O que é uma cápsula de microfone? (Além das 3 cápsulas mais populares)

De todas as peças e designs envolvidos na criação de um microfone, a cápsula é o elemento mais crítico.

O que é uma cápsula de microfone?

Uma cápsula de microfone é a parte responsável por converter as ondas sonoras em sinais de microfone. As cápsulas(ou defletores quando se refere a microfones de fita) sempre apresentam diafragma(s) e a caixa para esses diafragmas. Diferentes tipos de transdutores possuem diferentes peças complementares que completam seu design de cápsula.

Neste artigo, vamos nos aprofundar no funcionamento interno das cápsulas de vários tipos de microfones e dar uma olhada nas 3 cápsulas mais populares(e suas variantes).

O que faz uma cápsula de microfone?

Os microfones são transdutores que convertem a energia mecânica das ondas(ondas sonoras) em energia elétrica(sinais do microfone). Simplificando, é a cápsula do microfone que realmente muda uma forma de energia para a outra.

Como uma cápsula faz isso? Tudo começa com o diafragma.

O diafragma de um microfone é uma membrana fina que vibra em reação às ondas sonoras ao seu redor. Os tipos de microfone condensador e dinâmico(bobina móvel e fita) usam diafragmas para iniciar o processo de conversão de energia.

Portanto, o diafragma desempenha um papel crucial ao permitir que a cápsula atue como um transdutor. No entanto, o método pelo qual uma cápsula converte energia depende do tipo de transdutor de microfone.

Vejamos o restante das peças que entram nas cápsulas de cada tipo de transdutor de microfone.

Anatomia de uma cápsula de microfone

Portanto, a anatomia de uma cápsula de microfone depende do tipo de microfone em questão. Em geral, existem 2 tipos de transdutores primários:

• Microfones Condensadores – Os microfones condensadores têm cápsulas em forma de condensador e são geralmente chamados de diafragma pequeno ou diafragma grande.
• Microfones Dinâmicos: Os microfones dinâmicos incluem microfones dinâmicos de bobina móvel(com cápsulas robustas de bobina móvel) e microfones de fita dinâmicos(com «cápsula» de fita, mais conhecidos como defletores).

Vamos nos aprofundar no funcionamento interno de cada tipo de cápsula:

cápsulas de microfone condensador

Quando músicos, engenheiros e audiófilos falam sobre cápsulas, geralmente se referem a cápsulas de microfone condensador. Mais especificamente, eles costumam falar sobre cápsulas de microfone condensador de diafragma grande.

É por isso que as 3 cápsulas de microfone mais populares são todas cápsulas de microfone condensador de diafragma grande.

As cápsulas de microfone condensador transduzem energia através de princípios eletrostáticos. A cápsula básica do microfone condensador é projetada como um condensador circular de placas paralelas.

Os dois componentes principais de qualquer cápsula do condensador são o diafragma móvel(placa frontal) e a placa traseira fixa. Um anel de tensão é incorporado ao invólucro da cápsula e mantém o diafragma fino no lugar enquanto fornece a tensão adequada no diafragma. Há uma câmara dentro do invólucro com espaçamento adequado entre as placas paralelas. Por fim, são colocados eletrodos no diafragma e na placa traseira para extrair qual seria o sinal do microfone.

Assim, em conjunto, a anatomia da cápsula do microfone condensador inclui:

• Diafragma(placa frontal)
• Placa traseira estacionária
• anel de tensão
• Alojamento
• eletrodos

Supondo que haja carga entre as placas, à medida que o diafragma se move de acordo com a pressão sonora ao seu redor, a capacitância mudará entre as placas. Com uma carga constante, uma capacitância variável com desempenho e variação inversamente proporcional na tensão. Esta tensão AC é, em última análise, o sinal do microfone.

Distinções importantes entre diferentes tipos de cápsulas de microfone condensador

• Diafragma Grande x Pequeno
• Pressão versus gradiente de pressão
• Electreto vs. não eleitor
• Borda finalizada vs. centro finalizada
• Diafragma Único vs. Diafragma Duplo

grande vs. Cápsulas de microfone condensador de diafragma pequeno

A vaga distinção entre Condensadores de Diafragma Grande(LDCs) e Condensadores de Diafragma Pequeno(SDCs) é a seguinte: os LDCs geralmente têm um diâmetro de diafragma de 1 polegada(25,4 mm) ou mais, enquanto os SDCs geralmente têm um diâmetro de diafragma de 1/2″(12,7 mm) ou menos.

E aqueles microfones de diafragma de 1/2″ a 1″? Ao longo da história dos microfones, protocolos de design arraigados significam que não há muitos valores discrepantes dentro dessa faixa. Para microfones que estão na terra de ninguém, eles geralmente agem como um LDC se estiverem mais próximos do que 1″ ou um SDC se estiverem mais próximos do que 1/2″.

A tabela a seguir lista as generalidades entre cápsulas LDC e cápsulas SDC:

Cápsulas de condensador de diafragma grande	Cápsulas de condensador de diafragma pequeno
Menos ruído próprio	ruído próprio maior
Som mais completo em todo o espectro de frequência	Resposta de alta frequência estendida
Padrão polar menos consistente	Padrão polar mais consistente
resposta transitória mais lenta	Resposta transitória mais rápida
Endereço lateral normalmente posicionado	Normalmente posicionado como um endereço superior

pressão vs. Cápsulas de microfone condensador de gradiente de pressão

Pressão e gradiente de pressão são os 2 princípios acústicos que regem as cápsulas do microfone.

Os microfones de pressão têm diafragmas que estão abertos apenas para a pressão sonora externa(ondas sonoras) de um lado. A parte traseira dos diafragmas de um microfone de pressão é submetida a uma pressão constante dentro de uma câmara de pressão fixa dentro da cápsula do microfone.

Os microfones de gradiente de pressão têm diafragmas abertos à pressão sonora externa em ambos os lados. Os diafragmas se movem não apenas em reação às mudanças de pressão sonora em seus lados frontais, mas também a mudanças de pressão em seus lados traseiros.

As cápsulas de gradiente de pressão têm placas traseiras perfuradas e caminhos acústicos embutidos em seu invólucro para permitir que a pressão sonora atue na parte traseira de seus diafragmas.

A tabela a seguir lista as generalidades entre cápsulas de pressão e cápsulas de gradiente de pressão:

cápsulas de pressão	cápsulas de gradiente de pressão
Padrão polar omnidirecional	Padrões Polares Direcionais Usado em microfones de vários padrões para alcançar todos os padrões polares
Praticamente imune a plosivas	Sensível a plosivas
Sem efeito de proximidade	exibir efeito de proximidade
Carcaças e placas traseiras normalmente não perfuradas	Placas traseiras perfuradas e carcaça

eletreto vs. Cápsulas de microfone condensador sem eletreto

Microfones sem eletreto requerem alimentação externa para operar seus conversores internos de amp/impedância e polarizar suas cápsulas. Os microfones de eletreto, por outro lado, não requerem alimentação externa para polarizar suas cápsulas.

As cápsulas de microfone de eletreto, como o nome sugere, fazem isso com material de eletreto. Existem três tipos principais de cápsulas de microfone de eletreto:

• Electeto de folha/diafragma: O diafragma é feito de filme de eletreto. Este é o tipo de eletreto mais barato e comum, mas de qualidade inferior. O filme de eletreto não é um diafragma de microfone particularmente bom.
• Eletreto traseiro: O filme de eletreto é aplicado à placa traseira estacionária da cápsula do microfone. O diafragma está livre de qualquer material de eletreto.
• Electret frontal: A placa traseira tradicional é removida do design do pod e simplesmente substituída pela superfície interna do pod. Um filme de eletreto é aplicado na parte de trás do diafragma.

A tecnologia de microfone de eletreto chegou a um ponto em que realmente não há muita diferença entre o som de um microfone condensador de eletreto e um microfone condensador sem eletreto. A principal diferença é, obviamente, a presença de material de eletreto na cápsula versus a ausência de material de eletreto na cápsula.

Dito isto, muitos fabricantes de ponta(estou olhando para você, Neumann) continuam sendo «leais» às cápsulas de condensador polarizadas externamente(não eletreto).

Borda finalizada vs. Cápsulas de microfone condensador com terminação central

A terminação de uma cápsula do condensador refere-se à conexão do fio condutor(eletrodo) que transporta a tensão CA(sinal do microfone) da cápsula para o restante do circuito do microfone.

As cápsulas do condensador com terminação na borda têm um eletrodo preso à borda da cápsula, enquanto as cápsulas com terminação no centro têm seu eletrodo ligado ao centro da membrana do diafragma.

A tabela a seguir lista as generalidades entre cápsulas com acabamento na borda e cápsulas com acabamento central:

cápsulas de borda	Cápsulas terminadas no centro
Resposta de frequência de alta qualidade mais suave	Pico de ressonância high-end mais pronunciado
Ponto de corte de frequência mais baixo	Ponto de corte de frequência mais baixa
Sensível a plosivas	Menos sensível a plosivas
Sensível ao ruído baixo	Menos sensível a ruídos graves

diafragma único vs. Cápsulas de microfone condensador de diafragma duplo

As cápsulas de microfone condensador de diafragma único são simples. Eles têm um diafragma, placa traseira, invólucro e terminação. Suas diferenças estão nas distinções mencionadas acima.

As cápsulas do condensador de diafragma único são limitadas a padrões polares omnidirecionais e unidirecionais. Padrões bidirecionais verdadeiros não podem ser alcançados devido à natureza das placas posteriores da cápsula.

As cápsulas de microfone condensador de diafragma duplo podem ser construídas com placas traseiras compartilhadas ou separadas. Placas traseiras compartilhadas requerem o mesmo ajuste de cada diafragma.

É importante observar que as cápsulas de diafragma duplo funcionam apenas em microfones de endereço lateral.

As cápsulas condensadoras de diafragma duplo permitem microfones de vários padrões, que compõem um grande número de microfones condensadores populares e de última geração.

2 cápsulas de microfone condensador salientes

• Cápsula elíptica Bock Audio 507
• Diafragma Triangular Ehrlund EHR-M

Cápsulas de microfone dinâmico de bobina móvel

Os microfones dinâmicos de bobina móvel também possuem cápsulas que apresentam diafragmas circulares. Por serem microfones dinâmicos, suas cápsulas funcionam segundo o princípio do eletromagnetismo. Mais especificamente, eles convertem energia usando indução eletromagnética.

As cápsulas de microfone dinâmico são muitas vezes referidas como «cartuchos».

A anatomia do microfone dinâmico de bobina móvel apresenta as seguintes partes:

• Diafragma
• Bobina principal(ligada ao diafragma)
• Ímãs e peças de pólo
• anel de tensão
• Alojamento
• fios condutores elétricos

De um modo geral, a «bobina de voz» do fio condutor é anexada à parte traseira do diafragma não condutor. O diafragma está devidamente tensionado e preso ao invólucro da cápsula pelo anel tensor.

A bobina de voz condutora cilíndrica é suspensa em um pequeno espaço com ímãs na parte externa e interna. A forma peculiar do ímã é conseguida com peças polares. Um fio condutor elétrico é conectado a cada extremidade da bobina de chumbo.

À medida que o diafragma se move de acordo com as ondas sonoras, o mesmo acontece com a bobina de voz. À medida que a bobina condutora oscila dentro do campo magnético, uma tensão CA é produzida através dela por indução eletromagnética. Os dois fios levam essa tensão CA como sinal do microfone.

Tal como acontece com as cápsulas do condensador mencionadas acima, a cápsula dinâmica da bobina móvel pode ser de pressão ou gradiente de pressão, bem como diafragma grande ou pequeno(embora o tamanho do diafragma não seja um fator tão importante com microfones dinâmicos).

Defletores de fita de microfone

Microfones de fita tecnicamente não possuem cápsulas. Em vez disso, o mecanismo que converte as ondas sonoras em sinais de microfone em um microfone de fita é chamado de defletor.

Às vezes, o defletor é chamado de elemento, no entanto, isso se torna confuso, pois o próprio diafragma de fita também é frequentemente chamado de elemento. Para este artigo, vou me referir à fita «cápsula» como um defletor.

Como o microfone de fita não tem cápsula, vou analisá-lo rapidamente.

A anatomia do defletor de fita é composta do seguinte:

• diafragma de fita condutora
• Ímãs e peças de pólo
• acessórios de fita
• Alojamento
• Fios condutores de sinal

Não há cobertura externa para o defletor geral de um microfone de fita. É por isso que não é chamado de «cápsula».

O diafragma de fita fina é suspenso longitudinalmente entre dois ímãs com pólos opostos e fixado em suas extremidades à carcaça/estrutura do ímã.

O diafragma de fita é ele próprio o condutor, de modo que, à medida que se move dentro do campo magnético, uma tensão é produzida através dele por indução eletromagnética. Os fios condutores de sinal em cada extremidade da fita captam efetivamente o sinal do microfone.

As 3 cápsulas de microfone mais populares

Como mencionado, quando falamos de cápsulas de microfone, normalmente estamos falando de cápsulas de microfone condensador de diafragma grande. É aqui que se concentra a maior parte da tecnologia de cápsulas e onde as pequenas variações fazem a maior diferença.

A variação nas cápsulas de microfone dinâmico torna difícil ver uma cápsula «mais popular». Acho que as cápsulas Shure SM57 e SM58 são as mais replicadas, pois esses microfones são os mais clonados.

Da mesma forma, as cápsulas de microfone condensador de diafragma pequeno não são tão populares ou especializadas.

Portanto, de todas as cápsulas de microfone condensador de microfone de diafragma grande do mundo, muitas são originais, réplicas ou inspiradas em 3 cápsulas lendárias:

O AKG CK12

O AKG CK12 foi desenvolvido em 1951 e teve seu primeiro lançamento como parte do lendário AKG C12 em 1953. Desde então, esta cápsula foi replicada e remodelada inúmeras vezes por vários fabricantes de microfones.

O CK12 é uma cápsula de microfone condensador de diafragma grande. Os CK12s possuem diafragmas duplos e, portanto, são capazes de vários padrões. Na verdade, muitos microfones que usam a cápsula CK12 têm 9 padrões polares selecionáveis, incluindo os padrões comuns omnidirecionais, cardióides e bidirecionais.

Os diafragmas são terminados na borda, o que significa que seu eletrodo ou «fio» sai do lado e não do centro da membrana. Cartuchos com terminação de borda, como o CK12, se beneficiam do aprimoramento de baixo custo devido a um corte de baixa frequência mais baixo. A compensação é o aumento da sensibilidade a paradas vocais e ruídos graves.

Embora cada fabricante possa fazer as coisas de maneira diferente, os diafragmas CK12 eram originalmente de plástico Stryoflex de 10 mícrons e mudaram ao longo dos anos para se tornarem Mylar de 6 mícrons. Cada diafragma mede 1″ de diâmetro e é totalmente banhado a ouro.

Em suma, os graves suaves do CK12 cancelam sua sensibilidade mais alta.

Além disso, cada diafragma tem sua própria placa traseira. Essas placas traseiras CK12 são placas ressonantes assimétricas separadas que produzem um midrange maravilhosamente plano, bem como um bom aumento de sensibilidade de 10-12kHz.

Microfones com cápsula CK12 ou variante CK12:

• AKG Acústico C12
• AKG Acústico C 12 VR
• AKG Acústico C 214
• AKG Acústico C 414 B-TL II
• AKG Acústico C 414 B-XL II
• AKG Acústico C 414 B-XLS
• AKG Acústico C 414 EB
• AKG Acústico C 414 EB P48
• AKG Acústico C 414 LTD
• AKG Acústico C 414 XL II
• AKG Acústico C 414 XLS
• AKG Acústico C 426 B
• Blackspade Acústico UM25
• Bock Áudio 151
• Bock Áudio 241
• Bock Áudio 251
• Microfones Catedral C12 CG
• pulga 12
• InnerTUBE Audio MM-2006
• Josephson Engenharia C700A
• Josephson Engenharia C700S
• Josephson Engenharia C716
• Lawson Inc L251
• Lucas Engenharia CS-1
• Ouro de referência Manley Laboratories
• Laboratório de microfones Peluso P12
• Laboratório Peluso microfone 22 251
• Colares de áudio profissional Rowsell
• Soundelux Elux251
• Telefunken Elektroakustik C-12
• Telefunken Elektroakustik Ela M 14
• Telefunken Elektroakustik Ela M 250
• Telefunken Elektroakustik Ela M 250 E
• Telefunken Elektroakustik Ela M 251
• Telefunken Elektroakustik Ela M 251 E
• Telefunken Elektroakustik Ela M 251 T
• Telefunken Elektroakustik Ela M 270
• Wunder Audio CM12

O Neumann K47

O Neumann K47 foi desenvolvido em 1958 como um substituto para a cápsula M7 de PVC pesado em muitos dos microfones de Neumann(mais notavelmente o U47). Esta cápsula de microfone condensador de diafragma grande ganhou fama desde então, sendo copiada repetidamente por muitas marcas de microfones e usada em muitos microfones.

O design do K47 apresenta 2 diafragmas Mylar de 6 mícrons banhados a ouro. Esses diafragmas tornam o K67 compatível com vários padrões. A maioria dos microfones que usam a cápsula K47 tem opções de padrão polar omnidirecional, cardióide e bidirecional. As membranas do diafragma medem 1″ de diâmetro e são metalizadas a 0,9″.

Ao contrário do CK12 mencionado acima, o K47 é finalizado no centro. Isso significa que seu cabo elétrico está montado no centro da membrana. Essa terminação central produz ressonâncias mais altas e mais complexas, juntamente com um corte de frequência mais alto.

Ao contrário dos outros dois cartuchos mais populares, o K47 possui uma placa traseira compartilhada para seus dois diafragmas. No entanto, isso apresentou desafios de ajuste. Se os diafragmas não forem tensionados igualmente, os padrões figura 8 e omni da cápsula serão afetados negativamente. Isso simplesmente aumentou o trabalho e os testes dessas cápsulas de microfone de alta qualidade.

O K47 é apreciado por seus médios baixos suaves e relativa falta de um pico de ponta.

Microfones com cápsula K47 ou variante K47:

• ADK Berlim 47-Au
• ADK Berlim 47-T
• ADK Frankfurt 49-T
• Microfones de áudio avançados CM47 FET
• Microfones de áudio avançados CM48 FET
• Bock Audio iFET
• Bock Áudio 407
• Horch Áudio RM4
• Kel Audio HM-7U
• Câmera Neumann M147
• Câmera Neumann M149
• Neumann M249
• Neumann M49
• Neumann TLM 49
• Neumann U47
• Neumann U47 FET
• Edição de colecionador Neumann U47 FET
• Neumann U 497
• Microfones Pearlman TM-47
• RMS Audioworks RMS47
• Ronin Ciência Aplicada Pegasus
• Rowsell Pro Audio Mini K47
• Soundelux E47
• Soundelux E47C
• Soundelux iFET7
• Soundelux U95S
• Telefunken Elektroakustik U47
• Projeto Violeta Granada
• Design de balão vintage violeta
• Wunder Audio CM7
• Wunder Audio CM7 FET

O Neumann K67

O K67 foi desenvolvido por Neumann em 1960 como uma melhoria de placa traseira dupla em relação ao bem-sucedido K47(mencionado acima). Esta cápsula de microfone condensador de diafragma grande é a cápsula de microfone mais copiada do mundo(em microfones de gama baixa e alta).

Como o CK12 mencionado acima, o K67 possui placas traseiras duplas(uma para cada um de seus diafragmas). As duas placas traseiras simétricas do K67 são feitas de latão maciço(não são câmaras ressonantes como o CK12). Isso dá ao K67 um pico de alta frequência mais estreito em torno de 12-13 kHz(em vez do pico mais amplo de 10-12 kHz do CK12).

Como o K47 mencionado acima, o K67 é finalizado no centro. Isso suaviza os médios altos e baixos enquanto remove alguns dos graves do som da cápsula. O K67 é conhecido por seu pico característico em torno de 5 kHz, que se presta incrivelmente bem aos vocais.

Os diafragmas Mylar K67 medem 1″ de diâmetro e são banhados a ouro de 0,9″.

Microfones com cápsula K67 ou variante K67:

• ADK A-51 Mk 5.1
• Percepção Acústica AKG 200
• Percepção Acústica AKG 220
• Alesis AM51
• Apex Electronics 430
• Apex Electronics 435
• Apex Electronics 460
• Audix CX-111
• Behringer B-1
• Pequim 797 Áudio CR998
• microfones azuis libélula
• Bock Áudio 195
• Brauner VM1 KHE
• Áudio DAC GXL3000
• Áudio DAC GXL3000BP
• Áudio DAC M9
• Áudio DAC M179
• CAD Audio Trion 6000
• Guitarras Catedral U 67 CG
• Laboratórios Camaleão TS-2
• CharterOak Acoustic Devices SA538
• Microfones Stealth Gauge ECM-87
• Karma Audio Trinity
• Unidade de áudio Karma
• Kel Audio HM-2D
• Lewitt Audio LCT 540
• Lewitt Audio LCT 640
• Lewitt Audio LCT 640TS
• Lewitt Audio LCT 840
• Lewitt Audio LCT 940
• Manley Laboratories Referência Cardióide
• Miktek CV4
• Miktek C7
• Miktek MK300
• Mojave AudioMA-200
• Mojave AudioMA-300
• Monopreço 600850
• MXL CR-89
• Revelação MXL
• MXL -V67G
• MXLV67GS _
• MXL 2010
• MXL 2001
• MXL 2008
• MXL 3000
• MXL 4000
• MXL 5000
• M XL 890
• ML 909
• M XL 920
• ML 992
• Nady SCM-900
• Ningbo Alctron Electronics STM400
• Neumann M269C
• Neumann SM 69 pés
• Neumann TLM 67
• Neumann USM 69
• Neumann U 67
• Neumann U 87
• Neumann U 87 Ai
• Laboratório de microfones Peluso P-67
• RODA NT1
• RODE NT2
• Roswell Pro Audio Aurora
• Roswell Pro Audio Delphos
• Roswell Pro Audio RA-VO
• SE Electronics X1
• SE Electronics X1S
• SM ProAudio MC03
• SM Pro Audio MC03 Mk 2
• Sontronics DM-1B
• Sontronics Saturno
• Soundelux U195
• Soundelux U99B
• Microfones Soyuz SU-017
• Microfones Soyuz SU-019
• Sons de estrelas CM-6
• Projetos de Estudo C1
• Projetos de Estudo C3
• Projetos de Estudo LSM
• Projetos de Estudo T3
• Telefunken Elektroakustik RFT AK47
• Telefunken Elektroakustik RFT AK47 Mk II
• Telefunken Elektroakustik RFT AR-51
• Telefunken Elektroakustik RFT CU-29
• Telefunken Elektroakustik RFT M16 Mk II
• Stereo Telefunken Elektroakustik RFT M216
• Matrix Telefunken Elektroakustik RFT M216
• Telefunken Elektroakustik RFT M216 XY
• t.bone SCT 1100
• t.bone SCT 700
• t.bone SCT 800
• Design Vintage Violeta Ametista
• Design de balão padrão violeta
• Wunder Audio CM67

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Qual é a diferença entre um condensador de diafragma grande e um condensador de diafragma pequeno? Os SDCs(<1/2″ de diâmetro), em geral, têm vários benefícios sobre os LDCs, incluindo melhor resposta transitória, resposta estendida de alta frequência e padrões polares mais consistentes. Os LDCs(diâmetro > 1″), em geral, têm classificações de ruído próprio mais baixas e soam mais cheios do que seus equivalentes SDC.