Direccionalidad

Published On Dec-20-2017

Transcripción

La mayoría de micrófonos modernos, especialmente los dinámicos, ofrecen un patrón polar unidireccional, denominado cardioide. No obstante, los diafragmas de presión y de gradiente de presión son omnidireccionales y bidireccionales por naturaleza, respectivamente. Los patrones polares direccionales se obtienen por medio de modificaciones mecánicas y eléctricas en el diseño del micrófono, las cuales discutiremos a continuación.

Un método para alcanzar la direccionalidad en el micrófono es incluir aberturas adicionales en la cápsula, las cuales retrasan levemente las ondas acústicas que ingresan por dicho punto. En la figura (3.10) observamos la cápsula de un micrófono con una abertura adicional. El diafragma responderá tanto a las ondas que ingresan por el frente de la cápsula en un ángulo de 0° u on-axis, como a las que ingresan por la abertura adicional.

Figura 3.10: Cápsula con aberturas adicionales

Consideremos una onda on-axis que alcanza el diafragma (Figura 3.11). Parte de la energía acústica rodea la cápsula por el fenómeno de difracción. Esto le toma una cantidad determinada de tiempo, por lo cual ahora se encuentra en una relación de fase de 90° con respecto a la onda que alcanza el frente del diafragma. Luego, la onda que ingresa por la abertura adicional se desplaza hacia la parte trasera del diafragma, a menudo a través de un laberinto acústico. Como resultado del tiempo transcurrido, el desfase respecto a la onda al frente del diafragma se vuelve de 180°. Esto podría indicar que las ondas se cancelarán, pues una onda empujará el diafragma, mientras que la otra lo halará. No obstante, ambas lo hacen en el mismo sentido. Como resultado, el diafragma se desplazará y se producirá una señal eléctrica en las terminales del micrófono.

Figura 3.11: Señal on-axis en una cápsula con apertura adicional

Analicemos ahora lo sucedido cuando una onda llega a la cápsula por la parte trasera, con un ángulo de incidencia de 180° (Figura 3.12). Parte de la energía acústica ingresa a la cápsula por la abertura adicional y alcanza la parte trasera del diafragma. El resto de la energía acústica se difracta para alcanzar el frente del diafragma. Ambas ondas llegaron al diafragma al mismo tiempo, por lo que se encuentran perfectamente en fase. Esto pareciera indicar que las ondas se duplicarán en amplitud, pues ambas empujarán o halarán el diafragma, pero bien, en este caso lo hacen en direcciones opuestas, por lo que este permanecerá prácticamente inmóvil produciendo muy poca o incluso ninguna señal de salida.

Figura 3.12: Señal off-axis en una cápsula con apertura adicional

La cantidad de atenuación de las señales provenientes de la parte trasera es denominada front-to-back discrimination y se mide en decibeles.

Muchos micrófonos utilizan dos cápsulas, unidas a ambos lados de una placa trasera central, cuyas señales son combinadas eléctricamente. Si las señales se combinan en fase, el patrón polar obtenido es omnidireccional. Si se combinan en desfase de 180°, el patrón resultante es bidireccional. Al combinar ambas señales en etapas intermedias, se obtienen patrones polares como el cardioide. Observamos las distintas combinaciones en la figura (3.13).

Figura 3.13: Combinación de patrones polares

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