O que são respostas de frequência de microfone colorido e plano?

Ao julgar a resposta de frequência de um microfone, geralmente usamos os termos «plano» ou «colorido». Esses adjetivos gerais nos dão uma ampla compreensão de como será o som do sinal de áudio emitido por um microfone em relação à fonte de som que está capturando.

O que é uma resposta de frequência plana? Uma resposta de frequência de microfone puramente plana significa que o microfone será igualmente sensível a todas as frequências audíveis de som(20 Hz – 20.000 Hz) ao longo de seu eixo principal(onde o microfone “aponta”). Microfones planos soam muito naturais, pois não enfatizam nenhuma frequência específica sobre as outras.

O que é uma resposta de frequência colorida? Uma resposta de frequência de microfone colorida significa que o microfone será mais sensível a algumas frequências audíveis do que outras. Microfones coloridos acentuam algumas frequências e podem ser considerados «EQed» para se adequar melhor a algumas fontes de som do que outras.

Neste artigo, analisaremos detalhadamente o que torna um microfone «plano» ou «colorido» e veremos exemplos de microfones com respostas de frequência planas e coloridas.

Resposta de frequência plana versus colorida

Antes de entrarmos em uma conversa mais profunda sobre as respostas de frequência de microfones planos e coloridos, vamos dar uma olhada nas principais diferenças entre os dois:

Resposta de frequência plana	resposta de frequência colorida
som natural	som mais distinto
Muitas vezes requer ajuste adicional e design de cápsula.	Os microfones são cores naturais
Ideal para gravações de natureza, ambiente e sala.	Muitas vezes especializado para fontes de som específicas
Mais comum em microfones condensadores	Mais comum em microfones dinâmicos e de fita

O termo «plano» vem da forma como a resposta de frequência é plotada no gráfico de resposta de frequência do microfone. Esses gráficos têm sensibilidade relativa(em dB) no eixo Y e frequência(em Hz) no eixo X. Portanto, uma resposta de frequência “plana” se assemelha a uma linha horizontal plana no gráfico. Observe que os microfones «planos» não têm nada a ver com som plano em tom ou timbre.

O termo «colorido» vem do microfone «colorindo» o som da fonte sonora desejada. Essas respostas aparecem onduladas ou não planas em seus gráficos.

Uma nota rápida sobre EQ e resposta de frequência

Como mencionado nos parágrafos iniciais deste artigo, microfones coloridos podem soar como se estivessem permanentemente equalizados, se pensarmos no sinal do microfone no contexto de uma mixagem de áudio.

Em outras palavras, microfones coloridos podem ser preferidos em certas fontes de som que se beneficiariam de cortes e aumentariam as ofertas de resposta de frequência do microfone.

Por exemplo, um aumento na faixa de presença(3-6 kHz) ajuda a acentuar a inteligibilidade da fala e pode ajudar a impulsionar a voz em uma mixagem de áudio.

Essa presença aumentada pode ser encontrada em microfones vocais como o Shure SM58, que discutiremos mais adiante neste artigo na seção “Exemplos de microfones coloridos de resposta em frequência”.

Resposta de frequência plana

Uma resposta de frequência plana, em um mundo perfeito, significa que um microfone é igualmente sensível a todas as frequências audíveis.

Claro, o mundo real não é perfeito, então uma resposta de frequência plana realmente significa que um microfone é aproximadamente igualmente sensível a todas as frequências audíveis.

Ou seja, os microfones planares podem ter pequenas variações de sensibilidade ao longo de suas faixas de resposta de frequência.

Muitos microfones exibem uma queda em sua resposta de frequência baixa. Esses microfones podem ser considerados como tendo respostas de frequência planas, desde que suas respostas sejam achatadas em um ponto de ajuste razoável(ou seja, 100 Hz ou menos).

Embora seja extremamente difícil generalizar, existem alguns tipos de microfones que costumam ter respostas de frequência planas. Eles incluem:

• Microfones Condensadores de Diafragma Pequeno.
• Microfones condensadores de diafragma grande.
• Microfones de medição/calibração(que geralmente são condensadores de diafragma pequeno).

Microfones condensadores de diafragma pequeno e muitas vezes «mais plano» do que condensadores de diafragma grande devido a menos cancelamentos de ressonância nas altas frequências(comprimentos de onda mais curtos) do som.

Obtenha uma resposta de frequência plana

Para obter uma resposta de frequência plana, o diafragma e a cápsula de um microfone devem ser cuidadosamente ajustados.

Diafragmas e cápsulas naturalmente têm frequências ressonantes. Esses componentes são mais sensíveis a certas frequências(conhecidas como frequências ressonantes) e se moverão mais facilmente quando submetidos a sons em suas frequências ressonantes.

Portanto, frequências ressonantes audíveis causarão mais movimento no diafragma do microfone e serão super-representadas no sinal do microfone. Portanto, frequências ressonantes causam coloração natural na resposta de frequência do microfone e, portanto, a cápsula do microfone como um todo deve ser ajustada e projetada para neutralizar efetivamente essas ressonâncias naturais.

Isso é feito pela tensão adequada do diafragma e labirintos acústicos ao redor do diafragma do microfone. A tensão adequada ajuda a ajustar a frequência de ressonância natural. Labirintos acústicos e bolsas neutralizam as frequências de ondas estacionárias ao redor do diafragma, o que ajuda a equilibrar a resposta de frequência.

Outro fator importante para alcançar uma resposta de frequência plana é que o próprio diafragma é movido igualmente por todas as frequências de onda sonora. Os diafragmas de microfone dinâmico de bobina móvel, por exemplo, têm bobinas relativamente pesadas anexadas a eles que dificultam a movimentação de sons de alta frequência. Portanto, é impraticável tornar um microfone dinâmico «plano».

Como podemos imaginar, é necessário um design especial para obter uma resposta de frequência verdadeiramente plana.

A realidade das respostas de frequência plana

Vale a pena notar aqui, mais uma vez, que a resposta de frequência de um microfone é medida ao longo do eixo principal do microfone.

Dependendo do padrão polar, um microfone terá diferentes sensibilidades a sons vindos de ângulos. No entanto, esses padrões polares são dependentes da frequência. Basicamente, isso significa que mesmo um microfone plano provavelmente soará colorido se uma fonte de som estiver fora do eixo.

Observe que os microfones naturalmente tendem a ser mais direcionais em frequências mais altas.

É importante notar que os microfones raramente são perfeitamente planos. Perfeitamente plano significaria que o microfone é igualmente sensível a todas as frequências entre 20 Hz e 20.000 Hz.

Isso é incrivelmente difícil de conseguir no mundo real e, para aumentar a dificuldade, as fontes de som nem sempre estão localizadas no eixo principal de um microfone(as fontes de som geralmente produzem som de vários pontos ou de uma área em vez de um ponto).

Portanto, uma resposta de frequência plana é um pouco subjetiva, pois se refere a uma resposta de frequência quase plana.

Para realmente entender as respostas de frequência plana, devemos olhar para exemplos do mundo real. Isso nos leva à nossa próxima seção:

Exemplos de microfones de resposta de frequência plana

Vamos dar uma olhada em alguns exemplos de microfones com respostas de frequência plana. Veremos dois condensadores de diafragma pequeno(um dos quais é um microfone de medição) e um condensador de diafragma grande.

DPA 4006A

O DPA 4006A é um microfone condensador de diafragma pequeno com uma resposta de frequência incrivelmente plana. Tem um padrão polar omnidirecional.

Como podemos ver acima, a resposta do 4006A é extremamente plana de 20 Hz a cerca de 8.000 Hz. Essa faixa de frequência abriga todas as frequências fundamentais dos instrumentos musicais. As faixas superiores da audição humana abrigam muitos dos harmônicos mais altos dos sons e o «brilho» ou «ar» de fontes sonoras e ambientes ambientais.

Existem duas linhas de resposta diferentes no gráfico DPA 4006A. A linha pontilhada(com o aumento de frequência superior) mostra a resposta quando a grade de aumento de alta está conectada ao microfone, enquanto a linha reta representa a grade de aumento suave original. Essas grades alteram efetivamente os labirintos acústicos ao redor do diafragma do microfone, o que, por sua vez, altera a resposta de agudos do 4006A.

A resposta de frequência do 4006A mostra um rolloff de alta qualidade pronunciado. No entanto, se olharmos de perto, veremos que essa queda ocorre após 20.000 Hz, que é o limite superior da audição humana e o limite no qual paramos de medir a resposta de frequência.

O DPA realmente vai além do esperado e nos fornece essas informações acima de 20 kHz. Como veremos nos exemplos a seguir, a maioria dos fabricantes de microfones mostra apenas os 20 Hz – 20 kHz necessários em seus gráficos de resposta de frequência.

Terraplanagem M50

O Earthworks M50 é um microfone de medição condensador de diafragma pequeno. Naturalmente, este microfone tem uma resposta de frequência muito plana, que se estende até além do espectro de frequência audível(de 3 Hz a 50 kHz). Tem um padrão polar omnidirecional.

Os microfones de medição são frequentemente usados ​​para capturar com precisão as frequências dentro e fora do espectro audível. No caso do Earthworks M50, a resposta de frequência varia de 5 Hz(infrassom) a 50.000 Hz(ultrassom).

Como vemos no gráfico, a resposta é maravilhosamente plana na faixa audível de 20 Hz a 20.000 Hz. Há uma ligeira queda na sensibilidade abaixo de 20 Hz, que cai para cerca de -1 dB em 5 Hz. +10 kHz, há pequenas variações na resposta de frequência que precisamos estar cientes, especialmente ao usar este microfone para medições.

Observe que a resposta de frequência especifica que a fonte de som está a 12 polegadas da cápsula do microfone. Se você colocar o microfone a essa distância com a fonte sonora na direção do seu eixo principal, obterá os resultados indicados no gráfico de resposta em frequência.

AKG C414XLS

O AKG C 414 XLS é um microfone condensador de diafragma grande de vários padrões. Embora este microfone tenha uma resposta de frequência «mais instável» do que suas contrapartes de diafragma pequeno mencionadas acima, ele ainda possui uma resposta de frequência plana.

Também vale a pena notar que o C 414 XLS possui 9 padrões polares selecionáveis. Cada um deles exibe uma resposta de frequência ligeiramente diferente, mas todos são consideravelmente planos.

Para encerrar nossa pequena lista de exemplos de microfones de resposta de frequência plana, pensei em mostrar um microfone de diafragma grande.

Condensadores de diafragma grande têm uma variação maior em seus padrões polares em suas respostas de frequência. Além disso, eles geralmente são mais coloridos em termos de planicidade em suas respostas de frequência no eixo.

Então, quando olhamos para o gráfico de resposta de frequência do AKG C 414 XLS, vemos uma linha horizontal bastante reta. Embora certamente haja flutuações na resposta de linha, o microfone ainda pode ser considerado «plano» em relação a muitos outros microfones.

Eu queria mostrar o AKG C 414 XLS para provar que a resposta de frequência de linha de um microfone não precisa ser absolutamente horizontal para que o microfone soe preciso.

Como um aparte, vemos 4 linhas diferentes representando diferentes filtros passa-altas no C 414. Embora ainda possamos chamar este microfone de bastante plano com os filtros passa-altas ligados, o som do microfone certamente mudaria(especialmente nos 160Hz Corte). Nesse ponto, poderíamos definitivamente argumentar que o microfone não é mais plano.

Com um filtro passa-altas de 160 Hz, o C 414 pode ser considerado colorido, o que nos leva à próxima seção!

resposta de frequência colorida

Uma resposta de frequência colorida significa que um microfone efetivamente «colore» o som que captura. Em outras palavras, um microfone colorido acentua algumas frequências mais do que outras e, ao fazê-lo, adiciona um certo caráter que beneficia algumas fontes e aplicações de som e prejudica outras.

Embora seja difícil generalizar, existem alguns tipos de microfones que tendem a ter respostas de frequência coloridas. Eles incluem:

• Microfones dinâmicos de bobina móvel
• Microfones de fita dinâmicos
• Alguns microfones condensadores

Os microfones de bobina móvel têm bobinas condutoras relativamente pesadas presas aos seus diafragmas. Isso torna difícil para os sons de alta frequência moverem o diafragma de forma eficaz, resultando em rolloffs bastante nítidos dos agudos em pontos de corte baixos.

Os microfones de bobina móvel também sofrem com muitas frequências ressonantes(em seus cartuchos, diafragmas, bobinas de voz, ímãs). Embora existam muitas estratégias de projeto para neutralizar essas ressonâncias, muitas vezes é muito complicado e caro se livrar de todas elas.

Diafragmas de microfone de fita têm tensão relativamente baixa. Geralmente, isso traz sua frequência ressonante abaixo do espectro audível. No entanto, combinados com a ondulação e a indução do transdutor, esses microfones quase sempre mostram um deslocamento suave das altas frequências.

Finalmente, alguns microfones condensadores(especialmente os mais baratos) também possuem respostas de frequência coloridas devido às suas frequências ressonantes e até mesmo à sua eletrônica interna.

Em geral, existem 4 desvios básicos que uma linha de resposta de frequência gráfica pode ter por ser horizontal:

Vamos falar um pouco mais sobre cada um deles, certo?

Rolagem de extremidade inferior

Um roll-off low-end é essencialmente uma redução na sensibilidade abaixo de um determinado ponto de ajuste de frequência.

Enquanto alguns microfones se beneficiam de uma rolagem de graves para reduzir ruídos e ruídos em seus sinais, isso também os priva da captura mais precisa possível e, portanto, «colore» o som.

Os filtros passa-altas essencialmente rolam os graves em um ponto de corte definido e também colorem o som de um microfone.

Roll-off de alta qualidade

Um rolloff high-end é uma redução gradual ou repentina na sensibilidade acima de um determinado ponto de corte.

Como discutido anteriormente, os microfones dinâmicos de bobina móvel geralmente têm quedas de ponta, enquanto os microfones de fita dinâmicos geralmente têm um deslizamento suave de agudos que ocorre em uma faixa mais longa de frequências.

impulsos

Frequências ressonantes e ondas estacionárias dentro dos labirintos acústicos dos microfones podem aumentar a sensibilidade do microfone. Esses aumentos podem ser nítidos ou cobrir uma faixa mais ampla de frequências na resposta de um microfone.

Cortes / Mergulhos

Por outro lado, o design de um microfone pode causar uma queda na sensibilidade do microfone em frequências ou faixas de frequência específicas.

Exemplos de microfones de resposta de frequência de cor

Vamos dar uma olhada em alguns exemplos de microfones com respostas de frequência coloridas. Estaremos olhando para dois microfones dinâmicos de bobina móvel(um diafragma grande e um diafragma menor). Também falaremos sobre um microfone de fita e um microfone condensador.

Shure Beta 52A

Quando penso em resposta de frequência colorida, o primeiro microfone que me vem à mente é o Shure Beta 52A. Este microfone é extremamente colorido e projetado com uma resposta de frequência projetada especificamente para bumbos. Tem um padrão polar supercardióide.

Como vemos acima, a resposta de frequência do Shure Beta 52A está longe de ser plana. Na verdade, é o microfone mais colorido mencionado neste artigo. Por onde começamos?

Bem, primeiro, não existe um limite mínimo real. Este microfone irá capturar o som até 20 Hz.

No entanto, existem 4 linhas de resposta de frequência diferentes desenhadas na extremidade inferior deste gráfico. Cada um tem uma distância atribuída que leva em consideração o efeito de proximidade do microfone.

Basicamente, o efeito de proximidade afirma que em microfones direcionais(como o supercardióide Beta 52A), quanto mais próximo o microfone estiver de uma fonte de som, mais resposta de graves o microfone exibirá.

Há uma grande queda nas frequências médias mais baixas(300-400 Hz). A gravidade do que é amplamente determinada pela distância do microfone à fonte de som.

Cerca de 4 kHz é um aumento significativo na sensibilidade do microfone.

O microfone também exibe um rolloff de agudos acentuado em cerca de 10 kHz. Embora essa queda acentuada seja típica de microfones dinâmicos, o corte em 10 kHz é muito baixo.

SAA R84

O AEA R84 é um microfone de fita de ponta com uma resposta de frequência de microfone de fita colorida típica. Por típico, quero dizer que este microfone de fita tem um roll-off suave de alta qualidade. Possui padrão polar bidirecional.

O AEA R84 se comporta como uma fita típica, pois possui um deslizamento suave de alta qualidade que se estende por um longo alcance(200 Hz a 20.000 Hz).

Em seguida, notamos que o AEA realmente fornece duas linhas de resposta de frequência: uma para a frente do microfone e outra para a traseira. Isso ocorre porque o microfone tem um padrão polar bidirecional, mas não é absolutamente simétrico em sua resposta.

Notamos uma ligeira queda nas frequências na faixa baixa, mas isso não seria muito perceptível ao ouvido nu.

Em geral, esta resposta de frequência é bastante irregular. No entanto, isso é mais um produto do cálculo meticuloso da resposta de frequência da AEA, em vez de uma série de aumentos e cortes perceptíveis.

Shure-SM58

O Shure SM58 é um lendário microfone dinâmico de bobina móvel e foi mencionado anteriormente neste artigo. Este microfone exibe rolloffs de baixo e alto nível e se beneficia muito de um aumento na faixa de presença. Possui padrão polar cardióide.

O Shure SM58 apresenta um roll-off de alta e baixa extremidade.

Este microfone é frequentemente usado para vocais ao vivo. Bass Rolloff ajuda a melhorar o ganho antes do feedback, reduzindo o ruído dos graves e gerenciando o ruído no sinal do microfone. O roll-off de alta qualidade ajuda a atenuar o washout de pratos e as frequências de sala de alta qualidade.

No entanto, o principal ponto de venda do SM58 é o aumento de presença de cerca de 5 dB. Esse aumento, causado pela ressonância no design do microfone, ajuda a fornecer clareza vocal em mixagens de áudio altas e/ou densas. A inteligibilidade de fala é em torno de 4 kHz, então microfones vocais(como o SM58) se beneficiam muito de um aumento de presença.

Neumann M150

O Neumann M 150 é um microfone baseado no lendário Neumann M 50. Este condensador de diafragma pequeno é naturalmente bastante plano. No entanto, em relação a muitos outros microfones condensadores, este microfone pode ser considerado bastante colorido. Tem um padrão polar omnidirecional.

Como podemos ver, o M 150 é bastante plano. No entanto, os amplos aumentos de ponta dão a ele um personagem brilhante que se tornou muito amado no mundo do áudio desde o M 50 original.

Este «personagem brilhante» certamente sugere que este microfone é colorido(embora não tão colorido quanto o mencionado Shure Beta 52A).

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