1

Microfones – Parte 1 Compilado por: Eng. Adriano Luiz Spada

Attack do Brasil 1- Introdução Quando falamos em microfones, de imediato nos vem à idéia de captadores de fontes sonoras, porém na maioria das vezes não damos a devida importância aos microfones, nos esquecendo que são eles os maiores responsáveis pela definição da qualidade dos sinais de áudio captados tanto para sonorização como para gravação.

A escolha do tipo de microfone para cada aplicação específica e as técnicas de disposição destes são pontos fundamentais para conseguirmos a máxima qualidade do sinal da fonte sonora que estamos captando. Entre os maiores objetivos quando estamos captando um sinal de áudio estão maximizar o sinal da fonte em relação ao ruído de fundo, ruído ambiente, reflexões e evitar realimentações (microfonias). Para escolhermos um microfone devemos levar em consideração várias características fundamentais como aplicação prática, impedâncias dos circuitos, resposta em freqüência, resistência mecânica, diagrama polar (ângulo de captação em função da freqüência), resposta a transientes, níveis de pressão sonora, ruído mecânico, ruído de fundo, temperatura, umidade, sensibilidade, etc. Tudo isso deve ser avaliado antes de adquirir um microfone para que este atenda da melhor forma a necessidade de cada aplicação. Somado a tudo isso, estão as técnicas de captação que dão o suporte para que consigamos capturar os sons de várias formas e com suas características diversas. A fidelidade de captação de uma fonte é a responsável direta pelo timbre dos instrumentos, vozes e outras fontes de som, ou seja, é responsável pelas características sônicas do sinal capturado. 2- O que é um Microfone

O microfone foi inventado por David Hughes, sendo um transdutor eletroacústico que transforma energia acústica em energia elétrica através do deslocamento de sua membrana proporcionalmente às ondas sonoras capturadas. Um ponto fraco do telefone inventado por Bell era o dispositivo emissor que originava um sinal elétrico muito fraco. O físico inglês David Hughes (1831-1900) substituiu este dispositivo por outro a que chamou microfone. O microfone era constituído por três peças de carvão. Uma delas tinha a forma de uma barra pontiaguda nas extremidades, pelas quais assentava nas outras duas peças, também em forma de barra. Como os contatos da barra vertical de carvão com as barras horizontais não são perfeitos, qualquer variação das suas posições modifica a resistência elétrica do circuito. As vibrações sonoras produzidas na proximidade do microfone propagam-se através do ar e atingem a barra vertical produzindo pequenas variações na sua posição, o que se traduz em variações da resistência elétrica do circuito e em variações de corrente que produzem sons muito amplificados.

Um alto-falante recebe impulsos elétricos que colocam sua bobina em movimento, a bobina é solidária a uma membrana que vibra movimentando o ar e dando origem ao som. Um microfone dinâmico é um tipo de alto-falante invertido, provido de uma membrana muito sensível. Quando falamos, nossas cordas vocais fazem vibrar o ar, se estivermos diante de um microfone, essas vibrações fazem mover o seu equipamento móvel (membrana + bobina móvel) resultando em uma fraca corrente em sua bobina. Este sinal recebe convenientes tratamentos e assim pode ser utilizado para sonorização ou gravação. 3- Princípios de Operação A definição dos tipos de transdutores é dada pelos princípios de operação que basicamente são:

• Piezoresistivo (carbono); • Piezoelétrico (cerâmica ou cristal); • Eletromagnético (imã móvel); • Eletrodinâmico (dinâmicos bobina móvel – princípio eletromagnético); • Eletrostático (condensador ou eletreto). O princípio de operação é que determina como um microfone captura os sons acústicos e converte

estes em sinais elétricos. Podemos ressaltar que os microfones dinâmicos operam segundo uma das leis de faraday12 e os microfones condensadores operam segundo o princípio eletrostático13. 12 Quando um campo magnético corta um condutor, uma corrente elétrica vai fluir através do mesmo se este for incluído num circuito em que a corrente pode circular. 13 Pertencente à eletricidade estática, ou seja, eletricidade ou carga elétrica em repouso. É uma forma de energia que, aplicada a alguns materiais, possibilita a atração e retenção de pequenas partículas de carga elétrica oposta.

2

3.1- Piezoresistivo (carvão) Este é um dos mais antigos tipos de microfone. Possui um recipiente com pequenos grãos de carbono puro, através dos quais circula uma corrente elétrica. Este tipo de microfone é alimentado por uma bateria que mantém uma tensão sempre ativa sobre o carbono. Um disco de latão é acoplado a um diafragma de metal circular o qual tampa o recipiente com as partículas. Quando as ondas sonoras incidem sobre o diafragma, os grãos de carbono são comprimidos e descomprimidos se tornando mais ou menos densos de acordo com o movimento do diafragma. Com isso, a resistência do carbono é variável, convertendo a tensão da bateria em uma variação de corrente correspondente sendo assim uma representação elétrica do som. Para elevar a corrente elétrica utiliza-se um transformador, que também é responsável por casar a impedância e bloquear a corrente contínua produzida pela bateria. Este tipo de microfone não possui excelente qualidade sônica, porém é extremamente barato e robusto. Por esta razão é muito utilizado em equipamentos não profissionais. Por muitos anos este microfone foi utilizado como o padrão da telefonia, mas atualmente este vem sendo substituído por microfones dinâmicos. Os microfones de carvão podem perder sua eficiência e tornarem-se muito barulhentos se os grãos de carbono ficarem compactados. É possível recuperar a sonoridade espalhando estes grãos, o que pode ser conseguido batendo o invólucro do microfone em superfície densa. A figura 1 ilustra o princípio de operação de um microfone piezoresistivo (carvão).

Figura 1 – Microfone Piezoresistivo

3.2- Piezoelétrico (cerâmica ou cristal) Materiais piezoelétricos são aqueles que possuem a propriedade de produzir uma voltagem quando sujeitos a um esforço mecânico, ou produzem uma resposta mecânica quando submetidos a uma voltagem.

O microfone piezoelétrico, que também é conhecido como cerâmico ou cristal, gera uma força eletromotriz a partir da deformação de um cristal, sendo que este cristal possui características piezoelétricas, ou seja, eletricidade por pressão. A tensão que é gerada pela deformação do cristal é proporcional ao deslocamento das ondas de som e estes dispositivos são capazes de receber pressão direta ou através de diafragma que está acoplado ao cristal. Isto pode ser visualizado com a figura 2.

3

Figura 2 – Microfone Piezoelétrico

Um cristal piezoelétrico é uma peça de quartzo natural ou outro material cristalino que tem

propriedades piezoelétricas. Para os microfones, caso este cristal seja exposto a uma temperatura igual ou superior a 55º perderá todas as suas características permanentemente, portanto os microfones piezoelétricos são muito sensíveis ao calor e a umidade.

Os microfones que utilizam cerâmica de barium apresentam características similares aos que utilizam cristais e são mais resistentes a variações de temperatura. Na atualidade os cristais são muito utilizados em captadores de alguns instrumentos musicais, não sendo mais utilizados na construção de microfones devido a sua baixa qualidade de áudio e a característica de alta impedância de saída. 3.3- Eletromagnético (imã móvel) Para os microfones eletromagnéticos temos uma bobina fixa e o diafragma conectado a uma armadura. Ao incidir as ondas sonoras no diafragma este se move e conseqüentemente move a armadura. Quando a armadura é movimentada ocorre uma variação da relutância14 do campo magnético que é envolvido por uma bobina fixa. A figura 3 exemplifica as partes de um microfone do tipo eletromagnético de imã móvel.

Figura 3 – Microfone Eletromagnético

14 A resistência de um curso magnético ao fluxo de linhas de força magnéticas através dele. É a recíproca da permeância e igual à força magnetomotriz dividida pelo fluxo magnético.

4

3.4- Dinâmico (bobina móvel - princípio eletromagnético) Os microfones dinâmicos são em geral os mais comuns no mercado, sendo que seus elementos permitem, além de uma fabricação bastante fácil, grande variedade de características eletroacústicas. São caracterizados por uma grande resistência, aliada a uma boa qualidade. Certos modelos são capazes de agüentar os piores tratamentos, como por exemplo, caírem de uma escada sem que sejam danificados. Estes microfones possuem um diafragma, uma bobina móvel e um ímã, os quais formam um gerador elétrico de ondas de som.

O conjunto diafragma-bobina móvel que se encontra dentro de um campo magnético fixo é movimentado pelas ondas sonoras, com isso gera em seus terminais uma energia elétrica proporcional às ondas de som. O sinal gerado pode ser utilizado diretamente, não havendo a necessidade de um circuito pré-amplificador para aumentar o sinal. Normalmente utiliza-se um transformador com a função de casar as impedâncias e balancear o sinal entre a bobina e o circuito de entrada dos pré-amplificadores. Podemos destacar que na atualidade alguns fabricantes já estão utilizando o material neodymium, o qual é capaz de fornecer campos magnéticos com um ímã de menor tamanho, o que conseqüentemente diminui bastante o tamanho e o peso deste dispositivo.

A construção do diafragma utiliza uma membrana fina, mas com material bastante resistente, porém elástico, com objetivo de evitar deformidades quando submetido a grandes pressões sonoras e também evitar fadiga com o tempo de uso. Internamente o sistema de suspensão deve ser capaz de eliminar os ruídos que são provenientes do manuseio do microfone, principalmente quando nos referimos a aplicações ao vivo. Um filtro de baixas freqüências normalmente chamado de "bass roll off" (corte de baixas freqüências) é incorporado a estes microfones por meio de uma chave externa que habilita ou não este filtro. A freqüência de corte em média varia entre 50 e 150 Hz. A figura 4 ilustra como funciona um microfone do tipo dinâmico.

Fonte Sonora

+

-

+

-

Parte do Pólo

Ação da Pressão no Diafragma

Diafragmamove-se parafrente e para trás

Saída de Tensão da Bobina

Pressão Positiva

Pressão Negativa

Bobina geradora de tensão

Material Absorvente Acústico

Ímã Permanente

S N

Caminho de Retorno do Ímã(fluxo magnético)

Ten

são

de S

a ída

+

- 0

Tempo

Figura 4 – Microfone Dinâmico

Podemos dizer que um microfone é como um alto-falante que executa a função inversa, pois no lugar

de gerar sinais ele os captura. Esta afirmação pode ser confirmada se ligarmos um fone de ouvido na entrada de microfone de uma mesa de mixagem (console). Vamos notar que ele fará o papel de um microfone, claro

5

que com uma baixa qualidade e sensibilidade em função do seu conjunto de materiais e forma de fabricação, mas haverá som se falarmos nele. O formato de construção dos microfones dinâmicos é mecanicamente muito resistente, possuindo desta forma boa sensibilidade e grande poder de suportar altos níveis de pressão sonora sem que haja distorção do sinal gerado e sem sofrer efeito da fadiga mecânica muito rapidamente. A resposta a transientes (picos rápidos) e em freqüências altas e baixas para os microfones dinâmicos é limitada, desta forma é necessário compensar, o que é feito com a utilização de pequenas câmaras ressonantes, com o propósito de estender a resposta em freqüências destes microfones.

Na figura 4 podemos observar que quando as ondas sonoras incidem na membrana do diafragma provocam o deslocamento deste, como o diafragma está ligado à bobina e esta está mergulhada dentro do campo magnético, ocorre um deslocamento da bobina para dentro e para fora do campo magnético, o que faz surgir uma tensão nos terminais de saída que é proporcional às ondas sonoras como já destacado anteriormente. Na figura 5 apresentamos um modelo de microfone dinâmico AKG e suas principais partes.

Figura 5 – Principais Partes Microfone Dinâmico AKG C3900

3.5- De Fita Estes microfones são freqüentemente utilizados em estúdio por oferecerem alta qualidade. A membrana utilizada no microfone dinâmico, neste é substituída por uma fita muito fina de alumínio ondulado montada em um gap sobre um campo magnético, que serve ao mesmo tempo de diafragma e de bobina. A fita é fixada nas suas extremidades, mas seu corpo fica livre para movimentação. Quando o sinal incidir sobre a fita, esta vibrará proporcionalmente à intensidade sonora, atravessando as linhas do campo magnético onde são induzidas as variações resultantes. Com isso surge em seus terminais uma pequena tensão. Por isso, este tipo de microfone possui a necessidade de um transformador elevador de sinal e casador de impedâncias, já que o nível de sinal gerado e a impedância da fita são muito baixos. A grande inconveniência destes microfones é a grande fragilidade, pois até um vento forte ou um sinal qualquer mais forte pode danificá-lo. Mas por outro lado possuem um baixo nível de ruído e uma excelente qualidade sônica, principalmente para resposta a altas freqüências. Atualmente com as modernas tecnologias de fabricação de materiais plásticos e metais leves, pode-se construir microfones de fita de tamanhos pequenos e leves, e ainda excluir problemas de saturação ou danificação da fita. A figura 6 exemplifica um microfone do tipo de fita.

6

Figura 6 – Microfone de Fita

3.6- Condensador (capacitor – princípio eletrostático)

Os microfones que utilizam o princípio do capacitor variável são conhecidos como microfones capacitivos ou “condenser” (o termo condensador vem da terminologia da eletrônica antiga). O acúmulo de energia eletrostática em nossos corpos já é algo bastante conhecido. Por exemplo, quando esfregamos uma régua no cabelo e a aproximamos de pedaços de papel picado ou outro exemplo bastante comum é quando tocamos a porta do carro após um longo período em contato com o banco é muito comum sentirmos uma descarga elétrica de alta tensão e muito rápida. Isso se deve ao acúmulo de energia eletrostática em nosso corpo.

Os microfones eletrostáticos (condensadores e eletreto) utilizam um diafragma condutivo e uma placa paralela fixa chamada de backplate a qual é carregada eletricamente para formar um capacitor sensível a todas as variações provocadas pela pressão das ondas sonoras que incidem no diafragma. Na verdade o microfone capacitivo consiste de uma placa fixada muito próxima ao diafragma, sendo que entre a placa e o diafragma é mantida uma carga elétrica polarizada, de tal forma que quando este se movimentar em função da influência das ondas sonoras a voltagem entre ele e a placa irá variar da mesma forma.

Atualmente, a carga polarizada usada para a maioria dos microfones capacitivos é feita com um eletreto pré-polarizado, que é uma camada carregada permanentemente na placa ou na parte posterior do próprio diafragma. A polarização por meios externos normalmente é usada somente nos microfones de estúdio de mais alta qualidade. Quando o elemento é carregado, um campo elétrico é formado entre o diafragma e a placa posterior, proporcionalmente ao espaço existente entre eles, se variarmos o espaço entre as placas haverá alteração nas cargas, ocasionando uma diferença de potencial nos terminais do microfone. O diafragma pode ser de plástico coberto de material condutor, como o ouro ou de metal muito fino (medido em microns15).

A placa fixa é de metal rígido ou de metal em conjunto com uma cerâmica. As amplitudes dos sinais gerados por meio das movimentações do diafragma são muito pequenas e torna-se necessário à utilização de um circuito pré-amplificador de sinal. Este circuito pode estar dentro do corpo do microfone ou em uma caixa separada fora do microfone. A figura 7 ilustra o princípio de operação de um microfone capacitivo (condensador) sem utilização do material eletreto e também com a utilização do eletreto. 15 Unidade de comprimento correspondente a 10-6 metros. Unidade usada na medição de pressões extremamente baixas. Correspondente a 0,001 mm de mercúrio a 0ºC.

7

Figura 7 – Microfone Capacitivo (condensador)

A figura 8 apresenta um exemplo de pré-amplificador para o microfone capacitivo.

+-9 Volts

FET

Cápsula de Eletreto

Off

On

Off

On

Output

Pré Amplificador

Figura 8 – Pré-Amplificador para Microfone Capacitivo C1000S AKG

8

Na figura 8 temos um exemplo de pré-amplificador para microfone capacitivo utilizado no modelo C1000S da AKG onde podemos utilizar uma bateria de 9 volts ou o phantom power até 48 volts para alimentar o circuito pré-amplificador.

Nos microfones a condensador os diafragmas utilizados podem variar de tamanho, sendo que os microfones profissionais possuem em média, diafragma de 1 polegada (25,44 mm) de diâmetro. Microfones a condensador possuem maior sensibilidade que microfones dinâmicos, em contra partida possuem uma menor resistência mecânica. Eles são muito mais fiéis com relação à resposta a transientes se compararmos com os microfones dinâmicos, o motivo deve-se aos dinâmicos possuírem massa muito superior, o que aumenta muito sua inércia, e conseqüentemente diminui sua capacidade de responder a rápidas variações. A resposta em freqüência também é superior, por isso, utiliza-se microfones a condensador em instrumentação, o que possibilita a utilização em freqüências mais altas, fornecendo um desvio de fase muito menor e também uma reposta mais precisa a transientes.

Como a maior limitação de um microfone condensador está em seu circuito eletrônico, pois estes operam com nível de tensão limitado, quando ultrapassado o limite ocorrem distorções. Dessa forma torna-se necessário uma chave interna ou externa redutora de nível, denominada normalmente de PAD, a qual pode fornecer uma redução que varia de acordo com o modelo do microfone e está em torno de 10 a 20dB. Vale a pena lembrar que nem todos os microfones a condensador têm essa chave.

Quando capturamos sinais de muito baixo nível, principalmente em lugares muito silenciosos, notamos um maior nível de ruído (hiss), o motivo é que este microfone utiliza circuito pré-amplificador. Mas podemos destacar que existem microfones com circuitos bem melhor desenvolvidos em que os níveis de ruído são muito baixos. Como os microfones eletrostáticos possuem alta impedância e baixa tensão de saída da placa, estes possuem amplificadores de sinal, os quais também funcionam como casadores de impedância em suas saídas.

A figura 9 ilustra mais um circuito eletrônico para microfone a condensador, agora para o modelo PZM300 da Crown.

Figura 9 – Circuito Eletrônico Microfone Condensador PZM300 CROWN

Na figura 10 apresentamos algumas partes de um microfone condensador da AKG como ilustração de como é composto um modelo a condensador (capacitivo).

9

Figura 10 – Principais Partes Microfone Condensador AKG

4- Resposta em Freqüência A resposta em freqüência nada mais é que a faixa de freqüências que o dispositivo consegue reproduzir. A leitura que normalmente observamos na maioria dos gráficos é uma linha ampla, a qual representa a resposta em freqüência do microfone, mas observe que esta leitura somente é válida para medições no eixo (on axis).

Existem microfones com vários tipos de reposta em freqüência, quando ele é capaz de reproduzir ou responder a toda a faixa de freqüências com pequenas ou leves variações de amplitude do sinal, pode-se considerar como um microfone com resposta plana ou flat. Estes microfones conseguem capturar os sinais das fontes sem alterar (salientar ou colorir) estes sinais. Os microfones que possuem variações na resposta em freqüência ao longo do espectro de áudio possuem sua utilização, portanto, em alguns casos podem se tornar a melhor escolha. O motivo de alguns microfones apresentarem cortes em baixas , médias ou altas freqüências não significa que sejam melhores ou piores, mas sim que cada um destes possui sua aplicação própria ou distinta. Por exemplo, um microfone que possua um ligeiro acréscimo na resposta em freqüências entre 3 e 5 kHz (conhecido como presença) aumenta a inteligibilidade para uso de voz, este caso é muito utilizado em shows e serviços de chamada. Obs: microfones a condensador e microfones dinâmicos podem apresentar gráficos com resposta em freqüência muito semelhantes, porém os microfones a condensador possuem uma resposta a transientes bem superior.

A resposta em freqüência dos microfones também pode ser bastante afetada pela qualidade dos cabos e conexões utilizados. Para uma análise desta perda devemos levar em consideração o efeito da capacitância e da resistência do cabo sobre o sinal do microfone, assim, temos um filtro de freqüências e que ainda varia de acordo com as impedâncias da carga, ou seja, conforme a situação podemos ter grandes perdas e nem perceber o problema.

A figura 11 ilustra os fatores que devemos levar em conta para obtermos a perda em função do cabo e das conexões.

10

Figura 11 – Capacitância e Impedância do Cabo de Microfone

Na figura 11 temos:

• ZS ⇒ Impedância da fonte • ZL ⇒ Impedância da carga • ZC ⇒ Reatância • ES ⇒ Tensão Fonte • S ⇒ Fonte

A reatância é calculada a partir de:

Reatância.XciaCapacitâncC

Freqüênciafonde

CfXcZc

⇒⇒⇒

==

;;

:

]1[..2

1π

A perda em dB pode ser calculada a partir da seguinte expressão:

]2[.1

log20)(LC

LSdB ZZ

ZZPerda

++

=

A partir destas equações apresentadas, podemos observar que se não tomarmos muito cuidado com o

padrão de cabos que estamos utilizando (comprando sempre o mais barato), podemos estar pagando um preço maior pela qualidade de som que estamos conseguindo obter do sistema. Portanto, não adianta investir somente em microfones de boa qualidade, o cabeamento de interligação é parte imprescindível para um bom desempenho geral do sistema de captação.

As figuras 12 e 13 apresentam exemplos de gráficos de respostas em freqüência para uma melhor compreensão.

11

Freqüência (Hz)

Figura 12 – Microfone Resposta em Freqüência Plana (Flat)

No gráfico da figura 12 apresentamos um exemplo de microfone com resposta aproximadamente plana, este tipo de resposta é comum em microfones utilizados para medição, os quais chamamos de microfones de referência. Observamos que a sua resposta vai desde freqüências bem baixas até freqüências bem altas mantendo-se quase que totalmente plana, ocorre apenas um pequeno reforço na região aproximadamente entre 3kHz e 17kHz.

Figura 13 – Microfone Resposta em Freqüência Não Plana (Não Flat)

No gráfico da figura 13 observamos que a resposta em freqüência deste microfone já é bem menos plana do que a apresentada na figura 12. Portanto, a resposta em freqüência é um fator muito importante na escolha de um microfone, em conjunto com a aplicação desejada. Caso o microfone escolhido não possua as características necessárias para determinada aplicação as conseqüências podem ser muito ruins e o trabalho pode ficar comprometido.

12

5- Impedância

A impedância também é um fator muito importante para o bom desempenho de um microfone. Nos sinais de linha com transformador e antigas linhas de transmissão de telefones, os circuitos deveriam possuir a mesma impedância entre fonte e carga. Já os pré-amplificadores para microfones devem possuir impedância de entrada em torno de 10 a 20 vezes maior que a impedância de saída do microfone. Isto faz com que as relações de resposta em freqüência sejam mantidas mais uniformes, sendo que também fornece uma maior garantia de uma transferência de tensão maior entre fonte geradora e a carga.

Atualmente as impedâncias dos microfones variam entre 50 e 600 Ohms, alguns um pouco maior, desta forma a impedância de entrada dos pré-amplificadores deve estar em torno de 3000 Ohms. Quando temos impedâncias muito baixas forçamos o microfone a dissipar muita potência quando sons incidem sobre a membrana, dessa forma aumentando bastante a probabilidade de distorções do som captado. Por outro lado impedâncias maiores fazem com que o microfone tenha uma performance melhor, mas podemos perder as freqüências mais altas, causar oscilações nos circuitos internos do microfone e também aumentar a captação de ruídos recebidos através dos cabos.

Dentre os inúmeros modelos de pré-amplificadores existentes no mercado atual podemos encontrar alguns que possuem seleção da impedância de entrada, a qual pode variar entre 50 a 600 Ohms, que são valores referentes às impedâncias das fontes. Com isso estes pré-amplificadores apresentam uma grande vantagem, pois podemos buscar o melhor desempenho para cada microfone utilizado. Alguns modelos de microfones possuem duas impedâncias referenciadas em seu manual, uma trata-se da impedância da fonte que é o microfone e a outra é a impedância de carga ideal para o pré de microfone que será utilizado no sistema. Normalmente as impedâncias estão referenciadas a freqüência de 1000Hz, lembrando que a impedância depende da freqüência, quando ocorre uma variação de freqüência conseqüentemente ocorre uma variação da impedância. Para um aumento da freqüência temos um aumento progressivo da impedância, isto cria um filtro passa-baixas que ainda sofre alterações quando o microfone é conectado ao cabo e este ao pré-amplificador. A figura 14 exemplifica a impedância Zout de um microfone e a impedância Zin de um pré-amplificador.

Figura 14 – Impedância Zin e Zout

Através do esquema apresentado na figura 106 é reforçada a idéia de utilização de uma impedância de

carga de 10 a 20 vezes à impedância de saída (Zout) do microfone. No esquema temos “S” representando a fonte geradora (microfone), Zout é a impedância de saída do microfone e Zin a impedância de entrada do pré-amplificador. A tensão na carga pode ser calculada através da seguinte fórmula:

fonte.daImpedânciaZcargadeImpedânciaZ

fontepelageradaTensãoVcarga;naTensãoV

onde

ZZZ

VV

f

C

f

C

fC

CfC

⇒⇒

⇒⇒

+=

;

;

:

]3[.

Para calcular a perda da tensão em função dos valores de impedância do sistema utilizamos a seguinte fórmula:

13

carga.àotransferidtensãodePercentualVtensãodePerdaPT

onde

VPT

transf

transf

⇒⇒

=

.

.

;:

]4[100

log20

Suponha que a tensão gerada por uma fonte seja de 10mV, a impedância Zout de saída seja 200 Ohms e a impedância de carga seja de 2000 Ohms. Qual será a tensão na carga e o nível de perda de tensão? Solução:

dBmVmVdBemperdadeRelação

dBouperdadementeaproximadatemosZeZentrederelaçãoumaParamVxmVV

mVV

temosfórmulaaAplicando

Cf

C

C

82,009,9

10.log20

.82,0%91009,9909,010

20020002000.10

:3

=⇒

==+

=

Suponha agora que a tensão gerada por uma outra fonte seja também de 10mV, a impedância Zout de saída seja 200 Ohms, mas a impedância de carga seja de 4000 Ohms. Qual será a tensão na carga e o nível de perda de tensão? Solução:

dBmVmVdBemperdadeRelação

dBouperdadementeaproximadatemosZeZentrederelaçãoumaParamVxmVV

mVV

temosfórmulaanovamenteAplicando

Cf

C

C

424,0523,910.log20

.424,0%520523,99523,010

20040004000.10

:3

=⇒

==+

=

Dessa forma podemos notar a importância de termos estas relações de impedâncias otimizando

sempre a máxima transferência de tensão possível entre fonte geradora e carga, pois com isso estaremos aumentando a relação sinal/ruído (SN) do sistema. Em gravação de shows ao vivo é muito comum encontrarmos sistemas que utilizam várias consoles (mesas) de mixagem ligadas em paralelo. Esta forma de ligação pode diminuir muito a impedância de carga para um determinado microfone. Como a relação sinal/ruído e resposta em freqüência do microfone estão intimamente ligadas à impedância da carga e capacitância dos cabos e conexões, podemos ter uma mudança bastante grande nas características do microfone. Dessa maneira, nestes sistemas normalmente são utilizados circuitos distribuidores ativos (eletrônicos) ou passivos (transformador). Obs: Quando forem utilizados circuitos passivos, o microfone deve estar conectado diretamente ao distribuidor e ao mesmo tempo a uma das consoles, pois esta ficará encarregada de enviar a alimentação necessária caso o microfone seja do tipo que necessite de alimentação externa para funcionar, como é o caso dos condensadores. 6- Phantom Power

O termo “phantom power” (alimentação “fantasma”) nada mais é do que uma alimentação, a qual utiliza o mesmo cabo que conduz o sinal para alimentar os circuitos de microfones condensadores. Estes microfones como vimos na seção 3.6 necessitam de uma alimentação externa para o seu funcionamento, pois possuem circuitos eletrônicos internos que amplificam o sinal gerado pela cápsula. A tensão de phantom está na faixa entre 9 e 56 Volts, porém existe atualmente uma tendência muito forte na indústria em padronizar esta tensão em 48 Volts DC, conforme norma DIN 45596/IEC 815.

Para os microfones utilizados em instrumentação (medição) normalmente a tensão necessária para sua operação é de 15 Volts DC. Este fato, se deve ao processo de fabricação dos mesmos. Nos casos de microfones que operam tanto com pilhas quanto com phantom power, a melhor performance é apresentada quando estes estão operando com o phantom power em 48 Vdc, o motivo desta melhor performance é a possibilidade de maior excursão do sinal, sem contar com outro fator de extrema importância que é o

14

mantimento da estabilidade, dada em função da não dependência de armazenamento de cargas, como é o caso das pilhas. O envio da tensão de phantom power para o microfone é feito através do pino 2 (Hot - positivo) e pino 3 (Cold - negativo), isto para um conector do tipo XLR. A presença da tensão de phantom é dada normalmente por meio de resistores de 6.8kΩ, sendo que a tensão estará presente nestes condutores em relação ao terra, pino 1 do conector XLR. Este valor de 6.8kΩ para os resistores pode sofrer pequenas alterações caso a tensão de phantom power utilizada seja menor que 48 Vdc.

Atualmente as consoles (mesas de som) profissionais disponibilizam este recurso possibilitando o acionamento por blocos de canais ou por canal individual. O caso por canal individual é o preferido, pois com ele evitamos o envio da tensão DC quando desnecessária, ou seja, para microfones que não necessitam de tensão de phantom power. Caso estivermos utilizando microfones dinâmicos em conjunto com microfones do tipo a condensador (que necessitam de alimentação para operarem), devemos sempre observar se o acoplamento destes está sendo feito através de um transformador, pois o transformador que tem característica a não indução de tensão DC, tem o objetivo de evitar danos nos microfones dinâmicos. Desta forma, garantimos que não haverá danos nos demais microfones que não necessitam da alimentação de tensão phantom externa.

Atente-se para um detalhe muito importante, quando utilizado um microfone dinâmico desbalanceado com phantom power, a tensão (48 Volts ou outra) será aplicada diretamente à bobina móvel do microfone, isso poderá causar dano ao microfone. Outro ponto muito importante é a necessidade de verificação freqüentemente, em todos os pinos de todos os canais da console, do funcionamento do phantom power, para que haja a mínima diferença de potencial entre o pino 2 e o pino 3 dos conectores XLR, pois caso haja uma diferença de potencial significativa, isso pode ocorrer se em um dos pinos o phantom não estiver funcionando corretamente, o risco de queima do microfone é bastante grande.

A figura 15 ilustra o circuito de phantom power.

Figura 15 – Circuito Phantom Power

7- Temperatura

Para especificação das características técnicas de um microfone é considerada uma determinada temperatura ambiente, pois ao ocorrer mudança na temperatura ocorre também é claro uma alteração nas mesmas, e isso deve ser levado em conta. Este problema de alteração de característica técnica devido à alteração de temperatura, também ocorre com circuitos eletrônicos (devido à alteração dos componentes), instrumentos acústicos expostos a variações de temperatura ambiente, e em muitos outros campos, por isso não tem nada de novo, pois a temperatura é um fator bem conhecido e sempre levado em conta nos projetos, medições, análises, etc.

Atualmente os microfones operam geralmente na faixa de temperatura entre -10ºC e + 65ºC (alguns modelos podem trabalhar em temperaturas ainda mais extremas), porém suas características técnicas podem ser alteradas. Os microfones a condensador são mais susceptíveis a mudança de suas características em função da variação da temperatura e da umidade, a variação destes fatores pode inserir ruídos ou até falhas temporárias nestes microfones. Obs: Em manuais de microfones é comum vermos a especificação técnica de temperatura e umidade juntas, sendo que o formato de colocação desta especificação pode ser expresso da seguinte maneira: Este microfone pode operar numa extensão de temperatura entre -29ºC e 57ºC (-20ºF e 135ºF) e com umidade relativa do ar entre 0% e 95%. 8- Pressão Sonora

Trata-se do SPL Máximo (máximo nível de pressão sonora) que pode ser aplicado a um microfone. Como em muitos modelos de microfones temos a possibilidade de aplicação de filtros de baixa freqüência e atenuadores de ganho, o valor do máximo SPL pode ter mais de um valor especificado. O valor de SPL máximo varia muito de modelo para modelo, sendo que para cada marca e modelo de microfone o valor será específico. Neste campo podemos encontrar microfones com SPL máximo mais baixo, mas também

15

microfones que podem suportar mais de 160 dB SPL. A distorção harmônica total considerando a máxima pressão admitida pode variar de 0,5% até 3%, sendo que estes valores podem alterar muito o SPL máximo de um microfone. Os microfones dinâmicos são os que podem suportar maiores pressões sonoras se comparados aos microfones condensadores, o motivo é sua construção mecânica, e também por não estarem presos ou limitados à capacidade de amplificação dos circuitos eletrônicos, os quais são necessários para o funcionamento dos microfones condensadores.

Quando o SPL máximo de um microfone é ultrapassado, o valor de distorção harmônica total aumenta drasticamente, assim provocando um som de péssima qualidade além da possibilidade de causar danos ao próprio microfone pelo excesso de deslocamento, como se fosse um alto-falante com excesso de deslocamento do seu cone. 9- Ruído Mecânico Na captação do sinal de áudio por microfones, sempre ocorre uma penetração de ruídos mecânicos indesejáveis por meio de pedestais, provenientes da vibração do palco, provocados pelo bumbo da bateria, por graves do amplificador do baixo, movimentos do artista em sua coreografia, ruídos provocados por um motor de um trio-elétrico, etc. Alguns objetos que são acessórios devem possuir características que minimizem a captação de ruídos externos gerados por outros equipamentos, pois estes ruídos principalmente em apresentações ao vivo, podem danificar os alto-falantes (causando excesso de excursão no conjunto mecânico) do sistema e comprometer o desempenho. Para que estes ruídos sejam minimizados pode-se utilizar filtros passa-altas (mas a cápsula do microfone continuará recebendo todo o impacto), pedestais antivibração, garras ou prendedores especiais construídos à base de borracha presa a uma armação e que também são antichoques e outros acessórios antivibração. Os recursos eletrônicos como: redução de ruídos (noise gate), re-equalização (cortando graves), etc., são soluções convencionais, mas que sem dúvida estarão atacando de frente a dinâmica do sinal e por conseqüência, diminuindo sua qualidade e sua naturalidade. Para estes problemas temos que ter em mente o velho ditado que diz: "Para problemas acústicos, use soluções acústicas." Os isoladores físicos, entre o microfone e o pedestal, conseguem filtrar muitos ruídos indesejáveis, chegando alguns modelos até uma razão de aproximadamente 15dB. A versatilidade de formas de montagem e regulagens torna estes acessórios compatíveis com a maioria dos microfones. 10- Ruído de Fundo

O ruído de fundo refere-se ao ruído característico do microfone (equivalent noise level – nível de ruído

equivalente), geralmente expresso em dBA. Na maioria dos casos é um dado técnico importante que não é levado em conta na escolha de um microfone. A variação deste ruído é dada em função da disposição dos circuitos eletrônicos, internos ou externos ao microfone. Sempre que acontece um "pop", este é um ruído gerado principalmente por sons das letras "b", "p" e "t", as quais forçam muito o deslocamento da membrana, o motivo de tal deslocamento é que estes geram sopros. Para minimizar este problema é utilizada uma espuma para a filtragem destes sopros, sendo que esta é posicionada internamente junto à grade do microfone. Acessórios bastante utilizados são espumas externas denominadas de anti-pop filters (filtros de “pop”). Estes acessórios podem ser de encaixe na própria grade do microfone ou também podem ser colocados à distância do microfone por meio de suportes fixados em pedestais. Esta técnica é muito utilizada em estúdios de gravação, pois reduz drasticamente os níveis de ruído gerados pelos sopros principalmente de voz.

11- Resposta a Transientes A resposta a transientes está relacionada com a capacidade de um microfone responder rapidamente às ondas de som recebidas. Quando comparamos microfones dinâmicos e microfones condensadores, observamos que os condensadores possuem uma capacidade muito maior de resposta a sons rápidos, o motivo deve-se ao fato de que o som chega ao diafragma fazendo este se movimentar proporcionalmente ao sinal recebido, só que a velocidade de movimentação depende do peso e da massa do conjunto receptor e esse conjunto chega a ter massa mil vezes maior nos microfones dinâmicos em relação aos condensadores. Em um microfone condensador o diafragma é muito mais leve que num dinâmico, o que permite um deslocamento muito mais rápido, e conseqüentemente uma resposta rápida a sons rápidos (transientes). A massa muito maior do microfone dinâmico faz com que este também tenha uma parada de movimentação (amortecimento) bem mais lenta, a sua frenagem é demorada e difícil, oposta ao microfone condensador que é rápida. Isto é o mesmo que compararmos um carro esporte e um caminhão, ambos com a mesma potência, mas o caminhão com um peso bem maior que o carro. A capacidade de aumentar a velocidade mais rapidamente é a do carro por ter menor peso em relação ao caminhão.

A captação de sinais com muitos transientes com microfone dinâmico faz com que a voltagem de saída do microfone apresente muito ripple (ondulações) na resposta em freqüência, desta forma podemos dizer que o microfone dinâmico não apresenta uma boa resposta a transientes. Portanto, para captação de sons que tenham ataques rápidos e uma grande extensão de altas freqüências o microfone a condensador é uma boa

16

idéia, em vez de um microfone dinâmico. A figura 16 exemplifica como se dá à resposta a um impulso para um microfone do tipo a condensador e um do tipo dinâmico.

Figura 16 – Resposta Transiente

Na figura 16 podemos observar que a resposta para o mesmo impulso captado é muito mais rápida no

microfone a condensador do que no dinâmico. Num segundo plano também nos mostra que o amortecimento é muito mais lento no microfone dinâmico, o que provoca muitas oscilações no sinal gerado pelo microfone. 12- Umidade

A umidade é um fator que sem dúvida deve ser muito levado em conta no manuseio e cuidado com os microfones. Os microfones condensadores possuem uma grande sensibilidade a altos índices de umidade, por isso devem ser armazenados sempre em ambientes bem arejados. Dependendo do caso e local (ambiente), pode haver a necessidade de utilização de um desumidificador elétrico e "sílica gel".

Nos microfones a condensador devemos ter em mente que o componente mais caro é a cápsula. Se este tipo de microfone for submetido a altos níveis de umidade os danos causados à cápsula serão irreversíveis e esta terá que ser trocada, dessa forma podemos avaliar que o prejuízo será grande. Portanto, tome muito cuidado na conservação dos microfones, pois eles são peças sensíveis de um sistema de áudio e que merecem muita atenção. 13- Sensibilidade A sensibilidade é a expressão do nível do sinal de saída do microfone quando excitado por uma determinada pressão sonora. Normalmente este valor é expresso em dBV ou dBu e a pressão sonora utilizada para medição da sensibilidade é tipicamente 94 ou 74 dB SPL. O nível de pressão é dado por:

2

2

/1010194/111,074cmdynBPascalSPLdBLpcmdynBPascalSPLdBLp

====

====

µ

µ

Para que possamos comparar dois microfones medidos com diferentes referências, torna-se necessária apenas à adição ou subtração de 20dB do nível dado em dBV. A figura 17 apresenta um modelo esquemático para calcular e medir a sensibilidade de um microfone.

Figura 17 – Medida da Sensibilidade

17

O procedimento deve ser o seguinte: • Posicionar o microfone do medidor de SPL a aproximadamente 1,5 metros da caixa acústica; • Posicionar o microfone a ser medido a também aproximadamente 1,5 metros da caixa acústica; • Ligar o microfone que está sendo testado a um microvoltímetro; • Aplicar o ruído rosa ao conjunto mas filtrando o sinal, deve ser deixado passar apenas a banda de

freqüência de 250Hz a 5000Hz; • Ajustar para 94dB SPL medindo com o medidor de SPL; • Observar o nível de tensão medido pelo microvoltímetro e aplicar na fórmula 5; A fórmula para o cálculo da sensibilidade é a seguinte:

).7494(;

;/11:

]5[74)log20(

2

SPLdBoumediçãoaduranteaplicadasonorapressãodeNívelLmicrofonedosaídadeTensãoE

cmdynparaVoltareferentemicrofonedoacústicoNívelSonde

LES

P

OUT

V

POUTV

⇒⇒

⇒

+−=

A especificação técnica de sensibilidade é muito importante na escolha de um microfone, pois

dependendo da aplicação temos a necessidade de um microfone com grande sensibilidade (fonte sonora bastante baixa). Vamos agora a um exemplo prático para melhor compreensão da medida de sensibilidade.

• Suponha que aplicamos 94dB SPL em um determinado microfone e que o valor de tensão medido no microvoltímetro foi de 0,001 Volt (1mV). Qual será a sensibilidade em decibéis?

2/01//60

)001,0log20(:

cmdinasVdBS

SSolução

V

V

−=

=

Ou seja, a sensibilidade deste microfone é -60dB, com referência a 1 Volt e 10 dinas por centímetro

quadrado (1Pa = 94dB SPL). Para referenciarmos a 1 dina por centímetro quadrado (0,1Pa = 74dB SPL) basta subtrair 20dB

(diferença existente entre as pressões sonoras de 94 e 74 dB SPL) ao valor encontrado com a referência de 10 dinas.

2/1//80

2060:

cmdinaVdBS

dBdBSSolução

V

V

−=

−−=

Atualmente nos manuais é comum encontrarmos a especificação de sensibilidade dada da forma

seguinte. Exemplo: Sensibilidade em circuito aberto = -32dB (25.1mV) ref. 1V a 1Pa* • 1Pascal = 10dinas/cm2 = 10microbares = 94dB SPL. Ou seja, temos um valor com referência que é 1 Volt de amplitude, a um Pascal de pressão.

14- Filtro High-Pass O filtro passa-altas pode ser encontrado tanto nos microfones do tipo a condensador como nos microfones dinâmicos. Ele tem a função de eliminar a amplificação de freqüências indesejáveis, isso de acordo com a fonte sonora que estamos captando. Este filtro pode ter uma ou mais freqüências de corte, sendo que para a sua atuação é disponibilizada uma chave externa ao microfone. Este filtro é muito importante quando estamos captando uma fonte sonora qualquer e queremos eliminar algumas baixas freqüências já na captação. A figura 18 exemplifica o filtro high-pass utilizado nos microfones.

18

-10

-20

-30

-40

-50

0

Per d

a (d

ecib

éis )

70H

z

100H

z

150H

z

250H

z

500H

z

1000

Hz

2000

Hz

3000

Hz

5000

Hz

7500

Hz

20 50 100 200 500 1K 2K 5K 10K 20K

Freqüência (Hertz)

Figura 18 – Filtro High-Pass (Passa-Altas) Para microfones que não possuem este recurso, atualmente a maioria das consoles profissionais disponibilizam um filtro high-pass, dessa forma pode-se fazer corte de baixas freqüências indesejáveis no canal da console. 15- Polaridade Conforme convenção da AES (Audio Engineering Society – Sociedade de Engenharia de Áudio), no conector XLR o pino 2 é quem conduz o sinal “hot – positivo”, o pino 3 conduz o sinal “cold – negativo” e o pino 1 é o terra (malha). Os pinos 2 e 3 conduzem o mesmo sinal, porém com polaridade invertida. Observe a figura 19 para melhor entender à polaridade.

10mV

10mV

OUT20mV

V OUT = (+V) - (-V)

Voltagem Pino 2 (+V)

Voltagem pino 3 (-V)

Entrada Balanceada do Mixer

10mV

10mV

OUT20mV

V OUT = (+V) - (-V)

Voltagem Pino 2 (-V)

Voltagem pino 3 (+V)

Entrada Balanceada do Mixer

Plug 1/4” TRST - Tip (ponta) - hotR - Ring (anel) - coldS - Sleeve (malha) - terra

TS R

1

23

Conector XLR

Conforme Convenção AES* pino 2 = hot - positivo* pino 3 = cold - negativo* pino 1 = terra - malha Conector TRS (P10)

Padrão AES pino 2 Positivo (HOT)

Plug 1/4” TRST - Tip (ponta) - hotR - Ring (anel) - coldS - Sleeve (malha) - terra

TS R

1

23

Conector XLR

Alguns Fabricantes* pino 3 = hot - positivo* pino 2 = cold - negativo* pino 1 = terra - malha Conector TRS (P10)

Padrão Alguns Fabricantes pino 3 Positivo (HOT)

Figura 19 – Polaridade

19

Na figura 19 podemos observar que o valor de tensão final em ambas as formas de ligação será o mesmo, porém estaremos com a polaridade de um dos sinais invertida em 180º em relação ao outro. Se dois microfones estiverem sendo utilizados para captar uma mesma fonte sonora e cada um deles estiver ligado de forma diferente será gerado um cancelamento dos sinais quando estes forem somados no mixer. Portanto, tome bastante cuidado para que a polaridade dos cabos utilizados nas conexões seja sempre a mesma, de preferência o padrão AES. 16- Efeito da Proximidade O efeito proximidade é apresentado pelos microfones unidirecionais, sendo que este é um aumento na resposta de baixas freqüências em função da proximidade da fonte sonora. Este efeito é bastante utilizado em benefício dos cantores, que quando lhes convém aproximam mais o microfone e ganham com isso um reforço de baixas freqüências. Nos casos em que este efeito é prejudicial, pode ser sanado com utilização de um microfone omnidirecional (não apresenta este efeito), com filtros existentes nos canais das consoles ou com filtros existentes nos próprios microfones. Um fator muito importante que devemos ressaltar, é que quanto mais dependente da velocidade, mais um microfone apresentará o efeito de proximidade. Dessa forma o mais afetado com este efeito é o microfone bidirecional.

A figura 20 ilustra como ocorre o efeito de proximidade.

Figura 20 – Efeito Proximidade

17- Fase

Um dos grandes problemas em se utilizar mais de um microfone para captar a mesma fonte sonora está na fase, porque o tempo de chegada do som nos dois microfones será diferente e conseqüentemente teremos uma soma destes sinais defasados gerando um filtro pente (comb filter). Para os casos em que é utilizado mais de um microfone deve-se optar sempre por microfones unidirecionais ou criar barreiras entre os microfones e fontes. Vamos ver um exemplo: Suponha que uma fonte sonora esteja gerando uma freqüência de 500Hz e que dois microfones estejam captando este sinal. Se os dois microfones estiverem a uma distância de 34.4cm um do outro qual será o resultado da soma dos sinais?

cmmetros

HzfeCaarnosomdovelocidadesmVcasonossooPara

fV

ondadeocomprimentdofórmulaConformeSolução

8,68688,0500344

;500)º20(/344:

]6[

===

⇒⇒

=

λ

λ

Para haver soma sem cancelamento entre os sinais os dois microfones deveriam estar separados por

uma distância de 68,8 centímetros, como eles estão separados por 34,4cm um estará a meio comprimento de

20

onda em relação ao outro, ou seja, em 180º de defasamento do sinal, com isso o somatório dos sinais tenderá a zero. A figura 21 exemplifica como ocorre o cancelamento em virtude da fase do sinal.

Figura 21 – Fase

Na figura 21 podemos observar que um microfone está exatamente 180º defasado em relação ao

outro, o que faz com que o somatório dessa freqüência seja próximo de zero. Quando estivermos captando um programa de áudio (em vez de uma única freqüência) o problema será muito agravado, visto que em um programa de áudio está presente todo o espectro de freqüências e o comb filtering ocorrerá em todo o espectro. Caso o cancelamento maior seja em 180º solucionamos invertendo a polaridade de um dos microfones. Isso pode ser feito invertendo-se o pino 2 com o pino 3 do cabo do microfone (também pode-se utilizar um adaptador inversor de polaridade), ou atualmente na maioria das consoles de mixagem profissionais já possuem a opção de inversão de polaridade no próprio canal por meio de uma chave. 18- Distância Crítica A distância crítica é o local onde o sinal direto e o sinal refletido no ambiente produzidos por uma fonte sonora possuem a mesma amplitude. Dessa forma o cancelamento pode ser grande, pois os dois sinais chegarão ao microfone possuindo a mesma amplitude mas defasado um em relação ao outro, o que sem dúvida causará um grande cancelamento do sinal. A melhor solução para este problema é trocar o microfone que está sendo utilizado por um do tipo unidirecional ou aproximar mais o microfone à fonte sonora, pois dessa forma teremos mais sinal de fonte do que do ambiente. 19- Fator da Distância A maior rejeição de sons provenientes fora do eixo se dá em microfones do tipo unidirecionais, por isso estes podem ser posicionados a maiores distâncias da fonte sonora geradora. A relação entre microfones omnidirecionais e unidirecionais para captação de som ambiente é dada ao dobro da distância, ou seja, os microfones unidirecionais devem estar o dobro de distância mais longe da fonte para captarem a mesma quantidade de som ambiente.

21

Microfones – Parte 2 Compilado por: Eng. Adriano Luiz Spada

Attack do Brasil 20- Diagrama Polar (Diretividade) Sem dúvida uma das características mais importantes dos microfones é o seu padrão de captação tridimensional. Os microfones possuem diferentes respostas de freqüência e amplitude conforme a direção da fonte geradora de áudio. Para direção frontal à cápsula do microfone temos a denominação de “eixo”, sendo que esta direção representa o ângulo 0º (zero grau), para a parte posterior temos a denominação de ângulo de 180º. O fator diretividade deve ser extremamente levado em conta na hora de escolher um microfone para determinada finalidade, pois caso contrário os problemas aparecerão. Observe a figura 22 para melhor entender os ângulos de captação.

Figura 22 – Ângulos de Captação

20.1- Omnidirecional (Todas as Direções - Omni em latim significa “todos”) Os microfones omnidirecionais são transdutores de gradiente de pressão que expõem apenas a parte frontal da cápsula à fonte sonora. Eles são capazes de captar o som de todas as direções, apresentando semelhante amplitude no nível do sinal de saída quando excitado em qualquer ângulo. Cobrem 360º e captam o máximo som em todo o ambiente. Sua sensibilidade é bastante alta e necessitam estar muito próximos da fonte sonora para não captarem sons indesejáveis, principalmente em aplicações ao vivo. São indicados quando utilizamos apenas um microfone para captação em festas, orquestras, corais, etc. Os microfones omnidirecionais são extremamente susceptíveis a realimentações, ou seja, microfonias, por isso sua utilização deve ser bem projetada (casos específicos), caso contrário haverá muitos problemas. O formato de captação omnidirecional é encontrado em microfones de lapela, muito utilizados para captação de oradores, pois mesmo com a mudança de lugar da fonte geradora (quando o orador vira a cabeça) a resposta do microfone continua sendo a mesma. A figura 23 ilustra o tipo de captação omnidirecional.

22

Figura 23 – Captação Omnidirecional

Para freqüências muito altas há uma tendência à captação maior pela parte frontal, mas na maioria das aplicações podemos tornar irrelevantes essas diferenças. A figura 24 apresenta um exemplo (modelo apenas ilustrativo) de gráfico de padrão polar conforme trazem atualmente os manuais de microfones. Observe a diferença existente na captação (sensibilidade) em função do ângulo e da freqüência captada.

Figura 24 – Exemplo Padrão Polar Omnidirecional

Na figura 24 podemos interpretar que para freqüências até 1kHz este microfone é totalmente omnidirecional. Para freqüências próximas de 5kHz, na faixa de 45º e 315º tem início uma diminuição de

23

sensibilidade, em 90º e 270º temos uma queda de aproximadamente 3dB (cada divisão tem 5dB), em 120º e 240º queda de 5dB e em 165º e 195º uma queda de aproximadamente 8dB. Para freqüências ainda maiores 8kHz temos uma queda um pouco maior nos mesmos ângulos de captação citados para freqüência de 5kHz, além de termos para ângulos próximos a 180º uma queda de mais de 10dB na sensibilidade. Observe que com o aumento da freqüência houve sim a redução de sensibilidade em determinados ângulos de captação, porém não são reduções tão elevadas e somente ocorrem para altas freqüências, por isso a utilização deste microfone deve ser muito bem analisada, caso contrário surgirão muitos problemas mais tarde. 20.2- Direcional (Unidirecional – Compreende a Família dos Cardióides) Sua característica principal é captar o som vindo de uma única direção, por este motivo respondem melhor aos sons situados num ângulo de menos de vinte graus de cada lado da direção que estão apontados (no eixo). Este tipo de microfone possui grande sensibilidade aos sons vindos da frente da cápsula, e muito pouca sensibilidade aos sons vindos das outras direções. Dentro do padrão de captação direcional podemos encontrar algumas variações. São elas: cardióide, supercardióide, hipercardióide e ultradirecional (também chamado de shotgun). A) Cardióide: Possuem este nome porque sua curva de resposta tem a forma de um coração. Este tipo de microfone responde melhor aos sons vindos da frente (0º), sendo que os sons das laterais são captados com pouca intensidade e a 180º a sensibilidade ainda é mais baixa. Sua utilização é indicada para lugares de muito barulho ou para evitar a reverberação em ambientes fechados, também quando queremos um controle da diretividade, que é o caso de quando temos vários instrumentos em um determinado ambiente e queremos captar um a um individualmente, dessa forma necessitamos o mínimo vazamento de sons entre eles. Os microfones cardióides são preferidos quando são utilizados monitores (caixas de retorno), pois estes possuem mais imunidade a realimentação (feedback). Atualmente são os mais vendidos, pois são de fácil utilização e possuem boa rejeição a microfonias, ou seja, eles são uma espécie de multiuso. O ângulo de cobertura para os microfones cardióides é de 131º a -3dB, e a relação entre som direto e som ambiente chega a 33%. O microfone cardióide possui dois caminhos para o som percorrer até o diafragma: um pela frente e outro pelas aberturas laterais. Quando a fonte sonora está localizada no eixo do microfone (“on-axis”), ou seja, com ângulo de incidência 0º, o som que entra pela frente chegará sempre antes do que o som que entra por trás, pois este atravessa um caminho mais curto. Para sons gerados na parte traseira (180º) do microfone, os dois sons que chegam ao diafragma são opostos e iguais, isto quer dizer que os dois sons possuem a mesma amplitude mas sentidos opostos, por isso ocorre o cancelamento. A figura 25 ilustra como ocorre o processo nos microfones cardióides.

Figura 25 – Funcionamento Cardióide

Observe que para incidência em 0º o caminho que o som tem que percorrer pela parte traseira é maior do que pela parte frontal e também temos a resistência acústica que atrasa ainda mais o som que incide pela parte traseira. Dessa maneira o som frontal e traseiro chegam em tempos diferentes ao diafragma e com isso não se cancelam. Para sons que tem a incidência em 180º, a resistência acústica faz com que o som vindo da parte traseira chegue ao mesmo tempo no diafragma que o som frontal, dessa forma ocorre o cancelamento.

Na construção do microfone é tomado extremo cuidado para assegurar que os caminhos pela frente e por trás fiquem iguais para o caso de sinais que incidam a 180º do eixo (parte traseira). A estrutura de um microfone cardióide é muito mais complexa do que um omnidirecional, pois há a necessidade de tomar um cuidado especial no projeto do caminho por trás para que o cancelamento de fontes que incidam a 180º seja uniforme na maior banda possível de freqüências.

A figura 26 exemplifica o tipo de captação cardióide.

24

Figura 26 – Captação Cardióide

Como podemos observar para o microfone cardióide temos o ângulo de maior rejeição em 180º, o que faz com que a melhor posição para utilização de monitores seja exatamente na posição traseira do microfone, ou seja, a 180º. A figura 27 exemplifica o ângulo de cobertura, a melhor posição para utilização de um monitor e também a queda de sensibilidade em função do ângulo de captação.

25

Figura 27 – Cobertura, Captação e Posição Monitor para o Microfone Cardióide

Na figura 27 observamos que o ângulo de cobertura para o microfone cardióide é de 131º, mas veja que para este ângulo é considerado o ponto de queda de 3dB. Outro aspecto importante é a forma de colocação de monitores atrás do microfone em virtude da forma de captação, pois nesta posição possui a menor sensibilidade e com isso o menor problema de realimentação (microfonia). O ponto “X” identifica o ângulo de menor cobertura que para o microfone cardióide ocorre em 180º.

A figura 28 apresenta um exemplo de diagrama polar de um microfone cardióide (exemplo apenas ilustrativo). Observe as variações de captação (sensibilidade) em função do ângulo e da freqüência captada.

ESCALA DE 5 DECIBÉIS POR DIVISÃO

Padrão Polar

LEGENDA200Hz1kHz5kHz8kHz

Figura 28 – Exemplo Padrão Polar Cardióide

No exemplo apresentado na figura 28 podemos observar que para freqüências muito baixas ocorre um aumento da sensibilidade na parte traseira do microfone, já para freqüências muito altas ele tende ao padrão

26

supercardióide criando um lóbulo de maior sensibilidade em 180º. Mas apesar destas pequenas variações em função da freqüência a sua maior sensibilidade está voltada toda ao campo frontal. Um aspecto muito importante é que o microfone cardióide possui um alcance maior do que um microfone omnidirecional, dessa forma pode ser utilizado a uma maior distância da fonte sonora se comparado ao omnidirecional, ou seja, possui um fator de distância maior. Os microfones cardióides são ideais para captações em lugares que possuam muita reverberação, ambientes mais ou menos barulhentos e qualquer situação que necessite que os sons vindos de trás não sejam captados, ou captados muito pouco. A atenuação dos sons provenientes da parte de trás é da ordem de 20 a 25dB.

A figura 29 apresenta um exemplo de microfone cardióide medido em 0º, 90º e 180º. Observe que a rejeição em 180º é da ordem de 20 a 25dB como falado anteriormente, isto para a faixa de freqüências médias, mas a ação tipo cardióide diminui tanto para freqüências muito baixas quanto para freqüências muito altas.

125 250 500 1kHz 2kHz 4kHz 8kHz 16kHz

0

-5

-10

-15

-20

-25

N

ível

Rel

ativ

o (d

B)

Freqüência (Hz)

180º

90º

0º

Figura 29 – Exemplo Curvas de Captação para o Microfone Cardióide

B) Supercardióide: O padrão supercardióide também é uma variação dos microfones direcionais, porém possui um ângulo de cobertura menor que o cardióide, ou seja, uma diretividade maior. Os microfones supercardióides apresentam características bem parecidas com os cardióides mas com maior sensibilidade aos sons vindos da frente, captando um pouco mais os vindos de trás. O ângulo de cobertura para os microfones supercardióides é de 115º no ponto de -3dB, sendo que a rejeição de sons vindos da parte traseira chega a 12dB e a relação entre som direto e som ambiente chega a 27%. O ângulo de maior rejeição ocorre em 126º.

Este microfone é utilizado para gravações a longas distâncias e captações onde procura-se diminuir bastante a interferência de sons ou barulhos ambientes, também quando estamos captando fontes sonoras muito próximas e queremos a menor interferência de uma na outra, o microfone supercardióide torna-se uma boa opção, já em casos mais extremos de distância e ângulo de cobertura a melhor opção é o microfone hipercardióide. O supercardióide é uma boa opção para captação de percussão e voz. A figura 30 exemplifica a forma de captação supercardióide.

27

Figura 30 – Captação Supercardióide

Observe na figura 30 que o microfone supercardióide possui uma maior sensibilidade aos sons vindos da parte frontal (mais direcional), com isso possui um maior alcance, mas também uma menor rejeição aos sons vindos da parte traseira, isto quando comparado com microfone cardióide. A figura 31 exemplifica o ângulo de cobertura, a melhor posição para utilização de um monitor e também a queda de sensibilidade em função do ângulo de captação para o microfone supercardióide.

28

Figura 31 – Cobertura, Captação e Posição Monitor para o Microfone Supercardióide

Na figura 31 podemos observar que o ângulo de cobertura para o microfone supercardióide é de 115º

em 33dB. A forma de colocação de monitores deve ser exatamente nos ângulos marcados com “X” no microfone, pois esta posição possui a menor sensibilidade e com isso o menor problema de realimentação. O ponto “X” identifica o ângulo de menor cobertura que para o microfone supercardióide ocorre em 126º.

Na figura 32 apresentamos um exemplo de diagrama polar de um microfone supercardióide (exemplo apenas ilustrativo). Observe as variações de captação (sensibilidade) em função do ângulo e da freqüência captada.

Figura 32 – Exemplo Padrão Polar Supercardióide

Na figura 32 podemos observar o padrão supercardióide, o qual cria um lóbulo de maior sensibilidade em 180º. Mas apesar desta pequena variação de captação no ângulo de 180º a sua maior sensibilidade está

29

voltada toda ao campo frontal, o que faz deste ser um microfone mais direcional que o microfone cardióide e com isso possuir também um maior alcance.

C) Hipercardióide: Microfones hipercardióides são altamente sensíveis aos sons frontais, e com uma sensibilidade menor do que os microfones supercardióides aos sons vindos da parte de trás. O motivo deve-se ao fato do hipercardióide possuir as aberturas posteriores maiores que no supercardióide, o que faz o diagrama polar ser também mais estreito. Para captação com precisão de uma fonte sonora deve ser apontado com bastante precisão para não pegar sons indesejáveis. Em ambientes reverberantes originam perdas de definição graves e colorações indesejáveis nas vozes.

O ângulo de cobertura para os microfones hipercardióides é de 105º em -3dB, sendo que a rejeição de sons vindos da parte traseira chega a 6dB e a relação entre som direto e som ambiente chega a 25%. O ângulo de maior rejeição ocorre em 110º.

Quando queremos captar várias fontes sonoras muito próximas umas das outras o microfone hipercardióide é um bom caminho, pois seu ângulo de cobertura mais estreito que o supercardióide evita que uma fonte gere muita interferência sobre a outra, com isso temos os sons de cada fonte sendo captados mais limpos, principalmente se for a maior distância. A figura 33 exemplifica a forma de captação hipercardióide.

Figura 33 – Captação Hipercardióide

Observe na figura 33 que o padrão de diretividade hipercardióide possui um alto ganho na região frontal (no eixo), o que proporciona como já falamos a captação de fontes sonoras individuais de uma forma bastante eficiente. A figura 34 ilustra o ângulo de cobertura, a melhor posição para utilização de um monitor e também a queda de sensibilidade em função do ângulo de captação para o microfone hipercardióide.

30

Figura 34 – Cobertura, Captação e Posição Monitor para o Microfone Hipercardióide

Observe na figura 34 que o ângulo de cobertura é de 105º, ou seja, mais diretivo que o supercardióide. A melhor posição para colocação de monitores novamente é dada pelo ponto “X”, pois neste ponto temos o ângulo de menor sensibilidade e conseqüentemente menor possibilidade de realimentação.

Na figura 35 apresentamos um exemplo de diagrama polar de um microfone hipercardióide (exemplo apenas ilustrativo). Observe as variações de captação (sensibilidade) em função do ângulo e da freqüência captada.

Figura 35 – Exemplo Padrão Polar Hipercardióide

No exemplo apresentado na figura 35 observamos o padrão hipercardióide, o qual cria um lóbulo de

maior sensibilidade em 180º, pouco maior que o supercardióide. Porém apesar desta pequena variação de captação no ângulo de 180º a sua maior sensibilidade está voltada toda ao campo frontal, sendo o seu ângulo

31

de cobertura menor do que o supercardióide (105º). Dessa forma este microfone é mais diretivo e com isso possui um maior alcance do que o supercardióide. D) Ultradirecionais ou Shotgun (espingarda – formato do cano da espingarda): Com a necessidade de captação em longas distâncias (mais de um metro) surgiu também à necessidade de termos ângulos de cobertura extremamente estreitos (30º a 60º). Isso fez com que fosse criado um microfone não apenas com cancelamentos na relação frente-costa, mas com interferências de fase. Na construção utiliza-se um tubo (20 a 40 cm de comprimento) com cortes transversais fixado à frente da cápsula (pode ser cardióide, supercardióide ou hipercardióide). Estes cortes dão origem a um labirinto para o som chegar até cápsula, neste labirinto cada caminho possui um comprimento diferente (diferentes impedâncias acústicas), e desta forma sons que incidirem no eixo do microfone são amplificados e sons gerados nas laterais são cancelados, pois entram pelas ranhuras, vão ao labirinto e depois chegam à cápsula em tempos diferentes. Isto acontece porque sons que entram pela parte frontal sofrem interferências construtivas e com isso aumentam a sua diretividade. A eficiência da diretividade está ligada à freqüência e comprimento do tubo, pois quanto menor a freqüência, maior o seu comprimento de onda e maior deverá ser o tubo para ocorrer de forma eficaz o cancelamento das freqüências vindas das partes laterais.

Dessa forma, para freqüências mais baixas este microfone se comportará segundo ao padrão polar da cápsula que está sendo utilizada, e somente para freqüências mais altas é que aparecerá o efeito do tubo, tornando assim o microfone mais direcional do que um hipercardióide. A figura 36 ilustra um exemplo de microfone shotgun da Sennheiser, modelo MKH70.

Figura 36 – Exemplo Microfone Shotgun Sennheiser Modelo MKH70

O modelo apresentado na figura 36 trata-se de um microfone shotgun longo (tubo longo), por este motivo o efeito dos cancelamentos de fase funcionam para freqüência ainda mais baixas do que em um shotgun curto, dessa forma torna-se ainda mais diretivo. A figura 37 apresenta um exemplo de diagrama de padrão polar para um microfone shotgun.

32

180º

0º30º 330º

60º 300º

90º 270º

120º 240º

150º 210º180º

0º30º 330º

60º 300º

90º 270º

120º 240º

150º 210º

250Hz500Hz1000Hz

2500Hz6300Hz10000Hz

Diagrama Polar Microfone Shotgun

Figura 37 – Exemplo Padrão Polar Microfone Shotgun

20.3- Bidirecional Os microfones bidirecionais são os que captam o som de duas direções opostas, na frente (0º do eixo) e atrás (180º do eixo), rejeitando sons provenientes das laterais a 90º e 270º. Este microfone é muito conhecido como “figura 8”, este nome deve-se ao formato de captação em forma de um oito. A construção deste tipo de microfone é feita da seguinte forma:

Para microfones de fita: podem ser construídos igualmente abertos pela frente e pela traseira do diafragma, assim as pressões sonoras vindas iguais pela frente ou por trás produzem deslocamentos idênticos, mas em sentidos opostos, já pressões vindas pelas laterais exercerão força igual nos dois lados da membrana, que dessa maneira permanecerá parada.

Para outros tipos de transdutor: utilizam-se duas cápsulas cardióides iguais, sendo colocada uma de costas para a outra (opostas fisicamente) e com polaridade invertida. Todos os sinais vindos pelas laterais irão incidir nas duas cápsulas com a mesma amplitude e serão cancelados. Para sinais vindos da frente de uma das cápsulas, incidirão na outra com muito menor amplitude, o que diminuirá muito os cancelamentos.

A figura 38 ilustra como funciona a captação do microfone bidirecional.

33

Figura 38 – Captação Bidirecional

O percentual de captação de som ambiente segue o padrão do microfone cardióide, ou seja, 33%. A

utilização do microfone bidirecional está ligada a programas de entrevistas, estúdios de gravação, gravação de dois cantores simultaneamente, etc. Na figura 39 apresentamos um exemplo de diagrama polar de um microfone bidirecional. Lembrando que este exemplo é apenas ilustrativo, pois cada modelo de cada fabricante possui suas próprias características.

Figura 39 – Exemplo Padrão Polar Bidirecional

34

Na figura 39 temos a máxima sensibilidade nos ângulos de 0º e 180º, e a máxima rejeição nos ângulos de 90º e 270º. Um lóbulo de captação é da cápsula 1 e o outro da cápsula 2, ambos com padrão muito próximo ao cardióide. Sua variação em função da freqüência é muito pequena, mantendo seu diagrama polar igual tanto para baixas como para altas freqüências. Por estes vários motivos o microfone bidirecional é muito interessante para utilização em gravações de duas fontes sonoras simultaneamente, uma a 0º e outra a 180º. A interferência de uma fonte na outra é muito pequena, pois a fonte que estiver sendo captada pela cápsula situada a 0º, na cápsula a 180º a sua incidência será na parte traseira de um cardióide, ou seja, o ponto de grande rejeição no microfone cardióide. O mesmo acontecerá com a fonte que estiver sendo captada pela cápsula situada a 180º. A utilização de microfones bidirecionais deve ser bem pensada, pois esta aplicação está ligada a casos específicos. Por isso a sua quase que total utilização está em estúdios de gravação, principalmente quando necessita-se gravar duas vozes simultaneamente. A figura 40 apresenta a cobertura e forma de captação do microfone bidirecional.

Figura 40 – Cobertura e Captação Bidirecional

20.4- Diferencial (Noise Cancellers – Canceladores de Ruído)

Estes microfones possuem duas cápsulas montadas em oposição com polaridade invertida, ou seja, 180º defasadas e operam com o princípio do cancelamento de fase. Utiliza-se dois microfones omnidirecionais idênticos, podendo ser dinâmicos, condensadores, etc. Esse tipo de microfone amplifica os sinais gerados muito próximos a uma das bobinas, distância menor que cinco centímetros, e rejeita sons de fontes sonoras mais distantes. Sua utilização maior é em comunicações, normalmente em locais com alto nível de ruídos, como em guerras, cabines de aeronaves, parques industriais e outros locais com muito barulho. A figura 41 exemplifica um microfone do tipo diferencial.

Figura 41 – Microfone Diferencial

20.5- Pressure Zone Microphone – PZM (microfone por zona de pressão)

O microfone de superfície foi inventado por Ken Wahrenbrock, este vendeu a patente à empresa Crown que colocou no mercado com o nome comercial de “PZM”, ou seja, microfone por zona de pressão. Dessa

35

forma não deveríamos chamar todos os microfones que utilizam este conceito de PZM, pois este nome é uma patente da Crown. Este princípio é obtido montando-se um pequeno microfone omnidirecional muito próximo a uma placa (boundary) a qual reflete o som que nela incide, dessa forma a cápsula do microfone fica montada na zona de pressão.

Para este tipo de microfone a incidência do som direto sobre a cápsula e do som refletido pela placa praticamente acontece ao mesmo tempo. As velocidades dessas duas ondas são praticamente iguais, mas com sentidos opostos, o que faz com que elas se cancelem (velocidade seja igual a zero), ficando sobre a membrana do microfone apenas as pequenas variações de pressão e daí o nome microfone por zona de pressão. A maior vantagem deste formato de microfone é que temos um som sem interferências de fase e também sem coloração fora do eixo.

As figuras 42 e 43 exemplificam um microfone PZM em vista superior e vista lateral, respectivamente.

Figura 42 – Microfone PZM Vista Superior

Figura 43 – Microfone PZM Vista Lateral

Na figura 43 podemos observar que o som direto e o som refletido incidem na cápsula do microfone

quase ao mesmo tempo, porém com sentidos opostos. Quando utilizamos um microfone convencional em um pedestal, ocorre a incidência de sons diretos e também sons refletidos pelo piso ou paredes, estes sons refletidos por outras superfícies incidem sobre a cápsula do microfone em tempos diferentes da incidência do som direto, sendo que este processo causa o que chamamos de efeito do filtro pente (comb filter), o qual possui a característica de adulterar a resposta em freqüências do microfone. As figuras 44 e 45 exemplificam como funciona o processo do som direto e refletido, e também o efeito de filtro pente.

Figura 44 – Processo Som Direto e Som Refletido

36

Figura 45 – Processo Filtro Pente (Comb Filter)

Na ilustração da figura 45 observamos que os pontos de corte de freqüência ocorrem sempre em múltiplos, dessa forma temos basicamente o desenho de um pente e daí o nome filtro pente, ou “comb filter em inglês”. Para realização de medições muitas vezes é utilizado o microfone posicionado no chão, pois com isso, diminui-se as interferências e conseqüentemente erros na leitura.

A captação deste microfone segue o padrão semi-esférico e esta pode ser ainda mais definida quando se estende a área da placa. Para isso podemos utilizar um material acrílico ou mesmo montar o microfone sobre uma mesa, teto, piso ou parede. Para baixas freqüências a resposta deste tipo de microfone depende da extensão da superfície onde ele está montado, sendo que quanto maior a superfície melhor será a sua resposta.

Quando utilizamos placas de menor tamanho, ocorre que as freqüências que possuem um comprimento de onda superior à área dessa placa, são captadas de modo omnidirecional. Na figura 46 podemos observar como se dá à captação para o microfone tipo PZM.

Figura 46 – Captação Microfone Tipo PZM

Um maior controle da área de captação pode ser obtido estreitando-se o ângulo entre as placas ou

acrescentando-se mais placas, dessa forma fazemos com que estas atuem como uma espécie de "gomos de uma laranja". Mike Lamm e John Lehman (Dove & Note Recording Company, Houston) desenvolveram com grande sucesso diversas configurações utilizando placas, as quais deram origem a técnica conhecida como L2 Mic Array [1]. Com esses arranjos eles conseguiram criar situações de estéreo natural, X-Y (Lauridsen), ORTF, M-S, Figura 8 (Blumlein) e outros formatos de captação, utilizando dois microfones PZM e placas refletoras. Este sistema é utilizado para captação de fontes sonoras como pianos, grupos vocais, gravação de platéia, sons percussivos, TV, cinema, etc.

Na figura 47 podemos observar como se dá à resposta em freqüência para um microfone convencional e um PZM.

37

Figura 47 – Resposta em Freqüência Microfone Convencional x PZM

20.6- Phase Coerent Cardioid Microphone – PCC (microfone cardióide fase coerente) O PCC possui um funcionamento similar ao PZM, porém é destinado a ser usado em um plano de superfície relativamente grande. Este conceito de captação foi desenvolvido pela empresa Crown. Diferente do PZM o PCC utiliza uma cápsula miniatura supercardióide com diagrama polar direcional, que proporciona ganho antes da realimentação, reduzindo ruído ambiente e rejeitando sons vindos de trás. A montagem em superfície cria um diagrama polar meio supercardióide e incrementa a diretividade do microfone em 3dB.

A forma de colocação da cápsula do microfone no plano de superfície é tal que os sons diretos e refletidos são captados em fase. A coerente adição dos sons diretos e refletidos provoca um ganho de 6dB na sensibilidade do microfone e também previnem cancelamentos provocados pela diferença de fase dos sinais. Este tipo de microfone necessita de alimentação phantom power de 12 a 48 Volts. A sua utilização está principalmente ligada a captação de oradores e mesas de conferência, onde há necessidade de conseguirmos bastante ganho antes da realimentação e também uma boa articulação dos sons captados. A figura 48 ilustra o funcionamento do microfone PCC.

38

Figura 48 – Microfone PCC x PZM

39

Microfones – Parte 3 Eng. Adriano Luiz Spada

Attack do Brasil 21 – Microfone de Lapela

O microfone de lapela (também chamado de Lavalier) não é um tipo específico de microfone, apenas possui um tamanho bastante pequeno para poder ser colocado (preso) na roupa do cantor ou locutor. Uma utilização bastante grande é nos atores em peças de teatro, musicais, etc., onde este é colocado disfarçado em locais estratégicos, como dentro do cabelo, debaixo da roupa, sob o chapéu, etc. Normalmente, em virtude do local de posicionamento (no tórax da pessoa) deste tipo de microfone, o som captado não é o ideal, com isso, torna-se necessário que a resposta de freqüências seja realçada nas altas freqüências. O padrão de diretividade mais utilizado é o omnidirecional, porém encontramos também vários modelos cardióides. A maioria dos microfones de lapela encontrados no mercado atual utiliza o modo de operação condensador a eletreto, pois este permite a construção de microfones pequenos, mas com uma excelente resposta em freqüência.

Quando for utilizar um microfone de lapela fique atento para o seguinte: a resposta em freqüência de muitos microfones lapela possui uma acentuação de altas freqüências, o que pode causar um excesso de brilho, mas que pode ser compensado na equalização. Normalmente como os microfones são feitos para utilização longe da boca possuem um alto ganho, assim se estivermos trabalhando com fontes sonoras de grande volume estes podem saturar e produzir um efeito de som “rachado”. Para isso o jeito é afastar mais o microfone da fonte sonora ou trocar de modelo.

A figura 49 ilustra um modelo de microfone de lapela da fabricante Shure.

Figura 49 – Microfone de Lapela Shure Modelo WL51

22 – Microfone Parabólico

O microfone parabólico não se trata de um padrão polar diferente, mas sim de uma variação do

omnidirecional. Este é utilizado para captação de certas fontes sonoras como sons em estádios de futebol, novelas, empresas de segurança, gravações externas de cinema, etc. Sua composição é feita com um microfone omnidirecional, mais uma parábola, geralmente feita em acrílico e que tem a função de tornar o microfone mais diretivo. Sua finalidade é concentrar no diafragma do microfone as ondas sonoras paralelas ao seu eixo. Este fenômeno depende da proporção entre e freqüência e o diâmetro do refletor, pois nada acontece até que o comprimento de onda seja menor que o dobro do diâmetro da parte externa do refletor. Exemplo: Suponha que um refletor parabólico tenha diâmetro de 17,2 centímetros. Em qual freqüência teremos um ganho de 18dB?

HzsomdoVelocidadef

éondadeocomprimentesteaentecorrespondfreqüênciaAmm

refletordodiâmetrooxquemenorserquetemondadeocomprimentOSolução

1000334.0

344:

344.0172,02.2

:

===

=×=

λ

λ

Portanto, teremos um ganho de +6dB em 2000Hz (2x1000Hz), +12dB em 4000Hz (2x2000Hz) e +18dB em 8000Hz (2x4000Hz), ou seja, a cada oitava aumentamos o ganho em 6dB. A resposta em freqüência possui uma sonoridade muito aguda, mas possui suas aplicações, como gravação de canto de pássaros, espionagem, sons em estádios de futebol, novelas, empresas de segurança, gravações externas de cinema, etc. Ou seja, captações onde a diretividade é um problema bem mais importante do que a resposta em freqüência. Dependendo do modelo podemos encontrar atualmente no mercado microfones parabólicos com alcances de mais de 80 metros com boa resposta, pois estes chegam a

40

ter uma sensibilidade de até 75 vezes maior do que um microfone omnidirecional normal. A figura 50 exemplifica um microfone parabólico.

Figura 50 – Microfone Parabólico

Observe na figura 50 que estes modelos já possuem incluso um fone de ouvido, onde temos o som captado com controle de amplificação. 23 – Microfone Headworn (Fixado à Cabeça)

Este microfone também não é um tipo especial, apenas está configurado em um formato que pode ser fixado à cabeça do vocalista. Permite muita liberdade ao cantor (principalmente em sistemas sem fio), pois as mãos ficam livres para outras funções, em vez de segurar o microfone. Podem ser colocados bem junto à boca, o que possibilita um alto nível sonoro e conseqüentemente menor problema de realimentação. No mercado atual encontramos vários modelos distribuídos entre cardióides dinâmicos, eletretos e condensadores, com padrões polares principalmente dentro da família dos cardióides. A figura 51 exemplifica o microfone do tipo headworn.

Figura 51 – Microfone Headworn

24 – Microfone Binaural Estéreo O microfone binaural estéreo é composto de dois microfones omnidirecionais instalados dentro dos “ouvidos de um manequim”. Este formato de montagem atribui a este tipo de microfone uma diretividade diferente dos microfones convencionais. O motivo se deve a este formato de montagem se aproximar muito da forma de percepção do ouvido humano, e de fato o seu formato lembra a cabeça humana. Quando estamos escutando um programa musical através de um fone de ouvidos de alta qualidade, este nos passa a sensação ilusória de estarmos corretamente dentro do cenário em que está acontecendo o evento acústico, ou seja, a impressão de estarmos posicionados dentro do evento acústico. O microfone binaural estéreo consegue mover o ouvinte dentro da cena da performance original, em contraste com outro

41

espaço (relacionado a técnicas de gravação) onde o evento acústico é movido ao ouvinte. Este modelo em forma de cabeça é também utilizado em muitas aplicações industriais como um dispositivo medidor, por exemplo na área de pesquisa acústica. Quando um sinal de áudio registrado com este microfone é reproduzido através de um fone de ouvidos de alta qualidade o ouvinte percebe uma imagem de som quase idêntica ao som que se poderia escutar na localização em que estava o microfone binaural estéreo durante a gravação (principalmente relacionado à imagem estereofônica). Com o microfone binaural é alcançada uma qualidade superior (percepção de profundidade do espaço distinta), em relação à utilização de microfones estéreos convencionais colocados na mesma posição. Na construção deste microfone é tomado um cuidado especial com materiais e formatos, para preservar sons naturais de todas as espécies. A utilização do microfone binaural estéreo está intimamente ligada a produções criativas de drama de rádio e gravações onde a acústica da sala deve ser registrada ao mesmo tempo. Podemos citar outras aplicações: gravação de concertos ao vivo em ambientes de acústica complexa, gravação de sons da natureza, teatros, debates em mesa redonda, medição de acústica de salas, análise de barulho, inteligibilidade de discurso, instrumentos musicais e outras.

A figura 52 ilustra o microfone binaural modelo KU100 da Neumann (exemplo apenas com objetivo ilustrativo).

Figura 52 – Microfone Binaural Estéreo Modelo KU100 – Neumann

O microfone binaural clássico é em formato de cabeça humana, mas não necessariamente tem que possuir esse formato. Por exemplo, veja o microfone binaural modelo SASS-P da Crown na figura 145, que tem uma barreira acústica em formato bem diferenciado e que alcança o mesmo resultado.

Figura 53 – Microfone Binaural Estéreo Modelo SASS-P MK II – Crown

25 – Comparação dos Fatores de Distância

O fator de distância relaciona a capacidade de rejeição dos sons provenientes fora do eixo (off-axis) entre os diversos tipos de microfone. Como os microfones direcionais têm maior rejeição aos sons

42

provenientes fora do eixo, estes podem ser utilizados em maiores distâncias de uma fonte sonora, sendo que mesmo assim conseguem alcançar o mesmo balanço entre o som direto e o som ambiente. Um microfone omnidirecional soará com muito mais som ambiente do que um microfone unidirecional colocado na mesma distância. A figura 54 apresenta um comparativo de fatores de distância entre os diversos tipos de captação (diretividade).

Figura 54 – Comparativo entre Fatores de Distância

Com a figura 54 queremos demonstrar que um microfone cardióide pode ser utilizado a uma distância 1,7 vezes maior do que um omnidirecional, e assim mesmo irá oferecer uma supressão global de ruído ambiente (ruído aleatório). Já para um microfone com padrão polar supercardióide, poderemos utilizar a uma distância 1,85 vezes maior do que um omnidirecional. E para um microfone hipercardióide a uma distância duas vezes maior do que um omnidirecional. Se considerarmos em termos de decibéis, a rejeição aos sons aleatórios quando utilizados a uma mesma distância é da ordem de 4,8dB para o cardióide, 5,7dB para o supercardióide e 6dB para o hipercardióide. 26 – Comparativo entre Diagramas Polares Na tabela 1 apresentaremos um comparativo geral entre os diversos tipos (mais comuns) de diagramas polares com seus ângulos de cobertura a -3dB e -6dB, ângulos de máxima rejeição, rejeição parte traseira em relação à parte frontal, sensibilidade ao som ambiente, eficiência da energia randômica (som aleatório), fator de distância e equação polar.

A partir desta tabela fica bem mais fácil efetuar comparações entre os vários tipos, e desta forma escolher de forma correta o microfone ideal para cada situação.

43

Tabela 1 – Comparativo entre Diagramas Polares de Microfones

27 – Microfones Sem Fio Microfones sem fio não são uma categoria de microfone, pois estes podem ser qualquer tipo de microfone (omnidirecional, cardióide, lapela, etc.) associado a um transmissor de rádio de pequeno porte. Dessa maneira, podemos ter um microfone sem fio de qualquer categoria, considerando a forma de transdução e diretividade. 27.1- Sem Fio de Mão Este tipo é constituído de uma peça única (formato parecido com um microfone comum ou pouco maior), onde internamente possui um microfone dinâmico ou condensador e com diretividade cardióide, supercardióide ou hipercardióide e mais um transmissor de rádio.

A faixa de freqüência que operam os microfones sem fio está geralmente dentro de 100MHz a 250MHz para os modelos em VHF (Very High Frequency – Freqüência Muito Alta), e de 450MHz a 1GHz para modelos em UHF (Ultra High Frequency – Freqüência Ultra Elevada). A potência destes transmissores é muito baixa, na ordem de 10mW a 100mW. O motivo deve-se ao fato de que estes devem ser compactos, consumirem pouca energia e causarem pouquíssima interferência em outros sistemas externos. A antena pode estar interna ou externa. Quando interna é feita através de uma ou mais bobinas de fio, as quais estão montadas em um compartimento plástico, geralmente na traseira do microfone. Para este caso devemos ficar atentos em não segurar o microfone neste ponto, pois assim estaremos cobrindo a antena e atenuando as ondas de rádio, o que pode provocar falhas e chiados. Já para o caso de antena externa é formada com um fio ou um bastão flexível, normalmente recoberto de borracha, acoplado na traseira do microfone.

A figura 55 ilustra um modelo de microfone sem fio da Shure SM58.

44

Figura 55 – Microfone Sem Fio de Mão Shure Modelo SM58

27.2 – Sem Fio de Corpo (Bodypack) Este modelo possui o formato de uma caixinha, a qual pode ser facilmente colocada num bolso ou presa na cintura, calça, roupa em geral, etc.. Para antena temos um pedaço de fio especial que está dimensionado com tamanho exato para a freqüência de transmissão do mesmo (não pode ser alterado por outro fio qualquer). Para a entrada do microfone há um conector miniatura que além de conectar o microfone ao transmissor também possui a tensão contínua necessária para o funcionamento do microfone eletreto. A figura 56 exemplifica um microfone sem fio de corpo.

Figura 56 – Microfone Sem Fio de Corpo Sennheiser Modelo EW552

27.3- Antenas A maioria dos usuários pode não levar em consideração o posicionamento das antenas, mas este é o passo mais importante na utilização do microfone sem fio. Uma boa recepção para os sinais transmitidos dos microfones de corpo é alcançada quando as antenas de recepção estiverem paralelas à antena de transmissão. Dessa forma, se as antenas de recepção forem colocadas na posição vertical estarão sempre paralelas a de transmissão, pois mesmo que a antena de transmissão gire, permanecerá paralela às antenas de recepção.

Para microfones de mão na sua maioria possuem antena interna e tipo circular, ou seja, uma antena que possui bobinas perpendiculares entre si, assim sempre uma das bobinas estará paralela (polarizada) à antena de recepção, geralmente na vertical.

Observe a figura 56 para melhor entender o posicionamento das antenas. Utilizar sempre na vertical. 27.4- Nível de Rádio-Freqüência (RF) A indicação deste nível serve exatamente para avaliarmos a qualidade de recepção do sinal. Quando esta leitura estiver baixa devemos posicionar novamente as antenas do receptor, tirar obstáculos do caminho ou aproximar mais transmissor e receptor. Lembre que baterias fracas também podem provocar redução no nível de RF.

45

27.5- Nível de Áudio A indicação deste nível mostra a quantidade de modulação de áudio. Quando este sinal está baixo podem ocorrer vários tipos de interferência. Quando está muito alto gera distorção do sinal de áudio. O nível do sinal de áudio está muito relacionado com o posicionamento do microfone, principalmente o microfone de lapela. Para ajuste do nível, deve-se falar em nível normal (condições normais de uso) e medir o nível de áudio (AF) no receptor. Neste momento é que ajustamos o potenciômetro que existe no transmissor para um nível correto. Esse nível deve girar em torno de pouco menos de 0dB. 27.6- Diversidade O sistema “diversity” caracteriza-se por possuir duas antenas que são na verdade dois receptores, cada um com sua própria antena. Como as ondas de rádio podem sofrer cancelamentos causados por reflexões (igual às ondas de áudio), e dessa forma gerar pontos com ausência de sinal de rádio (“ponto morto”), esse sistema garante que sempre uma das antenas estará em uma boa posição de recepção. O motivo se deve ao fato de que o comprimento de onda é bastante pequeno, e então a poucos centímetros de um ponto morto podemos já ter a presença de bom nível de sinal de rádio.

O circuito eletrônico do receptor é o responsável pela verificação de qual antena está recebendo melhor nível de sinal e efetuar o chaveamento desta antena. 27.7- Batimentos O “batimento” pode ser definido como as variações periódicas resultantes da superposição de ondas de freqüência diferentes. No caso de microfones sem fio este pode acontecer sempre que utilizarmos quatro ou mais sistemas em um mesmo local e claro ao mesmo tempo. Em termos de freqüência o batimento se caracteriza por gerar freqüências adulteradas iguais à soma e à diferença entre as freqüências já existentes, ou seja, se tivermos um sistema com três freqüências denominadas de f1, f2 e f3 teremos o surgimento de três novas freqüências iguais a (f1 + f2 – f3), (f1 + f3 – f2) e (f2 + f3 – f1). Estas freqüências de batimento estão dentro da mesma faixa que as originais, dessa forma se introduzirmos um quarto sistema no local com a freqüência igual a um dos batimentos teremos forte interferência ocasionando o mau funcionamento do sistema. Vamos ver um exemplo prático: Suponha que temos três sistemas de freqüência de transmissão iguais a 850,3MHz, 850,5MHz e 850,8MHz respectivamente. Em quais freqüências serão gerados os batimentos?

MHzfffBatimento

MHzfffBatimento

MHzfffBatimento

MHzfMHzfMHzfSolução

8513,8508,8505,8503

6,8505,8508,8503,8502

8508,8505,8503,8501

8,850;5,850;3,850:

132

231

321

321

=−+=−+=

=−+=−+=

=−+=−+=

===

Portanto, se for utilizado um quarto sistema com freqüência igual a uma das freqüências geradas pelos

batimentos, por exemplo, 850.6MHz teremos grandes problemas de interferências. Uma observação bastante importante é que quanto maior o número de sistemas operando simultaneamente maior o problema. Atualmente o suporte técnico por parte das empresas fabricantes de sistemas sem fio é muito bom, pois já oferecem tabelas e softwares para avaliação de compatibilidades de freqüências.

A função “Scan” (explorar-analisar) ou alguma similar já está inclusa em sistemas mais sofisticados, sendo que esta função faz uma análise do espectro da banda de operação e identifica as freqüências com risco potencial de interferência. 28- Microfones Digitais Microfones digitais também não constituem uma categoria de microfone, são apenas tipos comuns, porém, com um conversor analógico/digital incluso internamente. As vantagens mais marcantes são: a conexão direta com consoles e sistemas digitais, não havendo a necessidade de pré-amplificadores e conversores externos e a imunidade a ruídos captados pela fiação, os quais são muito comuns em sistemas analógicos.

46

Normalmente este tipo de microfone utiliza o padrão de transferência de áudio digital AES/EBU (Audio Engineering Society/European Broadcasting Union - Sociedade de Engenharia de Áudio/União Européia de Radiofusão), que utiliza um conector 3 pinos XLR, onde um cabo carrega o sinal de áudio do canal esquerdo e canal direito até o dispositivo receptor. AES/EBU é uma alternativa como o padrão S/PDIF(Sony/Philips Interface Digital – Interface Digital Sony/Philips) que é um formato de arquivo típico de transferência áudio. O conector normalmente utilizado no padrão S/PDIF é o RCA, mas também pode ser encontrado às vezes um conector óptico. A figura 57 ilustra o microfone digital Solution D da Neumann.

Figura 57 – Microfone Digital Solution D da Neumann

47

Microfones – Parte 4 Compilado por: Eng. Adriano Luiz Spada

Attack do Brasil

29 – Técnicas de Microfonação A seleção e colocação de microfones pode ter uma influência maior na captação do som de um instrumento ou em uma gravação acústica. Esta visão é muito comum e gravações em que a música é executada por um músico hábil com um instrumento de boa qualidade, pois desta forma pode ser enviada diretamente ao gravador sem nenhuma ou pequena modificação. Em certos casos uma simples aproximação do microfone à fonte sonora (instrumento) pode soar melhor do que um instrumento que tenha sido gravado e depois modificado seu som por um enorme processamento de sinal.

Colocaremos agora alguns exemplos de aplicação, técnicas para escolher um melhor balanço tonal natural, técnicas para rejeitar sons indesejados e técnicas para criação de efeitos especiais. Lembrando que esta parte foi totalmente baseada em artigos e documentos colocados à disposição pelas empresas fabricantes de microfones e artigos gerais sobre o assunto, conforme as referências bibliográficas especificadas no final do artigo.

Primeiramente apresentamos algumas idéias mais básicas que devem sempre estar em mente quando vai ser captada alguma fonte sonora.

• Use sempre um microfone com uma resposta de freqüência que esteja ajustada a variação de freqüências do som gerado pela fonte sonora. Se possível, utilize um filtro cortando freqüências acima e abaixo das mais altas e mais baixas freqüências emitidas pela fonte sonora;

• Coloque o microfone em várias distâncias e posições até conseguir o balanço tonal desejado e a quantidade de ambiência de sala desejada. Para isso monitore o som através do monitor de referência. Caso você ainda não consiga obter o som desejado tente melhorar o som do instrumento, por exemplo: tente trocar as cordas, pois cordas novas soarão bem diferentes, verifique a afinação dos tambores, etc;

• Freqüentemente você encontrará ambientes com uma acústica bastante pobre ou com picos de sons indesejados. Nestes casos, deve-se utilizar um microfone com diagrama polar mais direcional focalizando a parte de som mais alta fornecida pelo instrumento. Também se deve tentar outros modelos de microfone, colocação e isolação do instrumento, para desta forma minimizar os sons indesejáveis, acentuar os sons direcionais desejados e também a acústica do ambiente;

• Tente fazer sempre a fonte de som (instrumento, voz ou amplificador) soar bem acusticamente (“viva”), antes de captá-la;

• Para determinar uma boa posição para o microfone pode-se tapar um ouvido com um dos dedos. Escute a fonte sonora com o outro ouvido e mova-se em várias direções até encontrar a melhor posição, onde o som soa melhor. Neste ponto é que deve ser colocado o microfone, cuide apenas que este processo pode não ser bem sucedido para posicionamentos extremamente próximos de fontes sonoras altas;

• Quanto mais próximo estiver o microfone da fonte sonora e quanto mais alta for a fonte sonora em relação à reverberação e ruído ambiente, maior será o ganho do potencial acústico. Assim o sistema poderá produzir mais nível antes de ocorrer realimentação, pois cada vez que diminuirmos a distância entre o microfone e a fonte sonora pela metade, aumentaremos 6dB de pressão sonora incidente no microfone (Lei do Inverso Quadrado);

• Atente-se sempre para o efeito de proximidade quando utilizando microfones direcionais. Caso seja necessário utilize um filtro para eliminar as baixas freqüências;

• Lembre-se que toda vez que for dobrado o número de microfones o ganho acústico potencial do sistema decresce em 3dB (em potência acústica significa cair pela metade);

• Na utilização de múltiplos microfones deve ser mantida a regra 3 para 1; • Utilize sempre o menor número de microfones possível para obter um bom som.

Na grande verdade está extremamente incluso nas técnicas de gravação e captação o gosto pessoal

de cada um. A escolha do microfone, bem como sua colocação deve ser feita de modo que seja obtido o som desejado, para isso experimente vários tipos de microfone e vários posicionamentos. Entretanto, o som desejado pode freqüentemente ser alcançado bem mais rapidamente se forem compreendidas as características básicas dos microfones, propriedades de radiação de som dos instrumentos musicais e a acústica básica das salas (ambiência).

29.1- Captação de Vocais Para gravação ou captação de fontes vocais individuais podem ser utilizados microfones com vários padrões polares. Vamos considerar a captação de um grupo coral ou conjunto vocal. Se todos os vocalistas circulam um microfone omnidirecional, este pode permitir aos vocalistas bem treinados desempenharem uma

48

mistura de vozes por mudança de níveis e timbres. Para esta mesma aplicação dois microfones cardióides colocados um de costas para o outro também poderiam ser utilizados obtendo-se o mesmo resultado. Quando captando um vocalista individual o microfone omnidirecional também pode ser utilizado. Se o vocalista estiver em um ambiente com reverberação e ambiência que contribuam para o efeito desejado, o microfone omnidirecional irá capturar a ambiência assim como a o som direto da voz do vocalista. O balanço entre o som direto da voz e o som produzido pelas reflexões do ambiente pode ser ajustado pela distância entre o vocalista e o microfone, pois quanto mais próximo estiver o vocalista do microfone, mais som direto estará sendo captado. Na atualidade em sistemas de gravação vocal, a quase que uma padronização em se capturar a voz sozinha. Desta maneira, ocorre a necessidade de isolação e um microfone omnidirecional. A isolação normalmente é obtida através de métodos de redução de som refletido no ambiente (placas de espuma especial absorvente, materiais silenciadores, etc.).

Usualmente o microfone deve estar apontado para algum lugar entre o nariz e a boca, para desta forma obter o som mais completo da voz. Mesmo que o microfone normalmente esteja apontado diretamente em frente da boca do cantor, uma ligeira colocação do microfone um pouco fora do eixo, pode ajudar muito a evitar sons explosivos de respiração, os quais destroem sons com consoantes, como: “p”, “b”, “d” ou “t”. A colocação do microfone até mesmo totalmente fora do eixo ou utilização de um filtro antipop (acessório para diminuir o efeito da respiração) podem ser necessários para eliminação do problema. Enquanto muitos vocais são gravados profissionalmente com uma isolação e um microfone condensador cardióide, outros métodos também são utilizados. Por exemplo, cantores de uma banda de rock podem não se sentir bem com a isolação descrita anteriormente, desta forma pode ser utilizado um monitor de referência, o que faz com que eles forcem mais suas vozes para que possam se escutar. Esta situação é muito difícil de recriar quando se utiliza fone de ouvido, ou seja, recriar uma situação como se fosse dentro de um palco em um show.

Para a captação ou gravação de conjuntos vocais (ou corais) o microfone do tipo condensador é o mais freqüentemente utilizado, pois eles são geralmente mais capazes de responder a uma grande extensão de freqüências. A diretividade mais apropriada para este caso é um microfone direcional (unidirecional), usualmente um cardióide. Um supercardióide ou hipercardióide pode ser utilizado para alcançar uma maior rejeição de som ambiente. Nestes casos a saída balanceada de baixa impedância e a sensibilidade do microfone a condensador é bastante desejada, por causa da grande distância entre a fonte sonora e o microfone (evitar ruídos e interferências).

Na aplicação de microfonação de corais entramos dentro da categoria conhecida como área de cobertura, pois em vez de utilizarmos um microfone para cada fonte de som, o microfone recebe sons de múltiplas fontes simultaneamente. Obviamente isto pode introduzir efeitos de interferência, mas com a utilização de princípios básicos (como a regra 3 para 1) certamente podemos reduzir estes efeitos. Quando utilizarmos um único microfone para captação de um coral, a sugestão é colocá-lo na posição situada em 0,6 a 1 metro acima da cabeça da fila mais alta (última fila) e 0,6 a 1 na frente da fila mais baixa (primeira fila), centrá-lo no meio do coral e apontar seu eixo para a última fila. Nesta configuração um microfone cardióide pode cobrir de 15 a 20 vozes, se estas estiverem arranjadas de forma retangular. A figura 58 exemplifica a colocação de um único microfone para captação coral.

Figura 58 – Posição para Captação Coral com um Microfone

A regra 3 para 1 diz que quando utilizarmos múltiplos microfones, à distância entre os microfones

deverá ser no mínimo três vezes a distância existente entre cada microfone e a fonte sonora que este está captando. A figura 59 ilustra a regra 3 para 1.

49

Figura 59 – Regra 3 para 1

Para captação de corais com formatos maiores, torna-se necessário à utilização de mais do que um

microfone. Se for utilizado um cardióide, lembre-se que o ângulo de cobertura é de aproximadamente 131º, pois esta informação é fundamental para o bom posicionamento dos microfones. Para colocação de múltiplos microfones na frente do coral você deve observar sempre as seguintes regras:

• utilize sempre a idéia da regra de 3 para 1; • evite ao máximo escolher a mesma fonte de som com o mesmo microfone, pois caso ambos os

microfones captarem a mesma fonte mas com atraso de tempo entre eles, provocarão cancelamento do sinal produzido pela fonte quando este for somado no mixer;

• utilize sempre o menor número de microfones possível.

Quando forem utilizados múltiplos microfones a idéia é dividir o coral em várias seções que podem ser cobertas por um único microfone. Caso haja divisões físicas entre o coral (corredores ou caixas), utilize essas divisões para definir as seções. Para corais onde estão divididos segundo série vocal (sopranos, altos, tenores e baixos) utilize estas divisões para separar as seções. Se o coral possuir mais do que seis ou oito filas de fundo, também pode ser dividido em duas seções verticais de várias filas, apontando o microfone em ângulo dentro de cada seção.

A figura 60 exemplifica a colocação de múltiplos microfones para captação de um coral, observe a utilização da regra 3 para 1.

Figura 60 – Captação com Múltiplos Microfones

A redução de realimentações e picos de sons indesejados pode ser obtida com os seguintes passos:

• coloque o microfone na posição que possa captar ao máximo a fonte de som desejada; • coloque o microfone longe de fontes sonoras indesejadas, como alto-falantes e outros instrumentos; • aponte sempre o microfone direcional (unidirecional) na direção da fonte sonora desejada, dentro do

eixo do microfone (on-axis); • procure apontar o ângulo de menor sensibilidade (máxima rejeição) do microfone para a fonte sonora

indesejada (180º para um cardióide, 126º para um supercardióide e 110º para um hipercardióide); • use o menor número de microfones possível.

50

Para redução de ruído de manuseio e batidas de pedestal algumas dicas possuem extrema importância. Dentre elas podemos citar:

• use acessórios de montagem para evitar choques; • use um microfone omnidirecional; • use um microfone direcional projetado internamente de forma especial, com montagem para redução

de choques.

Para redução de estouros provocados por sons de respiração explosivos como os provocados pelas letras “p”, “b” e “t”:

• coloque o microfone mais perto ou mais distante do que três polegadas da boca do cantor (porque com três polegadas, normalmente a sonoridade captada é pior);

• coloque o microfone fora do caminho principal do estouro (“pop”), (acima, abaixo ou ao lado da boca); • utilize um microfone omnidirecional; • utilize microfone com filtros de estouros (“pops”). Este filtro pode ser do tipo que cobre a cabeça do

microfone ou externamente de espuma em forma de grade. Citamos agora algumas dicas específicas:

A) Para Voz Principal • microfone tocando os lábios ou a poucas polegadas de distância (segurado nas mãos ou montado em

pedestal), possui um balanço tonal tipo profundo e robusto (a menos que seja utilizado um microfone omnidirecional). Esta colocação minimiza realimentações e escapes;

• se desejar o som mais natural utilize filtro que corte as baixas freqüências, (“Roll Off Bass” – decrescimento das freqüências baixas a partir de uma determinada freqüência). B) Para Backing Vocals (vocais de apoio ou reforço)

• utilize um microfone por vocalista; • microfone tocando os lábios ou a poucas polegadas de distância (segurado nas mãos ou montado em

pedestal), possui um balanço tonal tipo profundo e robusto (a menos que seja utilizado um microfone omnidirecional). Esta colocação minimiza realimentações e escapes. Também possibilita ao engenheiro de som controlar o balanço entre as vozes;

• se desejar o som mais natural utilize filtro que corte as baixas freqüências, (“Roll Off Bass”), quando estiver utilizando microfone cardióide.

C) Grupos Corais

• 0,3 a 1 metro acima e 0,6 a 1,2 metro na frente da primeira fila do coral (ver figura 150), apontando para fila do meio ou na direção da boca do vocalista da última fila (se for muitas filas dividir em seções), aproximadamente um microfone para quinze a vinte pessoas. Esta colocação possibilita uma extensão cheia com boa mistura entre os cantores. Para isso utilize microfone direcional com resposta plana, tentando usar o menor número de microfones possível para não sobrepor áreas com mais de um microfone.

Estas dicas servem de guia inicial para criação de bons sistemas de captação com um menor índice de

problemas ou dificuldades, mas lembre-se que sempre você deve experimentar e escutar quantas vezes for necessário, pois é dessa forma que você encontrará o som que deseja. Utilize os conceitos e dicas como uma ferramenta de partida.

Observações importantes: A) A captação de uma mesma fonte sonora (voz, por exemplo) por dois microfones, porém um mais

afastado da fonte em relação ao outro (som atrasado em um deles) pode provocar cancelamentos (comb filtering), alterando a resposta de freqüência. A figura 61 exemplifica o problema causado por esta configuração não indicada de captação.

51

Figura 61 – Combinação de Microfones na Captação

B) Quando ocorre uma microfonia a primeira coisa que normalmente se faz é colocar a mão na frente da cápsula do microfone (cobrindo o microfone). Com isso criamos um guia de ondas adicional, o qual altera a diretividade (diagrama polar) e também cria uma cavidade ressonante, fazendo com que o problema piore ainda mais. O melhor que se tem a fazer nesta hora é baixar o nível no mixer ou nos afastarmos da caixa de som que está realimentando no microfone. Quando fechamos a parte de baixo de um microfone direcional (em 180º), tendemos a torná-lo um microfone omnidirecional, e conseqüentemente reduzindo a capacidade de rejeição dos sons vindos da parte traseira. A figura 62 ilustra as duas formas erradas de utilização dos microfones.

Figura 62 – Guia de Ondas Adicional

C) A adição de múltiplos microfones vai reduzindo o ganho permitido no sistema como já falamos anteriormente. Cada vez que dobrarmos a quantidade de microfones abertos (captando) em um dado nível de ganho, sendo todos iguais e com a mesma equalização, reduzimos em 3dB o ganho do sistema antes de ocorrer realimentação. A figura 63 exemplifica o que ocorre quando adicionamos múltiplos microfones.

52

Figura 63 – Múltiplos Microfones x Redução de Ganho no Sistema

29.2- Captação de Instrumentos de Cordas Nesta categoria incluem-se vários instrumentos, citaremos algumas dicas relacionadas aos principais instrumentos de cordas. Estes se caracterizam pela suavidade e pelo timbre muito rico em harmônicos, assim para uma boa captação e reprodução destes instrumentos deve-se utilizar sempre microfones macios e de muito boa resposta em freqüência, normalmente os microfones capacitivos. A) Violões (Acoustic Guitar - Guitarra Acústica) Na gravação de um violão tente colocar um microfone três a seis polegadas por fora, diretamente em frente do buraco de saída do som, e coloque outro microfone do mesmo tipo a aproximadamente 1,2 metros do violão. Este formato lhe permitirá obter o som do instrumento e também um elemento de ambiente da sala. Procure gravar ambos os microfones sem efeitos ou equalizações (flat), cada um em sua própria pista. Estes dois sons captados soarão completamente diferentes, mas na mixagem dos mesmos (som aberto e ambiência) pode-se alcançar um som bastante interessante, com qualidades iguais às que você desejava. Esta técnica pode ser experimentada para qualquer instrumento acústico. Tente posicionar o microfone em várias posições escutando sempre a mudança de timbre ocorrida em cada posição. A figura 64 exemplifica alguns pontos de posicionamento de microfone para captação de violões.

53

Figura 64 – Captação de Violão

Para as posições marcadas na figura 64 temos a tabela a seguir: Tabela 2- Posições Captação de Violão (acoustic guitar)

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Posição 1 8 polegadas do buraco de saída do som

Som profundo Boa colocação inicial quando o vazamento é um problema. Utilizar o filtro Roll Off de graves para obter um som mais natural (mais para a utilização de um microfone unidirecional do que um omnidirecional)

Posição 2 3 polegadas do buraco de saída do som

Som muito profundo, valorizado e cheio.

Muito boa isolação. Necessidade de filtro Roll Off para obtenção de som natural.

Posição 3 4 a 8 polegadas da ponte do violão

Som de madeira, quente, melodioso, meio profundo e falta de detalhes.

Redução de picos de som e ruídos provocados pelas cordas.

Posição 4 6 polegadas sobre o lado e acima da ponte do violão

Som natural, bem balanceado e ligeiramente brilhoso.

Maior redução de picos de som ambiente e vazamentos do que a um metro do buraco de saída do som.

Microfone miniatura preso no lado de fora do buraco de saída do som

Som natural e bem balanceado.

Boa isolação e permite liberdade de movimentação.

Microfone miniatura preso no lado de dentro do buraco de saída do som

Som profundo e menor ruído de cordas.

Redução de vazamento. Teste várias posições para encontrar o lugar mais suave para cada violão.

54

B) Banjo Tabela 3- Posições Captação de Banjo

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

3 polegadas do centro da cabeça

Som profundo e com pancada.

Limita vazamento. Necessidade de filtro Roll Off para obtenção de som natural.

3 polegadas da extremidade da cabeça

Som brilhoso. Limita vazamento.

Microfone miniatura preso na borda apontado para a ponte

Som natural Limita vazamento. Permite liberdade de movimentação.

C) Violino (Fiddle) Tabela 4- Posições Captação de Violino

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Poucas polegadas do lado

Som natural. Esta colocação produz um som bem balanceado.

D) Violoncelo (Cello) Tabela 5- Posições Captação de Violoncelo

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

30 cm da ponte Som bem definido. Esta colocação produz um som bem balanceado mas com pouca isolação.

E) Para todos os Instrumentos de Corda (Strings) Tabela 6- Posições Captação de Instrumentos de Corda

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Microfone miniatura fixado entre as cordas e a ponte

Som brilhoso. Esta colocação minimiza realimentação e vazamento. Permite também liberdade de movimentação.

F) Baixo Acústico (Baixo Vertical) Tabela 7- Posições Captação de Baixo Acústico

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

6 a 12 polegadas em frente à saída de som e acima da ponte

Som bem definido. Esta posição produz um som com características bem naturais.

Poucas polegadas do buraco de saída do som

Som bem cheio. O filtro Roll Off deve ser utilizado se o som estiver muito estrondoso.

Embrulhado em uma espuma colocada atrás da ponte

Som cheio e “apertado”.

Esta posição minimiza realimentações e vazamentos.

G) Piano Acústico Na figura 65 apresentamos um piano acústico com as posições de microfonação.

55

Figura 65 – Captação de Piano Acústico

Tabela 8- Posições Captação Piano Acústico

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Posição 1 12 polegadas acima do meio das cordas, 8 polegadas horizontalmente dos martelos com a tampa toda aberta

Som natural e bem balanceado.

Nesta posição temos menor índice de captação de picos de som ambiente e vazamentos, do que a uma distância de aproximadamente 90 cm na frente do lado de fora. Se movermos o microfone para mais longe dos martelos, reduzimos o ataque e também os ruídos mecânicos. Boa colocação para a técnica de captação coincidente estéreo.

Posição 2 8 polegadas acima das cordas agudas

Som natural, bem balanceado e ligeiramente brilhoso.

Para captação estéreo deve-se colocar um microfone acima das cordas graves e um microfone acima das cordas agudas. O somatório destes dois microfones pode produzir cancelamentos se a gravação ou mixagem final for mono.

Posição 3 Apontando para as saídas de som

Som bastante magro, sombrio e duro.

Esta posição possui muito boa isolação. Às vezes pode ser uma boa opção para música do estilo rock. Normalmente se deve dar ganho nas freqüências de médio graves e agudos para obtenção de um som mais natural.

Posição 4 6 polegadas acima das cordas médias, 8 polegadas dos martelos com a tampa pouco aberta

Som estrondoso, confuso, carregado e com falta de ataque.

Ocorre uma melhor isolação. Filtro Roll Off de graves e um ganho de agudos são normalmente requeridos para obtenção de som mais natural.

Posição 5 Próximo ao lado de baixo e no centro da tampa aberta

Som profundo e cheio.

Esta colocação é bastante moderada.

Posição 6 Debaixo do piano

Som profundo, carregado e cheio.

Esta colocação também é bastante moderada.

56

apontando para cima Posição 7 Microfone de superfície montado no lado de baixo da tampa, acima das cordas menores, horizontalmente. Perto dos martelos para som com mais brilho e longe para suavidade.

Som brilhoso e bem balanceado.

Nesta posição temos excelente isolação. Deve-se testar várias alturas de abertura da tampa e também outras posições de colocação do microfone para alcançar o som desejado.

Posição 8 Dois microfones de superfície montados a dois terços do centro em cada extremidade do teclado, com tampa fechada.

Som brilhoso, bem balanceado e com ataque bastante forte.

Nesta posição também temos excelente isolação. Quando posicionamos os microfones mais para as extremidades podemos diminuir o excesso de som produzido pela região central.

Posição 9 Microfone de superfície montado verticalmente no lado de dentro da armação, na beira ou próximo à região mais curvada do piano.

Som cheio e natural.

Também fornece muito boa isolação. Minimiza ruído dos martelos e abafadores. Esta posição é fortalecida quando usada em conjunto com dois microfones de superfície montados na tampa fechada.

H) Piano Vertical Na figura 66 apresentamos um piano vertical com as posições de microfonação.

Figura 66 – Captação de Piano Vertical

Tabela 9- Posições Captação Piano Vertical

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Posição 1 Acima da parte aberta mas nas cordas agudas

Som natural mas com falta de grave profundo. Capta picos fortes de ataque dos

Esta colocação é muito importante trazendo bons resultados quando for utilizado apenas um microfone para captação.

57

martelos. Posição 2 Acima da parte aberta mas nas cordas graves

Som ligeiramente cheio e “gordo”. Capta picos fortes de ataque dos martelos.

Deve-se utilizar microfone nas cordas graves e nas cordas agudas para captação estéreo.

Posição 3 No topo do lado de dentro perto das cordas agudas e graves

Som natural captando picos fortes de ataque dos martelos.

Esta posição minimiza as realimentações e vazamentos. Use sempre dois microfones para captação estéreo.

Posição 4 8 polegadas do lado das cordas graves

Som cheio, mas sem captar picos fortes de ataque dos martelos.

Use esta colocação para captação estéreo.

Posição 5 8 polegadas do lado das cordas agudas

Som magro e comprimido, mas sem captar picos fortes de ataque dos martelos.

Utilize esta colocação com o precedente de captar em estéreo.

Posição 6 Apontando para frente dos martelos, longe várias polegadas (retirar painel frontal)

Som brilhoso, mas captando picos fortes de ataque dos martelos.

Deve-se utilizar microfone nas cordas graves e nas cordas agudas para captação estéreo.

29.3- Captação de Instrumentos de Sopro de Madeira A) Flauta A energia sonora produzida pela flauta é projetada pela embocadura e pelo primeiro buraco aberto pelos dedos. Para uma boa captação deve-se posicionar o microfone quanto mais perto possível do instrumento, porém quanto mais perto mais ruído de respiração será captado. Para minimizar este problema se deve utilizar as telas anti-sopro (“antipop”). Tabela 10- Posições Captação Flauta

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

A poucas polegadas da área entre a boca e o primeiro buraco segurado pelo dedo

Som natural e com sopros.

Filtro antiestouros (antipop) poderá ser necessário neste posicionamento.

Poucas polegadas atrás da cabeça do instrumentista. Apontado para os buracos segurados pelos dedos.

Som natural. Esta posição reduz muito ruído da respiração.

B) Oboé, Bassoon, Clarinete, etc. Tabela 11- Posições Captação Oboé, Bassoon (fagote), Clarinete, etc.

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Aproximadamente 90cm do buraco de saída do som

Som natural. Fornece um som bem balanceado.

A poucas Som brilhoso. Minimiza realimentação e vazamento.

58

polegadas da sineta

C) Harmônica Tabela 12- Posições Captação Harmônica

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Muito perto do instrumento

Som cheio e brilhoso.

Minimiza realimentação e vazamento. Para este instrumento o microfone pode ser segurado pelas próprias mãos do instrumentista.

D) Acordeon Tabela 13- Posições Captação Acordeon

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

30 a 60 centímetros, centrado na frente do instrumento

Som natural e em toda a extensão.

Deve ser utilizado dois microfones para captação estéreo, um na parte aguda e outra na parte grave do teclado. Também deve ser utilizado um microfone para captação dos baixos.

Microfone miniatura montado internamente

Som com ênfase na região de médios.

Esta colocação minimiza vazamento e permite livre movimentação do instrumentista.

Para o acordeon, normalmente a captação com microfones posicionados internamente produz um som

não muito agradável. Uma boa posição é colocar dois microfones pequenos externamente presos no próprio instrumento, um na parte mais grave do teclado e outro na parte mais aguda. Um terceiro microfone também com mesmo formato posicionado para captação da parte dos baixos, também preso ao próprio instrumento. Esta maneira tem sido utilizada pela grande maioria trazendo ótimos resultados. 29.4- Captação de Instrumentos de Sopro Metais A) Trumpete, Trombone, Tuba e Trompa Estes são instrumentos de sopro que possuem as características de som mais agressivo e metálico, e também mais forte. Para o posicionamento podemos utilizar a idéia de naipes (grupos de instrumentos) ou individualmente. O tipo de microfone que mais se adapta a estes instrumentos é o dinâmico cardióide. Tabela 14- Posições Captação Trumpete, Trombone, Tuba, Trompa

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

30 a 60 centímetros na frente da boca em forma de sino

Dentro do eixo da boca em forma de sino som brilhoso. No lado som natural ou mais suave.

Esta posição minimiza realimentação e vazamento. Posicionamento mais distante fornece um som mais cheio ou mais “dramático”.

Microfone miniatura montado na boca

Som brilhoso. Esta posição fornece a máxima isolação.

A posição na frente da boca (sino) é o lugar onde temos a maior captação, pois cerca de 90% do som sai por esta parte do instrumento. B) Saxofone A colocação de microfone no meio do instrumento, perto dos buracos dos dedos pode ser uma opção, mas fundamentalmente captará muito barulho (ruído dos dedos nas teclas). Para o caso do saxofone “soprano” deve-se considerar em separado dos demais, pois este não possui a curva para cima como os demais. Logo se o microfone for colocado no meio do instrumento não captará simultaneamente o som da saída principal (sino) e dos buracos. O saxofone possui características parecidas com a voz humana, por isso microfones com curva de resposta designada à captação de voz podem ser uma boa opção na captação de saxofone. Observe o posicionamento apresentado na figura 67, o qual pode ser uma muito boa opção de captação.

59

Figura 67 – Captação Saxofone

Tabela 15- Posições Captação Saxofone

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Poucas polegadas, e apontado para a campânula (boca em forma de sino)

Som brilhoso. Minimiza realimentação e vazamento.

Poucas polegadas, e apontado para os buracos

Som “quente” e cheio.

Captação de barulho provocado pelos dedos.

Poucas polegadas acima da campânula e apontado para os buracos

Som bem natural. Muito boa técnica para gravação.

Microfone miniatura preso na campânula

Som brilhoso e com “pancada”.

Proporciona a máxima isolação do som frontal vindo de cima.

Dentro da família dos saxofones podemos encontrar saxofone soprano (o mais agudo e com formato diferente como já salientamos), saxofone alto, saxofone tenor, saxofone barítono e em bem menor escala saxofone baixo. Normalmente a gravação em grupos ou conjuntos (ensemble) atinge maior peso, em virtude da soma dos harmônicos produzidos por todos os instrumentos, assim pode-se ter um resultado bem melhor gravando-se junto, do que um a um individualmente. 29.5- Captação de Instrumentos Percussivos e Tambores Para os instrumentos percussivos e tambores devemos ter em mente algumas idéias básicas sobre estes instrumentos. Primeiramente devemos lembrar que um tambor pode produzir um nível de pressão sonora (SPL) muito alto, por conseguinte, o microfone deve ser capaz de controlar estes altos níveis. Para esta função temos os microfones dinâmicos (duros ou macios), e também alguns microfones a condensador já projetados especialmente para captação de sons percussivos. Para estas condições o microfone deve ser capaz de suportar no mínimo 130dB, isso para um tambor fechado.

Outro aspecto muito importante é a direcionalidade, pois a idéia é captar cada peça com seu próprio som (timbre), mas como as peças ficam bem próximas e produzem alto nível as interferências podem acontecer. Com isso, devemos escolher microfones que rejeitem certos ângulos, os quais se posicionados corretamente minimizarão os problemas de cancelamento de fase e vazamento. Outro fator que pode causar problemas é o efeito proximidade, o qual é causado pelo microfone unidirecional. O excesso de graves causado por este efeito pode ser eliminado com um filtro Roll Off no microfone ou no mixer. Caso seja desejado um aumento de baixas freqüências este efeito pode ser utilizado como benefício.

60

A) Bateria Para este instrumento que é composto por várias peças com diferentes características em cada uma apresentaremos apenas algumas técnicas básicas individuais de posicionamento. A figura 68 ilustra o posicionamento de microfones mais utilizado para uma bateria convencional.

Figura 68 – Captação Bateria

1- Kick Drum (bumbo ou pedal): Este é o tambor mais grave de uma bateria convencional. Para a maioria dos estilos musicais a função deste tambor é fornecer picos transientes de baixa freqüência que ajudam a estabelecer o padrão rítmico para a música. A energia produzida por este tambor é focada em duas áreas principais: timbre de freqüências muito baixas e forte ataque. O ataque tende a estar na região de 2,5kHz a 5kHz, mesmo que isso varie de tambor para tambor (marca, modelo, tamanho, etc.). Para captação deste tambor necessitamos de um microfone que possa suportar alta pressão sonora (cuidar microfones que saturem facilmente) e que tenha boa resposta de baixas freqüências (principalmente diafragma grande), se possível que tenha um aumento de sensibilidade na região de ataque (claro que isto também pode ser facilmente alcançado com um equalizador). O posicionamento para o microfone do bumbo normalmente é na frente pelo lado de fora (em menor escala) ou internamente, para desta forma obter-se o máximo nível de graves. Atualmente outro tipo de microfone vem sendo utilizado com bastante sucesso para captação de bumbo, é o caso do microfone cardióide de superfície Shure SM91, Beta91 e outros. Observe a posição “A” na figura 68 apenas como sugestão, pois dentro do bumbo devem ser testadas várias posições até alcançar o som desejado, apenas lembre que aproximando o microfone da pele este produzirá mais ataque (kick). 2- Snare Drum (caixa): Este tambor possui o som mais “penetrante” dentro da bateria e normalmente define a marcação do tempo da música. Possui transientes extremos e muito pouca ou nenhuma sustentação (sustain). A energia de maior ataque encontra-se na região de 4kHz a 6kHz. Na maioria dos casos é utilizada a microfonação na parte de cima próximo da borda, com um microfone cardióide ou supercardióide. Para certas aplicações utiliza-se um microfone captando a parte inferior, desta forma temos a possibilidade de um controle maior do nível de esteira. Porém atente-se para o seguinte detalhe: o microfone que está captando a parte inferior receberá o som com fase invertida em relação ao microfone de cima, portanto este deve ter sua fase invertida também para que na mixagem não ocorra cancelamento. Esta inversão pode ser feita no próprio cabo ou nas consoles maiores que possuem este recurso no canal. Quando utilizado os dois microfones caso seja desejável mais presença de esteira deve ser realçado o microfone de baixo, caso a opção seja mais ataque de baqueta basta realçar o microfone de cima. O posicionamento mais comum do microfone da caixa é exibido na figura 160, observe a posição “B”. 3- Hi-Hats (“chimbal”): Estes pratos são curtos e com o objetivo principal de gerar picos de alta freqüência utilizados para manter o andamento (contra-tempo). A posição “C” ilustra um bom ponto de partida para o posicionamento do microfone (bem próximo), pois esta posição depende muito do tipo de pratos que está sendo utilizado, do tipo de música (cymbal aberto, fechado), tipo de microfone, etc. Para esta captação deve-se utilizar um microfone com boa resposta de altas freqüências e resposta rápida a transientes, que é o caso dos

61

condensadores cardióides (formatos pequenos). Na hora de posicionar o microfone também se deve tomar cuidado para que este não fique na direção da caixa, pois ela está próxima ao contra-tempo. 4- Tom Toms: Enquanto o pedal e a caixa exercem as funções rítmicas da parte de baixa freqüência e alta freqüência respectivamente, os “tom toms “ são múltiplos tambores que são afinados entre a caixa e o pedal, do agudo para o grave. Sua maior função é efetuar os preenchimentos, mas também podem ser utilizados para compor a estrutura rítmica. A extensão do ataque é similar a da caixa, porém com tempo de sustentação maior. Para captação destes tambores podemos utilizar um microfone direcional para cada peça, na parte de cima perto da borda. Na hora de mixar pode ser utilizado o panorâmico (pan) da console para ser gerada uma imagem estéreo entre os tom toms. Na composição básica de uma bateria temos normalmente dois toms altos (Hi-Toms) e um tom baixo (Floor Tom), este último também é popularmente chamado de “Surdo”. A posição “D” e “E” na figura 68 ilustram posições tradicionais de captação dos tom toms (Hi e Floor Toms). 5- Overhads: Estes compõem todos os pratos que se utilizam na bateria. Eles executam uma variedade de deveres sônicos, mas também tem função de gerar transientes de alta freqüência que ajudam a manter o tempo. Dentro dessa categoria encontramos vários modelos de pratos: crash, ride, splash, china, etc. A captação individual é feita apenas quando se deseja o máximo de detalhes da batida da baqueta no metal do prato, ou seja, em casos como prato de condução (ride) e captações de jazz ou bossa nova. Quando utilizamos mais de dois microfones possivelmente ocorram cancelamentos, assim o melhor é evitar a utilização de mais de dois microfones.

As técnicas de captação estéreo são recursos muito bons para captação de pratos de bateria, mais adiante apresentaremos as principais técnicas de captação estéreo. Os microfones a condensador e com resposta de freqüência plana são a melhor opção para captação dos overhads, pois conseguem dar uma reprodução mais precisa dos sons gerados pelos pratos. Um filtro Roll Off de graves é uma ferramenta importantíssima, pois diminui a possibilidade de problemas de fase com os sons captados das outras peças como caixa, tom toms, pedal, etc. A posição “F” na figura 68 ilustra uma das várias posições de captação dos pratos. Observação: Os microfones de superfície (PZMs) são ideais para a captação de ambiências. Em virtude da sua imunidade a problemas de fase ele é extremamente aconselhado para a captação de overhads de bateria, overhads de percussão, corais, efeitos acústicos, etc. O microfone PZM é bastante utilizado em captação de público em shows, pois este se preso a uma placa maior (80cm x 80cm) do que a do próprio microfone e posicionado de costas para o PA, captará um som muito limpo do público com poucas interferências do som do PA. B) Timbales, Congas e Bongos Tabela 16- Posições Captação Timbales, Congas e Bongos

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Um microfone apontado para baixo entre os dois tambores

Som natural. Proporciona som cheio e com bom ataque.

Dois microfones apontados para baixo um para cada tambor (próximos da pele)

Som natural e maior ataque.

Proporciona som cheio e com maior ataque.

C) Pandeiro (Tambourine) Tabela 17- Posições Captação Pandeiro

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Um microfone 6 a 12 polegadas do instrumento

Som natural. Você deve experimentar distâncias e ângulos diferentes observando as variações de timbre.

29.6- Captação de Instrumentos Amplificados O alto-falante se comporta como um instrumento, possuindo uma grande quantidade de características. Podemos encontrar características diferentes em relação à resposta de freqüência quando escutamos de um ângulo ou distância diferentes. Dentro do eixo (on-axis) do alto-falante o som tende a ser mais “picante”,

62

enquanto fora do eixo (off-axis) o som tende a ser mais suave. Quando temos múltiplos alto-falantes em um gabinete a saída sonora é mais complexa, principalmente se é utilizado transdutores diferentes para cada faixa de freqüência. Como na maioria dos casos o som que se deseja é o som captado a poucas polegadas longe do alto-falante o microfone normalmente utilizado é o direcional, pois quando é utilizado o direcional estamos maximizando a rejeição de sons vindos fora do eixo e com isso diminuindo a possibilidade de realimentações. Para gravação pode-se utilizar dois microfones simultaneamente, um perto e um distante (mais de 30cm), pois dessa forma é possível ter um controle bem maior entre “presença” e “ambiência”. Um “cubo” para amplificação de instrumentos (exemplo cubo para guitarra) pode ter uma redução de brilho quando colocado em cima de um tapete, por outro lado se for elevado do chão ocorrerá uma diminuição dos graves. Quando temos gabinetes com abertura na parte traseira, estes também podem ser captados por trás. A colocação perto de paredes ou obstáculos pode alterar muito o som. Desse modo, você deve mover o microfone e o instrumento de forma a alcançar o som desejado, o som que você procura. A figura 69 ilustra um “cubo” para amplificação de instrumentos.

Figura 69 – Captação Amplificadores de Instrumento

A) Amplificador para Guitarra As características sonoras da guitarra são similares a da voz humana, logo, microfones com boa resposta de freqüência para captação de voz podem fornecer bons resultados. Tabela 18- Posições Captação Amplificadores de Instrumento - Guitarra

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Posição 1 4 polegadas da tela de pano, no centro do alto-falante

Som natural e bem balanceado.

Um microfone de superfície pequeno pode ser utilizado se o amplificador estiver perto do chão.

Posição 2 1 polegada da tela de pano, no centro do alto-falante

Som com bastante “profundidade”.

Esta posição pode minimizar realimentações e vazamentos.

Posição 3 Fora do eixo com respeito ao cone do alto-falante

Som “leve” ou “suave”.

Nesta posição utilizando um microfone direcional perto da borda do alto-falante tem-se o resultado de um som mais “sombrio” (apagado), porém pode-se reduzir o ruído provocado pelo amplificador (“hiss”)

Posição 4 Aproximadamente 90cm do centro do cone do alto-falante

Som “magro” com redução de graves.

Captação de mais picos de ambiência e vazamentos.

Microfone miniatura preso em cima do amplificador, posicionado na frente do alto-falante

Som com bastante ênfase de freqüências médias.

Este posicionamento é de fácil colocação e minimiza bastante os vazamentos.

Microfone colocado atrás quando gabinete for aberto

Depende exclusivamente do posicionamento.

Esta opção pode ser combinada com um microfone captando pela frente, mas deve-se tomar muito cuidado com cancelamentos de fase.

63

B) Amplificador para Baixo Elétrico Caso o amplificador possua um alto-falante devemos captar o som produzido por este, por outro lado caso tenha mais de um, deve-se também sempre captar o som produzido por apenas um deles. O posicionamento no meio dos alto-falantes pode reforçar certas freqüências, mas isso pode também ser desejado (certos tons em especial). Devemos lembrar que se o cubo amplificador é estéreo ou possui alto-falantes diferentes para faixa de graves e agudos, múltiplos microfones devem ser utilizados. Como a maioria dos casos, os alto-falantes possuem uma resposta de baixas freqüências reduzida, atualmente costuma-se gravar o som deste instrumento em linha, apenas com o uso de um direct box (veremos mais adiante). A combinação das duas técnicas pode fornecer resultados muito interessantes, por isso tente várias formas, não tenha medo de tentar para deste modo chegar ao som desejado. C) Amplificador para Teclado Elétrico Tabela 19- Posições Captação Amplificadores de Instrumento - Teclado

Colocação do Microfone

Balanço Tonal (Características)

Comentários Gerais

Posicionamentos descritos na seção de guitarra

Depende muito da marca do teclado.

Deve-se utilizar filtro Roll Off de graves para obter-se mais claridade e filtro Roll Off de agudos para minimizar ruído provocado pelo amplificador.

Obs: Atualmente na maioria dos casos o teclado é gravado ou amplificado em linha, apenas com um

direct box para casar as impedâncias. Todas as dicas destacadas na seção 29 são apenas pontos de partida para que você possa alcançar o

som desejado. Elas não são regras especiais que devem ser seguidas à risca, mas devem ser consideradas sempre que estiver captando uma fonte sonora. 30- Técnicas de Captação Estéreo As técnicas de captação em estéreo tem o objetivo de criar uma imagem estéreo dando a sensação de profundidade e espaço para os instrumentos que estão sendo captados (ou gravados). Atualmente possuem vários métodos, mas três são os mais populares e os mais utilizados: Captação espaçada ou A/B, Captação coincidente ou X/Y e captação meio-lado ou M/S. 30.1- Captação Espaçada ou (A/B) A técnica de par espaçado utiliza dois microfones cardióides ou omnidirecionais espaçados de um a três metros ligados na configuração esquerdo-direito para capturar a imagem estéreo de um grupo ou um instrumento. A desvantagem desse modo é que à imagem estéreo perde muito o som central, pois nas extremidades temos uma definição muito boa enquanto na região central carência. Para melhora deste problema deve ser acrescentado o microfone central, mas aí possivelmente teremos atrasos entre os microfones e com isso cancelamentos de fase, principalmente se o campo de captação for bastante largo. Para checar se existe problema de fase, o programa pode ser rodado em mono, pois assim os cancelamentos irão aparecer facilmente e isso é um sério problema principalmente em sistemas de radiofusão ou trilha sonora de playback onde os programas são quase todos rodados em mono. Por outro lado, há a vantagem de obtermos uma separação entre os canais esquerdo e direito muito boa, excelente para demonstração de efeitos. A figura 70 ilustra a captação espaçada ou (A/B)

64

Figura 70 – Captação Espaçada ou (A/B)

30.2- Captação Coincidente ou (X/Y) A técnica Coincidente ou X/Y utiliza dois microfones cardióides idênticos, posicionando os diafragmas de ambos o mais próximo possível entre si, mas geralmente formando um ângulo de 90º a 130º, dependendo do tamanho da fonte sonora. Com este posicionamento um microfone captará com maior ênfase os instrumentos posicionados na esquerda e o outro, os instrumentos posicionados na direita. A imagem central é formada pela captação de ambos os microfones, pois estes estão posicionados no meio, na frente do campo sonoro a ser captado. A colocação destes dois microfones muito próximos elimina os possíveis problemas de fase existentes na técnica A/B. No mercado atual quase todos os microfones estéreos utilizam esta técnica (método), pois as duas cápsulas cardióides são montadas uma logo acima da outra. Alguns modelos permitem variação do ângulo entre as cápsulas, dessa forma permitindo variar a largura da imagem (mais normal a 90º ou mais larga que é no ângulo máximo). Deve-se tomar cuidado apenas com as fontes sonoras muito grandes (largas) para que não saiam da cobertura dos microfones. A figura 71 ilustra a técnica de captação coincidente ou X/Y.

Figura 71 – Captação Coincidente ou (X/Y)

30.3- Captação Meio-Lados (Mid/Sides) ou (M/S) Para a técnica “Meio-Lados ou M/S” utiliza-se um microfone cardióide e um microfone bidirecional, normalmente dentro de uma mesma embalagem (dentro do mesmo microfone). O microfone cardióide capta principalmente o som central (vindo do eixo) enquanto que o bidirecional capta os sons das laterais esquerda e direita (sons vindos de fora do eixo). Com este posicionamento o cardióide faz a captação mono (Mid-M) do campo sonoro e o bidirecional capta a diferença entre esquerda e direita (Sides-S).

65

A mixagem destes dois microfones é feita por uma matriz, onde os canais L e R são formados da seguinte maneira:

]7[)1()1( xSMxRexSMxL −×−=+×−= Onde: “x” é a variável do peso do sinal lateral dado na mixagem (matriz).

Para o caso clássico temos 50% (x=0,5) de cada som, ou seja, um equilíbrio entre os sons. Conforme variarmos o nível do microfone bidirecional (S), podemos obter uma captação mais estreita (menos S) ou mais larga (mais S). A compatibilidade destes microfones para uma situação mono é total, pois para este caso o sinal left (L) é formado por (M+S) e o sinal right (R) por (M-S). Por definição o sinal mono é obtido da seguinte forma:

]8[2RLMonoSinal +

=

Dessa forma temos:

MMSMSMMonoSinal ==−++

=2

22

)()(

O sinal resultante na configuração mono é apenas o sinal captado pelo microfone cardióide (M). A figura 72 ilustra a captação meio-lados ou M/S.

Figura 72 – Captação Meio-Lados ou (M/S)

A seguir vamos apresentar uma tabela com as principais técnicas de captação em formato estéreo.

66

Tabela 20- Técnicas de Captação Estéreo

Técnicas de CaptaçãoEstéreo

Tipos deMicrofone

Posições dosMicrofones

X/YCoincidente

LR

135º

2 cardióides

Eixo de máximareposta em 135ºEspaçamento:Coincidente

ORTF (Office de Radiodiffusion

et Télevision Française)2 cardióides

Eixo de máximareposta em 110º

Espaçamento:QuaseCoincidente (7”)

NOS (NederlandscheOmroep Stichting)Rádio Holandesa

2 cardióides

Estereofônica 2 bidirecionais

Eixo de máximareposta em 90ºEspaçamento:Coincidente

Eixo de máximareposta em 90º

Espaçamento:QuaseCoincidente (12”)

L R

110º

17cm

L R

90º

30cm

LR

90º

MS (Mid-Side/

Meio-Lados)1 cardióide

1 bidirecional

A/BEspaçada

2 cardióidesou

2 omnidirecionais

Ângulo comodesejado

Espaçamento:1 a 3 metros

Frente cardióide eLados bidirecional

Espaçamento:Coincidente

Cardióide(M)

Bidirecional(S) L=M+S

R=M-S

1 a 3metros

67

31- Referêncis Bibliográficas [1] DAVIS, Don; DAVIS Carolyn. Sound System Engineering. 2nd ed. 3rd print. Haward W. Sams&Co,

1989. [2] GARDINI, Giacomo; LIMA, Norberto de Paula. Dicionário de Eletrônica. São Paulo: Editora Hemus,

1982. [3] COSTA, Dênio. Microfones – Características e Aplicações. Revista Musica&Tecnologia, São Paulo,

n.132, p.152-160, set. 2002, n.135, p.142-155, dez. 2002. [4] COSTA, Dênio. Textos Técnicos sobre Microfones Características e Aplicações. Disponível em:

<http://www.dgcaudio.com.br/i_suporte.htm>. Acesso em 05 de novembro de 2006. [5] Microfone de Hughes. Museu da Eletricidade. Disponível em: <http://geocities.yahoo.com.br./

/jcc5001pt/museumicrofonedehughes.htm>. Acesso em 30 de outubro de 2006. [6] Microphone Basics&Fundamentals of Usage. The ABC’s of AKG. Disponível em: <http://www.

akgusa.com/data.html>. Acesso em 10 de abril de 2006. [7] O que é um Microfone. Disponível em: <http://www.leson.com.br/texto.html>. Acesso em 10 de abril

de 2006. [8] VALLE, Sólon do. Microfones. 2ª ed. Rio de Janeiro: Editora Musica&Tecnologia, 2002. [9] SEARS, Francis; ZEMANSKY, Mark W.; YOUNG, Hugh D. Eletricidade e Eletromagnetismo. 2ª ed.

Rio de Janeiro: Editora LTC Livros Técnicos e Científicos S.A., 1995. [10] STARK, Scott Hunter; BRALOVE, Bob. Live Sound Reinforcement. Califórnia: Editora Mixbooks,

1996. [11] Journal of The Audio Engineering Society. Microphones. Vol. 1, 1953 e Vol. 27, 1977. [12] The Audio Engineering Society. Stereophonic Techniques. 1986. [13] Microphones Home Page. Disponível em: <http://www.crownaudio.com/mic_web/index. htm>. Acesso

em 20 de dezembro de 2003. [14] Microphone Techniques for Music - Studio Recording. Disponível em: <http://www.shure. com

/booklets/ /techpubs.html>. Acesso em 10 de dezembro de 2005. [15] Microphone Techniques for Music - Sound Reinforcement. Disponível em: <http://www.

shure.com/booklets/ /techpubs.html>. Acesso em 10 de dezembro de 2005. [16] Audio Systems Guide for Music Educators. Disponível em: <http://www.shure.com/booklets

/techpubs.html>. Acesso em 10 de dezembro de 2005. [17] Informações Técnicas Microfones Neumann. Disponível em: <http://www.neumann.com

/infopool/mics>. Acesso em 12 de dezembro de 2005.