Un micrófono de superficie (o micrófono de zona de presión) es una o más cápsulas de micrófono de condensador cardioide o omnidireccional pequeñas ubicadas cerca o al ras de una superficie, como el piso, una mesa o una pared. Las cápsulas suelen estar montadas en una placa o carcasa plana. La disposición proporciona un patrón de captación de semiespacio direccional a la vez que ofrece una señal de salida relativamente coherente en fase .
El micrófono de superficie se puede utilizar como un micrófono de piano colocándolo dentro de la tapa del piano, un método que puede obtener una mejor captura de la mezcla de transitorios de percusión agudos y matices suaves del piano que otras opciones de micrófono. Los micrófonos de superficie se utilizan en tableros de hockey para efectos de sonido de chequeo corporal . También se utilizan comúnmente para grabar el sonido de una sala completa, como en una sala de conferencias, al montarlos en una pared o una mesa. Cuando se utiliza para grabar un solista o un pequeño conjunto musical junto con la acústica de la sala (por ejemplo, reverberación ), un micrófono de superficie evita la interferencia de fase entre el sonido directo y el reflejado, lo que da como resultado un sonido natural con una respuesta de frecuencia más plana que la que se puede obtener con un micrófono montado en un soporte a la misma distancia (explicación a continuación).
Los micrófonos de superficie suelen ser menos costosos que otros micrófonos, aunque existe un rango de precios que varía según la cantidad de cápsulas y la ausencia o presencia de características adicionales, como interruptores de encendido y apagado, capacidades inalámbricas y palancas para reposicionar la(s) cápsula(s). Como son micrófonos de condensador, necesitan energía. Los micrófonos de superficie tienen un perfil relativamente plano, tienen la ventaja de ser menos intrusivos visualmente, como cuando se colocan en una mesa de conferencias o en el piso o en el escenario de un teatro musical . Al mismo tiempo, la ubicación del micrófono en una mesa o en el piso puede aumentar la probabilidad de sonidos no deseados por el contacto de elementos o partes del cuerpo en esas superficies duras.
A principios del siglo XX, el físico Ludwig Prandtl estudió el movimiento del aire y las fuerzas aerodinámicas entre el aire (o fluido) y un objeto. El 8 de agosto de 1904, presentó un artículo innovador, Über Flüssigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung ( Sobre el movimiento de fluidos con muy poca fricción ), en el Tercer Congreso Internacional de Matemáticas en Heidelberg . [1] [2] [3] En este artículo, describió la capa límite y su importancia para la resistencia y la aerodinámica . El artículo también describió la separación del flujo como resultado de la capa límite. Descubrió que algunas moléculas de aire "se adhieren" al objeto. El lugar justo al lado del objeto se llamó "capa límite", porque estaba entre el objeto (sin movimiento de aire) y la corriente de aire que fluye libremente más allá de él.
En 1978, los ingenieros de audio Ed Long y Ron Wickersham estudiaron los efectos de la capa límite en la grabación de sonido. En un estudio de micrófonos empotrados, se dieron cuenta de que si el micrófono se encuentra a solo unos milímetros de una superficie grande, se produce un aumento de la coherencia de las señales de sonido, ya que siguen estando en fase después de detenerse en el límite. El punto en el que las ondas se detenían en el límite se denominaba "campo de presión" o "zona de presión". También observaron que el uso de un micrófono en esta configuración produce un aumento de seis dB en la presión sonora. Solo dos años después de la investigación de Long y Wickersham, en 1980, Crown Audio desarrolló y comercializó el primer micrófono de superficie.
Un micrófono convencional colocado sobre una superficie límite dura o a unos centímetros por encima de ella captará el sonido directo deseado, así como el sonido retardado que se refleja en la superficie límite. Los sonidos directos y retardados reflejados se combinarán en el micrófono para crear un filtrado en peine , con interferencias constructivas y destructivas que causan picos y valles en la respuesta de frecuencia . [4] El tiempo de retardo de la reflexión para la mayoría de los micrófonos estaría en el rango de 0,1 a 1 milisegundo, correspondiente a frecuencias de cancelación de unos pocos kilohercios y múltiplos de octava. Dado que estas frecuencias son audibles, los efectos de cancelación también son audibles y se dice que " colorean " las señales de audio resultantes.
Al colocar el diafragma de la cápsula del micrófono paralelo y orientado hacia el límite de la placa provisto por el paquete del micrófono, se reduce el retraso del sonido reflejado y las frecuencias de interferencia del filtro de peine resultantes son lo suficientemente altas como para quedar fuera del rango audible.
Los términos "micrófono de superficie" y "micrófono de zona de presión" (o PZM) se refieren al mismo diseño general. PZM es una marca registrada de Crown. La marca registrada de Crown para este enfoque es "cardioide de fase coherente" o "PCC", pero hay otros fabricantes que también emplean esta técnica. Radio Shack y Tandy también utilizan el término PZM para su diseño particular de un micrófono de superficie, en el que la cápsula de condensador se colocaba ligeramente más alta que la placa base. Una fuente de 1986 utiliza el término alternativo "micrófono de barrera" para referirse al enfoque del micrófono de superficie. [5]
Dado que una de las ventajas de los micrófonos de superficie es que son menos molestos visualmente, pueden estar disponibles en varios colores para que los ingenieros de audio puedan seleccionar el color que mejor combine con la superficie en la que se colocarán o montarán, a fin de reducir aún más la intrusión visual del micrófono. Algunos micrófonos de superficie vienen con una máscara de pintura para facilitar la pintura personalizada de la carcasa. Se puede utilizar una pintura personalizada para proporcionar una combinación de colores exacta con una pared, en los casos en que los arquitectos del edificio deseen que haya un impacto visual mínimo (por ejemplo, una iglesia histórica o un escenario de música clásica).
La carcasa también varía según el uso previsto. Un modelo destinado a colocarse sobre una mesa no tiene por qué ser muy resistente, ya que está en un lugar donde está relativamente a salvo de impactos. Por otro lado, un micrófono de superficie destinado a utilizarse en un escenario de teatro musical es mucho más propenso a sufrir impactos (por ejemplo, que lo pisen), por lo que necesita una carcasa de acero gruesa y robusta. Otra variación en la carcasa es el tamaño. Cuando es importante ocultar el micrófono, como en la producción cinematográfica, puede ser conveniente una carcasa más pequeña. El micrófono de superficie CUB-01 de Sanken tiene un diámetro de 32 mm y una altura de 12 mm, lo que hace que sea más fácil ocultarlo en rodajes de cine y televisión y más fácil de reposicionar o montar temporalmente en lugares (por ejemplo, pegándolo con cinta adhesiva en el techo interior de un coche).
Los micrófonos de superficie pueden tener conectores XLR o TRS de 1/4". Algunos utilizan conectores mini-XLR o TRS de 1/8". Algunos micrófonos de superficie tienen un interruptor de "corte de graves" para reducir el retumbe en el rango de baja frecuencia, como en los casos en los que el micrófono se utilizará para captar el habla. El Crown PZM-30D tiene un filtro conmutable que le permite cambiar entre una respuesta plana o un sonido "más brillante". El micrófono de superficie CBM1 de Gold Line y el "Sound Grabber II" de Crown tienen una batería interna para alimentar el condensador.
El micrófono de superficie BLM 3 de Schoeps es inusual porque tiene una cápsula de "transductor de presión" que proporciona un patrón de captación hemisférico.
El PZM11 de AKG es un micrófono de superficie resistente a la intemperie. Se puede instalar en exteriores, en lugares como carriles de autoservicio de restaurantes de comida rápida, cabinas de peaje e intercomunicadores de seguridad. Tiene una membrana de plástico que mantiene el agua de lluvia alejada de la cápsula.
Un micrófono de superficie direccional es un micrófono de superficie con un patrón polar direccional, como cardioide o supercardioide. Un método para crear un micrófono de superficie direccional es montar paneles (superficies duras) junto a una cápsula de micrófono omnidireccional.
Otro método para crear un micrófono de superficie direccional es utilizar una cápsula de micrófono direccional de diámetro pequeño (1 cm o menos) montada sobre una superficie límite, con el eje del micrófono paralelo a la superficie. Como se muestra en las hojas de datos de los fabricantes, la cápsula del micrófono conserva su direccionalidad (patrón polar cardioide o supercardioide) y evita el filtrado de peine al mantener la interferencia de fase por encima del rango audible. [6]
Algunos ejemplos incluyen:
El predecesor del micrófono direccional de superficie fue un micrófono direccional colocado en un Electrovoice Mic Mouse, un bloque de espuma que suspendía un micrófono convencional horizontalmente justo por encima de una superficie. Debido a que los diafragmas de los micrófonos convencionales son relativamente grandes (> 1 cm de diámetro), la interferencia de fase de las reflexiones del sonido de la superficie causaba una atenuación de las frecuencias altas de un micrófono en un Mic Mouse. [6]
Algunas aplicaciones de los micrófonos direccionales de superficie son la captación de voces de actores en el escenario en obras de teatro o musicales, la captación del trabajo de pies de grupos de danza, la captación de discursos en mesas de conferencias, salas de juntas y el púlpito de una iglesia y la grabación de pequeños conjuntos musicales o solistas.
Los micrófonos de superficie diseñados para usarse en salas de juntas pueden tener una variedad de características adicionales que son útiles en un entorno de conferencia, como un LED indicador de "encendido", un interruptor de encendido y apagado (o un botón "pulsar para hablar" o "silenciar") y capacidad inalámbrica para permitir un fácil reposicionamiento durante el evento.
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