¿Qué hace que un micrófono sea mejor que otro y cómo puedo hacer el mío?

Question

Tengo curiosidad por los micrófonos y tengo algunas preguntas.

1. ¿Cuál es el componente clave en ellos que hace que uno sea mejor que otro?
2. ¿Qué se necesita para construir un micrófono de alta calidad por por mi cuenta? Estoy buscando comprar un buen micrófono, y estaba mirando el Yeti azul como ejemplo, así que eso me hizo preguntarme. I Sé que es mejor que mi micrófono de la tienda de dólar, pero quiero saber por qué.
3. Sólo para divertirme, compré una Micrófono de condensador (2,2K Ohm, 1,5V) para juguetear, pero tengo poca idea sobre sus límites. ¿Para qué sería útil un micrófono como éste?

Answer 1

Preguntar qué hace que un micrófono sea mejor que otro es como preguntar qué hace que un coche sea mejor que otro. Es un tema ENORME del que sólo puedo dar una visión general. Pero ahí va:

Diafragma

Por supuesto, el diafragma es el más importante (pero apenas). Es la parte que se mueve en respuesta al sonido y que, de alguna manera, convierte el sonido en señales eléctricas. Es la parte que determina si tu micro es dinámico, de condensador, de cinta o de otro tipo.

Para obtener una buena respuesta en frecuencia, el diafragma debe ser muy ligero. Cuanto más ligero, mejor. Pero cuanto más ligero es algo, más frágil es. Así que hay que tomar medidas para hacerlo más robusto y/o protegerlo de los daños.

Un buen diafragma también resistirá los daños ambientales. Sobre todo la humedad, pero también el humo, las temperaturas extremas, los golpes, etc.

Construir un diafragma es superdifícil y requiere materiales y maquinaria especializados. Esto está más allá de casi cualquier aficionado, e incluso de la mayoría de las empresas. Lo más probable es que más del 75% de las marcas de micrófonos que se venden en lugares como Guitar Center no fabriquen sus propios diafragmas, y podría llegar al 90%.

Es posible hacer un diafragma en tu casa, pero no sonará nada bien. Tendrás suerte si haces uno que tenga "calidad de teléfono".

A veces, el diafragma se denomina "cápsula del micrófono", pero a veces puede resultar engañoso.

Mecánica

No hay que subestimar las propiedades mecánicas del micro. Por cosas mecánicas, me refiero a todo lo que no es el diafragma o la electricidad. El cuerpo del micro, la rejilla, la posición del diafragma dentro del micro e incluso la pinza del micro.

Es principalmente el diseño mecánico el que determina si el micrófono es cardioide, omnidireccional o hipercardioide. Y lo que es más, es el diseño mecánico el que determina la cantidad de ruido no deseado que se rechaza. Esto se consigue mediante la colocación del diafragma y el diseño de la rejilla.

Otra tarea importante del diseño mecánico es reducir el ruido de manipulación, es decir, el ruido causado por alguien que sostiene, mueve o ajusta el micrófono. En los micrófonos realmente malos, basta con flexionar la mano mientras se sostiene el micrófono para que se oiga claramente.

El diseño mecánico también ayuda a proteger el micrófono del viento, el aliento, los escupitajos, el humo, la cerveza, etc.

Eléctrico

La mayoría de los micrófonos, sobre todo los de condensador, llevan una electrónica que potencia la señal del diafragma antes de emitirla. Algunos micrófonos también tienen sencillos filtros de paso alto conmutables que reducen aún más el ruido relacionado con la manipulación y el viento.

Por supuesto, la electrónica tiene que ser poco ruidosa y, al mismo tiempo, capaz de manejar un enorme rango dinámico sin distorsión. Aunque estos circuitos suelen ser muy sencillos, hacerlos de alta calidad es más fácil de decir que de hacer.

Esto se hace aún más difícil para los micrófonos USB que están saliendo. Hacer un micrófono USB de consumo no es demasiado difícil, pero un micrófono USB de estudio es difícil debido a la electrónica adicional.

Consistencia

Hacer lo anterior de forma constante es súper importante para un fabricante de micrófonos. Una vez que se tiene el costoso equipo de fabricación, es relativamente fácil hacer un micrófono de calidad. Pero fabricar dos micrófonos de calidad que coincidan en nivel de salida, respuesta en frecuencia, respuesta transitoria, etc. es difícil.

Esto es muy importante si necesitas un par de micrófonos para grabaciones en estéreo. Si el micrófono izquierdo tiene una respuesta de frecuencia ligeramente diferente a la del derecho, la grabación sonará extraña. Casi todas las compañías de micrófonos venden "pares emparejados" de micrófonos, en los que revisan un lote de micrófonos y encuentran dos que están muy emparejados. Otras empresas ni siquiera se molestan en fabricar dos micrófonos iguales.

Construir un micrófono de alta calidad en casa

Esto es súper difícil, pero depende de lo que quieras hacer tú mismo. Hacer uno desde cero es casi imposible porque requiere habilidades y equipos que rara vez se encuentran en una sola persona (deposición de vapor, electrónica, fabricación de metales, moldeo por inyección de plástico y/o caucho, etc.).

Podrías tomar una de esas tareas y reconstruir un micrófono existente con esa tarea. Por ejemplo, puedes coger un micro chino barato y reconstruir o rediseñar su electrónica. O conseguir un torno de metal y una fresadora y rediseñar el cuerpo de un micro existente.

Es ciertamente posible, con una cuidadosa investigación y planificación, tomar un $75 mic and make it perform like a US$ 500 micro.

Pero no te molestes en hacer tus propios diafragmas si tu objetivo es la calidad de audio. Por supuesto, haz uno sólo para aprender cosas, pero no esperes que suene bien.

Cápsulas de micrófono de condensador El-Cheapo

No sirven para mucho cuando se trata de audio profesional. La calidad no está ahí, en cuanto a ruido, respuesta de frecuencia, rango dinámico, etc. Los condensadores profesionales tienen un diafragma de 0,5 a 1,0 pulgadas de diámetro para ser sensibles y tener una mejor respuesta en frecuencia. Los baratos suelen tener menos de 0,25 pulgadas, y posiblemente 0,10 pulgadas.

Matrices de micrófonos

Un área emergente de la investigación de micrófonos hoy en día es el uso de matrices de micrófonos. Aquí se utilizan muchos micrófonos baratos y se combinan de forma útil. Normalmente, los arrays de micrófonos se utilizan para hacer un micrófono superdireccional para teleconferencias y aplicaciones similares. Esta es un área en la que alguien en casa puede jugar más fácilmente y posiblemente llegar a algo que funcione mejor que lo que está disponible comercialmente.

Answer 2

Q1

Algunas cosas que me vienen a la mente son:

• Rango dinámico: el rango entre los niveles de presión sonora más bajos y más altos que puede soportar el micrófono. Por ejemplo, para captar el crujido de las hojas se necesita un buen nivel bajo, y para captar un bombo se necesita un buen nivel alto (es decir, sin distorsión).
• Respuesta en frecuencia: suele ser deseable que sea plana en todo el ancho de banda (por ejemplo, de 20 Hz a 20 kHz), pero puede diseñarse para, por ejemplo, mejorar la respuesta de los graves.
• Relación señal/ruido (SNR) y ruido propio - La relación señal/ruido es la relación entre una señal de referencia y el ruido que produce el micrófono sin presencia de sonido (ruido propio). Por lo tanto, una SNR alta es buena, y un ruido propio bajo es bueno. Los micrófonos de condensador suelen ser muy sensibles, por lo que es más fácil obtener una buena relación señal/ruido y, por tanto, son buenos para el audio de bajo nivel.
• Directividad: cómo afecta el ángulo del sonido a la respuesta. Los distintos tipos de micrófono tienen patrones diferentes. Esto se ve afectado tanto por el tipo de elemento (dinámico, de condensador, de cinta, etc.) como por el diseño de la carcasa:

Aquí los patrones de respuesta de dirección (conocidos como patrones polares ) para un micrófono cardioide típico (izquierda) y un micrófono de cañón (derecha)

Normalmente se dan en 2D, pero para los que son nuevos en esto puede ser más fácil de entender si podemos ver una representación en 3D - aquí está el mismo patrón cardioide en 3D:

A partir de esto, podemos ver que, por ejemplo, si necesitas captar sólo el sonido de una dirección específica, la escopeta es un buen micrófono para usar.

• Impedancia: facilidad para adaptar el micrófono a distintos tipos de equipos y sensibilidad al ruido (por ejemplo, los micrófonos piezoeléctricos, utilizados a menudo en instrumentos acústicos, son muy sensibles a las vibraciones).
• Durabilidad: la facilidad con la que se puede dañar el micrófono. Creo que los micrófonos de cinta son bastante frágiles y deben manejarse con cuidado. Los elementos de condensador profesionales también son bastante fáciles de dañar. Los tipos menos frágiles son los dinámicos (de bobina móvil) y los de carbono.
• El precio: como ocurre con muchas otras cosas en el ámbito del audio, no siempre está dictado por el rendimiento. Una cápsula electret barata (~1€) cuando se polariza adecuadamente puede tener una respuesta en frecuencia mucho mejor que, por ejemplo, un viejo micro de condensador de válvula que podría costar cientos. Aquí (de Elliott Sound Products) es una discusión y un ejemplo de cómo utilizar una cápsula electret barata (a menudo denostada, pero esto suele deberse a un mal diseño más que a la cápsula en sí) para hacer un micrófono de prueba con un rendimiento comparable al de los modelos profesionales.
  Para una discusión aún más detallada y excelente, este tesis compara un micrófono de prueba construido con una cápsula electret de ~1€ (coste total de unos 15€) con una configuración de micrófono profesional que cuesta ~500€. El micrófono barato supera o iguala al profesional en la mayoría de las áreas. Por ejemplo, aquí está el ruido de fondo de ambos micrófonos:

Q2

Si quieres diseñar la propia cápsula, la construcción de un micrófono de calidad será bastante difícil dada la naturaleza frágil y engorrosa de muchos tipos. Yo me decantaría por algo parecido a un micrófono de condensador o electret de gran tamaño; deberías poder conseguir el material de película adecuado, o puedes conseguir algo de mylar y aplicarle una carga permanente utilizando una fuente de alimentación de alta tensión (busca ideas sobre altavoces electrostáticos).
A continuación, revisa algunos esquemas para el circuito de preamplificación que es necesario en los micrófonos de condensador (debido a su alta impedancia)
No esperes que tus resultados sean magníficos, pero si investigas lo suficiente y te tomas tu tiempo, nunca se sabe. Sin duda, será un proyecto de aprendizaje divertido.

Si quieres tomar una cápsula existente y construir un micrófono alrededor de ella, entonces sería mucho más fácil conseguir buenos resultados. Sin duda es posible utilizando componentes y herramientas fácilmente disponibles. Leer detenidamente la tesis anterior sería un excelente punto de partida.

Q3

Para la tercera pregunta, es difícil de decir sin ver las especificaciones/hoja de datos, pero probablemente será útil como micrófono de uso general para voz/música (no para niveles muy altos)
La calidad debería ser adecuada para cualquier uso por parte del consumidor, pero probablemente no alcanzará los estándares de "audio profesional" (aunque véase la nota anterior sobre el precio, nada es seguro)

La página Wiki sobre micrófonos es una buena, muy buena introducción a muchos tipos diferentes - vale la pena leerla.