I microfoni sono dispositivi analogici o digitali?

I microfoni vengono utilizzati ogni giorno per registrare sia l’audio analogico che quello digitale, quindi è logico che ci sia un po’ di confusione sul fatto che i microfoni siano dispositivi analogici o digitali o entrambi.

I microfoni sono analogici o digitali? I microfoni convertono le onde sonore in segnali audio elettrici CA e sono quindi dispositivi analogici. Tuttavia, alcuni microfoni(come i microfoni USB) sono progettati con convertitori analogico-digitali integrati e uscita audio digitale, il che li rende «microfoni digitali».

Solo perché un microfono è analogico o digitale non significa che può registrare solo analogico o digitale. In effetti, la stragrande maggioranza dei microfoni oggi è analogica e la stragrande maggioranza della moderna registrazione audio è digitale. Parliamo ancora un po’ dei microfoni e del loro ruolo nell’audio analogico e digitale.

I microfoni sono prima analogici e poi digitali(se presenti)

Questo è il modo corretto di pensare se i microfoni sono analogici o digitali. I microfoni producono prima segnali audio analogici(tensioni CA). Questi segnali analogici possono essere convertiti in segnali digitali, se necessario.

I microfoni sono trasduttori che convertono l’energia delle onde meccaniche(onde sonore) in energia elettrica(segnali audio analogici o tensione CA).

Tutti i microfoni(tranne alcuni avvertimenti) lo fanno per mezzo di un diaframma vibrante che si muove in sintonia con le onde sonore che lo circondano. Il movimento avanti e indietro di questo diaframma provoca la creazione di una tensione CA, spesso attraverso principi elettrostatici o elettromagnetici.

Quindi i microfoni creano prima un segnale audio analogico. In questo senso, tutti i microfoni sono tecnicamente prima di tutto analogici.

Il fattore di differenziazione, quindi, dei microfoni analogici e digitali è l’uscita:

• I microfoni analogici emettono segnali analogici(misurati in millivolt e comunemente emessi tramite connessioni XLR o TRS).
• I microfoni digitali emettono segnali digitali(misurati in profondità di bit, frequenza di campionamento e dBFS e vengono generalmente emessi tramite USB).

Un microfono digitale è progettato con un convertitore analogico-digitale(ADC) integrato. L’ADC prende il segnale analogico dal diaframma/capsula del microfono al suo ingresso e lo converte in informazioni digitali, che poi emette.

Questo segnale audio digitale convertito viene infine emesso dall’uscita del microfono e quindi si dice che il microfono sia «digitale».

C’è, ovviamente, qualche argomento sul fatto che questi microfoni USB siano effettivamente «microfoni digitali» o meno. Sono del parere che se il microfono emette audio digitale, può benissimo essere considerato un microfono digitale.

Registrazione audio digitale con microfoni analogici

La stragrande maggioranza delle registrazioni audio effettuate oggi sono realizzate digitalmente. Tuttavia, la maggior parte dei microfoni sono analogici. Sei sicuro che non ci affidiamo esclusivamente ai microfoni digitali per la registrazione digitale?

Assolutamente no!

I microfoni analogici sono ancora oggi lo status quo nella registrazione digitale. Questi microfoni possono essere registrati su computer, workstation audio digitali e console di missaggio digitale tramite convertitori da analogico a digitale. Gli ADC sono più comuni nelle interfacce audio, che sono spesso progettate per collegare più microfoni a un computer tramite una singola connessione USB, Firewire, Thunderbolt o altra connessione digitale.

In effetti, gli ADC audio sono stati utilizzati per registrare i microfoni analogici in digitale prima che fossero progettati per adattarsi ai microfoni digitali.

Esistono microfoni digitali dinamici, a condensatore e a nastro?

I microfoni, come i trasduttori, sono disponibili in una varietà di tipi. I principali sono dinamici(bobina mobile), condensatore e nastro. Esistono microfoni digitali con bobina mobile, condensatore e capsule a nastro o i microfoni digitali sono limitati a un tipo di trasduttore?

In teoria è possibile trasformare qualsiasi microfono in un microfono digitale con l’aggiunta di un ADC prima dell’uscita del microfono. E per questo motivo, oggi sul mercato sono disponibili microfoni digitali dinamici, a condensatore e a nastro.

Come rapido esempio, ecco un microfono digitale per ogni tipo di trasduttore:

• Microfono dinamico digitale a bobina mobile: Rode Podcaster USB.
• Microfono digitale a condensatore: Blue Yeti USB.
• Microfono digitale dinamico a nastro: MXL UR-1 USB.

Detto questo, la stragrande maggioranza dei microfoni USB digitali commerciali sono a condensatore. Perchè è questo?

Il motivo per cui la maggior parte dei microfoni digitali/USB sono a condensatore è semplicemente dovuto alla natura della loro applicazione. I microfoni USB vengono spesso utilizzati per catturare una persona che parla e i condensatori tendono a funzionare meglio per questa applicazione.

La dinamica(sia a bobina mobile che a nastro) funziona bene anche per la registrazione della voce, è solo che i condensatori li superano in quell’applicazione.

Pro e contro: analogico vs. microfoni digitali

Facciamo un piccolo confronto e contrasto tra microfoni analogici e digitali.

A partire dai vantaggi dei microfoni digitali:

• Facile da usare con i computer: basta plug-and-play(o al massimo scaricare un driver).
• Spesso il microfono dispone anche del monitoraggio delle cuffie a latenza zero.
• La conversione del segnale analogico in informazioni digitali nelle immediate vicinanze(all’interno del microfono) ridurrà la probabilità e gli effetti dell’interferenza elettromagnetica sul segnale del microfono(meno tempo per il viaggio del segnale elettrico analogico).

I contro dei microfoni digitali:

• Sono spesso limitati alla registrazione di un microfono alla volta.
• Non può essere facilmente utilizzato con apparecchiature analogiche o anche apparecchiature da analogico a digitale(interfacce audio, ecc.)

Rispetto ai microfoni digitali, i vantaggi dei classici microfoni analogici sono:

• Compatibilità con apparecchiature analogiche e facile utilizzo con ADC esterni e interfacce audio.
• Maggiore varietà di microfoni.

E infine gli svantaggi dei microfoni analogici:

• La necessità di un’interfaccia audio o di un convertitore da analogico a digitale per la registrazione digitale(sebbene siano facili da usare).

Registrazione audio con microfoni digitali

Sebbene la registrazione analogica possa essere ottenuta utilizzando microfoni digitali, non ha davvero senso farlo. Ci sarebbero molti passaggi e conversioni extra per farlo che non ne valgono la pena.

In effetti, è molto più semplice utilizzare microfoni analogici praticamente in qualsiasi situazione di registrazione(analogica o digitale) a meno che non ci si colleghi direttamente a un computer.

Poiché i microfoni USB digitali hanno i propri ADC integrati, i computer comunicheranno con loro come se fossero le proprie interfacce audio. Le workstation audio digitali e altri software di registrazione basati su computer accetteranno solo un’interfaccia di input e un’interfaccia di output alla volta. Ciò significa che quando si utilizza un microfono USB digitale, siamo limitati a un microfono alla volta. Naturalmente, ci sono modi per aggirare questo, ma queste soluzioni non sono ovvie.

Dovremmo quindi convertire i dati digitali dal microfono in un segnale analogico, che è un passaggio aggiuntivo.

Infine, la conversione tra audio analogico e digitale introduce latenza(ritardo) nel segnale. Sebbene in genere non sia un grosso problema, questo è un altro problema completamente evitabile se dovessimo semplicemente registrare l’audio analogico con microfoni analogici.

Una nota sui microfoni MEMS e le uscite analogiche/digitali

Per concludere la nostra discussione sui microfoni analogici e digitali, parliamo dei microfoni MEMS(MicroElectrical-Mechanical System).

I microfoni MEMS sono piccoli chip microfonici che si trovano spesso in laptop, smartphone e assistenti vocali personali come Siri, Amazon Echo e Google Home di Apple. Questi piccoli microfoni offrono prestazioni stabili che non cambiano nel tempo e hanno iniziato a eliminare i minuscoli microfoni a elettrete nella tecnologia informatica.

Mentre i precedenti microfoni dinamici, a condensatore e a nastro non sono generalmente indicati come «microfoni digitali»(più simili a microfoni USB), i microfoni MEMS sono chiaramente analogici o digitali. Il design della catena del segnale audio all’interno dei microfoni MEMS è abbastanza simile ai suddetti microfoni «digitali» dinamici, a condensatore e a nastro.

Diamo una rapida occhiata a come funziona un microfono MEMS.

Il trasduttore MEMS in silicone ha due piastre e funziona come un condensatore a elettrete. La variazione della distanza tra un diaframma mobile e una piastra posteriore fissa provoca una variazione della capacità tra le due piastre e una tensione CA simpatica(segnale analogico).

Questo segnale analogico ha un’impedenza estremamente elevata e non può essere utilizzato come segnale audio. Pertanto, un amplificatore viene progettato immediatamente dopo il trasduttore. L’amplificatore aumenta il segnale ma, soprattutto, riduce l’impedenza del segnale in modo che possa essere utilizzato efficacemente come segnale audio. A questo punto, il microfono MEMS è ancora analogico.

I progettisti hanno quindi la possibilità di integrare o meno un convertitore analogico-digitale subito dopo l’amplificatore. Un ADC integrato produrrebbe un microfono MEMS digitale, mentre saltare questo passaggio produrrebbe un microfono MEMS analogico.

I microfoni MEMS digitali sono molto popolari poiché la tecnologia dei microfoni MEMS è principalmente guidata da smartphone, laptop e tecnologie digitali ad attivazione vocale.

Quindi questa è la stessa idea di cui abbiamo discusso prima. La grande differenza è che i microfoni MEMS sono in realtà descritti come analogici o digitali.

Domande correlate

La tecnologia del microfono wireless è analogica o digitale? La tecnologia del microfono wireless può essere analogica o digitale. I segnali del microfono wireless analogico vengono trasmessi tramite onde radio AM o FM analogiche modulate continue sull’intera larghezza di banda. I segnali del microfono wireless digitale vengono trasmessi tramite frequenze RF digitalizzate che modulano tra due valori impostati.

Tutti i microfoni digitali hanno connessioni USB? Sebbene qualsiasi connessione digitale possa essere utilizzata per collegare microfoni digitali ai computer, le connessioni USB sono la connessione commerciale più popolare per i microfoni digitali sul mercato.