Differenze tra microfoni dinamici e a condensatore

La stragrande maggioranza dei microfoni sono dinamici oa condensatore. Queste valutazioni sono ampiamente utilizzate per differenziare i tipi di trasduttore, ma ci danno anche un’idea generale delle prestazioni del microfono.

Quali sono le differenze tra microfoni dinamici e a condensatore? La principale differenza tra microfoni dinamici e a condensatore è che la dinamica converte il suono in audio utilizzando l’induzione elettromagnetica, mentre i condensatori lo fanno utilizzando principi elettrostatici. Ciò porta a differenze nel design e nel suono generale. I condensatori sono attivi mentre le dinamiche sono generalmente passive.

Questa è solo una breve risposta a una domanda molto più profonda. In questo articolo, approfondiremo la risposta a questa domanda e discuteremo tutte le differenze generali tra microfoni dinamici e a condensatore.

dinamico vs. microfoni a condensatore

Le tabelle sono un modo semplice per diffondere informazioni. Vediamo le differenze tra microfoni dinamici e a condensatore nella tabella seguente:

	microfoni dinamici	microfoni a condensatore
Principio del trasduttore	induzione elettromagnetica	principi elettrostatici
Attivo passivo	Passivo	Attivo
Risposta frequente	Di colori	piatto/esteso
risposta transitoria	Lento	Veloce
schemi polari	Tutto tranne che bidirezionale	Tutti(soprattutto con capsula a doppio diaframma)
Sensibilità	Basso	Alto
rumore di sé	No	sì
Livello massimo di pressione sonora	Spesso troppo alto per essere misurato	Spesso entro limiti pratici
Durabilità	molto resistente	qualcosa di duraturo
Prezzo	Da economico a moderato	da economico a molto costoso

Somiglianze tra microfoni dinamici e a condensatore

Cominciamo con l’ovvio e parliamo di microfoni dinamici e a condensatore come microfoni. Cioè, sono trasduttori di energia che convertono il suono(energia delle onde meccaniche) in audio(energia elettrica). Entrambi i microfoni lo fanno con un diaframma.

A parte le caratteristiche comuni specifiche del microfono nell’applicazione, schema polare, tipo di direzione e piccoli dettagli, i microfoni dinamici e a condensatore hanno pochissime somiglianze tra loro. Parliamo delle differenze.

Principio del trasduttore

Forse la differenza più ovvia tra microfoni dinamici e a condensatore è la differenza nei principi del trasduttore.

I microfoni dinamici convertono l’energia utilizzando l’induzione elettromagnetica, mentre i microfoni a condensatore lo fanno utilizzando principi elettrostatici.

I microfoni dinamici funzionano per induzione elettromagnetica.

L’induzione elettromagnetica è definita come la produzione di una tensione attraverso un conduttore elettrico quando quel conduttore subisce un campo magnetico variabile.

Ecco un diagramma semplificato di un elemento trasduttore dinamico a bobina mobile:

I microfoni dinamici(più tecnicamente chiamati microfoni dinamici a bobina mobile) hanno una bobina conduttrice attaccata alla parte posteriore dei diaframmi. Questa bobina è solitamente realizzata in rame.

Il diaframma e la bobina mobile fanno parte della capsula o «cartuccia» del microfono e sono in un campo magnetico permanente. Questo campo magnetico è fornito da magneti ed espansioni polari progettati per alloggiare la bobina in un taglio cilindrico.

Così come si muove il diaframma, si muove anche la bobina di azionamento. Quando la bobina oscilla all’interno della struttura magnetica, sperimenta questo campo in modo diverso. Questo campo magnetico variabile rispetto alla bobina mobile provoca l’induzione di una tensione attraverso la bobina.

Quando il diaframma e la bobina si muovono avanti e indietro nella loro posizione di riposo, viene creata una tensione CA corrispondente(segnale del microfono).

I microfoni a condensatore funzionano secondo principi elettrostatici.

In poche parole, una capsula microfonica a condensatore agisce come un condensatore a piastre parallele.

Ecco un diagramma semplificato di un elemento trasduttore microfono a condensatore:

Questo condensatore è costituito da una piastra frontale mobile(il diaframma) e da una piastra posteriore fissa. Per funzionare correttamente, il condensatore deve avere una carica fissa. Questo carico può essere alimentato tramite materiale elettrete, tensione di polarizzazione CC, alimentazione phantom o un’alimentazione esterna.

Con un carico fisso, qualsiasi variazione di capacità provoca una variazione inversamente proporzionale della tensione. Fortunatamente, la distanza tra le due piastre è un fattore nella capacità della capsula del condensatore.

Pertanto, mentre il diaframma si muove con le onde sonore che lo circondano, altera la distanza tra le piastre, provocando una variazione casuale della capacità della capsula. Questa capacità alternata provoca la creazione di una tensione CA(segnale microfono) inversamente proporzionale attraverso il condensatore.

Attivo passivo

Tutti i microfoni a condensatore richiedono alimentazione per funzionare correttamente e sono quindi attivi. I microfoni dinamici sono passivi e non richiedono alimentazione per funzionare.

I microfoni a condensatore sono sempre attivi.

Tutti i microfoni a condensatore hanno componenti che richiedono alimentazione per funzionare correttamente. Questi componenti sono i seguenti:

• Tubi a vuoto – L’ elettronica del tubo a vuoto funge da convertitori di impedenza e pseudo-amplificatori nei microfoni a condensatore a valvole. Questi tubi sono generalmente triodi e richiedono un’alimentazione esterna per riscaldarsi correttamente.
• Convertitori di impedenza: i convertitori di impedenza Tubeless sono costituiti da transistor a stato solido ad effetto di campo, che richiedono meno potenza delle valvole, ma necessitano comunque di alimentazione. A seconda del microfono, questa alimentazione può essere fornita con vari metodi(materiale electret, tensione di polarizzazione CC, alimentazione phantom).
• Capsule: i «veri» microfoni a condensatore richiedono un’alimentazione esterna per caricare correttamente le loro capsule. I condensatori a elettrete hanno una carica quasi permanente sulle loro capsule attraverso il materiale a elettrete.
• Circuiti stampati – I circuiti stampati comprendono il circuito principale di un microfono. Alcuni microfoni a condensatore hanno PCB e alcuni PCB richiedono alimentazione per far funzionare i loro componenti attivi(come gli amplificatori).

I microfoni dinamici sono quasi sempre passivi.

I microfoni dinamici funzionano con induzione elettromagnetica che non richiede alimentazione.

Anche i trasformatori di uscita, abbastanza comuni nei microfoni dinamici, sono passivi e non richiedono alimentazione.

L’avvertenza qui è sul microfono dinamico digitale/USB. In questi casi speciali, il convertitore analogico-digitale interno(e in alcuni casi l’amplificatore per cuffie) richiede alimentazione per funzionare, che attiva questi microfoni dinamici.

Risposta frequente

Normalmente, i microfoni dinamici hanno risposte in frequenza limitate e colorate, mentre i microfoni a condensatore hanno risposte in frequenza dal suono molto precise ma sterili.

I microfoni a condensatore hanno risposte in frequenza relativamente piatte ed estese.

La maggior parte dei microfoni a condensatore avrà una risposta in frequenza abbastanza piatta su tutto lo spettro udibile(20 Hz – 20.000 Hz). In altre parole, sono in grado di ricreare il suono come audio in modo molto accurato.

I condensatori a diaframma largo avranno spesso un leggero aumento nella gamma delle alte frequenze seguito da un leggero calo all’estremità superiore della loro risposta in frequenza. Questo aiuta ad aggiungere presenza al segnale del microfono, ma può anche rendere il microfono forte.

I condensatori a diaframma piccolo beneficiano di risposte in frequenza estese(a volte ben al di sopra dello spettro udibile) e di una risposta in frequenza di fascia alta più piatta.

Vale anche la pena notare che i diaframmi dei microfoni a condensatore sono spesso sintonizzati in modo tale che le loro frequenze di risonanza naturali siano abbassate nella loro risposta in frequenza.

I microfoni dinamici hanno risposte in frequenza relativamente limitate e colorate.

Tutti i microfoni dinamici funzionano male all’estremità superiore dello spettro di frequenza udibile. Non è del tutto raro che un microfono dinamico abbia un’attenuazione di fascia alta inferiore a 15 kHz(sebbene la gamma uditiva umana generalmente vada a 20 kHz).

Tuttavia, questo non è affatto male, poiché questa mancanza di fascia alta può produrre risultati molto meno duri rispetto ad alcuni condensatori. Detto questo, capita spesso che un microfono dinamico manchi di quella brillantezza o «luminosità» di fascia alta a causa della sua mancanza di sensibilità nelle gamme di frequenza più alte.

Oltre alla mancanza di microfoni dinamici di fascia alta, sono spesso colorati. Ciò significa che alcune frequenze sono più rappresentate di altre nella risposta dei microfoni dinamici.

Questa colorazione è dovuta a fattori quali il peso del diaframma e il labirinto acustico della capsula/cartuccia. In altre parole, le frequenze di risonanza della capsula e le cavità all’interno di quella capsula giocano un ruolo nel colorare la risposta in frequenza del microfono. È anche vero che alcune frequenze più deboli(in particolare nella fascia alta) avranno difficoltà a spostare il pesante diaframma della bobina mobile.

risposta transitoria

Sebbene la risposta transitoria sia una specifica raramente discussa, è importante per descrivere il suono di un microfono. I microfoni a condensatore generalmente hanno una risposta transitoria veloce, mentre è noto che le dinamiche hanno risposte transitorie lente.

I microfoni a condensatore hanno risposte transitorie molto veloci e precise.

I diaframmi dei microfoni a condensatore sono generalmente molto sottili, leggeri e reattivi alle onde sonore sulle loro superfici. Pertanto, le sue risposte transitorie sono molto accurate.

I diaframmi del condensatore a diaframma grande sono generalmente un po’ più lenti a causa delle loro dimensioni e peso, mentre i diaframmi piccoli sono più veloci.

Sfortunatamente, alcuni diaframmi del condensatore «superano» le loro informazioni transitorie. Ciò accade quando un microfono è troppo reattivo e ne accentua artificialmente i transienti. Come con qualsiasi funzione del microfono, questo può essere un pro o un contro, a seconda dell’applicazione.

I microfoni dinamici hanno risposte transitorie lente.

I microfoni dinamici hanno diaframmi relativamente pesanti che reagiscono più lentamente alle informazioni transitorie a causa dell’inerzia.

Non è interamente il diaframma ad essere più pesante, sebbene i diaframmi dinamici siano spesso più pesanti e più spessi del condensatore e dei diaframmi a nastro per supportare la bobina di azionamento. Piuttosto, è la bobina collegata che aggiunge effettivamente peso al diaframma dinamico del microfono.

Il diaframma dinamico a bobina lenta produce un suono quasi compresso. Non solo il microfono reagisce più lentamente, ma anche il suo diaframma impiega più tempo per smettere di oscillare.

schemi polari

Quando si tratta di schemi polari, il design del microfono a condensatore rende facile ottenere qualsiasi schema polare e consente persino di progettare microfoni con più opzioni di schema polare. I microfoni dinamici, al contrario, avranno generalmente solo un diagramma polare e non possono essere bidirezionali per natura del loro design.

I microfoni a condensatore possono avere qualsiasi diagramma polare.

La capsula del microfono a condensatore progetta modelli a membrana singola e doppia. I produttori utilizzano diverse ampiezze e polarità, nonché labirinti acustici per creare tutti i tipi di schemi polari e persino opzioni per più schemi polari in un unico microfono. È possibile ottenere modelli di fucile/lobaro includendo un lungo tubo di interferenza davanti alla capsula.

I microfoni dinamici possono avere qualsiasi schema polare eccetto bidirezionale.

A seconda della composizione acustica della capsula/cartuccia, un microfono dinamico a bobina mobile può avere un diagramma polare omnidirezionale o unidirezionale.

Il fattore limitante che impedisce ai microfoni dinamici di raggiungere il diagramma polare bidirezionale(figura 8) è la bobina sul retro del diaframma. Poiché la parte posteriore del diaframma supporta una bobina e deve trovarsi all’interno di una struttura magnetica, è impossibile che entrambi i lati del diaframma siano ugualmente aperti alle onde sonore.

Si noti che sebbene un tubo di interferenza possa essere progettato davanti a un microfono dinamico a bobina mobile, le dinamiche non sono in genere costruite come i microfoni a fucile. I microfoni Shotgun sono sempre dei condensatori.

Sensibilità

Le classificazioni di sensibilità si riferiscono al livello di segnale che un microfono produrrà se sottoposto a un certo livello di pressione sonora. In generale, i microfoni attivi(come i microfoni a condensatore) sono molto sensibili mentre i microfoni passivi(come i microfoni dinamici) hanno una bassa sensibilità.

I microfoni a condensatore sono molto sensibili.

I microfoni a condensatore sono attivi, il che significa che hanno componenti interni alimentati che amplificano effettivamente il segnale del microfono o ne aumentano i livelli in altri modi.

Pertanto, il microfono a condensatore avrà generalmente valori di sensibilità più elevati. I loro livelli di uscita saranno relativamente alti se esposti a un certo livello di pressione sonora.

I microfoni dinamici non sono molto sensibili.

I microfoni dinamici sono passivi e il loro principio di trasduttore(induzione elettromagnetica) non crea, di per sé, una grande quantità di tensione quando il diaframma si muove in reazione alle onde sonore.

Anche con l’aumento di un trasformatore di uscita(che non tutti i microfoni dinamici hanno), l’uscita è relativamente bassa se esposta a un certo livello di pressione sonora.

In altre parole, i segnali microfonici dinamici avranno bisogno di più guadagno rispetto ai segnali microfonici a condensatore per aumentare al livello di linea.

rumore di sé

Sono solo i componenti attivi che aggiungono rumore ai microfoni. Questo rumore personale è evidente nel segnale del microfono stesso e influisce negativamente sul rapporto segnale/rumore di un microfono attivo.

I microfoni a condensatore hanno il rumore automatico.

I componenti attivi del microfono a condensatore(convertitori di impedenza, circuiti stampati, tubi a vuoto) aggiungono rumore al segnale del microfono. Ogni volta che il segnale del microfono viene amplificato, c’è la possibilità che anche il rumore di fondo del segnale aumenti e che l’autorumore diventi evidente.

In aggiunta a questo, ma in misura molto minore, i componenti attivi producono anche un po’ di rumore. Non importa quanto sia silenzioso, il microfono capta questo rumore.

I microfoni dinamici non hanno valutazioni del rumore automatico.

Sebbene tutti i microfoni presentino una qualche forma di rumore di fondo, i microfoni dinamici non hanno una propria classificazione del rumore. Questo perché non ci sono componenti attivi per introdurre rumore nei segnali del microfono.

Invece, dobbiamo stare attenti alle interferenze elettromagnetiche nei microfoni dinamici. Dovremmo anche scegliere preamplificatori più puliti per aumentare i segnali di uscita relativamente bassi dei microfoni dinamici per evitare un rumore eccessivo del segnale.

Quindi, anche se i microfoni dinamici non hanno un rumore intrinseco, dobbiamo essere consapevoli del rumore generale nei loro segnali.

Livello massimo di pressione sonora

Il livello massimo di pressione sonora si riferisce all’SPL che causerebbe l’inizio della distorsione del segnale del microfono.

Tutti i microfoni a condensatore hanno un SPL massimo.

Tutti i microfoni a condensatore avranno una classificazione SPL massima. Questo perché è facile calcolare il punto in cui i suoi circuiti interni si sovraccaricheranno. Spesso questa classificazione SPL massima è in un intervallo pratico per sorgenti sonore reali che potrebbe essere necessario catturare un microfono.

Si noti che è estremamente raro che il diaframma e la capsula di un microfono a condensatore si sovraccarichino. Max SPL, quindi, si riferisce strettamente al punto in cui il segnale inizierà a distorcere all’interno dei circuiti interni del microfono.

I microfoni dinamici raramente hanno un SPL massimo.

I diaframmi e i circuiti passivi dei microfoni dinamici sono praticamente immuni al sovraccarico.

Sebbene ci siano spesso livelli di pressione sonora massimi teorici per i microfoni dinamici, questi livelli di pressione sonora non sono pratici in nessuna normale applicazione e sono spesso omessi dalle schede tecniche dei microfoni dinamici.

Durabilità

La durata è un fattore importante quando si portano i microfoni in viaggio o quando si utilizza qualsiasi microfono in situazioni non ideali(clima, temperatura e umidità estreme, nonché applicazioni difficili o fisicamente impegnative).

Sebbene i condensatori siano spesso progettati per durare, la famiglia di microfoni dinamici ospita i microfoni più durevoli del pianeta.

La maggior parte dei condensatori sono durevoli.

Anche se non consiglierei mai i giochi sporchi con alcun microfono, la maggior parte dei condensatori è progettata pensando alla longevità.

Ciò è particolarmente vero per i microfoni a condensatore a stato solido(FET). I circuiti stampati sono fissi e durevoli; la capsula del condensatore è solitamente progettata per resistere ai danni; e l’intero microfono è coperto da un corpo e da una griglia di protezione. Secondo la mia esperienza, i condensatori allo stato solido dureranno a lungo purché non siano soggetti a umidità elevata o danni fisici.

È probabile che i condensatori multi-pattern e i microfoni con altri interruttori corrano un rischio maggiore di danni a causa di più parti mobili.

I condensatori a tubo sono meno durevoli. I tubi a vuoto sono fatti di vetro e sono piuttosto fragili. Sono sensibili alla temperatura e possono rompersi se esposti a freddo prolungato. Inoltre, le valvole a vuoto finiranno per consumarsi, mentre l’elettronica a stato solido durerà molto più a lungo.

I microfoni dinamici sono durevoli.

I microfoni dinamici hanno naturalmente il design a capsula/cartuccia più robusto. Inoltre, il suo semplice circuito passivo è estremamente robusto e non sarà danneggiato dai livelli più ragionevoli di temperatura, umidità o agenti atmosferici.

Shure, un famoso produttore di microfoni che produce i migliori microfoni dinamici al mondo(IMHO), ha messo alla prova diversi video dei suoi leggendari microfoni dinamici SM57 e SM58.

In questi video danno fuoco ai microfoni; congelarli; cavalcali su un bus turistico; e farli cadere da un elicottero. I risultati sono stati alcune ammaccature e graffi, ma i microfoni sono rimasti perfettamente funzionanti, dimostrando la durata di microfoni dinamici sul mercato.

Prezzo

Prezzo e budget sono sempre fattori da considerare quando si acquistano e si utilizzano i microfoni. I microfoni a condensatore hanno una fascia di prezzo molto ampia, mentre i microfoni dinamici hanno una fascia più piccola.

Microfono a condensatore Fascia di prezzo:

I prezzi dei microfoni a condensatore vanno da meno di $0,01(per ordini all’ingrosso di microfoni a elettrete economici) a più di $10.000(per microfoni a condensatore a tubo vintage). Ci sono microfoni a condensatore in ogni fascia di prezzo tra questi due limiti vagamente definiti.

Microfono dinamico a bobina mobile Fascia di prezzo:

I prezzi dei microfoni dinamici vanno da meno di $10 per i microfoni di livello consumer a un minimo di $1.000 per i microfoni dinamici di fascia alta.

Domande correlate

Quali sono le differenze tra i microfoni a condensatore e quelli a nastro? La principale differenza tra i microfoni a nastro e a condensatore è che i microfoni a nastro convertono il suono utilizzando l’induzione elettromagnetica e i condensatori convertono il suono utilizzando principi elettrostatici. I microfoni a nastro hanno diaframmi conduttivi a forma di nastro e circuiti semplici, mentre i microfoni a condensatore hanno capsule attive e circuiti complessi.

Quali sono le differenze tra i microfoni a nastro dinamico e a bobina mobile? Nei microfoni dinamici a bobina mobile, il segnale del microfono viene indotto attraverso un elemento conduttore(bobina) fissato a un diaframma. Con i microfoni a nastro, il diaframma stesso funge da conduttore. I microfoni a bobina mobile beneficiano di una maggiore durata, facilità d’uso e prezzi inferiori, mentre i microfoni a nastro suonano in modo molto più naturale.