Rango dinámico de un Micrófono

El rango dinámico de un micrófono se define como el rango entre el nivel más bajo y el nivel más alto que el micrófono puede manejar. No sólo depende del micrófono, sino también del preamplificador que se utilice con él. El rango dinámico de un micrófono está, en gran medida, directamente relacionado con su sensibilidad.

Sensibilidad de un micrófono
La sensibilidad de un micrófono viene determinada por el tamaño del mismo y la tensión de su diafragma. Un micrófono grande, con un diafragma suelto, tendrá una sensibilidad alta y un micrófono pequeño, con un diafragma rígido, tendrá una sensibilidad baja. Un micrófono con una sensibilidad alta podrá medir niveles muy bajos, pero no niveles muy altos, y un micrófono con una sensibilidad baja podrá medir niveles muy altos, pero no niveles muy bajos.

Límite inferior del rango dinámico
La agitación térmica de las moléculas de aire es suficiente para que un micrófono genere una señal de salida muy pequeña, incluso en condiciones de absoluto silencio. Este «ruido térmico» se sitúa normalmente en torno a los 5 μV y se superpondrá a cualquier señal excitada acústicamente que detecte el micrófono. Por ello, no se puede medir ninguna señal excitada acústicamente por debajo del nivel del ruido térmico.

Límite superior del rango dinámico
Los niveles más altos que se pueden medir están limitados por la cantidad de movimiento que permite el diafragma antes de entrar en contacto con la placa posterior del micrófono. A medida que aumenta el nivel de la presión sonora en un micrófono, la desviación del diafragma será, en consecuencia, cada vez mayor hasta que, en algún momento, el diafragma golpee la placa posterior dentro del cuerpo del micrófono. En última instancia, se trata del nivel más alto que puede medir el micrófono.

Rango de Frecuencia de un Micrófono

La gama de frecuencias de un micrófono se define como el intervalo entre su frecuencia límite superior y su frecuencia límite inferior. Con los micrófonos actuales se puede cubrir un rango de frecuencias que empieza en torno a 1Hz y llega hasta 140 kHz.

Las mediciones de baja frecuencia requieren un micrófono con una ecualización de la presión estática bien controlada con una ventilación muy lenta. Las mediciones de alta frecuencia son muy sensibles a la rigidez, la amortiguación y la masa del diafragma, así como a la difracción.

Frecuencia límite superior
La frecuencia límite superior está relacionada con el tamaño del micrófono en comparación con la longitud de onda del sonido. Dado que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, se acorta progresivamente a frecuencias más altas. Cuanto menor sea el diámetro del micrófono, mayores serán las frecuencias que puede medir. La sensibilidad de un micrófono también está relacionada con su tamaño, que también afecta a su rango dinámico.

Frecuencia límite inferior

La frecuencia límite inferior de un micrófono viene determinada por su sistema de ecualización de la presión estática. Básicamente, un micrófono mide la diferencia entre su presión interna y la presión ambiental. Si el micrófono fuera completamente hermético, los cambios en la presión barométrica y la altitud provocarían una desviación estática de su diafragma y, en consecuencia, un cambio en la respuesta de frecuencia y la sensibilidad. Para evitarlo, el micrófono se fabrica con un canal de ecualización de la presión estática para igualar la presión interna con la presión ambiental. La ecualización debe ser lo suficientemente lenta como para no afectar a la medición de las señales dinámicas.

Micrófonos de Campo Libre, Presión o Incidencia Aleatoria

Existen tres tipos de micrófonos de medición: De campo libre, de presión y de incidencia aleatoria.

Las diferencias entre estos tres tipos de micrófonos de medición se aprecian en las frecuencias más altas, en las que el tamaño de un micrófono llega a ser comparable con las longitudes de onda del sonido que se mide.

Micrófonos de campo libre

Un micrófono de campo libre está diseñado esencialmente para medir la presión sonora tal y como era antes de introducir el micrófono en el campo sonoro. A frecuencias más altas, la presencia del propio micrófono en el campo sonoro perturbará la presión sonora localmente. La respuesta en frecuencia de un micrófono de campo libre se ha ajustado cuidadosamente para compensar las perturbaciones del campo sonoro local. Se recomienda utilizar micrófonos de campo libre para la mayoría de las mediciones de nivel de presión sonora, por ejemplo, con sonómetros, mediciones de potencia sonora y estudios de radiación sonora.

Micrófonos de Presión

Un micrófono de presión sirve para medir la presión sonora real en la superficie del diafragma del micrófono. Una aplicación típica es la medición de la presión sonora en un acoplador cerrado o la medición de la presión sonora en un límite o pared; en este caso el micrófono forma parte de la pared y mide la presión sonora en la propia pared. Se recomienda utilizar los micrófonos de presión con acopladores como el GRAS RA0045 IEC 60318-4 y RA0038 IEC 60318-5, acoplador de 2cc y para estudios de presiones sonoras en el interior de cavidades cerradas.

Micrófonos de Incidencia Aleatoria

Un micrófono de incidencia aleatoria sirve para medir en campos sonoros en los que el sonido procede de muchas direcciones, por ejemplo, cuando se mide en una cámara de reverberación o en otros entornos altamente reflectantes. La influencia combinada de las ondas sonoras procedentes de todas las direcciones depende de cómo se distribuyen estas ondas sonoras en las distintas direcciones. Para los micrófonos de medición, se ha definido una distribución estándar basada en consideraciones estadísticas; el resultado es un micrófono de incidencia aleatoria estandarizado. Se recomienda utilizar micrófonos de incidencia aleatoria para las mediciones del nivel de presión sonora de acuerdo con las normas ANSI.