Cuando se trata de capturar audio impecable en entornos desafiantes, los micrófonos de tubo de interferencia (o micrófonos shotgun) se destacan como la solución ideal para profesionales en diversos campos, incluido el cine, la radiodifusión, la grabación de campo, la captura de sonido de deportes y vida silvestre. Estos micrófonos especializados están diseñados para mitigar el ruido no deseado y ofrecer una excelente calidad de sonido.

En este artículo, describimos cómo podemos especificar la directividad de estos micrófonos. Si quieres saber más sobre cómo funcionan, lee el artículo de Mic Uni: El tubo de interferencia y su uso en micrófonos (en inglés).

Describiendo la directividad

Cuando describimos la directividad de los llamados micrófonos direccionales de primer orden (cardioide ancho, cardioide, supercardioide, etc.), utilizamos la forma del patrón polar para caracterizarla. Esto es posible porque todos estos patrones deberían permanecer relativamente constantes en todas las frecuencias. Por supuesto, esto sólo ocurre a veces, pero eso es lo que buscan los diseñadores.

 
Registramos un patrón polar en condiciones anecoicas (libres de reflejos). Para ello, el micrófono se monta en un plato giratorio especial. Luego, un generador de tonos crea la señal de prueba a través de un altavoz colocado a una distancia a la misma altura que el micrófono. A medida que el micrófono gira, la señal de salida se graba continuamente, a por ejemplo, 5°.

Hay dos formas de medir un patrón polar. Se puede medir utilizando tonos puros (ondas sinusoidales) en una frecuencia específica o promediando varias frecuencias dentro de un rango determinado, es decir, por banda de octava o por banda de 1/3 de octava.

Alternativamente, se puede medir utilizando ruido (por ejemplo, ruido rosa), que contiene todas las frecuencias producidas simultáneamente y luego filtradas en bandas de octava o bandas de 1/3 de octava.
Los micrófonos de primer orden y de alta calidad sólo presentarán diferencias menores entre los métodos, ya que sus patrones son más o menos constantes o cambian sólo ligeramente en todo el rango de frecuencia.

Los patrones polares de primer orden son fáciles de leer ya que el ángulo de aceptación de los micrófonos (el ángulo dentro del cual la pastilla solo cae 3 dB, también llamado ángulo de apertura) es fácil de ver si la escala es apropiada. Es más importante en el rango de frecuencia de 1 a 4 kHz. Normalmente, el ángulo de aceptación se define en 1 kHz si no se indica nada más.

Al estudiar los patrones polares de primer orden, podemos ver el lóbulo captador frontal y quizás un lóbulo posterior si el micrófono es más directivo que un cardioide. En el caso del patrón en forma de ocho, los lóbulos delantero y trasero tienen el mismo tamaño.

Sin embargo, la gráfica polar se vuelve lobar en altas frecuencias cuando observamos la respuesta de los micrófonos con tubo de interferencia. «Lobar» o «patrón en forma de lóbulo» significa que el gráfico polar ahora muestra más de dos lóbulos.

Puede resultar muy complicado leer diagramas polares con muchos lóbulos. Además, no suena como parece a menos que escuches tonos puros. El sonido experimentado como una señal de banda ancha o estrecha puede diferir significativamente de la información mostrada en un gráfico polar basado en ondas sinusoidales individuales.

Desde una perspectiva psicoacústica, utilizar ruido o frecuencias promediadas en bandas de octava o fracciones de banda de octava es mejor para mediciones de directividad (especialmente para micrófonos shotgun). Las gráficas promediadas están más relacionadas con la percepción. Sin embargo, esto es cuestión de gustos y práctica siempre y cuando estés informado sobre las condiciones de medición.

Factor de distancia (DSF), factor de directividad (DF o Q) e índice de directividad (D o DI)

Además de los gráficos polares, otros términos para la direccionalidad incluyen factor de distancia, factor de directividad e índice de directividad. Usar estos tres «factores» para describir la directividad de los micrófonos puede parecer algo confuso. Sin embargo, adquieren significado si los miramos más de cerca.

Factor de distancia

El factor de distancia (DSF) describe aproximadamente a qué distancia podemos colocar un micrófono direccional en comparación con un micrófono omnidireccional para mantener la relación de campo directo a difuso. Puede considerarse el «alcance» de un micrófono en un ambiente reverberante.

Imagina una fuente de sonido y un micrófono en una habitación. Supongamos que la distancia de la fuente de sonido a un micrófono omnidireccional es 1. En ese caso, un micrófono cardioide se puede colocar 1,73 veces desde la fuente de sonido para lograr el mismo equilibrio entre sonido directo y difuso (dado que los micrófonos tienen la misma sensibilidad). .

Por lo tanto, el factor de distancia (DSF) de un micrófono cardioide es 1,73. El factor de distancia está relacionado con la amplitud de la señal.

Consulta el diagrama a continuación para conocer otros factores de distancia.

Factor de directividad

El factor de directividad (DF o Q) se define como la relación entre la energía captada en el eje y la energía captada en todas las direcciones.

Índice de directividad

El índice de directividad (D o DI) es el factor de directividad (DF) en dB: (DI = 10* log DF). La siguiente tabla muestra el nombre del patrón polar y los DSF, DF, DI y el ángulo de aceptación asociados.

Directividad de los micrófonos con tubo de interferencia

Como se ha mencionado, en principio, el micrófono de tubo de interferencia se compone del elemento cardioide de primer orden y del tubo.

Idealmente, la directividad del cardioide es constante con la frecuencia, mientras que el tubo de interferencia aumenta la directividad con la frecuencia.

Observar el diseño puede dar la impresión de que el tubo exterior y sus ranuras crean interferencias. Sin embargo, en realidad son la malla interior y su densidad los responsables. El tubo exterior es una capa dura que protege la suave malla interior. Dicho esto, el tubo exterior debe tener ranuras en todo su perímetro. De lo contrario, la directividad puede cambiar con la rotación del micrófono.

La combinación de los dos componentes produce una directividad constante hasta una frecuencia particular y un aumento por encima de la frecuencia angular de la directividad. A medida que el tubo de interferencia se alarga, la frecuencia de esquina disminuye. En general, los tubos de interferencia más largos proporcionan una mayor directividad. Sin embargo, la densidad de la malla también influye en la directividad; Esta es una de las razones por las que, aunque el micrófono Shotgun 2017 parece más corto que otros, aún proporciona una alta directividad.

Los micrófonos shotgun exhiben una directividad que cambia con la frecuencia. Por eso resulta problemático nombrar la directividad de un shotgun según patrones polares estándar como, por ejemplo, supercardioide. Este término sólo sería válido hasta una frecuencia determinada. En cambio, es mejor expresar la directividad como DI vs frecuencia, ya sea en una curva o en números.

Conclusión

Hay varias formas de especificar la directividad.

Los micrófonos estándar de primer orden generalmente se describen por su patrón polar (cardioide, supercardioide, etc.), porque su directividad es bastante constante con la frecuencia. Para estos micrófonos, es fácil leer el diagrama polar y el ángulo de aceptación.

Los micrófonos shotgun, o micrófonos de tubo de interferencia, se pueden describir mejor mediante el índice de directividad (DI), ya que estos micrófonos aumentan la directividad a partir de una frecuencia determinada.

*Agradecemos a DPA Microphones por este artículo. Versión en inglés aquí.