina móvil común.
La bobina conductora está suspendida en un pequeño espacio cilíndrico entre imanes. El diafragma y la bobina conductora se mueven dentro de un campo magnético y se crea una señal de micrófono eléctrico en la bobina mediante inducción electromagnética.
La señal de audio inducida se envía luego a un transformador elevador y se emite desde el micrófono como señal de micrófono.
Todas las partes de este micrófono dinámico de bobina móvil son pasivas. Aquí hay una lista de las partes:
- Diafragma (se mueve de acuerdo con las ondas sonoras)
- Bobina móvil de alambre conductor (unido al diafragma)
- Imanes (proporcionan el campo magnético)
- Transformador elevador (mejora la intensidad de la señal en la salida)
El transformador elevador en realidad bloquea la entrada de CC al micrófono (los voltajes de CC se utilizan con mayor frecuencia para alimentar micrófonos activos). Por lo tanto, el micrófono dinámico pasivo típico no solo no requiere energía, sino que en realidad está diseñado para rechazar la energía.
Los micrófonos activos requieren alimentación
Un micrófono se considera activo si tiene alguno de los siguientes dispositivos activos en su diseño:
- Convertidor de impedancia/preamplificador interno: estos son típicamente circuitos de transistor (a menudo JFET) que convierten las señales de alta impedancia de bajo voltaje de las cápsulas de condensador en señales de mayor voltaje y menor impedancia. Existen otros tipos de circuitos de preamplificador internos para micrófonos de cinta.
- Cápsula de condensador (condensador) no electret: antes de que los materiales electret hicieran su debut en las cápsulas de condensador, las cápsulas tenían que ser alimentadas externamente. Estas cápsulas de condensador «verdaderas» requieren un voltaje externo para polarizarse adecuadamente y transducir energía.
- Tubos de vacío: los tubos de vacío requieren electricidad para calentar el cátodo del tubo y enviar un cambio positivo al ánodo.
- Convertidor de analógico a digital : los ADC necesitan energía para convertir señales analógicas en información digital.
Cada una de las partes enumeradas anteriormente requiere diferentes cantidades de energía para funcionar y solo se necesita uno de estos dispositivos para que un micrófono se considere activo.
Primero, enumeremos los tipos comunes de micrófonos activos junto con las piezas activas que se incorporan en sus diseños.
- Micrófonos de condensador electret : los condensadores electret requieren energía para sus preamplificadores activos internos/convertidores de impedancia. Estos convertidores suelen ser una especie de transistor de efecto de campo. Sus cápsulas están prepolarizadas con material electret y no requieren alimentación externa.
- Ejemplos: Sennheiser ME2 Lavalier Mic y Rode NT1-A Studio Mic
- Micrófonos de condensador “verdaderos” (no electretos): los micrófonos de condensador “verdaderos” son condensadores de estado sólido que vinieron antes de los electretos y después de los condensadores de tubo. Estos micrófonos requieren energía para sus preamplificadores internos/convertidores de impedancia y para polarizar sus cápsulas de condensador.
- Ejemplo: Micrófono de estudio Neumann U87AI
- Micrófonos de cinta activos: debido a que los micrófonos de cinta normalmente emiten señales de muy bajo nivel, algunos micrófonos de cinta modernos tienen preamplificadores internos, que requieren energía para funcionar.
- Ejemplo: AEA R84A
- Micrófonos de condensador de tubo: Los tubos de vacío son la «forma clásica» de amplificar las señales de los micrófonos de condensador a niveles utilizables. Los micrófonos de tubo requieren energía para sus tubos y para polarizar sus «verdaderas» cápsulas de condensador. Hasta donde yo sé, no existen los micrófonos de tubo electret.
- Ejemplo: Neumann U47
- Micrófonos USB : los micrófonos USB tienen convertidores analógicos a digitales incorporados que requieren energía para funcionar. Un gran porcentaje de micrófonos USB también son condensadores electret (aunque no todos), lo que significa que la mayoría de los micrófonos USB también requieren energía para sus preamplificadores internos/convertidores de impedancia.
- Ejemplo: Yeti azul
Como podemos ver, existen muchos tipos de micrófonos activos. Además de eso, vemos que los micrófonos de condensador no son los únicos micrófonos que requieren energía.
Ahora que conocemos las partes activas de los micrófonos activos, veamos métodos efectivos para proporcionar la energía requerida a estas partes activas:
- Poder fantasma.
- Voltaje de polarización CC.
- Potencia de la batería.
- Fuentes de alimentación externas.
- Alimentación USB.
En lugar de explicar brevemente cada uno de los métodos de potencia enumerados, veamos cada uno en detalle.
Poder fantasma
¿Qué es la alimentación fantasma? La alimentación fantasma (P48 o + 48V) es un voltaje de CC de 48V +/- 4V (profesionalmente). P48 es proporcionado por preamplificadores de entrada de micrófono y funciona con líneas de audio balanceadas, enviando +48 voltios a través de resistencias de 6.8 kΩ en los pines 2 y 3 (en relación con el pin 1). P48 es «invisible» en una línea balanceada, de ahí el nombre «alimentación fantasma».
La alimentación fantasma es el método más común para alimentar micrófonos de estudio profesionales.
Los micrófonos de estudio que requieren alimentación fantasma están diseñados para tomar precisamente la cantidad de energía que necesitan, mientras que los micrófonos de estudio que no requieren alimentación fantasma están diseñados para rechazarla de manera efectiva.
Tenga en cuenta que algunos micrófonos de cinta antiguos pueden dañarse con la alimentación fantasma, especialmente si el micrófono se desconecta de la alimentación fantasma de forma abrupta (quitando un cable conectado o una caída de tensión).
La alimentación fantasma es suministrada por casi todos los preamplificadores de micrófono modernos que se precie (en interfaces de audio, consolas de mezcla, grabadoras de audio, etc.). Sin embargo, no todas las fuentes de alimentación fantasma emiten los +48 V completos. Por lo tanto, es importante utilizar fuentes P48 de calidad con micrófonos que lo necesiten.
Puede verificar la alimentación fantasma de sus entradas de micrófono con un voltímetro.
Algunos micrófonos funcionan con cualquier cantidad de alimentación fantasma «aceptable» (11 V a 48 V). Otros micrófonos seguirán funcionando, pero con una capacidad limitada, si no se proporcionan los 48 V completos. Sin embargo, otros micrófonos no funcionarán en absoluto a menos que reciban la alimentación fantasma completa de 48V +/- 4V.
Voltaje de polarización CC
¿Qué es el voltaje de polarización de CC? El voltaje de polarización de CC suele estar entre 1,5 y 9,5 V CC. La polarización de CC se usa generalmente para alimentar los JFET de los micrófonos electret (los preamplificadores/convertidores de impedancia). El voltaje de polarización no requiere una línea de audio balanceada para funcionar y se puede suministrar en la misma línea que el audio o en una línea separada.
El sesgo de CC es quizás el método más común para alimentar micrófonos en general (considerando que la mayoría de los micrófonos no son micrófonos de estudio, sino micrófonos en teléfonos celulares, computadoras portátiles, etc.).
El voltaje de polarización de CC alimenta eficazmente los JFET de muchos micrófonos de condensador electret, que se requieren para el funcionamiento adecuado del micrófono.
Los micrófonos de condensador electret emiten señales de bajo nivel con impedancias increíblemente altas. Estas señales no se pueden utilizar como audio y solo pueden viajar en tramos cortos de cable antes de perder su calidad.
Los JFET (transistores de efecto de campo de puerta de unión) se colocan en línea directamente después de la cápsula del condensador electret (para minimizar cualquier longitud de cable a través de la cual debe viajar la señal). Los JEFT funcionan con el voltaje de polarización de CC proporcionado para amplificar la señal de electret (ver preamplificador). Sin embargo, lo que es más importante, el JFET convierte la impedancia extremadamente alta en una impedancia de señal de micrófono utilizable (ver convertidor de impedancia).
Potencia de la batería
¿Qué es la batería del micrófono? Hay dos escenarios principales en los que un micrófono puede funcionar con batería:
- Los micrófonos inalámbricos necesitarán baterías para alimentar el transmisor inalámbrico y, a menudo, el preamplificador de micrófono/convertidor de impedancia (a menudo con una polarización de CC suministrada por batería).
- Micrófonos de estudio que tienen una opción de alimentación por batería pero que también funcionan con alimentación fantasma.
La energía de la batería puede suministrar el voltaje de polarización de CC antes mencionado para micrófonos lavalier y otros micrófonos inalámbricos.
También puede suministrar voltaje de polarización o potencia de preamplificador para micrófonos de estudio con una opción para baterías. En este escenario, las baterías proporcionan un voltaje similar al de la alimentación fantasma.
Fuente de alimentación externa
¿Qué es una fuente de alimentación de micrófono externa? Una fuente de alimentación de micrófono externa proporciona energía específica de micrófono a un micrófono (a menudo más que los 48 V de la alimentación fantasma). Estas fuentes de alimentación específicas para micrófonos no tienen estándar y utilizan varios conectores, incluido el XLR de 7 pines (señal de transporte, voltaje de polarización, calentador y conexión a tierra).
Las fuentes de alimentación externas son muy comunes con los micrófonos de condensador de tubo. Los tubos requieren más energía que los transistores y, a menudo, esta necesidad de alimentación no puede satisfacerse con los 48 voltios de alimentación fantasma.
Por lo tanto, se han diseñado fuentes de alimentación externas específicas para micrófonos para calentar y alimentar los tubos de vacío al tiempo que suministran el voltaje de polarización adecuado a las cápsulas del condensador.
Tenga en cuenta que algunos micrófonos de transistores también utilizan fuentes de alimentación externas (concretamente, los micrófonos DPA 130V). Estos son micrófonos de estado sólido que simplemente requieren más energía de la que podría proporcionarles la alimentación fantasma.
Alimentación USB
¿Qué es la alimentación del micrófono USB? Los micrófonos USB activos están diseñados para obtener la energía que necesitan del pin 1 de + 5 V CC del conector USB. Estos +5 voltios casi siempre se utilizan exclusivamente para alimentar el convertidor de analógico a digital del micrófono USB junto con su preamplificador/convertidor de impedancia de micrófono JFET.
Como se mencionó, los micrófonos USB requieren alimentación para sus convertidores de analógico a digital (y para sus JFET si son micrófonos USB de condensador). Esta energía es suministrada por el pin 1 del conector USB.
Los micrófonos USB están diseñados para tomar lo que necesitan de los +5 voltios proporcionados por el conector USB (y, en última instancia, por la computadora del conector).
preguntas relacionadas
¿Los micrófonos inalámbricos necesitan alimentación fantasma? Los micrófonos inalámbricos no requieren alimentación fantasma. Los micrófonos inalámbricos funcionan con baterías, que proporcionan energía al transmisor inalámbrico y, si el micrófono es un micrófono de condensador, un voltaje de polarización de CC del convertidor de impedancia JFET del micrófono (preamplificador interno).
¿Cómo se comprueba la alimentación fantasma? Las entradas de micrófono típicas que suministran alimentación fantasma tendrán un indicador de que la alimentación fantasma está activada (generalmente una luz). Para verificar el voltaje exacto de su fuente de alimentación fantasma, use un voltímetro. La alimentación fantasma completa debe mostrar 48 V entre los pines 2 y 1, así como los pines 3 y 1 y 0 V entre los pines 2 y 3.
