Cinta o condensador
Los micrófonos son elementos de pura física, donde se entrelazan los dominios de la electromagnética, la mecánica estructural y de fluidos. Es simplemente un objeto, en este caso una lámina, con su rigidez, su masa y su forma, sumergida en la viscosidad del aire y sometida al amortiguamiento provocado por la corrientes de Foucault (Eddy currents) de un potente campo magnético. Ésta lámina sigue los desplazamientos de las ondas que empujan y tiran de ella de forma periódica o a impulsos. Cualquier estructura mecánica, bien sea una chapa de acero, un diapasón, un formula 1 o un columpio, todos tienen una o varias frecuencias de resonancia propias. La frecuencia más baja que llamamos fundamental es de importancia crítica. En esta frecuencia, el objeto, apenas ofrece resistencia para entrar en vibración. Necesita muy poca energía para vibrar. Si no fuese por las pérdidas por rozamientos, de la viscosidad del aire circundante y por la rigidez de la membrana, el movimiento sería infinito, sería un sistema no amortiguado.
La frecuencia de resonancia es un factor importantísimo en la cuestión de este artículo. La forma en como se gestiona esta frecuencia de resonancia en los micrófonos de cinta, en relación con los de condensador, marcan la diferencia de sonido entre uno y otro. En la imagen de abajo
vemos un ejemplo de sistema en el que la frecuencia de resonancia está situada en 100Hz. En color violeta vemos la fase del movimiento, observamos que ese movimiento está atrasado en fase por debajo de la frecuencia de resonancia y adelantado en fase por encima de ésta, a partir de 100 Hz en este ejemplo. También vemos en rojo la amplitud de desplazamiento de la membrana. En la frecuencia de resonancia presenta un pico, que en los micrófonos se traduce en una joroba en su respuesta, muy características de los micrófonos de condensador. Éste es su principal problema. Los micrófonos de cinta, por sus características mecánicas, su baja rigidez y baja masa unida a la liberta de movimiento, tienen una frecuencia de resonancia muy baja, entre 30 o 40 Hz, por tanto toda la gama audible está libre de crestas provocadas por los cambios de fase, atrasos y adelantos en las cercanías de la frecuencia de resonancia. Si pudiéramos observar una gráfica de respuesta en frecuencia sin filtrado, la joroba de la que hablamos anteriormente se transformaría en un caos de picos y baches prominentes en las cercanías de la frecuencia de resonancia. Lógicamente, ningún fabricante muestra sus gráficas sin un filtrado, como mínimo de 1/3 de octava, y mucho menos una gráfica de fase.
En los micrófonos de condensador de pequeño diafragma la frecuencia de resonancia se sitúa cerca de los 10KHz, ésta zona se ve afectada considerablemente. Los micrófonos de condensador de gran diafragma, por sus dimensiones tienen una resonancia algo más baja, según el fabricante. Los hay entre 800 Hz y 5000Hz, lo que produce una coloración enorme en frecuencias de mucho uso. Justo en las frecuencias más críticas tenemos unas zonas de incertidumbre y caos que a algunos le puede parecer interesante para ciertas tomas. Pero la masiva utilización con muchos instrumentos grabados con condensador, convierten una grabación en un monstruo de distorsiones de fase, que según algunos no son perceptibles por el oído humano, pero solo en frecuencias casi puras. Cuando se suman muchos desfases de distintas tomas, se convierten no solo en notables, sino en una verdadera fatiga auditiva.
¿Porque es casi imposible evitar este problema en los micrófonos de condensador?
1.- Un condensador necesita que su placa fija (damping plate) y el diafragma estén muy cerca para poder cargarse eléctricamente, unas 25 micras. ¿Como podemos evitar que no lleguen a tocarse en caso de un frente de ondas muy intenso?, pues tensando el diafragma, lo que aumenta enormemente la frecuencia de resonancia. El parche de un tambor aumenta su frecuencia de afinación con la tensión.
2.- ¿Se podría aumentar la masa para bajar la frecuencia de resonancia?. No, porque bajaría excesivamente la sensibilidad.
3.- ¿Que ocurre con el aire que queda entre ambos electrodos?. La cámara no puede ser hermética, ya que aumentaría la impedancia mecánica, por tanto hay que redirigirlo hacia el exterior a través de unos orificios, pero sus medidas, su profundidad, modifican tanto su patrón polar como su respuesta en frecuencia.
4.- Los patrones polares de los micrófonos de condensador son aberraciones. En unos casos se combinan dos diafragmas contrapuestos, a veces en fase y otras en contrafase. Los de un solo diafragma, quizás sean los más naturales, pero tienen sus limitaciones.
5.- Problemas de difracción. Cuando la longitud de onda es grande con respecto al diámetro del diafragma, la captación es aceptable, pero cuando las longitudes de onda son pequeñas (en frecuencias altas), en comparación al diámetro del diafragma, algunas frecuencias son aumentadas y otras canceladas.