O que é um Microfone Diafragma? (Um guia em profundidade) – Meu novo microfone

Diafragmas têm muito a ver com som. Nós “cantamos do diafragma” do nosso corpo físico, e, se estamos a cantar para um microfone, estamos também a interagir com um diafragma! Todo microfone prático tem um diafragma e a compreensão dos diafragmas é crucial para o domínio do microfone.

Então o que é um diafragma de microfone? O diafragma de um microfone é uma membrana fina que se move em reação à variação da pressão sonora externa. O diafragma de um microfone é um componente-chave do transdutor na conversão de energia acústica em energia elétrica. Os três principais tipos de diafragma são a bobina móvel, fita e condensador.

Há muito a discutir quando se fala sobre diafragmas de microfones. Este artigo irá entrar em detalhes sobre os tipos populares de diafragma e as considerações que fazemos quando lidamos com diafragmas de microfones!

O que é um diafragma de microfone?

Como mencionado, um diafragma de microfone é uma membrana fina que se move em reação à variação da pressão sonora (ondas sonoras). O diafragma é um ingrediente crítico na receita do microfone. Na verdade, sem um diafragma móvel, um microfone não seria capaz de fazer seu trabalho como um transdutor. O movimento coincidente do diafragma com a pressão sonora é o primeiro passo para transformar a energia acústica em energia elétrica.

Desde que um diafragma do microfone é tão fino, nós o observamos como se tivesse apenas dois lados. O movimento do diafragma é baseado na diferença de pressão sonora entre seus dois lados.

O diafragma do microfone é parte de uma unidade maior dentro dos microfones chamada cápsula. O design da cápsula é da maior importância no desempenho do microfone. A cápsula é, em última análise, o elemento transdutor em qualquer microfone.

Para uma leitura mais aprofundada sobre cápsulas de microfone, veja o meu artigo O que é uma cápsula de microfone? (Mais Top 3 Cápsulas Mais Populares).

A disposição da cápsula e do diafragma compõe muito do som característico de um microfone. Resposta de freqüência, sensibilidade e padrão polar são algumas das características fortemente determinadas pelo design da cápsula e do diafragma.

Existem 3 tipos principais de diafragmas de microfones:

1. Diafragma da bobina móvel (dinâmico)
2. Diafragma da borda (dinâmico)
3. Diafragma da placa frontal (condensador)

Como é que um diafragma se move?

Os diafragmas do microfone são extremamente finos (alguns com menos de 5 microns). Esta espessura torna-os muito sensíveis às moléculas de ar vibratório no seu ambiente imediato. O “bombardeamento” das moléculas de ar vibratório em um diafragma do microfone faz com que ele se mova. Por sua vez, esse movimento mecânico de entrada e saída da posição de repouso é convertido em uma tensão CA elétrica (sinal de áudio).

Um diafragma do microfone se move de acordo com a diferença de pressão sonora entre seus dois lados. Se um lado for “bombardeado” por moléculas de ar mais do que o outro, esse lado será empurrado para dentro. Se ambos os lados estiverem sujeitos a uma pressão igual, o diafragma permanecerá colocado.

Uma outra forma de explicar o movimento do diafragma é olhando para uma simples onda sinusoidal. Numa onda sinusoidal, temos pontos nulos, picos e canais.

Como a onda sinusoidal viaja pelo ar, ela afeta as moléculas de ar pelas quais ela passa. O mesmo acontece quando a onda sonora atinge o diafragma.

• Nos seus picos, a onda senoidal causa compressão máxima no diafragma, empurrando o diafragma para dentro.
• Nos seus picos, a onda sinusoidal causa a máxima rarefacção no diafragma, puxando o diafragma para fora.
• E nos pontos nulos, a onda sinusoidal não causa o movimento do diafragma.

Ondas sonoras viajam a 343 m/s (1125 pés/s) e são infinitamente mais complexas do que uma simples onda sinusoidal. Como você pode imaginar, elas fazem o diafragma vibrar rapidamente em resposta à variação da pressão sonora externa!

Diafragmas do microfone são projetados para se moverem de acordo com a variação da pressão sonora, de modo que possam produzir um sinal de áudio que seja uma representação precisa do som acontecendo ao redor do microfone.

Microfone de reflexão, alto-falante e diafragmas torácicos

Comparações são às vezes úteis em explicações das coisas. Provavelmente todos nós estamos familiarizados com um diafragma alto-falante, e certamente temos diafragmas torácicos dentro do nosso corpo. O diafragma do microfone é semelhante a esses dois diafragmas! Deixe-me explicar.

O diafragma do altifalante

Os altifalantes, tal como os microfones, são transdutores. Os microfones convertem energia de onda mecânica (som) em energia elétrica (sinal de áudio). Os altifalantes, pelo contrário, convertem energia eléctrica (sinal de áudio) em energia de onda mecânica (som).

Os altifalantes trabalham sobre o princípio da indução electromagnética, o mesmo princípio que rege os microfones dinâmicos (que discutiremos mais adiante neste artigo). Um sinal de áudio sob a forma de tensão CA é enviado para o altifalante. Este sinal viaja através de uma bobina condutora estacionária de fio que envolve um imã. A electricidade que flui através do fio condutor faz com que o íman se mova através do princípio da indução electromagnética. Como o áudio é AC, o íman move-se para a frente e para trás. Este íman está ligado a um diafragma.

O diafragma de um altifalante move-se juntamente com o íman a que está ligado. À medida que o diafragma vibra, ele empurra e puxa o ar à sua volta, projectando ondas sonoras através do espaço.

Um microfone dinâmico funciona da forma oposta à de um altifalante. Se tivéssemos que ligar um alto-falante ao contrário, o diafragma seria essencialmente um diafragma de microfone! Embora, como os diafragmas dos alto-falantes são normalmente mais espessos, mais largos e mais pesados que os diafragmas dos microfones profissionais, eles não seriam tão sensíveis. Isso resultaria em um som abafado.

Para aprender como ligar um alto-falante de modo que ele se torne um microfone, confira meu artigo How To Turn A Loudspeaker Into A Microphone In 2 Easy Steps (Como transformar um alto-falante em um microfone em 2 etapas fáceis).

O diafragma torácico

O diafragma torácico é uma fina folha de músculo esquelético em humanos e outros mamíferos.

No caso deste diafragma biológico, é o próprio músculo do diafragma que se contrai e se expande. O diafragma torácico tem um papel primordial na respiração. À medida que o músculo do diafragma se contrai, ele ajuda a atrair ar para os pulmões. À medida que o diafragma relaxa, ele empurra o ar para fora dos pulmões.

A respiração acontece a um ritmo muito mais lento do que as vibrações do ar. Entretanto, a idéia do diafragma movendo ar é a mesma.

Vamos rapidamente recapitular os três diafragmas mencionados:

• O diafragma torácico se contrai e se expande, movendo o ar para dentro e para fora dos pulmões.
• O diafragma do altifalante está ligado a um íman e move-se de acordo com uma tensão CA aplicada por indução electromagnética.
• O diafragma do microfone move-se de acordo com a variação da pressão sonora à sua volta.

Princípio acústico: Pressão Versus Pressão-Gradiente

Embora não seja uma característica do próprio diafragma, vale a pena mencionar o desenho da cápsula e como ela altera a forma como o som interage com o diafragma.

Existem dois tipos básicos de padrões polares:

1. Omnidirecional – que funciona no princípio da pressão.
2. Bidirecional – que funciona no princípio do gradiente de pressão.

Um desenho de cápsula pode expor seu diafragma baseado em qualquer um destes princípios ou em uma combinação deles. As combinações dão origem aos padrões polares do tipo cardioide.

Princípio de pressão

O princípio de pressão tem um lado do diafragma aberto à pressão sonora externa. O outro lado é fechado a uma pressão fixa.

Sabemos que o movimento do diafragma é devido à diferença de pressão entre os seus lados anterior e posterior. Como apenas um lado do diafragma está exposto a vibrações sonoras, o diafragma reagirá muito bem igualmente ao som de todas as direcções. Daí o padrão polar omnidirecional!

Para mais informações sobre o padrão polar omnidirecional, veja meu artigo O que é um Microfone Omnidirecional? (Padrão Polar + Exemplos de Micos).

Pressão-Gradiente Princípio

O princípio da pressão-gradiente tem ambos os lados do diafragma abertos à pressão sonora externa.

Ondas sonoras vindas diretamente da frente do diafragma atingem a frente primeiro e as costas algum tempo depois. Esta diferença de fase causa uma pequena diferença de pressão, fazendo com que o diafragma se mova. As ondas sonoras vindas directamente da parte de trás do diafragma funcionam de forma oposta.

Ondas sonoras vindas directamente do lado do diafragma atingem a frente e a parte de trás simultaneamente, não causando qualquer diferença de pressão e, portanto, nenhum movimento do diafragma!

Assim, o princípio do gradiente de pressão produz um padrão polar bidireccional ou “figura 8”. O microfone é sensível ao som vindo da frente e de trás enquanto rejeita o som dos lados.

Para mais informações sobre o padrão polar bidirecional, veja o meu artigo O que é um microfone bidirecional/figure-8? (Com exemplos de microfones).

Pressão de Combinação &Pressão-Gradiente

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As cápsulas de tempos verbais são desenhadas de forma a combinar ambos os princípios.

O padrão polar mais popular dos microfones é o padrão cardioide. Esta é basicamente uma relação 1:1 de princípios de pressão e gradiente de pressão.

Ao restringir o caminho do som atingindo a parte de trás do diafragma, os fabricantes acessam inteligentemente as combinações de ambos os princípios. Manipular a quantidade de vibração do ar em cada lado do diafragma resulta em uma variedade de padrões polares!

Para saber mais sobre o padrão polar cardióide e todos os outros padrões polares de microfones, confira meus artigos O que é um Microfone Cardioide? (Padrão Polar + Exemplos de Micos) e O Guia Completo dos Padrões Polares de Microfones, respectivamente.

Face Of The Diaphragm: Top-Address Versus Side-Address

Outro ponto a fazer sobre diafragmas e suas cápsulas é como endereçá-los. Em outras palavras, em que direções os diafragmas do microfone apontam?

Os dois tipos de endereço mais comuns são endereço superior e endereço lateral.

Top-Address

Shure é apresentado nos seguintes artigos My New Microphone:
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– Top Best Headphone Brands In The World

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Microfones de endereço superior têm diafragmas “de frente” para a parte superior do microfone. Tipicamente o microfone terá a aparência de estar apontando na direção onde é mais sensível.

Os microfones de endereço superior estão limitados a padrões polares omnidirecionais e cardióides, uma vez que é praticamente impossível ter ambos os lados do diafragma expostos uniformemente à pressão sonora.

Exemplos comuns de microfones de endereço superior são os Shure SM57 e SM58, bem como o Neumann KM 184 (com links para verificar seus preços na Amazon).

Endereço lateral

Neumann é apresentado nos seguintes artigos My New Microphone:
– Top Best Microphone Brands You Should Know And Use
– Top Best Studio Monitor Brands You Should Know And Use

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Microfones de endereço lateral são projetados com seus diafragmas virados “para o lado”.” A “frente” e “trás” do diafragma apontam para os lados dos microfones, tornando o microfone mais sensível ao som das direcções laterais.

Com microfones de endereço lateral, todos os padrões polares são relativamente fáceis de alcançar. Esta configuração também permite que dois diafragmas sejam projetados costas com costas, a fim de criar um microfone multi-padrão variável.

Exemplos comuns de microfones de endereço lateral são o Neumann U87, Rode NT1-A e o AKG C414 (com links para verificar seus preços na Amazon). O U87 e o C414 são microfones multi-padrão.

O diafragma da bobina móvel

O diafragma da bobina móvel é na verdade feito de duas partes separadas: o próprio diafragma e a bobina móvel. No entanto, uma vez que eles estão ligados um ao outro, é útil pensar neles como uma única peça móvel. Os diafragmas da bobina móvel encontram-se em microfones dinâmicos da bobina móvel.

A combinação diafragma/ bobina condutora vibra em reacção a ondas sonoras externas. O diafragma é responsável por ser sensível o suficiente para captar a variação da pressão do ar entre os seus dois lados. A bobina condutora é responsável pela conversão desta vibração em um sinal de áudio. O diafragma da bobina móvel e a cápsula atuam como um transdutor no princípio da indução eletromagnética.

Diafragmas da bobina móvel são quase todos de forma circular e são esticados firmemente em torno de um anel estacionário na cápsula do microfone. A tensão é um fator crucial na sensibilidade do diafragma às ondas sonoras de entrada.

Em um desenho típico, a bobina tem aproximadamente metade do diâmetro do diafragma. A conexão destes dois elementos cria um pequeno mergulho ou corrugação no diafragma. Portanto, o diafragma não é perfeitamente plano. O diafragma também pode ter minúsculas ranhuras foliares cortadas e corrugação extra para melhorar seu desempenho, fixando problemas inerentes com o diafragma e a estrutura da cápsula.

Material

A “bobina móvel” (frequentemente chamada de bobina de voz) é tipicamente feita de fio de cobre fino enrolado em uma forma cilíndrica oca. Existem ímanes em cada lado da bobina móvel para permitir uma indução electromagnética máxima.

O próprio diafragma não necessita de ser condutor eléctrico. O material típico usado para fazer o diafragma é uma película de poliéster (Mylar é um nome de marca comum). Esta película de poliéster (folha plástica) é suficientemente fina e forte para actuar como um material eficaz do diafragma!

Então a bobina é fixada ao diafragma e por isso move-se com ele. Este peso adicional faz algumas coisas para as características gerais do diafragma. O peso e a forma ou microfones dinâmicos de bobina móvel geralmente dão origem às seguintes características:

• Sensibilidade diminuída na faixa de alta frequência.
• Uma frequência ressonante na faixa audível da audição humana.
• Uma resposta transiente mais lenta que os diafragmas do condensador e da fita.

Para mais informações sobre microfones dinâmicos de bobina móvel, veja os meus artigos O que é uma bobina de voz de microfone e microfones dinâmicos de bobina móvel: The In-Depth Guide.

The Ribbon Diaphragm

The ribbon diaphragm é talvez o tipo de diafragma mais interessante. Os diafragmas da fita são diafragmas longos, finos, retangulares que são unidos somente a sua cápsula/baffle em ambos os lados de seu comprimento. Eles são mais freqüentemente corrugados em vez de perfeitamente planos e estão sob tensão relativamente baixa em comparação com diafragmas de bobina móvel e condensador.

Ribbon mics também são considerados dinâmicos. Tal como os microfones de bobina móvel, os microfones de fita funcionam com base no princípio do electromagnetismo. Entretanto, ao invés de ter um diafragma separado e uma peça condutora fundidos juntos, os atos da fita são ambos os elementos simultaneamente. A fita move-se em reacção à diferença de pressão sonora entre o seu lado posterior e o frontal. Os ímans são colocados ao redor do perímetro da fita de modo que, à medida que o diafragma se move, a indução eletromagnética gera um sinal de áudio!

Material

Diafragmas de ribbon precisam ser condutores e extremamente finos (normalmente menos de 5 microns). O alumínio é ótimo para alcançar estas duas necessidades. A folha de alumínio corrugado compõe muitos dos diafragmas dos microfones de fita existentes no mercado. Alguns fabricantes utilizam polímeros plásticos mais fortes como base da fita e revestem-nos com alumínio condutivo. Outras vezes, você encontrará a folha de alumínio revestida com uma fina camada de ouro. A camada de ouro ajuda a prevenir a oxidação da fita enquanto o próprio ouro é um melhor condutor de alumínio (só que não tão forte).

Fragilidade

Um diafragma de fita é frágil. Rajadas de vento e o movimento do ar associado aos tambores e até mesmo plosivos vocais têm o potencial de esticar o diafragma, causando danos permanentes. A energia fantasma, se enviada através de cabos ou conexões ruins, também tem o potencial de soprar ou esticar o diafragma. Para adicionar à lista, traumas físicos (gotas de mic) também têm uma alta probabilidade de danificar o diafragma da fita. Escusado será dizer que se deve ter cuidado ao manusear e gravar com microfones de fita. A boa notícia é que muitas vezes o reparo requer apenas uma “re-ribboning” do microfone. A má notícia é que o preço de um reparo pode chegar a $350,

Por natureza, os microfones de fita são configurados como endereço lateral e têm padrões polares bidirecionais. Devido ao padrão bidirecional (figura 8), eles também exibem as maiores quantidades de efeito de proximidade.

Para uma leitura em profundidade do efeito de proximidade do microfone, confira meu artigo In-Depth Guide To Microphone Proximity Effect.

As características de um diafragma de fita dão aos microfones de fita as seguintes qualidades (geralmente falando):

• A baixa tensão do diafragma produz uma freqüência ressonante bem abaixo da faixa audível da audição humana.
• A espessura do diafragma dá uma resposta transitória precisa.
• O princípio geral da forma e do transdutor dá uma rolagem suave e natural de frequências altas.

Para mais informações sobre microfones de fita dinâmicos, veja o meu artigo Microfones de Fita Dinâmicos: The In-Depth Guide.

The Condenser (Capacitor) Diaphragm

É mais fácil explicar o diafragma de um microfone condensador juntamente com seu design de cápsula completa.

Cápsulas de condensador são basicamente condensadores (condensador costumava ser o termo para condensador). Há duas placas paralelas espaçadas uma da outra na forma de um condensador. No caso de um microfone condensador, estas duas placas paralelas são:

1. Uma placa traseira sólida estacionária.
2. Uma placa frontal móvel, conhecida como o diafragma!

Os condensadores são concebidos para suportar uma carga (Q) quando fornecidos com uma tensão. A tensão DC é mais frequentemente fornecida através de energia fantasma (no caso de microfones condensadores verdadeiros) ou é mantida permanentemente em material de electret nas placas (no caso de microfones condensadores de electret). A carga (Q), num design ideal, permanece constante.

A saída do sinal de áudio (tensão CA) do condensador é medida com a fórmula V = Q / C

Desde que (Q) é constante, o sinal de áudio (V) é inversamente proporcional à capacitância (C). Então vamos discutir capacitância.

Capacitância é a capacidade do capacitor de armazenar uma carga elétrica. A capacitância das cápsulas do condensador depende da área das placas, do isolante entre as placas (ar), e da distância entre as placas. Destes três fatores de influência, a distância entre as placas é a única variável!

Como o diafragma do condensador vibra, a distância entre as duas placas muda, resultando em uma tensão CA (sinal de áudio) variável!

Material

A contraplaca de um condensador verdadeiro é tipicamente feita de ligas metálicas sólidas, como o latão. A placa do diafragma é frequentemente feita de mylar salpicado a ouro ou de folha de alumínio excepcionalmente fina.

Os condensadores com electrões são tipicamente feitos do mesmo material, apenas com um revestimento de electrões sobre uma das suas placas. Os “eletretos traseiros” são os mais eficientes e têm uma fina camada de material de eletretos em suas placas de fundo. Os materiais dos eletretos podem ser qualquer material dielétrico, incluindo plástico ou cera.

Uma diferenciação comum dos microfones condensadores é pelo tamanho do diafragma. Existem basicamente dois campos: condensadores de diafragma pequeno e condensadores de diafragma grande. Vamos discutir ambos com mais detalhes.

Small-Diaphragm Condensadores com diafragma

Diafragmas de condensador pequenos têm tipicamente menos de 1 polegada de diâmetro, embora isto seja apenas uma generalização.

Small-diaphragm condensadores (SDCs) são normalmente construídos com um design “lápis mic”, significando que são microfones de endereço superior. Por esta razão, você normalmente não encontrará microfones bidirecionais ou multidirecionais de diafragma pequeno.

Um diafragma menor geralmente significa menor massa. Isso se traduz em maior precisão de resposta transiente e resposta estendida de alta frequência. Como o diafragma é menor, a cápsula também pode ser projetada com menor tamanho, permitindo uma resposta polar mais consistente.

Os consoles de diafragmas pequenos são menores índices de sensibilidade e, portanto, menores índices de sinal/ruído. O sinal de saída da cápsula do condensador é proporcional à distância entre o diafragma e a placa traseira. Os diafragmas mais pequenos não se movem em tanta distância quanto os grandes (para visualizar isto, gosto de pensar em trampolins pequenos e grandes). Como a sensibilidade é menor, o auto-ruído da eletrônica do microfone é mais pronunciado no SDC do que no LDC com sinais do mesmo nível.

Condensadores de diafragma grande

Diafragma grande do condensador têm tipicamente 1 polegada ou mais de diâmetro, embora isto seja apenas uma generalização.

Diafragma grande do condensador (LDCs) são normalmente construídos como microfones de endereço lateral. Isso permite o design de qualquer padrão polar na cápsula do microfone. É até possível criar microfones de múltiplos padrões projetando uma cápsula com múltiplos diafragmas.

O tamanho maior do diafragma significa maior massa. Os LDCs têm baixas freqüências ressonantes, tipicamente criando um reforço de graves na faixa de freqüências de graves. O tamanho maior do diafragma também significa o seu deslocamento quando sujeito a ondas sonoras é maior do que as contrapartidas do SDC. Uma gama maior de deslocamento do diafragma significa um sinal de áudio mais forte para que os LDCs sejam mais sensíveis do que os SDCs. Uma saída mais alta quando sujeito ao mesmo nível de pressão sonora dá aos condensadores de diafragma grande uma melhor relação sinal/ruído.

Um inconveniente do LDC e dos microfones de endereço lateral é que suas grandes grelhas permitem que os comprimentos de onda curtos saltem dentro da caixa da grelha. Se não forem devidamente amortecidos, estas frequências irão criar uma resposta errática de alta frequência.

Existem mais alguns inconvenientes para os grandes diafragmas. O tamanho e a massa dos LDCs os tornam menos responsivos a freqüências de alta-frequência. O maior deslocamento que aumenta a sensibilidade realmente impede a precisão da resposta transitória do grande diafragma. Por último, as cápsulas precisam ser maiores para hospedar os diafragmas maiores. Os LDCs tendem a ter menos consistência em seus padrões polares através de suas respostas de freqüência em comparação com os SDCs.

Outra nota interessante sobre os LDCs é que alguns diafragmas são terminados em extremidades enquanto outros são terminados no centro. Terminado com borda significa que o sinal de áudio é retirado da borda da cápsula e, portanto, o diafragma é uma peça completa. Os diafragmas com terminação central têm os seus eléctrodos no centro do diafragma. Em teoria, os diafragmas com terminação central têm menos freqüências ressonantes, o que significa que suas respostas de freqüência são menos erráticas. Embora os desenhos com terminação central sejam um pouco mais complexos.

Vamos recapitular as generalidades entre condensadores de diafragma pequenos (SDC) versus condensadores de diafragma grandes (LDC):

• SDCs são menos sensíveis que os LDCs
• SDCs têm relações sinal-ruído piores que os LDCs
• SDCs têm respostas de alta frequência mais fortes que os LDCs
• SDCs têm respostas mais fracas e baixasrespostas de freqüência que os LDCs
• SDCs têm respostas transientes mais precisas que os LDCs
• SDCs têm padrões polares mais consistentes que os LDCs

Para um relato detalhado das diferenças entre os SDCs e os LDCs, veja o meu artigo Grande-Diafragma Vs. Microfones condensadores de diafragma pequeno.

As características gerais de um diafragma condensador dão aos microfones condensadores as seguintes qualidades:

• O peso leve do diafragma produz uma resposta de frequência superior brilhante.
• A tensão e a finura do diafragma dão uma resposta transitória precisa.
• A forma geral e o princípio do transdutor dão uma rolagem suave e natural de frequências altas.

Factores de desempenho do diafragma

Vamos discutir os principais factores que afectam o desempenho de um diafragma:

• Massa do diafragma
• Forma e tamanho do diafragma
• Tensão do diafragma
• Material do diafragma
• Condutividade do diafragma

A massa do diafragma

A massa do diafragma desempenha um grande papel na determinação da frequência e respostas transitórias. Ambas são características críticas de um microfone.

Tudo mais sendo igual, quanto mais pesado for um diafragma, menor será a sua freqüência ressonante. As freqüências ressonantes oferecem um impulso na resposta de freqüência de um diafragma. Os diafragmas mais pesados também sofrem de falta de clareza em freqüências altas. Isto é devido à inércia e à dificuldade que as ondas sonoras de alta frequência têm em superar a inércia.

O aumento da inércia que vem com massas maiores também afeta a resposta transitória do diafragma. Quanto mais pesado for o diafragma, mais ele irá resistir ao movimento. Essa resistência contra ondas sonoras externas piora a precisão da resposta transitória do microfone.

O formato e o tamanho do diafragma

O formato e o tamanho do diafragma influenciam a resposta de freqüência e a sensibilidade do microfone.

A maioria dos diafragmas do microfone tem formato circular. Isto é verdade para praticamente todos os diafragmas da bobina móvel e do condensador. Os diafragmas da fita têm o formato de tiras longas de fita.

Nos diafragmas circulares, o diâmetro está relacionado a freqüências ressonantes específicas. Estas freqüências ressonantes têm um comprimento de onda igual a múltiplos e frações do comprimento do diâmetro. É mais fácil visualizar estas freqüências ressonantes ao longo do diâmetro do diafragma como se estivéssemos em pé em uma sala. Os comprimentos de onda que cabem dentro dos limites do diâmetro do perímetro do diafragma irão interferir construtivamente ou destrutivamente com eles mesmos. A interferência construtiva e destrutiva afeta a sensibilidade específica da freqüência de forma positiva e negativa, respectivamente.

O tamanho do diafragma circular também ajuda a determinar a sensibilidade do microfone. Sendo tudo mais igual, quanto maior o diafragma, mais distância ele pode ser deslocado da posição de repouso (pense em um trampolim pequeno vs grande). Quanto maior o movimento do diafragma, mais saída de sinal de áudio da cápsula!

O formato do diafragma da fita é o de um longo e fino retângulo, em vez de um círculo. Esta tira do diafragma é também ondulada e sob muito menos tensão do que as suas contrapartidas circulares.

A forma não circular combinada com a ondulação faz com que os microfones de fita tenham muito poucas frequências ressonantes. E as frequências que ressonam, fazem-no de forma fraca. Isso torna a resposta de freqüência mais suave!

A tensão do diafragma

A tensão do diafragma afeta a resposta de freqüência e a sensibilidade do microfone.

A melhor analogia para ajudar a explicar a tensão do microfone é um tambor de laço. Ao afinar um tambor snare, aumentar a tensão da cabeça do tambor (membrana) aumenta as frequências fundamentais e ressonantes do tambor. O mesmo é verdade com uma membrana do diafragma do microfone (embora não batamos com baquetas)!

O resto permanecendo o mesmo, o aumento da tensão aumenta as freqüências ressonantes de um diafragma. A tensão nos diafragmas circulares normalmente produz uma frequência ressonante na faixa de frequência dos graves ou sub-baixos. Os diafragmas de fita normalmente estão sob uma quantidade tão baixa de tensão que sua freqüência ressonante fundamental está abaixo da faixa audível da audição humana!

Tensão do diafragma também afeta a sensibilidade de um microfone. Quanto mais apertado um diafragma for puxado, menor será o deslocamento a um determinado nível de pressão sonora.

O Material do Diafragma

O material do diafragma desempenha um papel crítico na determinação da resposta geral do diafragma ao som.

Diafragmas precisam ser finos, móveis e, na maioria das vezes, condutores. O material utilizado na fabricação dos diafragmas tem que ter alta resistência à tração e ser capaz de reagir com precisão à variação da pressão sonora. Isto reduz o número de opções viáveis para o material do diafragma.

O filme de poliéster (Mylar é um nome de marca comum) é um material eficaz. Embora a Mylar não seja condutora, é forte e flexível o suficiente para se sobressair como material do diafragma. Os diafragmas das bobinas móveis são muitas vezes feitos exclusivamente de filme de poliéster, uma vez que não são necessários para serem condutores. Os diafragmas do microfone condensador são frequentemente feitos de película de poliéster revestida a ouro para adicionar um elemento condutor a este material.

A película de alumínio é outro material frequentemente utilizado na construção do diafragma. O alumínio é forte e condutor e aparece com mais frequência no diafragma de fita.

A condutividade do diafragma

Como uma nota extra no material do diafragma, a condutividade é de importância crítica para a funcionalidade de um microfone. A condutividade do diafragma/cápsula é diretamente proporcional à eficácia do microfone como transdutor.

Alumínio, ouro e cobre são os três materiais condutores mais comuns utilizados nos diafragmas do microfone.

Diafragmas de bobina móvel não precisam ser condutores. No entanto, a bobina conectada deve ser. Cobre é o material utilizado neste caso.

Diafragmas de fibra são normalmente feitos de folha de alumínio. Eles terão no mínimo um revestimento de alumínio ou ouro se não forem feitos de folha de alumínio.

Diafragmas de condensador são geralmente feitos de filme de poliéster com material de ouro ou eletreto colocado por cima por razões de condutividade.

Perguntas relacionadas

Os microfones USB têm o mesmo tipo de diafragmas que os microfones XLR? Sim. Não há nenhum “diafragma de microfone USB especial”. As cápsulas e os diafragmas dos microfones USB são construídos exactamente como os dos microfones XLR. Os designs comuns de diafragma/cápsula USB são o estilo de bobina móvel, fita e condensador. O diafragma não tem nada a ver com a conversão do sinal de áudio em dados digitais.

Um microfone precisa de um diafragma? Todos os microfones práticos precisam de diafragmas para atuar efetivamente como transdutores. No entanto, existem microfones experimentais desenhados sem diafragmas. O microfone laser projeta um laser através de um fluxo de fumaça exposto. Um sensor laser detecta as variações na fumaça e emite um sinal de áudio.