¿Cuáles son las diferencias entre los micrófonos de tubo y FET?
Los micrófonos de condensador de tubo son comúnmente apreciados por su carácter, mientras que los micrófonos sin tubo (FET) a menudo se describen como más precisos y son mucho más populares en el mercado actual. Todas las preferencias subjetivas, hay otras diferencias importantes entre el tubo y el micrófono FET.
¿Cuáles son las diferencias entre los micrófonos de tubo y FET?
Los tubos de vacío y los transistores de efecto de campo actúan como convertidores de impedancia y pseudoamplificadores en micrófonos activos que requieren ese tipo de procesamiento. Los micrófonos de tubo tienen tubos de vacío, mientras que los micrófonos FET tienen FET. En general, la tecnología de tubo agrega más color y es más frágil que el FET de estado sólido.
En los siguientes párrafos, profundizaremos en el descubrimiento de más diferencias entre los micrófonos de tubo y los micrófonos FET.
Tubo vs. Micrófonos FET
Las tablas son una forma sencilla de difundir información. Veamos las diferencias entre micrófonos de tubo y FET en la siguiente tabla:
| Micrófonos de tubo | Micrófonos FET | |
|---|---|---|
| Convertidor de impedancia | Tubo de vacío (al menos un triodo) | Transistor de efecto de campo (a menudo JFET) |
| Fuente de alimentación | Unidades de fuente de alimentación externas | Alimentación fantasma o voltaje de polarización de CC |
| Ruido propio | Más | Menos |
| Calidad de audio | Típicamente más cálido (saturación del tubo y caída de alta gama) | Normalmente más frío (captura de sonido precisa) |
| Salida acoplada por transformador | sí | Algunas veces |
| Durabilidad | Componentes de tubo frágiles | Componentes de estado sólido más duraderos |
| Precio | Muy caro | Menos costoso |
Similitudes entre los micrófonos de tubo y FET
Antes de entrar en la diferencia entre los micrófonos Tube y FET, es un ejercicio que vale la pena notar las similitudes.
Los micrófonos de tubo y FET no son dos tipos de transductores diferentes, sino que diferencian entre diferentes topografías electrónicas activas. Entonces, podemos decir que los micrófonos de tubo y FET están activos.
El tubo y el FET suelen constituir los dos tipos de convertidores de impedancia en los micrófonos de condensador, aunque también están presentes en algunos diseños de micrófonos de cinta.
De hecho, los tubos de vacío y los transistores de efecto de campo hacen el mismo trabajo en un diseño de micrófono: conversión de impedancia y pseudoamplificación. Entonces, aunque estos micrófonos son diferentes entre sí, su procesamiento de señal es casi el mismo.
Convertidor de impedancia
Hemos mencionado que los tubos de vacío y los FET cumplen el mismo papel en el diseño de micrófonos activos. Actúan principalmente como convertidores de impedancia y, hasta cierto punto, como pseudoamplificadores.
Esta es la diferencia obvia: los micrófonos de tubo tienen tubos de vacío, mientras que los micrófonos FET tienen transistores de efecto de campo.
En esta sección, asumiremos que los tubos y los FET están dentro de micrófonos de condensador, lo que suele ser el caso, pero no siempre.
Los micrófonos de tubo utilizan tubos de vacío como convertidores de impedancia.
Las cápsulas de micrófono de condensador emiten naturalmente una señal de audio con una impedancia extremadamente alta. Con una impedancia tan alta, la señal eléctrica no podrá viajar a través de una longitud significativa de cable/circuito sin una degradación grave.
Diseñar el micrófono con un tubo de vacío triodo inmediatamente después de la cápsula ayuda a reducir la impedancia de la señal.
Aquí hay un diagrama simple de un tubo de vacío triodo:
- H: calentador
- K: cátodo
- A: ánodo
- G: cuadrícula
Un tubo de vacío de triodo requiere calor para funcionar correctamente. Un calentador o filamento es parte del diseño y extrae electricidad de una fuente de energía externa para calentar eficazmente el tubo.
Una vez calentado, el cátodo comenzará a emitir electrones. Estos electrones cargados negativamente fluyen naturalmente desde el cátodo a la placa del ánodo cargada positivamente. Este flujo de electrones es esencialmente una corriente eléctrica y el tubo se puede incorporar a un circuito.
Este flujo de electrones está desequilibrado y tiene una impedancia relativamente baja.
La descripción anterior nos dice cómo funciona un tubo de vacío de diodo, pero ¿cómo encajan los triodos en el diseño del micrófono? Aquí es donde entra en juego la cuadrícula.
Se puede pensar en la rejilla como una entrada de alta impedancia. Está conectado eléctricamente a la cápsula del micrófono y recibe el voltaje de CA (señal del micrófono) de la cápsula.
Luego, la rejilla modula el flujo de electrones desde el cátodo al ánodo. Cuando la señal de CA en la red está en un pico, el flujo entre el cátodo y el ánodo también estará en su nivel más alto. Cuando la señal de CA en la red está en un valle, el flujo entre el cátodo y el ánodo también estará en su nivel más bajo.
Entonces, una señal de bajo nivel y alta impedancia de la cápsula del micrófono modula efectivamente una señal de menor impedancia con mayor amplitud. En otras palabras, el tubo actúa como convertidor de impedancia y amplificador de la señal del micrófono.
Tenga en cuenta que los tubos de vacío no son realmente amplificadores, ya que no aplican ganancia directamente a la señal. Más bien, usan una señal para modular una señal mayor.
El tubo de vacío se inventó en 1904. El triodo, que es el tubo de vacío más básico para aplicaciones de micrófonos, se lanzó al mercado en 1906 con el nombre de «The Audion».
El primer micrófono de tubo que llegó al mercado comercial fue el Neumann CV3 “The Bottle”, lanzado en 1928. Era un micrófono de condensador de tubo de diafragma grande.
Los micrófonos FET utilizan transistores de efecto de campo como convertidores de impedancia.
Los transistores de efecto de campo brindan la misma función práctica que el tubo triodo, solo que de manera diferente. Vamos a discutir.
Aquí hay un diagrama simple de un transistor de efecto de campo:
- S: fuente
- D: drenaje
- G: puerta
Con el FET, se aplica un voltaje de polarización a la fuente/drenaje y se produce una corriente eléctrica entre la fuente y el drenaje.
Los transistores son semiconductores que normalmente están hechos de silicio dopado. Tienen un canal activo a través del cual los portadores de carga (electrones u huecos) fluyen desde la fuente hasta el drenaje.
Entonces aquí tenemos una corriente eléctrica que fluye desde la fuente para drenar.
La conductividad del canal activo desde la fuente hasta el drenaje es una función del voltaje aplicado en la puerta (a través de la puerta y los terminales de la fuente). Este voltaje es el voltaje de CA o la señal del micrófono de la cápsula del micrófono.
Al igual que con la rejilla del triodo, se puede pensar en la puerta del FET como una entrada de alta impedancia.
Entonces, la señal de salida de la cápsula del micrófono se envía directamente a la puerta. Esto modula efectivamente otra señal en la «salida» del FET. Esta señal de salida es de menor impedancia y, a menudo, tiene una mayor amplitud.
Entonces, en efecto, el FET actúa como un convertidor de impedancia y un pseudoamplificador, al igual que el tubo de vacío mencionado anteriormente.
Los FET no son realmente amplificadores porque no aplican ganancia directamente a la señal. Más bien, usan una señal para modular una señal mayor.
El transistor se inventó en 1947. La teoría detrás de los transistores de efecto de campo comenzó a desarrollarse a principios de la década de 1920 y en 1953 se creó el primer JFET (transistor de efecto de campo de puerta de unión) que funcionaba de manera práctica.
El primer micrófono FET de estado sólido vendido comercialmente fue el Schoeps CMT 20, que se lanzó en 1964.
Tenga en cuenta que los tubos y los FET realizan las mismas funciones en los diseños de micrófonos de cinta activos. Por supuesto, las señales de micrófono de los elementos de cinta tienen impedancias más bajas que las de las cápsulas de condensador. Por lo tanto, la conversión de impedancia puede no ser tan reguladora (aunque a veces la señal de la cinta aumenta a alta impedancia a través de un transformador elevador antes de ingresar al tubo o al FET).
Fuente de alimentación
Como hablamos en la sección de similitudes, tanto los micrófonos de tubo como los de FET están activos. Esto significa que ambos requieren alimentación externa para funcionar correctamente. La fuente de dicha potencia, sin embargo, es diferente entre los dos tipos de micrófono.
Los micrófonos de tubo requieren fuentes de alimentación externas.
El calentamiento de un tubo de vacío generalmente requiere más energía que cualquier otro componente activo dentro del micrófono. Con los micrófonos de condensador de tubo, una fuente de alimentación externa calienta eficazmente el tubo y carga la cápsula.
Los micrófonos de tubo llegaron antes que la alimentación fantasma y los voltajes de polarización de CC fueran métodos comunes para alimentar micrófonos activos. Incluso con eso, los micrófonos de tubo modernos están diseñados con unidades de fuente de alimentación externas porque requieren más energía de la que puede ser suministrada por fantasma o polarización.
Los micrófonos FET generalmente obtienen su energía de voltaje de polarización de CC o alimentación fantasma.
Los micrófonos de estado sólido requieren mucha menos energía que sus homólogos de tubo.
Hablemos de micrófonos de condensador. Los separaremos aún más en verdaderos condensadores y condensadores electret.
Los verdaderos condensadores requieren un voltaje externo para cargar adecuadamente sus cápsulas, mientras que los condensadores electret utilizan material electret para mantener una carga casi permanente en sus cápsulas.
Entonces, con los condensadores verdaderos, requieren energía externa para sus cápsulas, convertidores de impedancia FET y, a veces, sus placas de circuito impreso. Esta energía proviene con mayor frecuencia de la alimentación fantasma, que se suministra a través de preamplificadores de micrófono, unidades independientes o baterías (en ciertos diseños de micrófonos).
Con los condensadores electret, se requiere alimentación externa solo para sus convertidores de impedancia FET y, en algunos casos, sus placas de circuito impreso. Dependiendo del diseño del micrófono, esto se puede hacer mediante alimentación fantasma o voltaje de polarización de CC. El voltaje de polarización de CC a menudo se suministra a micrófonos electret en miniatura a través de transmisores inalámbricos.
Tenga en cuenta que con los micrófonos de cinta activos, no se envía ninguna cantidad de energía al elemento de cinta/deflector. Aún así, los micrófonos de cinta de tubo requieren fuentes de alimentación externas, mientras que los micrófonos de cinta electret y verdaderos pueden funcionar con alimentación fantasma (o polarización de CC).
Ruido propio
Los micrófonos activos naturalmente tienen lo que se conoce como ruido propio. Este ruido propio es el ruido inherente agregado a la señal del micrófono por los componentes activos incluso cuando no hay sonido presente.
Los micrófonos de tubo suelen tener un ruido propio más alto que los micrófonos FET.
Los tubos de vacío, con sus calentadores y encapsulado de vidrio, naturalmente producen un poco más de ruido que los FET semiconductores. Esto se debe, en parte, al mayor voltaje que requieren los tubos para funcionar correctamente.
De todos los micrófonos activos, los modernos micrófonos de condensador de diafragma grande de estado sólido suelen tener los valores de ruido propio más bajos (incluso por debajo de 10 dBA). Esto se debe en gran parte a que el FET es más silencioso que un tubo y el diafragma grande produce una señal mayor que un diafragma pequeño, lo que mejora la relación señal/ruido.
Los tubos también suelen añadir «sonido de tubo», una ligera coloración a la señal del micrófono que tanto aprecian los audiófilos, ingenieros y músicos.
Calidad de audio
Los tubos de vacío de alta calidad y los transistores de efecto de campo de alta calidad suenan muy bien y ayudan a producir una excelente calidad de audio en sus micrófonos.
Sin embargo, existe un gran debate sobre cómo los micrófonos de tubo y FET suenan diferentes entre sí. Analicemos esto brevemente aquí.
En general, los micrófonos de tubo suenan:
- Más cálido y rico.
- Más grande, más grande y más dimensional.
- Extremo superior más suave.
En general, los micrófonos FET suenan:
- Detallado, honesto y preciso.
- Más frío y más brillante.
Vale la pena señalar que no todos los micrófonos de tubo y FET producen audio de alta calidad.
Dicho esto, si un fabricante se está tomando la molestia de poner un micrófono de tubo de vacío en el mercado hoy en día, es probable que haga todo lo posible para producir un micrófono de alta calidad.
No se puede decir lo mismo de los micrófonos FET, ya que los FET son relativamente fáciles y económicos para el fabricante. Por ejemplo, los micrófonos electret baratos en la electrónica de consumo tienen FET en su diseño.
¿Transformador o sin transformador?
Los transformadores de audio a veces se incluyen en el diseño de salida de los micrófonos. Actúan para equilibrar la señal del micrófono; suba o baje el voltaje (intensidad de la señal del micrófono); ajustar la impedancia de salida de la señal a los niveles adecuados; y para proteger el micrófono de voltajes de CC como polarización de CC y alimentación fantasma.
Los micrófonos de tubo siempre tienen transformadores de salida.
Los transformadores reductores generalmente se diseñan en salidas de micrófono de tubo. Estos transformadores eran absolutamente necesarios cuando la electrónica de estado sólido no estaba disponible y todavía se utilizan de forma abrumadora en la actualidad.
Los transformadores reductores actúan para reducir la impedancia a niveles utilizables al mismo tiempo que equilibran la señal de audio emitida por el tubo en la salida del micrófono. Estos dos pasos son necesarios para que el micrófono emita un audio consistente de alta calidad.
Aunque los micrófonos de tubo hoy en día podrían optar por circuitos de salida sin transformador, en general no lo hacen.
Los micrófonos FET a veces tienen transformadores de salida.
Todos los primeros condensadores de estado sólido también tenían transformadores para ayudar a equilibrar sus salidas y ajustar la impedancia de su señal de salida.
Sin embargo, a fines de la década de 1970, los fabricantes comenzaron a optar por diseños de circuitos de salida sin transformador más asequibles.
Estos circuitos de salida estaban hechos de electrónica de estado sólido que tenía múltiples beneficios sobre los transformadores de audio: a saber, reducción de ruido, costo y tamaño. Los transformadores de alta calidad no han bajado mucho de precio a lo largo de los años, pero los transistores y otros componentes de estado sólido se vuelven cada vez más baratos.
Hoy en día, existen muchos condensadores en el mercado con y sin transformador.
Durabilidad
La durabilidad y la longevidad a menudo van de la mano. Elegir un micrófono que dure mucho tiempo es esencial, especialmente cuando algunos micrófonos FET y de tubo cuestan tanto dinero (veremos los precios en la siguiente sección). Entonces, ¿en qué se diferencian los micrófonos de tubo y FET en términos de durabilidad?
Los micrófonos de tubo son generalmente menos duraderos que los micrófonos FET.
La electrónica del tubo de vacío es, por defecto, menos duradera que la electrónica de transistores. Por lo tanto, en igualdad de condiciones, los micrófonos de tubo son menos duraderos que los micrófonos FET. ¿Por qué es esto?
Los tubos están hechos de vidrio, mientras que los FET están hechos de material semiconductor de estado sólido como el silicio. Si se golpea o se cae, por ejemplo, es más probable que se rompa el vidrio del tubo que el transistor.
Los tubos requieren calentadores, que tienen una vida útil limitada antes de quemarse. Los transistores no tienen los mismos problemas de agotarse.
Los tubos de vacío son más sensibles a la humedad y mucho más sensibles a la temperatura que los FET de estado sólido. Por ejemplo, si estuviera transportando micrófonos en el frío a otro estudio, sería prudente dejar que los micrófonos de tubo se calienten naturalmente a temperatura ambiente antes de usarlos, mientras que los micrófonos FET probablemente estén bien para comenzar a usarlos de inmediato.
Precio
Los micrófonos de tubo son conocidos por sus altos precios. Los micrófonos FET incluyen una gama tan amplia de productos que su rango de precios refleja este ancho.
Rango de precios de los micrófonos de tubo:
Los micrófonos de condensador y de cinta más caros del mercado tienen electrónica de tubo. Aunque hay algunos micrófonos de tubo de consumo en el mercado a bajo precio, buscará al menos $500 por un micrófono de tubo prosumidor de nivel de entrada.
Los micrófonos de tubo, especialmente los muy buscados modelos antiguos, tienen precios superiores a los $10,000.
Los micrófonos de cinta activos que cuentan con electrónica de tubo también son bastante caros. El AEA A440, por ejemplo, cuesta la friolera de $5,800.
Rango de precios de los micrófonos FET:
Como se mencionó anteriormente, los micrófonos FET abarcan toda la gama de micrófonos electret económicos de consumo hasta micrófonos de estudio profesionales de alta calidad.
Los precios de los micrófonos FET van desde menos de $0.01 (para pedidos al por mayor de micrófonos electret baratos) hasta varios miles de dólares.
Preguntas relacionadas
¿Cuáles son las diferencias entre micrófonos de condensador y dinámicos? La principal diferencia entre los micrófonos dinámicos y de condensador es que la dinámica convierte el sonido en audio mediante inducción electromagnética, mientras que los condensadores lo hacen mediante principios electrostáticos. Esto conduce a diferencias en el diseño y el sonido general. Los condensadores están activos mientras que las dinámicas suelen ser pasivas.
¿Cuáles son las diferencias entre los condensadores de diafragma grande (LDC) y los condensadores de diafragma pequeño (SDC)? Los LDC generalmente tienen un diámetro de diafragma mayor de 1 ″, mientras que los diámetros de diafragma SDC son típicamente menores de 1/2 ″ (esto significa que hay un área gris en el medio). Los LDC suelen ser más silenciosos y tienen más carácter, mientras que los SDC se benefician de respuestas de frecuencia, transitorias y polares más precisas/consistentes.
