Micrófonos de cinta dinámicos: la guía detallada
El micrófono de cinta es un tipo de micrófono dinámico que ha ganado popularidad junto con la grabación digital por su sonido natural.
¿Qué es un micrófono de cinta dinámico? Un micrófono de cinta dinámico es un transductor que convierte ondas de sonido en señales de micrófono a través de inducción electromagnética. Recibe su nombre de su diafragma conductor en forma de cinta que vibra dentro de un campo magnético, induciendo un voltaje de CA, que luego se emite como señal de micrófono.
Los micrófonos de cinta son apreciados por músicos, audiófilos e ingenieros por igual. En este artículo, analizaremos el micrófono de cinta dinámico con gran detalle. Esta será una lectura más larga, así que me gustaría presentarles una tabla de contenido.
Micrófonos dinámicos e inducción electromagnética
Cuando comencé a aprender sobre micrófonos, pensé que el término «micrófono dinámico» era simplemente un micrófono con un gran rango dinámico. ¡Estaba equivocado!
En realidad, los micrófonos dinámicos llevan el nombre de la dinamo eléctrica.
Una dínamo es un generador eléctrico que funciona según el principio de inducción electromagnética. Utiliza bobinas giratorias de alambre conductor y un campo magnético para convertir la rotación mecánica (energía mecánica) en un voltaje de CC pulsante (energía eléctrica).
El diseño de la dinamo eléctrica fue el primer generador eléctrico que se hizo para la industria y es el predecesor de muchos transductores de energía eléctrica, incluidos los micrófonos dinámicos.
Entonces, la dínamo crea voltaje de CC pulsante, pero las señales de audio son voltajes de CA. El término «dinámica» se basa en «dínamo», pero no son lo mismo. Quizás un mejor homónimo sería el magneto productor de CA, que es como una dínamo que produce voltajes de CA.
Como nota al margen, «Dynamo» fue acuñado por primera vez por el famoso Michael Faraday en 1831 (¡también descubrió la ley de inducción que lleva su nombre)!
¿Qué es la inducción electromagnética?
¿Qué es la inducción electromagnética? La inducción electromagnética es la creación de un voltaje a través de un conductor eléctrico en un circuito cerrado cuando experimenta un campo magnético cambiante. Es el principio de funcionamiento de los transductores de micrófono de cinta dinámicos.
En un micrófono de cinta, la cinta (conductor eléctrico) se desplaza por la presión del sonido. Oscila dentro de un campo magnético permanente suministrado por los imanes permanentes del micrófono.
El campo magnético relativo a la cinta en movimiento está cambiando. Y así, una vez que cerramos un circuito eléctrico con la cinta, tendremos una corriente inducida electromagnéticamente a través de esa cinta. Esta corriente/voltaje de CA es, en última instancia, la señal del micrófono.
Existe una ley física que es importante para nuestra comprensión de la inducción electromagnética. Esta es la ley de inducción de Faraday.
Ley de inducción de Faraday
¿Cuál es la ley de inducción de Faraday? La ley de inducción de Faraday establece que la fuerza electromotriz (voltaje inducido) en un circuito cerrado es proporcional a la tasa de cambio en el tiempo del flujo magnético a través de ese circuito.
Dividamos esto en definiciones más pequeñas para comprender mejor en el contexto de un micrófono de cinta dinámico:
- La fuerza electromotriz (fem) o » voltaje inducido » es el voltaje creado a través del diafragma de cinta conductora como resultado de la inducción electromagnética.
- Un circuito cerrado es una conexión eléctrica completa en la que puede fluir corriente (en este caso corriente alterna). (El circuito cerrado en un micrófono de cinta podría consistir en la cinta conectada a un transformador mediante cables de señal en cada uno de sus extremos).
- » Proporcional a la tasa de cambio en el tiempo » simplemente significa que cambiar el flujo magnético da como resultado un voltaje inducido.
- El flujo magnético se define vagamente como el campo magnético total que pasa a través de un área determinada.
En el diseño del micrófono de cinta, tenemos un imán permanente. El campo magnético producido por ese imán se concentra alrededor del diafragma de cinta.
La fuerza del campo magnético se puede medir con líneas de campo. Estos son vectores que muestran tanto la fuerza como la dirección del campo magnético en cualquier punto dado.
El flujo magnético es la fuerza del campo magnético sobre un área determinada:
- Podemos imaginar que un flujo magnético fuerte tiene muchas líneas de campo fuertes que atraviesan un área grande.
- Imagine que un flujo magnético débil tiene menos líneas de campo que atraviesan un área determinada.
- Si no pasan líneas de campo a través del área (como si el área fuera paralela a la dirección de las líneas de campo), ¡no hay flujo magnético!
El movimiento del diafragma de la cinta en un campo magnético permanente provoca un cambio en el flujo magnético de la cinta. Este cambio en el flujo magnético en la cinta hace que se cree un voltaje a través de ella de acuerdo con la Ley de Inducción de Faraday.
Dependiendo de la dirección del movimiento relativo entre la cinta conductora y el campo magnético, se aplicará un voltaje positivo o negativo a través del conductor. Esto significa que estamos tratando con corriente alterna.
Hay 2 factores principales que determinan la cantidad de voltaje que se aplicará a través del conductor del micrófono de cinta. Son:
- La velocidad de la cinta: al aumentar la velocidad de la cinta, se mueve a través del campo magnético más rápido y, por lo tanto, tiene una tasa de cambio más rápida del flujo magnético.
- La fuerza del campo magnético: al aumentar la fuerza del campo magnético, tenemos un mayor cambio potencial en el flujo magnético.
En un micrófono, la fuerza del campo magnético es constante. Por lo tanto, es la velocidad de la cinta la que determina la cantidad de voltaje a través de esa cinta. El diafragma de cinta se mueve de acuerdo con la diferencia de presión sonora entre su parte frontal y su parte posterior, recreando esencialmente las ondas sonoras a su alrededor.
La anatomía de un micrófono de cinta dinámico
Hay muchas partes de la anatomía del micrófono que son comunes entre los micrófonos de cinta. Sin entrar en cada parte de un micrófono, hablemos de los elementos esenciales que componen el micrófono de cinta.
Las tres partes determinantes de un micrófono de cinta son:
El diafragma de cinta/conductor
El diafragma se conoce como cinta porque, bueno, ¡parece una cinta! En lugar de tener una membrana fuertemente tensada alrededor de la carcasa circular como la mayoría de los micrófonos de condensador y dinámicos de bobina móvil, el micrófono de cinta utiliza un diafragma largo y delgado en forma de cinta suspendido en el aire, unido solo en cada extremo de su longitud.
Otra cosa fascinante acerca de las cintas es que desempeñan el papel tanto del diafragma como del conductor en el principio del micrófono dinámico.
La cinta, como un diafragma, se mueve de acuerdo con la variación de la presión del sonido a su alrededor. La cinta, como un conductor, se mueve a través de un campo magnético, induciendo un voltaje a través de sí misma mientras lo hace.
Esto es diferente al micrófono dinámico de bobina móvil, que tiene un diafragma y una bobina conductora separados.
¿De qué está hecha la cinta?
La cinta está hecha de un material conductor de electricidad que es liviano y tiene poca elasticidad. ¡Esto casi siempre significa papel de aluminio (que es menos conductor que el cobre, pero mucho más liviano)!
- El aluminio es muy conductor (3,69 × 10 7 S/m).
- El aluminio es liviano (3,7 g/cm 3) y permite que el diafragma sea más reactivo que los materiales más pesados.
Algunos micrófonos tienen una fina capa de oro sobre la cinta de aluminio tradicional. Esto es para ayudar a prevenir la oxidación de la cinta más que para agregar conductividad (aunque el oro es más conductor que el aluminio).
Sin embargo, otros fabricantes de micrófonos utilizan polímeros plásticos más fuertes recubiertos con aluminio para fabricar sus cintas.
La forma de la cinta y las ondas sonoras entrantes
Debido a que la cinta es tan delgada (por lo general, menos de 10 micrones), no se puede estirar con demasiada fuerza sin el gran riesgo de romperse.
Recuerde que necesitamos un material delgado con poca elasticidad. Por lo tanto, las cintas se rizan a lo largo de su longitud para aumentar la flexibilidad y el movimiento cuando se someten a diferentes niveles de presión sonora.
Debido a que la cinta es liviana, flexible y está sometida a baja tensión, su frecuencia de resonancia tiende a estar muy por debajo del rango audible (más sobre esto en la naturaleza inherente de una sección de micrófono de cinta).
La baja masa de la cinta también significa que es fácil moverse por todo el espectro de frecuencias audibles. Esto se debe en parte al hecho de que la reactancia mecánica de la cinta liviana es en realidad menor que la impedancia de las moléculas de aire a su alrededor.
En otras palabras, técnicamente es más fácil mover la cinta que desplazar el aire alrededor de la cinta (aunque ambos deben suceder para que el diafragma de la cinta se mueva).
¿Cómo encaja la cinta en el deflector del micrófono dinámico de cinta?
La combinación de partes físicas que rodean la cinta se denomina deflector, que incluye la estructura de soporte, los imanes y las piezas polares magnéticas. El deflector puede considerarse como la carcasa del diafragma, ya que los micrófonos de cinta no tienen realmente una cápsula/cartucho.
La cinta está unida a soportes deflectores en cada extremo de su longitud. Estos soportes están hechos, al menos en parte, de material no conductor para aislar eléctricamente la cinta de todo lo demás en el micrófono. La cinta hace contacto con estos soportes de fijación y nada más.
Como la bobina móvil de un micrófono dinámico, la cinta se encuentra esencialmente en un «espacio» entre dos polos magnéticos. Estos imanes se acercan mucho a la cinta sin tocarla, concentrando un campo magnético alrededor de la cinta para aumentar la inducción electromagnética. La posición de la cinta es tal que sus superficies son paralelas a las líneas de fuerza magnética.
Otra razón para minimizar el espacio entre la cinta y los imanes es detener las fugas de aire. Esto evita que el aire pase alrededor de la cinta.
Entonces, las ondas de aire y de sonido deben viajar alrededor del deflector para pasar de un lado de la cinta al otro. Esto es importante para mantener el patrón polar bidireccional natural del micrófono de cinta.
El imán y sus piezas polares
¿Qué es un imán y qué piezas polares? Un imán es cualquier material u objeto que produzca un campo magnético. Las piezas polares son masas de hierro u otro material magnético que forman el extremo de un electroimán y trabajan para concentrar/dirigir las líneas de fuerza magnética.
El imán, completo con sus piezas polares, constituye una gran parte del deflector y se asienta casi al ras del perímetro de la cinta.
Un diseño práctico que analizaremos utiliza 2 imanes principales en forma de «herradura» junto con 2 piezas polares estrechas que forman una estructura magnética completa.
El imán permanente dentro de un micrófono de cinta proporciona el campo magnético necesario para la conversión de la energía de las ondas mecánicas en energía eléctrica. Sin el imán, no se produciría ninguna inducción electromagnética y ninguna cantidad de desplazamiento o velocidad de la cinta daría como resultado ninguna señal de audio.
¿De qué están hechos los imanes y los postes?
Los imanes principales deben ser fuertes para su pequeño tamaño y generalmente están hechos de ferrita o neodimio potente.
Las piezas polares necesitan «extender» correctamente los polos magnéticos del imán y necesitan una alta permeabilidad magnética. A menudo se usa hierro dulce. Incluso mejores son las aleaciones como Permendur o Hyperco 90.
¿Cómo se ensamblan los imanes y las piezas polares?
Los imanes deben crear un campo magnético potente y concentrado alrededor de nuestro diafragma de cinta conductora delgada. Necesitamos polos opuestos a cada lado de la longitud de la cinta y necesitamos un espacio mínimo entre el imán y la longitud de la cinta.
Esto no es práctico con un solo imán. Por lo tanto, las piezas polares se incorporan al diseño.
Los principales imanes de neodimio en forma de «herradura» proporcionan la base de la fuerza del campo magnético. Se colocan por encima y por debajo de la cinta y normalmente no ocupan espacio en los lados de la longitud de la cinta. Los imanes principales se colocan de modo que sus polos norte se alineen en un lado de la longitud de la cinta y los polos sur se alineen en el otro lado.
Las piezas polares estrechas conectan los dos imanes de herradura del polo norte al polo norte y del polo sur al polo sur. Las piezas polares corren a lo largo de la cinta, proporcionando los polos magnéticos opuestos antes mencionados a cada lado de la longitud de la cinta.
En resumen, el diseño que estamos discutiendo involucra lo siguiente:
- 2 imanes de herradura (encima y debajo de la cinta): estos imanes proporcionan la fuerza del campo magnético. Se colocan de modo que ambos polos norte estén alineados en un lado de la longitud de la cinta, mientras que ambos polos sur están alineados en el lado opuesto de la longitud de la cinta.
- 2 piezas polares (extienda/conecte los 2 imanes del polo norte al polo norte y del polo sur al polo sur): las dos piezas polares proporcionan la polarización magnética opuesta a cada lado de la cinta. Se colocan lo más cerca posible de los lados de la cinta sin tocarla realmente.
Aquí hay un diagrama de sección transversal que dibujé para representar mejor visualmente el micrófono de cinta dinámico
- El diafragma/conductor de cinta corrugada está dibujado en violeta.
- Los imanes principales están dibujados en rojo.
- Las piezas polares están dibujadas en verde.
- Los polos de la estructura magnética general están etiquetados como N (polo norte) y S (polo sur).
- Los soportes del deflector o los «accesorios de la carcasa de la cinta» están dibujados en naranja.
- Los cables de señal de los extremos de la cinta están dibujados en azul, lo que completa un circuito eléctrico con el transformador.
El transformador elevador
¿Qué es un transformador elevador? Un transformador elevador es un dispositivo eléctrico pasivo que transfiere energía eléctrica de un circuito eléctrico a otro circuito (o múltiples circuitos). Tiene un devanado primario con menos vueltas que el secundario para aumentar el voltaje del primario al secundario (mientras se reduce la corriente y la impedancia).
El voltaje inducido sobre la cinta durante su movimiento en el campo magnético es demasiado bajo para ser la señal de audio de salida. La fuerza electromagnética creada por la cinta antes de la amplificación no viajaría a través de muchos cables antes de ser ahogada por la interferencia electromagnética, creando una horrible relación señal-ruido y una señal inutilizable.
¡La solución simple para esto es un transformador de audio elevador!
¿Qué es un transformador elevador?
El transformador elevador está diseñado con dos bobinas separadas de alambre conductor, ambas enrolladas alrededor del mismo núcleo magnético. Estas dos bobinas nunca establecen una conexión física entre sí y, por lo tanto, están aisladas entre sí. Estas bobinas se denominan «bobinados».
- Los cables de señal (desde el diafragma de cinta hasta la salida del micrófono) están dibujados en azul.
- El devanado primario de la bobina se dibuja en naranja.
- El núcleo magnético está dibujado en rojo.
- El devanado secundario de la bobina se dibuja en verde.
- El grifo central está dibujado en violeta.
Analicemos cada uno de los devanados y sus circuitos:
- El devanado primario completa un circuito de CA con la cinta del micrófono (esta es la “entrada” del transformador de micrófono).
- El devanado secundario completa un circuito de CA (una señal de audio balanceada) con la salida del micrófono. (esta es la «salida» del transformador de micrófono).
Los devanados generalmente están hechos de alambre de cobre y el núcleo magnético generalmente está hecho de materiales como hierro (metal) o ferrita (cerámica).
La corriente alterna del devanado primario induce un campo magnético cambiante en el núcleo magnético del transformador, que, a su vez, induce una corriente alterna del devanado secundario.
Esto se debe a un fenómeno llamado acoplamiento inductivo que establece que siempre que una señal de CA pasa a través del devanado primario, aparece una señal de CA relacionada en el devanado secundario. El acoplamiento inductivo, como la inducción electromagnética que ocurre en el deflector del micrófono de cinta, se basa en el principio del electromagnetismo.
Hay 3 factores que determinan la cantidad de voltaje que se puede inducir electromagnéticamente en una bobina conductora:
- El número de bucles en la bobina.
- La velocidad de la bobina a través de un campo magnético.
- La fuerza del campo magnético.
No hay movimiento relativo o cambio relativo en la fuerza del campo magnético entre los devanados primario (entrada) y secundario (salida) del transformador. Por lo tanto, el número de bucles en el devanado secundario debe ser mayor que el número de bucles en el primario para que la señal sea efectivamente «intensificada».
La relación de vueltas entre los devanados primario y secundario es teóricamente igual a:
- La relación de voltaje entre los devanados primario y secundario.
- La relación de corriente entre los devanados secundarios y primarios.
Entonces, un transformador elevador aumenta el voltaje de la señal de audio mientras disminuye la corriente de la señal de audio.
¿Cuál es el propósito de un transformador en un micrófono de cinta dinámico?
Los micrófonos de cinta dinámicos están diseñados con transformadores para:
- Aumente o “eleve” el voltaje de la señal inducida.
- Aumente la impedancia del voltaje de la señal.
- Cambie la señal a una señal de audio balanceada.
- Proteja el micrófono de voltajes de CC como la alimentación fantasma.
- Ayuda a aislar el micrófono de otros dispositivos electrónicos y RFI.
Analicemos cada uno de estos puntos con un poco más de detalle.
Aumente o «intensifique» el voltaje de la señal inducida
Al diseñar el transformador con más vueltas en el devanado secundario que en el primario, aumentamos el voltaje de la señal.
Aumente la impedancia del voltaje de la señal inducida
Siendo iguales todos los demás factores, un mayor número de vueltas en una bobina equivale a una mayor impedancia. Dado que el devanado secundario tiene más vueltas en la bobina que el devanado primario, ¡aumentamos efectivamente la impedancia y la fuerza de la señal de audio! Esto es importante ya que la señal inducida en la cinta es débil y tiene una impedancia muy baja.
La relación de la impedancia primaria a la impedancia secundaria es el cuadrado de la relación de vueltas, por lo que hay un aumento considerable en la impedancia entre la entrada y la salida del transformador elevador.
Cambie la señal inducida en una señal de audio balanceada
El transductor cambia nuestra señal no balanceada de la cinta del micrófono en una señal balanceada en la salida del micrófono. Esto se hace a través de una toma central en el devanado secundario.
Una derivación central es un punto de contacto realizado en el punto medio de un conductor (en este caso, el devanado secundario). La toma central rompe efectivamente el voltaje total a través del devanado secundario en dos mitades y lo separa en dos señales. Estas dos señales están en polaridad opuesta entre sí.
¡Esto es exactamente lo que necesitamos para una señal de audio balanceada! Tomamos un cable (pin 2) de la mitad de «polaridad positiva» del devanado y otro cable (pin 3) de la mitad de «polaridad negativa» del devanado.
Proteja el micrófono de voltajes de CC como la alimentación fantasma
En teoría, la alimentación fantasma no debería afectar a ningún micrófono de salida de transformador, ya que los voltajes de CC no causan un campo magnético alterno y, por lo tanto, los transformadores no pasan corriente continua.
La cinta se conecta a través de la bobina primaria mientras que la alimentación fantasma de 48 V CC está conectada a ambos extremos de la bobina secundaria. Por lo tanto, no debe transferirse voltaje de CC a la cinta.
Entonces, sí, un transformador protegerá los micrófonos del voltaje de CC. Pero eso no quiere decir que la alimentación fantasma no estire ni explote el diafragma de cinta delgada de un micrófono si tiene un cortocircuito o un parche cruzado.
Ayuda a aislar el micrófono de otros dispositivos electrónicos y RFI
Los transformadores también aíslan sus micrófonos de otros dispositivos electrónicos y bloquean RFI (interferencia de radiofrecuencia). Esto se debe a que el primario y el secundario no se tocan físicamente entre sí. Podemos resolver los problemas de zumbidos aislando («levantando») la tierra de diferentes dispositivos.
Tenga en cuenta que no todos los transformadores están construidos de la misma manera y que la calidad del transformador afectará la respuesta de frecuencia y la entrada de voltaje máximo antes de la distorsión. Los transformadores baratos a menudo degradarán la señal. Más sobre esto en la sección «La naturaleza inherente de un micrófono de cinta».
La naturaleza inherente de un micrófono de cinta: los pros y los contras
Cada modelo de micrófono es diferente, pero hay características que son inherentemente parte de ciertos tipos de micrófonos. Debido a la naturaleza del diafragma/conductor de cinta, deflector, transformador y de inducción electromagnética, un micrófono de cinta dinámico típico tiene las siguientes características:
Patrón polar en forma de 8 (bidireccional)
La naturaleza inherente del diseño del micrófono de cinta produce un patrón polar en forma de 8.
Un diafragma de cinta es igualmente sensible a las ondas sonoras en su parte delantera y trasera, prácticamente sin sensibilidad de los lados directos, superior e inferior (debido a su extrema delgadez y debido al deflector que lo rodea).
La configuración natural del elemento de cinta y el deflector, por lo tanto, produce un patrón polar bidireccional (figura 8).
Veamos 3 ejemplos simples para explicar cómo un micrófono de cinta típico es bidireccional:
- Un sonido transitorio agudo ocurre directamente en el eje frente al micrófono de cinta. El sonido golpea primero la parte delantera de la cinta, lo que hace que se mueva desde la posición de reposo. Poco tiempo «T» después, la misma onda de sonido ha viajado alrededor del deflector y ha golpeado la parte posterior de la cinta, y hay una diferencia de presión de sonido adecuada para desplazar el diafragma de cinta y crear una señal de audio. El micrófono es sensible al sonido que proviene directamente del frente.
- Lo mismo ocurre desde atrás. Digamos que un sonido transitorio ocurre directamente en el eje desde la parte posterior del micrófono de cinta. El sonido golpea la parte posterior de la cinta primero, y una “T” brevemente luego golpea el frente. Esto también crea una diferencia de presión de sonido adecuada para desplazar el diafragma de cinta y crear una señal de audio. El micrófono es sensible al sonido que proviene directamente de la parte trasera.
- Un tercer sonido proviene directamente del lateral del micrófono. Primero golpea el deflector y viaja hacia la parte delantera y trasera del diafragma al mismo tiempo «½T». Debido a que la misma onda de presión sonora «empuja» en ambos lados del diafragma de cinta al mismo tiempo, el diafragma no se mueve. No hay diferencia en la presión del sonido para crear una señal de audio. El micrófono no es sensible al sonido que proviene directamente de los lados.
Fuerte efecto de proximidad
Esto va de la mano de la direccionalidad del micrófono de cinta. Cualquier micrófono direccional (bidireccional, cardioide, etc.) estará sujeto al efecto de proximidad y los patrones polares en forma de 8 exhibirán el mayor efecto de proximidad.
El efecto de proximidad es un aumento en la respuesta de frecuencia de graves a medida que una fuente de sonido se acerca al diafragma de un micrófono.
- Cuanto menor sea la frecuencia, menos afectará su componente de fase a la diferencia de presión sonora entre la parte delantera y trasera del diafragma. Sin embargo, en proximidades cercanas, el componente de amplitud crea una diferencia relativamente grande en la diferencia de presión sonora.
- A frecuencias más altas, el componente de fase provoca una gran diferencia de presión sonora. En proximidades cercanas, la amplitud general de las frecuencias altas provocará una diferencia en la presión sonora entre la parte delantera y trasera de la cinta, pero el componente de fase seguirá desempeñando el papel dominante en la determinación de la diferencia de presión sonora.
Por lo tanto, los sonidos de baja frecuencia se potencian de manera efectiva a medida que se acercan a un micrófono de cinta bidireccional.
Descenso suave de altas frecuencias
Los micrófonos de cinta tienen una suave caída inherente de las frecuencias altas que es similar a la del oído humano. Este es un gran punto de venta en los días de la grabación digital de «sonido transparente».
Tenga en cuenta que esta suave caída en realidad hizo que los micrófonos de cinta cayeran en desgracia en los días de la cinta analógica, que también se sale de las frecuencias altas, lo que produce un sonido apagado cuando se combina con cintas.
Se podría argumentar que los micrófonos de cinta tienen respuestas de frecuencia «mejores» que los micrófonos de condensador y dinámicos de bobina móvil.
- Los micrófonos dinámicos de bobina móvil suelen tener muchas frecuencias de resonancia y atenuaciones nítidas de alta frecuencia que algunos pueden llamar turbias y antinaturales.
- Los micrófonos de condensador tienen respuestas de frecuencia «planas» extendidas que algunos pueden llamar ásperas y antinaturales.
Los micrófonos de cinta tienen esa inherente reducción «lenta» de las frecuencias altas, lo que hace que suenen «cálidos» y «naturales». Por supuesto, estas son descripciones subjetivas.
Primero, una nota al margen sobre la frecuencia de resonancia del propio diafragma de cinta. Para evitar que la cinta se rasgue por la presión del sonido, no debe estar sometida a mucha tensión. La ondulación de la cinta ayuda a realizar esta baja tensión sin que la cinta se combe. Debido a la baja tensión, la frecuencia de resonancia de una cinta normalmente estará muy por debajo del rango de audición humana. Esto significa que no hay pico de resonancia audible, a diferencia de los micrófonos de condensador y de bobina móvil.
Según mi investigación, la caída de alta gama de la cinta se debe a 4 puntos principales:
- Forma irregular del diafragma de cinta.
- El bajo peso de la cinta.
- Relación de fase entre la parte delantera y trasera del diafragma de cinta.
- Efecto de proximidad.
Niveles de salida bajos
El gran inconveniente de utilizar un diafragma/conductor tan delgado y de baja tensión es que no induce mucho voltaje a medida que se mueve a través del campo magnético. De hecho, los micrófonos de cinta pasivos se encuentran entre los micrófonos con los índices de sensibilidad más bajos. Este bajo voltaje también viene con una impedancia extremadamente baja.
Esto es simplemente una limitación física de la inducción electromagnética a una escala tan pequeña.
Los micrófonos dinámicos de bobina móvil también son de «salida baja». Sin embargo, debido a que utilizan una bobina móvil con muchas vueltas, inducen más voltaje que una cinta.
Como hemos comentado, los transformadores elevadores se utilizan para elevar el voltaje a niveles de señal de audio utilizables con impedancias adecuadas. Pero aún así, los transformadores solo pueden hacer mucho, por lo que cuando se usa un micrófono de cinta, es importante tener una ganancia buena y limpia en la etapa del preamplificador.
En la siguiente sección, notaremos que los micrófonos de cinta activos tienen circuitos electrónicos activos para aumentar aún más la señal para que nuestros preamplificadores de micrófono no tengan que trabajar tan duro.
Respuesta transitoria precisa
La gran ventaja de utilizar un diafragma/conductor tan delgado y de baja tensión es que reacciona a la presión del sonido con gran precisión.
Esto se reduce a la inercia. Cuanto mayor sea la masa de un diafragma, más energía se necesitará para moverlo. En otras palabras, los diafragmas más pesados son menos sensibles a la presión del sonido y reaccionan más lentamente que sus contrapartes más ligeras.
El diafragma de cinta extremadamente liviano tiene muy poca inercia y, por lo tanto, una respuesta transitoria muy precisa.
Fragilidad
Esta es quizás la característica general más importante de los micrófonos de cinta. Son relativamente frágiles.
Piénsalo. Tenemos una cinta que actúa como diafragma y conductor electromagnético. Es una pieza muy importante del diseño del micrófono. ¡Y es más delgado que un mechón de cabello!
Como puede imaginar, se debe tener cuidado para proteger su micrófono y darle más tiempo entre re-cintas.
Creo que la mejor manera de describir la fragilidad de los micrófonos de cinta es analizar lo que se debe y no se debe hacer. Entremos en ello:
- No exponga el micrófono al viento ni a ráfagas de aire.
- Use un filtro pop al grabar voces
- Do utilizar un parabrisas si se trabaja con un micrófono de cinta en entornos con viento
- Coloque el micrófono fuera del eje cuando grabe fuentes SPL altas
- No aplique parches en caliente a los micrófonos de cinta con la alimentación fantasma activada
- Do los cables de micrófono de calidad con el uso correcto cableado
- No someta el micrófono de cinta a partículas extrañas.
- No utilice un “calcetín micrófono” en el transporte de un micrófono de cinta
- No almacenar el micrófono de cinta adecuada cuando no está en uso
- No «deje caer» un micrófono de cinta
No exponga el micrófono al viento ni a ráfagas de aire
Piense en la cinta como lo haría con una vela en un velero.
La cinta es muy sensible a cualquier cambio de sonido y especialmente al viento y ráfagas de aire (como oclusivas vocales). Estas fuerzas del aire tienen el potencial de estirar la delgada cinta o incluso rasgarla. Obviamente, eso no es bueno y el micrófono no funcionará correctamente hasta que se vuelva a colocar la cinta.
Utilice un filtro pop al grabar voces
Este es un buen consejo para cualquier micrófono. Nadie quiere plosivas en las pistas de voz y pueden arruinar una gran toma vocal.
¡Pero este consejo es especialmente importante con los micrófonos de cinta porque demasiado pop vocal podría estirar la cinta!
Utilice un parabrisas si trabaja con un micrófono de cinta en entornos ventosos
Una vez más, un gran consejo para cualquier micrófono. ¡Escuchar el viento en la señal de un micrófono lo vuelve prácticamente inútil a menos que ese sea el sonido específico (terrible) que está buscando!
Pero una vez más, esto también se aplica a la seguridad de la cinta, ya que se sabe que las ráfagas de viento estiran y rompen los diafragmas de la cinta delgada.
Coloque el micrófono fuera del eje cuando grabe fuentes de SPL fuertes
Los micrófonos de cinta tienden a tener verdaderos patrones polares en forma de 8. ¡Esto significa poca o ninguna coloración del sonido fuera del eje!
Entonces, si vamos a usar un micrófono de cinta para capturar fuentes de sonido realmente fuertes como un bombo, por ejemplo, inclinar el micrófono fuera del eje capturará el mismo «sonido» que lo haría en el eje, pero la presión del sonido no lo hará. causar casi tanto desgaste en la cinta.
Si optamos por cerrar el micrófono en una fuente de sonido fuerte y oclusiva, puede ser una buena idea proteger también el micrófono con algún tipo de filtro pop como se mencionó anteriormente.
No aplique parches calientes a los micrófonos de cinta con la alimentación fantasma activada
La conexión en caliente en una bahía de conexión TRS (punta-anillo-manga) de 1/4 ″ acortará la alimentación fantasma momentáneamente. Esto se debe a que las tomas/enchufes TRS (a diferencia de los cables XLR de micrófono) no realizan las tres conexiones simultáneamente.
Aunque sea momentáneo, este cortocircuito de la alimentación fantasma enviada a un micrófono de cinta pasivo puede sacudir la cinta y tiene el potencial de estirarla o rasgarla. ¡Estos micrófonos pasivos no están diseñados para manejar cortocircuitos de alimentación fantasma!
Siempre es una buena práctica desconectar la alimentación fantasma cuando se aplica un parche en caliente.
Tenga en cuenta que la conexión en caliente de micrófonos de cinta activos debería, en teoría, estar bien … Pero consulte la oración anterior sobre las mejores prácticas.
Utilice cables de micrófono de calidad con cableado adecuado
Para agregar al punto anterior, los cables mal conectados también tienen el potencial de enviar alimentación fantasma en cortocircuito a un micrófono de cinta, causando daños a la cinta.
Esto también se aplica al hecho de que los micrófonos de cinta tienen señales de salida bajas y, por lo tanto, requieren cables de bajo ruido y bien blindados para llevar el audio a donde debe ir sin degradación de la señal.
Una vez más, la mejor práctica es utilizar cables de alta calidad en todos los micrófonos profesionales.
No someta el micrófono de cinta a partículas extrañas
Hay potentes imanes dentro del deflector de un micrófono de cinta. Estos imanes pueden atraer muchas partículas de metal diminutas al espacio entre los imanes y la cinta. La más mínima fricción o contacto con una partícula afilada podría causar daños permanentes a la cinta. Para empeorar las cosas, incluso las partículas no magnéticas tienen el potencial de quedar atrapadas en el deflector del micrófono si no se toman precauciones.
Utilice un «calcetín de micrófono» cuando transporte un micrófono de cinta
Usar algún tipo de filtro o incluso cubrir la rejilla del micrófono de cinta con la mano mientras viaja lo ayudará a protegerlo del «viento» (movimiento del micrófono a través del aire) mientras lo somete a menos partículas en el aire.
Guarde el micrófono de cinta correctamente cuando no esté en uso
Si se salta el desmontaje para un trabajo en particular, es una buena idea cubrir los micrófonos de cinta con un calcetín de micrófono para reducir su exposición a partículas en el aire.
Un lugar aún mejor para los micrófonos de cinta cuando no están en uso es dentro de sus estuches protectores. Guarde los micrófonos fuera del camino, e incluso vaya tan lejos como para colocar el micrófono en posición vertical en lugar de de costado para evitar que la cinta se caiga mientras está almacenada.
No deje caer el micrófono a un micrófono de cinta
Si una ráfaga de aire rápida, una corriente continua de 48 voltios o una pequeña partícula de metal pegada al imán del micrófono de cinta puede hacer estallar el diafragma de cinta, es muy probable que un trauma físico (caída, golpe, etc.) pueda hacerlo. lo mismo.
¡Quizás es por eso que vemos más Shure SM58 que Royer 121 en manos de cantantes en el escenario!
La conclusión es simplemente «¡ten cuidado!» Los micrófonos de cinta son maravillosos instrumentos de precisión y deben tratarse como tales.
Otros requerimientos
Sí, los micrófonos de cinta son transductores que ofrecen una reproducción de sonido muy precisa. Pero no siempre “juegan bien” con otros equipos. Hablemos de los otros requisitos que deben cumplirse para que un micrófono de cinta esté a la altura de su máximo potencial:
- Preamplificador con una ganancia más limpia que la típica de un preamplificador: los micrófonos de cinta pasivos emitirán una señal de nivel bastante bajo. Necesitamos una buena ganancia limpia en la etapa del preamplificador para mantener los problemas de ruido al mínimo, especialmente cuando se graban fuentes silenciosas.
- Preamplificador con alta impedancia de entrada: normalmente queremos que nuestra impedancia de carga (impedancia del preamplificador) sea al menos 5 veces mayor que la impedancia de salida del micrófono o, óptimamente, más de 10 veces. Aunque los micrófonos de cinta pasivos suelen tener impedancias de salida nominales bajas, sus impedancias varían con la frecuencia, a menudo se vuelven muy altas a bajas frecuencias. Tener una impedancia de entrada baja en un preamplificador provocará el deterioro de la respuesta de gama baja del micrófono. También puede causar una respuesta transitoria atenuada y distorsión en la señal.
Tenga en cuenta que podemos ser creativos con los «requisitos» y de hecho utilizar diferentes preamplificadores para cambiar eficazmente el sonido de estos micrófonos de cinta.
¿Observa cómo incluí el prefijo «pasivo» al describir los micrófonos de arriba? Esto nos lleva al siguiente punto: ¡que existen micrófonos de cinta pasivos y activos !
Micrófonos de cinta pasivos y activos
Los micrófonos de cinta pasivos son prácticamente lo que hemos estado discutiendo hasta este momento. Constan de:
- Diafragma de cinta/conductor.
- Deflector, completo con imán (es) y/o piezas polares.
- Circuito pasivo y transformador elevador.
El micrófono de cinta activo consta de las mismas partes clave pero tiene un circuito activo agregado al diseño. Este circuito activo requiere energía para funcionar.
La adición de circuitos activos tiene como objetivo superar los requisitos necesarios del clásico micrófono de cinta pasivo. El circuito activo está diseñado para:
- Produce más ganancia antes de la salida del micrófono, mejorando la relación señal/ruido.
- Cree una impedancia constante sobre el espectro de frecuencias audibles.
- Bono: protege el micrófono de la alimentación fantasma.
Para facilitar la lectura, analicemos las ventajas y desventajas que tiene una cinta activa en comparación con un micrófono de cinta pasivo:
- Nivel de salida más alto.
- Mejor nivel de señal a ruido.
- Sonido consistente cuando se usa con diferentes preamplificadores.
- Protección contra la alimentación fantasma.
- Necesita poder para funcionar.
- Tiene ruido propio.
El punto interesante, para mí, tiene que ver con los preamplificadores y su coloración de micrófonos de cinta. Con los micrófonos de cinta pasivos, podemos experimentar con nuestra selección de preamplificador y obtener diferentes sonidos del micrófono. Con los micrófonos de cinta activos, tenemos consistencia, por lo que sabemos cómo debe sonar el micrófono cuando se conecta a cualquier dispositivo de audio.
La cadena de energía: de la fuente de sonido a la salida de micrófono
Recapitulemos y describamos el camino energético de las voces a través de un micrófono de cinta. Me referiré al sonido/audio como energía con el fin de promover nuestra comprensión del micrófono como un transductor (un dispositivo que cambia una forma de energía en otra forma de energía).
Así es como nombraré los tipos de energías para este segmento:
- Energía de onda mecánica: la energía asociada con el movimiento y la posición de un objeto físico.
- Energía acústica: la energía asociada con la vibración de la materia en un fluido (aire) a lo largo de una onda mecánica (onda de sonido).
- Energía eléctrica: la energía asociada con el voltaje y la corriente a través de un circuito.
Tenga en cuenta que estas no son descripciones perfectas, sino simplemente breves explicaciones para ayudar a evitar confusiones en esta sección del artículo.
¡Entremos en ello! En forma de puntos:
- El sonido vibra alrededor de la cinta. Energía acústica.
- La presión sonora cambiante contra la parte delantera y trasera de la cinta hace que vibre hacia adelante y hacia atrás sobre su posición de reposo. Transducción de energía acústica a mecánica.
- El movimiento de la cinta en el campo magnético hace que se induzca una tensión CA a través de ella. Transducción de energía mecánica a eléctrica.
- Un cable de señal de cada extremo de la cinta crea un circuito con el devanado primario del transformador elevador. Energía eléctrica.
- El voltaje de CA a través del devanado primario induce un campo magnético cambiante en el núcleo magnético del transformador. Energía eléctrica.
- El campo magnético cambiante en el transformador elevador induce un gran voltaje de CA en el devanado secundario. Energía eléctrica.
- La bobina secundaria está en el centro, creando polaridad inversa en los pines 2 y 3 (audio balanceado). Energía eléctrica.
- El pin 1 está conectado a tierra en el micrófono y, junto con los pines 2 y 3, la señal de audio se envía a través de la salida del micrófono. Energía Eléctrica.
Dónde enviamos esta señal de audio de salida está más allá del alcance de este artículo, pero podría ser a un preamplificador de micrófono, una interfaz de audio, directamente a un mezclador o altavoz, etc. ¡Hay muchas opciones!
5 micrófonos de cinta dinámicos comunes
Pensé que reuniría una breve lista de micrófonos de cinta comunes y discutiría cómo se relacionan con las características generales que se esperan de los micrófonos de cinta.
En lugar de crear «mini-revisiones» de cada uno de los 5 micrófonos comunes, solo compartiré las especificaciones que creo que son mejores para representarlos. También vincularé las hojas de especificaciones a las que me refiero para que pueda ver mejor las especificaciones del micrófono (en particular, las tablas de respuesta de frecuencia).
Al igual que Shure ocupó la mayor parte de la lista de micrófonos dinámicos de bobina móvil, Royer ocupa la mayor parte de la lista de micrófonos de cinta.
Tenga en cuenta que agregaré enlaces para verificar los precios de estos micrófonos. Esta no es una guía para el comprador, pero si está interesado en comprar alguno de estos micrófonos mientras ayuda a respaldar este blog, ¡considere usar los enlaces de afiliados proporcionados!
Así que aquí hay 5 micrófonos de cinta comunes (si no los más comunes) en el mercado:
Royer R-121
El Royer 121 es el micrófono de cinta insignia de la empresa insignia de micrófonos de cinta.
Las especificaciones características del Royer R-121:
- Una respuesta de frecuencia de 30 – 15.000 Hz ± 3dB.
- Patrón polar en forma de 8 (bidireccional).
- Cinta de aluminio de 2,5 micras.
- Imanes de neodimio de tierras raras.
- Impedancia de salida de 300 ohmios a 1 K (nominal).
- SPL máximo de 135 dB a 30 Hz.
- Sensibilidad de -47 dB (re. 1v/pa).
Haga clic aquí para ver la hoja de especificaciones de Royer 121 a la que se hace referencia.
Royer R-122 MKII
El Royer 122 MKII es como el hermano activo del 121. Observe que hay una diferencia en la sensibilidad pero no en la clasificación máxima de SPL. Estas especificaciones nos dicen que el circuito activo del Royer 122 MKII aumenta la ganancia en la salida del micrófono. También observe que la impedancia de salida es «balanceada» en lugar de «nominal» como la 121.
Las especificaciones características del Royer R-122 MKII:
- Una respuesta de frecuencia de 30 – 15.000 Hz ± 3dB.
- Patrón polar en forma de 8 (bidireccional).
- Cinta de aluminio de 2,5 micras.
- Imanes de neodimio de tierras raras.
- Impedancia de salida de 200 Ohms, balanceada.
- SPL máximo de 135 dB a 30 Hz.
- Sensibilidad de -36 dB (re. 1v/pa ± 1 dB).
- Requiere alimentación fantasma.
Haga clic aquí para ver la hoja de especificaciones de Royer 122 MKII a la que se hace referencia.
Royer R-10
El Royer R-10 es un micrófono de cinta pasivo Royer “asequible”. Está construido más pequeño pero más resistente que un micrófono de cinta típico e incluso se comercializa para aplicaciones en vivo. ¡Sin embargo, todavía tendría mucho cuidado con eso!
Las especificaciones características del Royer R-10:
- Una respuesta de frecuencia de 30 – 15.000 Hz ± 3dB.
- Patrón polar en forma de 8 (bidireccional).
- Cinta de aluminio de 2,5 micras.
- Imanes de neodimio de tierras raras (grado 52).
- Impedancia de salida de 100 ohmios.
- SPL máximo de 135dB a 50 Hz y 160dB a 1kHz.
- Sensibilidad de -54dBv (re. 1v/pa).
Haga clic aquí para ver la hoja de especificaciones de Royer R-10 a la que se hace referencia.
Coles 4038
Las especificaciones características del Coles 4038:
- Una respuesta de frecuencia de 30 a 20.000 Hz.
- Patrón polar en forma de ocho (bidireccional).
- Cinta fina de aluminio corrugado de 59,7 mm de largo x 4,7 mm de ancho x 1,8 micrones
- Imanes de neodimio.
- Impedancia de salida de 270 ohmios.
- SPL máximo de 140 dB SPL, 1 kHz a 1% THD
- Sensibilidad de 2,25 mV/Pa.
Haga clic aquí para ver la hoja de especificaciones Coles 4038 a la que se hace referencia.
AEA R84/R84A
Los AEA realmente son excelentes micrófonos de cinta. Si escribiera este mismo artículo dentro de cinco años, apostaría a que AEA tendría uno o dos micrófonos más en la lista «común». El AEA R84 viene en dos versiones: pasivo (R84) y activo (R84A). Mira las diferencias aquí:
Las especificaciones características del AEA R84:
- Una respuesta de frecuencia de «<20 Hz a> 20 kHz».
- Patrón nativo bidireccional en forma de 8.
- Cinta corrugada de aluminio puro de 1.8 micrones.
- Material del imán no especificado.
- Impedancia de salida de 270 Ω nominal.
- SPL máximo de 165 + dB SPL (1% tercer armónico> 1 kHz).
- Sensibilidad de 2,5 mV/Pa (-52 dBv/Pa).
Las especificaciones características del AEA R84A:
- Una respuesta de frecuencia de «<20 Hz a> 20 kHz».
- Patrón nativo bidireccional en forma de 8.
- Cinta corrugada de aluminio puro de 1.8 micrones.
- Material del imán no especificado.
- Impedancia de salida de banda ancha de 92 Ω.
- SPL máximo de 141 + dB SPL (1% tercer armónico> 1 kHz).
- Sensibilidad de 6,3 mV/Pa (-44 dBv/Pa).
- Requiere alimentación fantasma (48 V, 7 mA).
Haga clic aquí para ver la hoja de especificaciones de AEA R84 a la que se hace referencia.
preguntas relacionadas
¿Son buenos los micrófonos de cinta para las voces? El sonido natural de un micrófono de cinta puede capturar voces asombrosamente bien y agregar un carácter agradable a la interpretación vocal. Para obtener los mejores resultados al usar micrófonos de cinta en las voces, es una buena práctica usar un preamplificador limpio y un filtro pop fuerte para aumentar la señal débil y evitar sobrecargar el diafragma.
¿La alimentación fantasma destruirá mi micrófono de cinta? No es probable. Los micrófonos de cinta modernos están diseñados con transformadores y otros dispositivos electrónicos pasivos que impiden que la alimentación fantasma dañe el diafragma de cinta. Sin embargo, la conexión en caliente o el cortocircuito del voltaje de CC a un micrófono de cinta pueden freír el diafragma, por lo que es mejor no aplicar alimentación fantasma.
