Respuesta en Frecuencia de un Micrófono

La respuesta en frecuencia de un micrófono es la medida de su salida sobre la gama de frecuencia audible, dada una salida de señal constante en el eje en el micrófono. Esta curva de respuesta, que se traza en nivel de salida Vs frecuencia, a menudo ceden información valiosa y dará pistas sobre cómo un micrófono reaccionará a frecuencias específicas. La característica de respuesta de una cápsula se puede diseñar para responder igualmente a todas las frecuencias.

Otros micrófonos se pueden diseñar para aumentar o reducir la respuesta de altos, medios o bajos del espectro de audio. Ciertos diseños, tienen una curva irregular “puntiaguda” cuando se miden fuera de eje. Esta coloración de señal puede hacerse evidente cuando la cápsula está funcionando en un área donde los sonidos fuera de eje (en forma de escape) llegan a la cápsula, a menudo resultando en un cambio de la calidad del tono. Una curva (una herramienta efectiva para determinar el carácter del sonido de este escape), conocida como respuesta de frecuencia fuera de eje de un micrófono, se puede trazar a lo largo con la curva dentro del eje.

Más allá de la Curva

• Sensibilidad: Si bien la curva de respuesta en frecuencia muestra la salida en relación con la frecuencia, la sensibilidad general del micrófono es otro factor crucial. Se mide en mV/Pa (milivoltios por Pascal) y te dice qué tan fuerte es la señal de salida del micrófono para una presión sonora dada. Un micrófono más sensible generará una señal más fuerte, lo cual puede ser ventajoso en ciertas situaciones.
• Ruido Propio: Todo micrófono genera una pequeña cantidad de ruido electrónico inherente, conocido como ruido propio o auto-ruido. Se mide en dBA SPL (decibelios de nivel de presión sonora ponderado A) y representa el nivel de ruido que el micrófono produce en ausencia de una fuente de sonido. Un micrófono con bajo ruido propio es esencial para grabar sonidos sutiles o en entornos silenciosos.
• Rango Dinámico: El rango dinámico de un micrófono es la diferencia entre el nivel de presión sonora más alto que puede manejar sin distorsionar significativamente y su nivel de ruido propio. Un amplio rango dinámico permite capturar tanto sonidos muy suaves como muy fuertes sin problemas.
• Impedancia: La impedancia de salida de un micrófono (medida en ohmios, Ω) debe coincidir con la impedancia de entrada del preamplificador o dispositivo al que está conectado para una transferencia de señal óptima. Un desajuste de impedancia puede resultar en una pérdida de señal o una respuesta de frecuencia alterada.
• Patrones Polares: Diferentes patrones polares (cardioide, supercardioide, hipercardioide, omnidireccional, bidireccional) varían en el eje y también fuera de él.

Respuesta de Frecuencia y Fuera de Eje en los Patrones Polares

Patrón Cardioide

Imagina un corazón latiendo hacia adelante: así es el patrón cardioide. Es sensible principalmente al sonido que llega de frente (0 grados), rechazando el sonido que viene de atrás (180 grados). A medida que te mueves hacia los lados (alrededor de 90 grados), la sensibilidad disminuye gradualmente.

• Respuesta en Frecuencia: En general, un buen cardioide mantiene una respuesta de frecuencia bastante uniforme dentro de su área de captación principal. Sin embargo, como bien apuntas, en las frecuencias más altas, algunos micrófonos cardioides tienden a volverse más directivos. Esto significa que su capacidad para rechazar el sonido fuera del eje frontal se acentúa en las agudas. ¿Por qué? A menudo se debe al diseño físico de la cápsula y cómo las ondas sonoras de alta frecuencia (más cortas) interactúan con ella.
• Fuera del Eje: El sonido que llega por los lados o ligeramente por detrás puede sonar apagado o con menos brillo debido a esta directividad aumentada en las altas frecuencias. En las frecuencias bajas y medias, el rechazo fuera del eje suele ser más uniforme.

Patrones Supercardioide e Hipercardioide

Estos patrones son como cardioides con un "zoom" activado. Son aún más sensibles al sonido frontal y ofrecen un mayor rechazo a los lados, pero a costa de desarrollar un pequeño lóbulo de captación en la parte trasera.

• Respuesta en Frecuencia: La tendencia a volverse más directivos en las altas frecuencias suele ser más pronunciada en los supercardioides e hipercardioides que en los cardioides puros. Su lóbulo trasero también puede tener una coloración tonal específica, especialmente si el sonido que llega desde atrás contiene muchas frecuencias altas.
• Fuera del Eje: El sonido que entra por los lados es aún más atenuado que en un cardioide. Sin embargo, ¡cuidado con lo que hay directamente detrás! Ese pequeño lóbulo trasero puede captar fuentes de sonido inesperadas, y su respuesta de frecuencia podría ser diferente a la del lóbulo frontal.

Patrón Omnidireccional

Un micrófono omnidireccional es como un oído que escucha en todas direcciones por igual. Idealmente, su sensibilidad es uniforme en 360 grados.

• Respuesta en Frecuencia: Un buen omnidireccional mantiene una respuesta de frecuencia muy consistente sin importar la dirección de la que provenga el sonido, al menos en las frecuencias bajas y medias. Sin embargo, en las frecuencias más altas, debido a la obstrucción física de la cápsula, puede haber una ligera caída en la sensibilidad para los sonidos que no llegan directamente de frente. Es como si la cabeza del micrófono creara una pequeña "sombra" sónica para las ondas de alta frecuencia más cortas.
• Fuera del Eje: Prácticamente no hay coloración tonal significativa fuera del eje en un omnidireccional, lo que los hace excelentes para capturar el ambiente de un espacio de forma natural.

Patrón Bidireccional (Figura 8)

Este patrón capta el sonido por igual desde el frente (0 grados) y desde la parte trasera (180 grados), rechazando el sonido que llega por los lados (90 grados).

• Respuesta en Frecuencia: Al igual que el omnidireccional, un bidireccional tiende a mantener una respuesta de frecuencia bastante uniforme para los sonidos que llegan desde sus dos áreas de sensibilidad principales, especialmente en las frecuencias bajas y medias. En las frecuencias altas, también puede haber una ligera atenuación para los sonidos que no inciden directamente en la parte frontal o trasera de la cápsula.
• Fuera del Eje: El rechazo a los lados es muy efectivo, lo que puede ser útil para aislar dos fuentes de sonido enfrentadas. El sonido que llega en estos ángulos de rechazo suele tener una pérdida significativa de todas las frecuencias.

En Resumen:

La respuesta de frecuencia de un micrófono no es estática en todo su patrón polar. A menudo, la directividad se incrementa en las frecuencias altas, lo que puede llevar a una coloración del sonido fuera del eje. Comprender estas variaciones es clave para:

• Colocar el micrófono de forma óptima: Para capturar la fuente de sonido deseada con la tonalidad correcta y minimizar la captación de ruidos no deseados.
• Elegir el micrófono adecuado: Para una aplicación específica, considerando cómo su patrón polar y respuesta fuera del eje interactuarán con el entorno sonoro.
• Solucionar problemas de sonido: Identificar por qué un sonido "bleed" (fuga) tiene una calidad tonal particular.

Respuesta de Baja Frecuencia

Dentro del espectro de la cápsula de baja frecuencia, se pueden transmitir un sonido (rumble; vibraciones de alto nivel en la región de 3 a 25 Hz) a un estudio o sala, o a lo largo de la superficie de un gran espacio de suelo si está apoyado. Hay tres modos de eliminar este sonido (rumble).

• Usar una montura antichoque para aislar la cápsula de la superficie que vibra y el suelo.
• Elegir una cápsula que muestre una respuesta de baja frecuencia limitada.
• Restringir la respuesta de una cápsula de amplia gama por medio del uso de un filtro de rolloff (de paso alto) de baja frecuencia.

Otro fenómeno de baja frecuencia inherente al micrófono direccional se conoce como efecto de proximidad. Este efecto muestra un incremento en la respuesta de bajos ya que la fuente de la señal se acerca al micrófono y se aprecia más cuando la fuente está dentro de un radio de 1 pie (1’) del micrófono. Este efecto de bass-boost (bajos disparados) se incrementará proporcionalmente a medida que la distancia aumenta y es algo mayor en un micrófono bidireccional que en uno que tenga un modelo polar cardioide. Para compensar este efecto, se proporciona a menudo un filtro rolloff (de paso alto) de baja frecuencia. Este filtro restablece la respuesta de bajos dándole un balance de sonido natural y liso, y a menudo se activa por un interruptor situado en el cuerpo del micrófono.

Otro método para eliminar el efecto de proximidad, y el “pop” asociado con las letras “p” y “b”, es cambiar el micrófono direccional por un micrófono (de presión) omnidireccional para usarlo de cerca. Desde un punto de vista más positivo, este incremento en la respuesta de bajos lo han apreciado los vocalistas para dar una calidad plena, a una voz “fina”. En muchos casos, el micro direccional ha sido un componente importante del sonido del artista.

Más Allá de las Vibraciones Físicas Directas

Sí, la vibración transmitida a través del soporte del micrófono, el suelo o incluso la estructura del edificio es una causa común de "rumble". Imagina un camión pesado pasando cerca o el zumbido de un aire acondicionado resonando a través de la pared. Estas vibraciones de baja frecuencia pueden viajar fácilmente y ser captadas por el micrófono si no está adecuadamente aislado. Pero el "Rumble" también puede ser un invitado inesperado que llega por el aire o a través de conexiones:

• Ruido de Viento de Baja Frecuencia: Aunque solemos pensar en el viento como un "soplido" agudo, las ráfagas de aire, especialmente en exteriores o incluso corrientes de aire dentro de un estudio, pueden generar fluctuaciones de presión de aire de baja frecuencia. Estas fluctuaciones pueden ser interpretadas por el micrófono como "rumble". Es por eso que los paravientos (windshields o foam windscreens) y los blimp (zeppelins) más grandes son cruciales, ya que están diseñados para dispersar el aire y minimizar estas variaciones de baja frecuencia que llegan a la cápsula.

• Manipulación del Cable del Micrófono: ¡Este es un culpable silencioso pero frecuente! Cuando se mueve o se roza el cable del micrófono, especialmente cerca de la conexión con el micrófono o el preamplificador, se pueden generar microfonías de baja frecuencia. Estas microfonías son vibraciones mecánicas que se convierten en señales eléctricas no deseadas dentro del cable o las conexiones. Este tipo de "rumble" a menudo suena como golpes sordos o roces. Un buen manejo del cable, evitando tirones o roces contra superficies, y el uso de conectores seguros pueden ayudar a prevenirlo.

• Ruido Estructural Transmitido por el Aire: A veces, fuentes de sonido de baja frecuencia (como un sistema de ventilación ruidoso o el tráfico lejano) pueden generar vibraciones en las paredes, el techo o el suelo de la sala. Estas vibraciones, aunque no estén en contacto directo con el micrófono, pueden propagarse a través de la estructura del edificio y luego ser transmitidas al aire como ondas sonoras de baja frecuencia que el micrófono capta como "rumble".

• Problemas Eléctricos (en raras ocasiones): Aunque menos común, en algunos casos, problemas con la fuente de alimentación o bucles de tierra en el sistema de audio pueden introducir ruido de baja frecuencia que podría ser confundido con "rumble". Sin embargo, este tipo de ruido suele tener una cualidad más constante o un patrón armónico, a diferencia del "rumble" más aleatorio de las fuentes mecánicas o de viento.

Interpretación de las Curvas

• Eje Horizontal (Frecuencia): Generalmente se muestra en una escala logarítmica, que comprime las frecuencias más altas. Fíjate en las marcas clave: 20 Hz (los graves más profundos), 100 Hz (zona de "boominess"), 1 kHz (zona media fundamental), 4 kHz (presencia, claridad de la voz), 10 kHz y superiores (aire, brillo).
• Eje Vertical (Nivel de Salida en dB): Muestra cuánto más o menos sensible es el micrófono a una frecuencia dada, en relación con un nivel de referencia (a menudo marcado como 0 dB).

¿Qué Buscar en la Curva?

• Micrófono "plano" o de "respuesta uniforme": Busca una línea lo más recta posible a lo largo de todo el espectro audible. Esto indica que el micrófono reproduce las frecuencias de manera equilibrada, sin enfatizar ni atenuar ninguna en particular. Ideal para grabaciones naturales y precisas, o como un lienzo neutro para posterior ecualización.
• Micrófono con "carácter": La curva mostrará elevaciones y descensos notables. Estos micrófonos colorean el sonido de una manera específica, lo que puede ser deseable para ciertas fuentes.
• Graves aumentados (ej. alrededor de 50-100 Hz): Puede añadir calidez, cuerpo o "punch" a fuentes como bombos, bajos o voces masculinas. ¡Cuidado con la "boominess" excesiva!
• Medios realzados (ej. alrededor de 1-4 kHz): Pueden mejorar la inteligibilidad de la voz, la "proyección" de instrumentos como guitarras o metales, y la sensación de "presencia" en la mezcla. Un exceso puede sonar "nasal" o "áspero".
• Agudos elevados (ej. por encima de 8-10 kHz): Pueden añadir "aire", "brillo", "detalle" y una sensación de apertura al sonido. Un realce excesivo puede sonar "sibilante" en las voces o "frágil" en otros instrumentos.
• Picos estrechos: A veces indican resonancias en el diseño del micrófono y pueden colorear el sonido de forma no deseada.
• Atenuación de graves (rolloff): Muchos micrófonos tienen un descenso gradual en las frecuencias más bajas para reducir el "rumble" y el efecto de proximidad. Un corte más pronunciado puede hacer que las fuentes suenen "delgadas".
• Cortes en los medios: Pueden crear una sensación de mayor separación entre instrumentos o suavizar sonidos agresivos.
• Descensos en agudos: Pueden hacer que un sonido sea menos brillante, más suave o incluso "apagado".

La Respuesta Fuera del Eje

• Curvas separadas: Algunos fabricantes proporcionan curvas para diferentes ángulos fuera del eje (ej. 30°, 60°, 90°). Idealmente, la forma general de estas curvas debería ser similar a la curva en el eje, pero con una atenuación general del nivel.

• Cambios tonales fuera del eje: Si la forma de la curva cambia drásticamente fuera del eje (por ejemplo, una pérdida significativa de agudos), el sonido que llegue al micrófono desde esos ángulos estará coloreado. Esto es importante para entender cómo el micrófono rechazará el ruido ambiental o la sangría de otros instrumentos.