Microfones de fita dinâmicos: o guia detalhado

O microfone de fita é um tipo de microfone dinâmico que ganhou popularidade junto com a gravação digital por seu som natural.

O que é um microfone de fita dinâmico? Um microfone de fita dinâmico é um transdutor que converte ondas sonoras em sinais de microfone por meio de indução eletromagnética. Ele recebe o nome de seu diafragma em forma de fita condutora que vibra dentro de um campo magnético, induzindo uma tensão CA, que é então emitida como um sinal de microfone.

Os microfones de fita são amados por músicos, audiófilos e engenheiros. Neste artigo, discutiremos detalhadamente o microfone de fita dinâmico. Esta será uma leitura mais longa, então gostaria de apresentar um índice.

Microfones dinâmicos e indução eletromagnética

Quando comecei a aprender sobre microfones, pensei que o termo «microfone dinâmico» era simplesmente um microfone com uma grande faixa dinâmica. Eu estava errado!

Os microfones dinâmicos são, na verdade, nomeados em homenagem ao dínamo elétrico.

Um dínamo é um gerador elétrico que funciona de acordo com o princípio da indução eletromagnética. Ele usa bobinas giratórias de fio condutor e um campo magnético para converter a rotação mecânica(energia mecânica) em tensão DC pulsante(energia elétrica).

O projeto do dínamo elétrico foi o primeiro gerador elétrico feito para a indústria e é o antecessor de muitos transdutores de energia elétrica, incluindo microfones dinâmicos.

Assim, o dínamo cria uma tensão CC pulsante, mas os sinais de áudio são tensões CA. O termo «dinâmico» é baseado em «dínamo», mas eles não são os mesmos. Talvez um nome melhor seria o magneto produtor de CA, que é como um dínamo que produz tensões CA.

Como nota lateral, «Dínamo» foi cunhado pela primeira vez pelo famoso Michael Faraday em 1831(ele também descobriu a lei da indução que leva seu nome)!

O que é indução eletromagnética?

O que é indução eletromagnética? A indução eletromagnética é a criação de uma tensão através de um condutor elétrico em um circuito fechado quando experimenta um campo magnético variável. É o princípio de funcionamento dos transdutores de microfone de fita dinâmicos.

Em um microfone de fita, a fita(condutor elétrico) é deslocada pela pressão sonora. Ele oscila dentro de um campo magnético permanente fornecido pelos ímãs permanentes do microfone.

O campo magnético relativo à fita em movimento está mudando. E assim que fecharmos um circuito elétrico com a fita, teremos uma corrente eletromagneticamente induzida através dessa fita. Esta corrente/tensão AC é, em última análise, o sinal do microfone.

Existe uma lei física que é importante para nossa compreensão da indução eletromagnética. Esta é a lei de indução de Faraday.

Lei de indução de Faraday

O que é a lei de indução de Faraday? A lei de indução de Faraday afirma que a força eletromotriz(tensão induzida) em um circuito fechado é proporcional à taxa de tempo de variação do fluxo magnético através desse circuito.

Vamos dividir isso em definições menores para entender melhor no contexto de um microfone de fita dinâmico:

• A força eletromotriz(fem) ou » tensão induzida » é a tensão criada através do diafragma da fita condutora como resultado da indução eletromagnética.
• Um circuito fechado é uma conexão elétrica completa na qual a corrente(neste caso, a corrente alternada) pode fluir.(O circuito fechado em um microfone de fita pode consistir na fita conectada a um transformador por fios de sinal em cada extremidade.)
• » Proporcional à taxa de variação ao longo do tempo » significa simplesmente que a alteração do fluxo magnético resulta em uma tensão induzida.
• O fluxo magnético é vagamente definido como o campo magnético total que passa por uma determinada área.

No design do microfone de fita, temos um ímã permanente. O campo magnético produzido por esse ímã é concentrado em torno do diafragma da fita.

A força do campo magnético pode ser medida com linhas de campo. Estes são vetores que mostram a força e a direção do campo magnético em qualquer ponto.

O fluxo magnético é a força do campo magnético sobre uma determinada área:

• Podemos imaginar que um forte fluxo magnético tem muitas linhas de campo fortes percorrendo uma grande área.
• Imagine que um fluxo magnético fraco tenha menos linhas de campo passando por uma determinada área.
• Se nenhuma linha de campo passa pela área(como se a área fosse paralela à direção das linhas de campo), então não há fluxo magnético!

O movimento do diafragma da fita em um campo magnético permanente causa uma mudança no fluxo magnético da fita. Essa mudança no fluxo magnético na fita faz com que uma tensão seja criada através dela de acordo com a Lei de Indução de Faraday.

Dependendo da direção do movimento relativo entre a fita condutora e o campo magnético, uma tensão positiva ou negativa será aplicada através do condutor. Isso significa que estamos lidando com corrente alternada.

Existem 2 fatores principais que determinam a quantidade de voltagem que será aplicada no fio do microfone de fita. São:

1. A velocidade da fita: À medida que a velocidade da fita aumenta, ela se move mais rapidamente pelo campo magnético e, portanto, tem uma taxa de mudança de fluxo magnético mais rápida.
2. A força do campo magnético: Ao aumentar a força do campo magnético, temos uma mudança de potencial maior no fluxo magnético.

Em um microfone, a força do campo magnético é constante. Portanto, é a velocidade da fita que determina a quantidade de voltagem nessa fita. O diafragma de fita se move de acordo com a diferença de pressão sonora entre os lados frontal e traseiro, essencialmente recriando as ondas sonoras ao seu redor.

A anatomia de um microfone de fita dinâmico

Existem muitas partes da anatomia do microfone que são comuns entre os microfones de fita. Sem entrar em todas as partes de um microfone, vamos falar sobre os elementos essenciais que compõem o microfone de fita.

As três partes determinantes de um microfone de fita são:

Diafragma condutor/fita

O diafragma é conhecido como fita porque, bem, parece uma fita! Em vez de ter uma membrana bem tensionada ao redor do invólucro circular, como a maioria dos microfones dinâmicos e condensadores de bobina móvel, o microfone de fita usa um diafragma em forma de fita longo e fino suspenso no ar, preso apenas em cada extremidade de seu comprimento.

Outra coisa fascinante sobre as fitas é que elas desempenham o papel de diafragma e condutor no princípio do microfone dinâmico.

A fita, como um diafragma, se move de acordo com a variação da pressão sonora ao seu redor. A fita, como um condutor, se move através de um campo magnético, induzindo uma voltagem através de si mesma.

Isso é diferente do microfone dinâmico de bobina móvel, que possui um diafragma e uma bobina de driver separados.

De que é feita a fita?

A fita é feita de um material eletricamente condutor, leve e pouco elástico. Isso quase sempre significa folha de alumínio(que é menos condutora que o cobre, mas muito mais leve)!

• O alumínio é altamente condutor(3,69 × 10 ⁷ S/m).
• O alumínio é leve(3,7 g/cm ³) e permite que o diafragma seja mais reativo do que materiais mais pesados.

Alguns microfones possuem uma fina camada de ouro em cima da tradicional fita de alumínio. Isso é para ajudar a evitar a oxidação da fita em vez de adicionar condutividade(embora o ouro seja mais condutor do que o alumínio).

No entanto, outros fabricantes de microfones usam polímeros plásticos revestidos de alumínio mais fortes para fazer suas fitas.

A forma da fita e as ondas sonoras recebidas

Como a fita é muito fina(normalmente menos de 10 mícrons), ela não pode ser esticada com muita força sem o grande risco de quebrar.

Lembre-se que precisamos de um material fino com pouca elasticidade. Portanto, as fitas são cravadas ao longo de seu comprimento para aumentar a flexibilidade e o movimento quando submetidas a diferentes níveis de pressão sonora.

Como a fita é leve, flexível e sob baixa tensão, sua frequência ressonante tende a ficar bem abaixo da faixa audível(mais sobre isso na natureza inerente de uma seção de microfone de fita).

A baixa massa da fita também significa que é fácil se mover por todo o espectro de frequências audíveis. Isso se deve em parte ao fato de que a reatância mecânica da fita leve é ​​realmente menor que a impedância das moléculas de ar ao seu redor.

Em outras palavras, é tecnicamente mais fácil mover a fita do que deslocar o ar ao redor da fita(embora ambos devam acontecer para que o diafragma da fita se mova).

Como a fita se encaixa no defletor do microfone de fita dinâmico?

A combinação de partes físicas ao redor da fita é chamada de defletor, que inclui a estrutura de suporte, os ímãs e os pólos magnéticos. O defletor pode ser pensado como o invólucro do diafragma, já que os microfones de fita não possuem uma cápsula/cartucho.

A correia é fixada a suportes defletores em cada extremidade de seu comprimento. Esses suportes são feitos, pelo menos em parte, de material não condutor para isolar eletricamente a fita de todo o resto do microfone. A fita entra em contato com esses suportes de fixação e nada mais.

Como a bobina de voz de um microfone dinâmico, a fita fica essencialmente em um «espaço» entre dois pólos magnéticos. Esses ímãs se aproximam muito da fita sem tocá-la, concentrando um campo magnético ao redor da fita para aumentar a indução eletromagnética. A posição da fita é tal que suas superfícies são paralelas às linhas de força magnética.

Outra razão para minimizar o espaço entre a fita e os ímãs é evitar vazamentos de ar. Isso evita que o ar passe ao redor da fita.

Assim, o ar e as ondas sonoras devem viajar ao redor do defletor para ir de um lado da correia para o outro. Isso é importante para manter o padrão polar bidirecional natural do microfone de fita.

O ímã e seus pólos

O que é um ímã e quais peças polares? Um ímã é qualquer material ou objeto que produz um campo magnético. Pólos são massas de ferro ou outro material magnético que formam a extremidade de um eletroímã e trabalham para concentrar/direcionar as linhas de força magnética.

O ímã, completo com seus pólos, compõe uma grande parte do defletor e fica quase nivelado com o perímetro da fita.

Um design prático que discutiremos usa 2 ímãs principais em forma de “ferradura”, juntamente com 2 peças de pólo estreito que formam uma estrutura magnética completa.

O ímã permanente dentro de um microfone de fita fornece o campo magnético necessário para a conversão da energia das ondas mecânicas em energia elétrica. Sem o ímã, nenhuma indução eletromagnética ocorreria e nenhuma quantidade de deslocamento ou velocidade da fita resultaria em qualquer sinal de áudio.

De que são feitos os ímãs e os pólos?

Os ímãs principais devem ser fortes para seu tamanho pequeno e geralmente são feitos de ferrite forte ou neodímio.

As peças polares precisam «espalhar» adequadamente os pólos magnéticos do ímã e precisam de alta permeabilidade magnética. O ferro macio é frequentemente usado. Ainda melhores são ligas como Permendur ou Hyperco 90.

Como são montados os ímãs e os pólos?

Os ímãs devem criar um campo magnético forte e concentrado em torno de nosso diafragma de fita condutora fina. Precisamos de pólos opostos em cada lado do comprimento da fita e precisamos de um espaço mínimo entre o ímã e o comprimento da fita.

Isso não é prático com um único ímã. Portanto, as peças polares são incorporadas ao design.

Os principais ímãs de neodímio em forma de «ferradura» fornecem a base para a força do campo magnético. Eles ficam acima e abaixo da fita e normalmente não ocupam espaço nas laterais do comprimento da fita. Os ímãs principais são colocados de modo que seus pólos norte se alinhem em um lado do comprimento da fita e seus pólos sul se alinhem no outro lado.

Peças polares estreitas conectam os dois ímãs em forma de ferradura do polo norte ao polo norte e do polo sul ao polo sul. As peças polares percorrem o comprimento da fita, fornecendo os pólos magnéticos opostos acima mencionados em ambos os lados do comprimento da fita.

Em resumo, o projeto que estamos discutindo envolve o seguinte:

• 2 ímãs em ferradura(acima e abaixo da fita): Esses ímãs fornecem a força do campo magnético. Eles são colocados de forma que ambos os pólos norte estejam alinhados em um lado do comprimento da fita, enquanto os dois pólos sul estão alinhados no lado oposto do comprimento da fita.
• 2 peças polares(estender/conectar os 2 ímãs do polo norte ao polo norte e do polo sul ao polo sul): As duas peças polares fornecem a polarização magnética oposta em cada lado da fita. Eles são colocados o mais próximo possível dos lados da fita sem realmente tocá-la.

Aqui está um diagrama de seção transversal que desenhei para representar melhor visualmente o microfone de fita dinâmico

• O condutor/diafragma de fita corrugada é desenhado em roxo.
• Os ímãs principais são desenhados em vermelho.
• As peças do pólo são desenhadas em verde.
• Os pólos da estrutura magnética geral são rotulados N(pólo norte) e S(pólo sul).
• Os suportes do defletor ou «acessórios da caixa do cinto» são desenhados em laranja.
• Os fios de sinal nas extremidades da fita são desenhados em azul, completando um circuito elétrico com o transformador.

O transformador elevador

O que é um transformador elevador? Um transformador elevador é um dispositivo elétrico passivo que transfere energia elétrica de um circuito elétrico para outro circuito(ou vários circuitos). Tem um enrolamento primário com menos espiras que o secundário para aumentar a tensão do primário para o secundário(enquanto reduz a corrente e a impedância).

A tensão induzida na fita durante seu movimento no campo magnético é muito baixa para ser o sinal de áudio de saída. A força eletromagnética criada pela fita antes da amplificação não passaria por muitos fios antes de ser abafada pela interferência eletromagnética, criando uma relação sinal-ruído horrível e um sinal inutilizável.

A solução simples para isso é um transformador de áudio avançado!

O que é um transformador elevador?

O transformador elevador é projetado com duas bobinas separadas de fio condutor, ambas enroladas em torno do mesmo núcleo magnético. Essas duas bobinas nunca fazem uma conexão física entre si e, portanto, são isoladas uma da outra. Essas bobinas são chamadas de «enrolamentos».

• Os cabos de sinal(do diafragma de fita até a saída do microfone) são desenhados em azul.
• O enrolamento primário da bobina é desenhado em laranja.
• O núcleo magnético é desenhado em vermelho.
• O enrolamento secundário da bobina é desenhado em verde.
• O grifo central é desenhado em roxo.

Vamos analisar cada um dos enrolamentos e seus circuitos:

• O enrolamento primário completa um circuito AC com a fita do microfone (esta é a “entrada” do transformador do microfone).
• O enrolamento secundário completa um circuito AC(um sinal de áudio balanceado) com a saída do microfone. (esta é a «saída» do transformador do microfone).

Os enrolamentos geralmente são feitos de fio de cobre e o núcleo magnético geralmente é feito de materiais como ferro(metal) ou ferrite(cerâmica).

A corrente alternada do enrolamento primário induz um campo magnético variável no núcleo magnético do transformador que, por sua vez, induz uma corrente alternada do enrolamento secundário.

Isso se deve a um fenômeno chamado acoplamento indutivo que afirma que sempre que um sinal CA passa pelo enrolamento primário, um sinal CA relacionado aparece no enrolamento secundário. O acoplamento indutivo, como a indução eletromagnética que ocorre no defletor do microfone de fita, é baseado no princípio do eletromagnetismo.

Existem 3 fatores que determinam a quantidade de tensão que pode ser induzida eletromagneticamente em uma bobina condutora:

1. O número de loops na bobina.
2. A velocidade da bobina através de um campo magnético.
3. A força do campo magnético.

Não há movimento relativo ou mudança relativa na força do campo magnético entre os enrolamentos primário(entrada) e secundário(saída) do transformador. Portanto, o número de loops no enrolamento secundário deve ser maior que o número de loops no primário para que o sinal seja efetivamente “reforçado”.

A relação de espiras entre os enrolamentos primário e secundário é teoricamente igual a:

• A relação de tensão entre os enrolamentos primário e secundário.
• A relação de corrente entre os enrolamentos secundário e primário.

Assim, um transformador elevador aumenta a tensão do sinal de áudio enquanto diminui a corrente do sinal de áudio.

Qual é o propósito de um transformador em um microfone de fita dinâmico?

Os microfones de fita dinâmicos são projetados com transformadores para:

• Aumente ou “eleve” a tensão do sinal induzido.
• Aumente a impedância da tensão do sinal.
• Altere o sinal para um sinal de áudio balanceado.
• Proteja o microfone de tensões DC, como alimentação fantasma.
• Ajuda a isolar o microfone de outros dispositivos eletrônicos e RFI.

Vejamos cada um desses pontos com um pouco mais de detalhes.

Aumente ou «intensifique» a tensão do sinal induzido

Ao projetar o transformador com mais espiras no enrolamento secundário do que no primário, aumentamos a tensão do sinal.

Aumente a impedância da tensão do sinal induzido

Todos os outros fatores sendo iguais, um maior número de voltas em uma bobina é igual a uma maior impedância. Como o enrolamento secundário tem mais voltas na bobina do que o enrolamento primário, aumentamos efetivamente a impedância e a força do sinal de áudio! Isso é importante porque o sinal induzido na fita é fraco e tem uma impedância muito baixa.

A relação da impedância primária para a impedância secundária é o quadrado da relação de espiras, portanto, há um aumento considerável na impedância entre a entrada e a saída do transformador elevador.

Alterar o sinal induzido em um sinal de áudio balanceado

O transdutor muda nosso sinal não balanceado da fita do microfone para um sinal balanceado na saída do microfone. Isso é feito através de uma derivação central no enrolamento secundário.

Uma derivação central é um ponto de contato feito no ponto médio de um condutor(neste caso, o enrolamento secundário). A derivação central efetivamente quebra a tensão total no enrolamento secundário em duas metades e a separa em dois sinais. Esses dois sinais estão em polaridade oposta entre si.

Isso é exatamente o que precisamos para um sinal de áudio balanceado! Pegamos um fio(pino 2) da metade de “polaridade positiva” do enrolamento e outro fio(pino 3) da metade de “polaridade negativa” do enrolamento.

Proteja o microfone de tensões DC, como alimentação fantasma

Em teoria, a alimentação fantasma não deve afetar nenhum microfone de saída do transformador, uma vez que as tensões CC não causam um campo magnético alternado e, portanto, os transformadores não passam corrente CC.

A fita é conectada através da bobina primária, enquanto a alimentação fantasma de 48 Vcc é conectada a ambas as extremidades da bobina secundária. Portanto, nenhuma tensão CC deve ser transferida para a fita.

Então, sim, um transformador protegerá os microfones da tensão CC. Mas isso não quer dizer que o phantom power não estique ou exploda o diafragma de fita fina de um microfone se estiver em curto ou com patch cruzado.

Ajuda a isolar o microfone de outros dispositivos eletrônicos e RFI

Os transformadores também isolam seus microfones de outros dispositivos eletrônicos e bloqueiam RFI(interferência de radiofrequência). Isso ocorre porque o primário e o secundário não se tocam fisicamente. Podemos resolver problemas de zumbido isolando(«levantando») o solo de diferentes dispositivos.

Tenha em mente que nem todos os transformadores são construídos da mesma forma e a qualidade do transformador afetará a resposta de frequência e a tensão máxima de entrada antes da distorção. Transformadores baratos geralmente degradam o sinal. Mais sobre isso na seção “Natureza inerente de um microfone de fita”.

A natureza inerente de um microfone de fita: os prós e contras

Cada modelo de microfone é diferente, mas existem recursos inerentes a certos tipos de microfones. Devido à natureza do driver de diafragma/fita, defletor, transformador e indução eletromagnética, um microfone de fita dinâmico típico tem as seguintes características:

Figura 8 padrão polar(bidirecional)

A natureza inerente do design do microfone de fita produz um padrão polar de figura 8.

Um diafragma de fita é igualmente sensível às ondas sonoras na parte frontal e traseira, praticamente sem sensibilidade dos lados direto, superior e inferior(por causa de sua extrema magreza e por causa do defletor que o envolve).

A configuração natural do elemento de fita e defletor, portanto, produz um padrão polar bidirecional(figura 8).

Vejamos 3 exemplos simples para explicar como um microfone de fita típico é bidirecional:

• Um som transiente agudo ocorre diretamente no eixo na frente do microfone de fita. O som atinge a frente da fita primeiro, fazendo com que ela se desloque da posição de repouso. Pouco tempo «T» depois, a mesma onda sonora percorreu o defletor e atingiu a parte de trás da fita, e há uma diferença de pressão sonora adequada para deslocar o diafragma da fita e criar um sinal de áudio. O microfone é sensível ao som vindo diretamente da frente.
• A mesma coisa acontece por trás. Digamos que um som transiente ocorra diretamente no eixo da parte de trás do microfone de fita. O som atinge a parte de trás da fita primeiro, e um “T” brevemente atinge a frente. Isso também cria uma diferença de pressão sonora adequada para deslocar o diafragma da fita e criar um sinal de áudio. O microfone é sensível ao som vindo diretamente da parte traseira.
• Um terceiro som vem diretamente da lateral do microfone. Ele atinge o defletor primeiro e viaja para a frente e para trás do diafragma ao mesmo tempo “½T”. Como a mesma onda de pressão sonora «empurra» em ambos os lados do diafragma da fita ao mesmo tempo, o diafragma não se move. Não há diferença na pressão sonora para criar um sinal de áudio. O microfone não é sensível ao som vindo diretamente das laterais.

Forte efeito de proximidade

Isso anda de mãos dadas com a direcionalidade do microfone de fita. Qualquer microfone direcional(bidirecional, cardióide, etc.) estará sujeito ao efeito de proximidade, e os padrões polares da figura 8 exibirão o maior efeito de proximidade.

O efeito de proximidade é um aumento na resposta de frequência de graves à medida que uma fonte de som se aproxima do diafragma de um microfone.

• Quanto mais baixa a frequência, menos seu componente de fase afetará a diferença de pressão sonora entre a frente e a parte de trás do diafragma. No entanto, na proximidade, o componente de amplitude cria uma diferença relativamente grande na diferença de pressão sonora.
• Em frequências mais altas, o componente de fase causa uma grande diferença de pressão sonora. Em estreita proximidade, a amplitude geral das altas frequências causará uma diferença de pressão sonora entre a frente e o verso da fita, mas o componente de fase ainda desempenhará o papel dominante na determinação da diferença de pressão sonora.

Portanto, os sons de baixa frequência são efetivamente aumentados à medida que se aproximam de um microfone de fita bidirecional.

Roll-off suave de altas frequências

Os microfones de fita têm um deslocamento suave inerente de altas frequências que é semelhante ao do ouvido humano. Este é um grande ponto de venda nos dias de gravação digital de «som transparente».

Observe que esse deslocamento suave na verdade fez com que os microfones de fita caíssem em desuso nos dias da fita analógica, que também desliga as altas frequências, resultando em um som abafado quando combinado com fita.

Pode-se argumentar que os microfones de fita têm respostas de frequência «melhores» do que os microfones condensadores e de bobina móvel dinâmica.

• Os microfones dinâmicos de bobina móvel geralmente têm muitas frequências ressonantes e rolloffs nítidos de alta frequência que alguns podem chamar de lamacentos e não naturais.
• Os microfones condensadores estenderam as respostas de frequência «planas» que alguns podem chamar de duras e não naturais.

Os microfones de fita têm aquele efeito «lento» inerente de altas frequências, o que os faz soar «quentes» e «naturais». Claro, essas são descrições subjetivas.

Primeiro, uma observação lateral sobre a frequência de ressonância do próprio diafragma de fita. Para evitar que a fita se rasgue com a pressão do som, ela não deve estar sob muita tensão. A ondulação da fita ajuda a obter essa baixa tensão sem ceder a fita. Devido à baixa voltagem, a frequência de ressonância de uma fita normalmente estará bem abaixo do alcance da audição humana. Isso significa que não há pico de ressonância audível, ao contrário dos microfones de bobina móvel e condensador.

De acordo com minha pesquisa, o declínio de alta qualidade da fita se deve a 4 pontos principais:

1. Forma irregular do diafragma da fita.
2. O baixo peso da fita.
3. Relação de fase entre a parte frontal e traseira do diafragma da fita.
4. efeito de proximidade.

Níveis de saída baixos

A grande desvantagem de usar um diafragma/condutor tão fino e de baixa tensão é que ele não induz muita tensão à medida que se move através do campo magnético. Na verdade, os microfones de fita passivos estão entre os microfones com as classificações de sensibilidade mais baixas. Esta baixa tensão também vem com uma impedância extremamente baixa.

Esta é simplesmente uma limitação física da indução eletromagnética em uma escala tão pequena.

Os microfones dinâmicos de bobina móvel também são de «baixa saída». No entanto, como eles usam uma bobina de voz com muitas voltas, eles induzem mais tensão do que uma fita.

Como discutimos, os transformadores elevadores são usados ​​para elevar a tensão para níveis de sinal de áudio utilizáveis ​​com impedâncias adequadas. Mas ainda assim, os transformadores só podem fazer muito, então ao usar um microfone de fita é importante ter um ganho bom e limpo no estágio do pré-amplificador.

Na próxima seção, observaremos que os microfones de fita ativos têm componentes eletrônicos ativos para aumentar ainda mais o sinal para que nossos pré-amplificadores de microfone não precisem trabalhar tanto.

Resposta transitória precisa

A grande vantagem de usar um diafragma/driver tão fino e de baixa tensão é que ele reage à pressão sonora com muita precisão.

Isso se resume à inércia. Quanto maior a massa de um diafragma, mais energia é necessária para movê-lo. Em outras palavras, diafragmas mais pesados ​​são menos sensíveis à pressão sonora e reagem mais lentamente do que os mais leves.

O diafragma de fita extremamente leve tem muito pouca inércia e, portanto, uma resposta transitória muito precisa.

Fragilidade

Esta é talvez a característica geral mais importante dos microfones de fita. São relativamente frágeis.

Pense nisso. Temos uma fita que atua como diafragma e condutor eletromagnético. É uma peça muito importante do design do microfone. E é mais fino que um fio de cabelo!

Como você pode imaginar, deve-se tomar cuidado para proteger seu microfone e dar mais tempo entre as gravações.

Acho que a melhor maneira de descrever a fragilidade dos microfones de fita é discutir os prós e contras. Vamos a isso:

• Não exponha o microfone ao vento ou rajadas de ar.
• Use um filtro pop ao gravar vocais
• Use um para-brisa se estiver trabalhando com um microfone de fita em ambientes ventosos
• Posicione o microfone fora do eixo ao gravar fontes de alto SPL
• Não faça hot patch em microfones de fita com alimentação phantom ligada
• Use cabos de microfone de qualidade com a fiação correta
• Não sujeite o microfone de fita a partículas estranhas.
• Não use uma “meia de microfone” ao carregar um microfone de fita
• Não armazenar o microfone de fita corretamente quando não estiver em uso
• Não «solte» um microfone de fita

Não exponha o microfone ao vento ou rajadas de ar

Pense na fita como se fosse uma vela em um veleiro.

A fita é muito sensível a quaisquer mudanças no som e especialmente ao vento e rajadas de ar(como paradas vocais). Essas forças aéreas têm o potencial de esticar a fita fina ou até rasgá-la. Obviamente, isso não é uma coisa boa e o microfone não funcionará corretamente até que a fita seja recolocada.

Use um filtro pop ao gravar vocais

Este é um bom conselho para qualquer microfone. Ninguém quer plosivas em faixas vocais e elas podem arruinar uma ótima tomada vocal.

Mas esta dica é especialmente importante com microfones de fita porque muito pop vocal pode esticar a fita!

Use um pára-brisa se estiver trabalhando com um microfone de fita em ambientes ventosos

Mais uma vez, ótimo conselho para qualquer microfone. Ouvir o vento em um sinal de microfone o torna praticamente inútil, a menos que seja o som específico(terrível) que você está procurando!

Mas, novamente, isso também se aplica à segurança da fita, já que rajadas de vento são conhecidas por esticar e quebrar diafragmas de fitas finas.

Posicione o microfone fora do eixo ao gravar fontes SPL fortes

Microfones de fita tendem a ter verdadeiros padrões polares de figura 8. Isso significa pouca ou nenhuma coloração fora do eixo do som!

Então, se vamos usar um microfone de fita para capturar fontes de som muito altas, como um bumbo, por exemplo, inclinar o microfone fora do eixo capturará o mesmo «som» que no eixo, mas a pressão do som ganhou não vai fazer. causar quase tanto desgaste na fita.

Se optarmos por fechar o microfone em uma fonte de som alta e plosiva, pode ser uma boa ideia também blindar o microfone com algum tipo de filtro pop, como mencionado acima.

Não aplique hot pads em microfones de fita com alimentação phantom ligada

A conexão a quente em um compartimento de entrada TRS(tip-ring-sleeve) de 1/4″ causará um curto-circuito na alimentação fantasma momentaneamente. Isso ocorre porque os conectores/plugues TRS(ao contrário dos cabos de microfone XLR) não fazem todas as três conexões simultaneamente.

Embora momentâneo, esse curto-circuito de alimentação fantasma enviado a um microfone passivo de fita pode abalar a fita e tem o potencial de esticá-la ou rasgá-la. Esses microfones passivos não são projetados para lidar com curtos-circuitos de alimentação fantasma!

É sempre uma boa prática desligar a alimentação phantom ao aplicar um hot patch.

Observe que microfones de fita ativos de conexão a quente devem, em teoria, funcionar bem… Mas veja a frase anterior sobre as melhores práticas.

Use cabos de microfone de qualidade com fiação adequada

Para adicionar ao ponto anterior, cabos mal conectados também têm o potencial de causar um curto-circuito na alimentação fantasma de um microfone de fita, causando danos à fita.

Isso também se aplica ao fato de que os microfones de fita têm sinais de saída baixos e, portanto, exigem cabos de baixo ruído e bem blindados para levar o áudio aonde ele precisa ir sem degradação do sinal.

Mais uma vez, é uma boa prática usar cabos de alta qualidade em todos os microfones profissionais.

Não sujeite o microfone de fita a partículas estranhas

Existem ímãs poderosos dentro do defletor de um microfone de fita. Esses ímãs podem atrair muitas pequenas partículas de metal para o espaço entre os ímãs e a fita. O menor atrito ou contato com uma partícula afiada pode causar danos permanentes à fita. Para piorar a situação, mesmo partículas não magnéticas têm o potencial de ficarem presas no defletor do microfone se as precauções não forem tomadas.

Use uma «meia de microfone» ao carregar um microfone de fita

Usar algum tipo de filtro ou até mesmo cobrir a grade do microfone de fita com a mão durante a viagem ajudará a protegê-lo do «vento»(movimento do microfone pelo ar) enquanto o sujeita a menos partículas transportadas pelo ar.

Armazene o microfone de fita adequadamente quando não estiver em uso

Se você pular a desmontagem para um trabalho específico, é uma boa ideia cobrir os microfones de fita com uma meia de microfone para reduzir sua exposição a partículas transportadas pelo ar.

Um lugar ainda melhor para microfones de fita quando não estão em uso é dentro de seus estojos de proteção. Armazene os microfones fora do caminho e até mesmo posicione o microfone na vertical em vez de de lado para evitar que a fita caia durante o armazenamento.

Não deixe cair o microfone em um microfone de fita

Se uma rajada de ar rápida, corrente contínua de 48 volts ou uma pequena partícula de metal presa ao ímã do microfone de fita puder causar a ruptura do diafragma da fita, é muito provável que um trauma físico(queda, choque, etc.) o faça. o mesmo.

Talvez seja por isso que vemos mais Shure SM58 do que Royer 121 nas mãos de cantores no palco!

A linha inferior é simplesmente «tenha cuidado!» Microfones de fita são instrumentos de precisão maravilhosos e devem ser tratados como tal.

Outros requerimentos

Sim, os microfones de fita são transdutores que oferecem uma reprodução de som muito precisa. Mas nem sempre «jogam bem» com outras equipes. Vamos falar sobre os outros requisitos que devem ser atendidos para que um microfone de fita atinja todo o seu potencial:

• Pré-amplificador com ganho de pré-amplificador mais limpo do que o típico: Os microfones de fita passivos emitirão um sinal de nível bastante baixo. Precisamos de um bom ganho limpo no estágio de pré-amplificador para minimizar os problemas de ruído, especialmente ao gravar fontes silenciosas.
• Pré-amplificador de alta impedância de entrada: normalmente queremos que nossa impedância de carga(impedância do pré-amplificador) seja pelo menos 5 vezes a impedância de saída do microfone ou, idealmente, mais de 10 vezes. Embora os microfones de fita passivos normalmente tenham impedâncias de saída nominais baixas, suas impedâncias variam com a frequência, muitas vezes se tornando muito altas em baixas frequências. Ter uma impedância de entrada baixa em um pré-amplificador fará com que a resposta de graves do microfone se deteriore. Também pode causar resposta transitória atenuada e distorção do sinal.

Observe que podemos ser criativos com os «requisitos» e usar diferentes pré-amplificadores para alterar efetivamente o som desses microfones de fita.

Observe como eu incluí o prefixo «passivo» ao descrever os microfones acima? Isso nos leva ao próximo ponto: que existem microfones de fita passivos e ativos!

Microfones de fita passivos e ativos

Microfones de fita passivos são praticamente o que discutimos até agora. Eles consistem em:

• Diafragma de fita/driver.
• Defletor, completo com ímã(s) e/ou pólos.
• Circuito passivo e transformador elevador.

O microfone de fita ativo consiste nas mesmas partes principais, mas possui circuitos ativos adicionados ao design. Este circuito ativo requer energia para funcionar.

A adição de circuitos ativos destina-se a exceder os requisitos necessários do microfone de fita passivo clássico. O circuito ativo é projetado para:

• Produz mais ganho antes da saída do microfone, melhorando a relação sinal-ruído.
• Crie uma impedância constante sobre o espectro de frequência audível.
• Bônus: protege o microfone do phantom power.

Para facilitar a leitura, vamos detalhar as vantagens e desvantagens de uma fita ativa em comparação com um microfone de fita passiva:

• Nível de saída mais alto.
• Melhor sinal para nível de ruído.
• Som consistente quando usado com diferentes pré-amplificadores.
• Proteção de alimentação fantasma.
• Precisa de energia para funcionar.
• Tem seu próprio ruído.

O ponto interessante, para mim, tem a ver com os pré-amplificadores e a coloração dos microfones de fita. Com microfones de fita passivos, podemos experimentar nossa seleção de pré-amplificador e obter sons diferentes do microfone. Com microfones de fita ativos, temos consistência, então sabemos como o microfone deve soar quando conectado a qualquer dispositivo de áudio.

A calha porta-cabos: da fonte sonora à saída do microfone

Vamos recapitular e descrever o caminho energético dos vocais através de um microfone de fita. Vou me referir ao som/áudio como energia para aprofundar nossa compreensão do microfone como um transdutor(um dispositivo que transforma uma forma de energia em outra forma de energia).

É assim que vou nomear os tipos de energias para este segmento:

• Energia Mecânica das Ondas: A energia associada ao movimento e à posição de um objeto físico.
• Energia acústica: a energia associada à vibração da matéria em um fluido(ar) ao longo de uma onda mecânica(onda sonora).
• Energia Elétrica: A energia associada com a tensão e corrente através de um circuito.

Observe que estas não são descrições perfeitas, apenas breves explicações para ajudar a evitar confusão nesta seção do artigo.

Vamos entrar nisso! Em forma de ponto:

• O som vibra ao redor da fita. Energia acústica.

• A mudança de pressão sonora contra a frente e o verso da fita faz com que ela vibre para frente e para trás em torno de sua posição de repouso. Transdução de energia acústica para mecânica.

• O movimento da fita no campo magnético faz com que uma tensão CA seja induzida através dela. Transdução de energia mecânica em elétrica.

• Um fio de sinal de cada extremidade da fita faz um circuito com o enrolamento primário do transformador elevador. Energia elétrica.

• A tensão CA através do enrolamento primário induz um campo magnético variável no núcleo magnético do transformador. Energia elétrica.

• O campo magnético variável no transformador elevador induz uma grande tensão CA no enrolamento secundário. Energia elétrica.

• A bobina secundária está no centro, criando polaridade reversa nos pinos 2 e 3(áudio balanceado). Energia elétrica.

• O pino 1 é conectado ao terra no microfone e, junto com os pinos 2 e 3, o sinal de áudio é enviado pela saída do microfone. Energia Elétrica.

Para onde enviamos esse sinal de áudio de saída está além do escopo deste artigo, mas pode ser para um pré-amplificador de microfone, uma interface de áudio, diretamente para um mixer ou alto-falante etc. Existem muitas opções!

5 microfones de fita dinâmicos comuns

Pensei em montar uma pequena lista de microfones de fita comuns e discutir como eles se relacionam com as características gerais esperadas dos microfones de fita.

Em vez de criar «mini-reviews» de cada um dos 5 microfones comuns, vou apenas compartilhar as especificações que acho que melhor os representam. Também vou linkar as folhas de especificações às quais me refiro para que você possa dar uma olhada melhor nas especificações do microfone(particularmente nas tabelas de resposta de frequência).

Assim como a Shure aproveitou ao máximo a lista de microfones dinâmicos de bobina móvel, Royer aproveitou ao máximo a lista de microfones de fita.

Observe que adicionarei links para verificar os preços desses microfones. Este não é um guia do comprador, mas se você estiver interessado em comprar qualquer um desses microfones enquanto ajuda a apoiar este blog, considere usar os links de afiliados fornecidos!

Então, aqui estão 5 microfones de fita comuns(se não os mais comuns) no mercado:

Royer R-121

O Royer 121 é o principal microfone de fita da principal empresa de microfones de fita.

As especificações características do Royer R-121:

• Uma resposta de frequência de 30 – 15.000 Hz ± 3dB.
• Figura 8 padrão polar(bidirecional).
• Fita de alumínio de 2,5 mícrons.
• Ímãs de neodímio de terras raras.
• Impedância de saída 300 ohms a 1K(nominal).
• SPL máximo de 135 dB a 30 Hz.
• Sensibilidade de -47 dB(re. 1v/pa).

Clique aqui para ver a folha de especificações Royer 121 referenciada.

Royer R-122 MKII

O Royer 122 MKII é como o irmão ativo do 121. Observe que há uma diferença na sensibilidade, mas não na classificação máxima de SPL. Essas especificações nos dizem que o circuito ativo do Royer 122 MKII aumenta o ganho na saída do microfone. Observe também que a impedância de saída é «balanceada» em vez de «nominal» como o 121.

As especificações características do Royer R-122 MKII:

• Uma resposta de frequência de 30 – 15.000 Hz ± 3dB.
• Figura 8 padrão polar(bidirecional).
• Fita de alumínio de 2,5 mícrons.
• Ímãs de neodímio de terras raras.
• Impedância de saída de 200 Ohms, balanceada.
• SPL máximo de 135 dB a 30 Hz.
• Sensibilidade de -36 dB(re. 1v/pa ± 1 dB).
• Requer alimentação fantasma.

Clique aqui para ver a folha de especificações Royer 122 MKII referenciada.

Royer R-10

O Royer R-10 é um microfone passivo de fita Royer «acessível». Ele é menor, mas mais robusto do que um microfone de fita típico e é comercializado até mesmo para aplicações ao vivo. No entanto, eu ainda teria muito cuidado com isso!

As especificações características do Royer R-10:

• Uma resposta de frequência de 30 – 15.000 Hz ± 3dB.
• Figura 8 padrão polar(bidirecional).
• Fita de alumínio de 2,5 mícrons.
• Ímãs de neodímio de terras raras(Grau 52).
• Impedância de saída de 100 ohms.
• SPL máximo de 135dB a 50Hz e 160dB a 1kHz.
• Sensibilidade de -54dBv(re. 1v/pa).

Clique aqui para ver a folha de especificações Royer R-10 referenciada.

Repolho 4038

As especificações características do Coles 4038:

• Uma resposta de frequência de 30 a 20.000 Hz.
• Figura-oito padrão polar(bidirecional).
• Fita fina de alumínio corrugado 59,7 mm de comprimento x 4,7 mm de largura x 1,8 mícron
• Ímãs de neodímio.
• Impedância de saída de 270 ohms.
• SPL máximo de 140 dB SPL, 1 kHz a 1% THD
• Sensibilidade de 2,25mV/Pa.

Clique aqui para ver a folha de especificações Coles 4038 referenciada.

SAA R84/R84A

AEAs realmente são ótimos microfones de fita. Se eu fosse escrever este mesmo artigo daqui a cinco anos, eu apostaria que a AEA teria um ou dois microfones a mais na lista de «comuns». O AEA R84 vem em duas versões: passiva(R84) e ativa(R84A). Confira aqui as diferenças:

As especificações características do AEA R84:

• Uma resposta de frequência de “<20 Hz a >20 kHz”.
• Figura 8 padrão nativo bidirecional.
• Fita ondulada de alumínio puro de 1,8 mícrons.
• Material magnético não especificado.
• Impedância de saída 270 Ω nominal.
• SPL máximo de 165 + dB SPL(1% terceiro harmônico > 1 kHz).
• Sensibilidade de 2,5 mV/Pa(-52 dBv/Pa).

As especificações características do AEA R84A:

• Uma resposta de frequência de “<20 Hz a >20 kHz”.
• Figura 8 padrão nativo bidirecional.
• Fita ondulada de alumínio puro de 1,8 mícrons.
• Material magnético não especificado.
• Impedância de saída de banda larga de 92 Ω.
• SPL máximo de 141 + dB SPL(1% terceiro harmônico > 1 kHz).
• Sensibilidade de 6,3 mV/Pa(-44 dBv/Pa).
• Requer alimentação fantasma(48V, 7mA).

Clique aqui para ver a folha de especificações AEA R84 referenciada.

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Os microfones de fita são bons para vocais? O som natural de um microfone de fita pode capturar vocais incrivelmente bem e adicionar um caráter agradável a uma performance vocal. Para obter melhores resultados ao usar microfones de fita nos vocais, é uma boa prática usar um pré-amplificador limpo e um filtro pop forte para aumentar o sinal fraco e evitar sobrecarregar o diafragma.

A alimentação fantasma destruirá meu microfone de fita? Não é provável. Os microfones de fita modernos são projetados com transformadores e outros componentes eletrônicos passivos que evitam que a alimentação phantom danifique o diafragma de fita. No entanto, a conexão a quente ou o curto-circuito da tensão CC em um microfone de fita pode fritar o diafragma, portanto, é melhor não aplicar alimentação fantasma.