¿Qué es un diafragma de micrófono? (Guía detallada) – Mi nuevo micrófono

Los diafragmas tienen mucho que ver con el sonido. Nosotros «cantamos desde el diafragma» de nuestros cuerpos físicos y, si estamos cantando en un micrófono, ¡también estamos interactuando con un diafragma! Todo micrófono práctico tiene un diafragma y la comprensión de los diafragmas es crucial para el dominio de los micrófonos.

Entonces, ¿qué es el diafragma de un micrófono? El diafragma de un micrófono es una fina membrana que se mueve como reacción a la variación de la presión sonora externa. Un diafragma de micrófono es un componente transductor clave para convertir la energía acústica en energía eléctrica. Los tres tipos principales de diafragma son el de bobina móvil, el de cinta y el de condensador.

Hay mucho que discutir cuando se habla de diafragmas de micrófono. En este artículo se explicarán en detalle los tipos de diafragma más conocidos y las consideraciones que debemos tener en cuenta cuando tratamos con diafragmas de micrófono.

¿Qué es un diafragma de micrófono?

Como se ha mencionado, el diafragma de un micrófono es una fina membrana que se mueve como reacción a la variación de la presión del sonido (ondas sonoras). El diafragma es un ingrediente crítico en la receta del micrófono. De hecho, sin un diafragma móvil, un micrófono no podría hacer su trabajo como transductor. El movimiento coincidente del diafragma con la presión sonora es el primer paso para transformar la energía acústica en energía eléctrica.

Como el diafragma de un micrófono es tan fino, observamos que sólo tiene dos lados. El movimiento del diafragma se basa en la diferencia de presión sonora entre sus dos lados.

El diafragma del micrófono forma parte de una unidad mayor dentro de los micrófonos llamada cápsula. El diseño de la cápsula es de suma importancia para el rendimiento del micrófono. La cápsula es, en última instancia, el elemento transductor de cualquier micrófono.

Para una lectura en profundidad de las cápsulas de los micrófonos, consulte mi artículo ¿Qué es una cápsula de micrófono? (Además de las 3 cápsulas más populares).

La disposición de la cápsula y el diafragma determina gran parte del sonido característico de un micrófono. La respuesta en frecuencia, la sensibilidad y el patrón polar son algunas de las características fuertemente determinadas por el diseño de la cápsula y el diafragma.

Hay 3 tipos principales de diafragmas de micrófono:

1. Diafragma de bobina móvil (dinámico)
2. Diafragma de cinta (dinámico)
3. Diafragma de placa frontal (condensador)

¿Cómo se mueve un diafragma?

Los diafragmas de los micrófonos son extremadamente finos (algunos de menos de 5 micras). Esta delgadez los hace muy sensibles a las moléculas de aire que vibran en su entorno inmediato. El «bombardeo» de las moléculas de aire que vibran en un diafragma de micrófono hace que éste se mueva. A su vez, este movimiento mecánico de entrada y salida de la posición de reposo se convierte en una tensión eléctrica de CA (señal de audio).

Un diafragma de micrófono se mueve de acuerdo con la diferencia de presión sonora entre sus dos lados. Si un lado es «bombardeado» por las moléculas de aire más que el otro, ese lado será empujado hacia adentro. Si ambos lados están sometidos a la misma presión, el diafragma no se moverá.

Otra forma de explicar el movimiento del diafragma es observando una simple onda sinusoidal. En una onda sinusoidal, tenemos puntos nulos, picos y valles.

A medida que la onda sinusoidal viaja por el aire, afecta a las moléculas de aire que atraviesa. Lo mismo ocurre cuando la onda sonora llega al diafragma.

• En sus picos, la onda sinusoidal provoca una compresión máxima en el diafragma, empujándolo hacia dentro.
• En sus picos, la onda sinusoidal causa una rarefacción máxima en el diafragma, tirando del diafragma hacia fuera.
• Y en los puntos nulos, la onda sinusoidal no hace que el diafragma se mueva.

Las ondas sonoras viajan a 343 m/s y son infinitamente más complejas que una simple onda sinusoidal. Como puede imaginar, ¡hacen que el diafragma vibre rápidamente en respuesta a la variación de la presión sonora externa!

Los diafragmas de los micrófonos están diseñados para moverse de acuerdo con la variación de la presión sonora, de modo que puedan producir una señal de audio que sea una representación exacta del sonido que ocurre alrededor del micrófono.

Relación de los diafragmas del micrófono, del altavoz y del tórax

Las comparaciones a veces son útiles para explicar las cosas. Probablemente todos estamos familiarizados con el diafragma de un altavoz, y seguramente tenemos diafragmas torácicos dentro de nuestro cuerpo. El diafragma del micrófono es similar a estos dos diafragmas. Permítame explicarlo.

El diafragma del altavoz

Los altavoces, al igual que los micrófonos, son transductores. Los micrófonos convierten la energía de las ondas mecánicas (sonido) en energía eléctrica (señal de audio). Los altavoces, por el contrario, convierten la energía eléctrica (señal de audio) en energía ondulatoria mecánica (sonido).

Los altavoces funcionan según el principio de inducción electromagnética, el mismo principio que rige los micrófonos dinámicos (de los que hablaremos más adelante en este artículo). Se envía una señal de audio en forma de tensión alterna al altavoz. Esta señal viaja a través de una bobina estacionaria de alambre conductor que rodea un imán. La electricidad que circula por el cable conductor hace que el imán se mueva por el principio de inducción electromagnética. Como el audio es de corriente alterna, el imán se mueve hacia adelante y hacia atrás. Este imán está unido a un diafragma.

El diafragma de un altavoz se mueve junto con el imán al que está unido. A medida que el diafragma vibra, empuja y atrae el aire a su alrededor, proyectando las ondas sonoras a través del espacio.

Un micrófono dinámico funciona de manera opuesta a un altavoz. Si conectáramos un altavoz al revés, el diafragma sería esencialmente un diafragma de micrófono. Aunque, como los diafragmas de los altavoces suelen ser más gruesos, anchos y pesados que los de los micrófonos profesionales, no serían tan sensibles. Esto daría como resultado un sonido apagado.

Para aprender a cablear un altavoz para que se convierta en un micrófono, consulte mi artículo Cómo convertir un altavoz en un micrófono en 2 sencillos pasos.

El diafragma torácico

El diafragma torácico es una fina lámina de músculo esquelético en los seres humanos y otros mamíferos.

En el caso de este diafragma biológico, es el propio músculo del diafragma el que se contrae y expande. El diafragma torácico desempeña un papel primordial en la respiración. Cuando el músculo del diafragma se contrae, ayuda a introducir el aire en los pulmones. Cuando el diafragma se relaja, expulsa el aire de los pulmones.

La respiración se produce a un ritmo mucho más lento que las vibraciones del aire. Sin embargo, la idea de que el diafragma mueve el aire es la misma.

Recapitulemos rápidamente los tres diafragmas mencionados:

• El diafragma torácico se contrae y se expande, moviendo el aire dentro y fuera de los pulmones.
• El diafragma del altavoz está unido a un imán y se mueve en función de una tensión alterna aplicada mediante inducción electromagnética.
• El diafragma del micrófono se mueve en función de la variación de la presión sonora a su alrededor.

Principio acústico: Presión frente a Presión-Gradiente

Aunque no es una característica del propio diafragma, merece la pena mencionar el diseño de la cápsula y cómo altera la forma en que el sonido interactúa con el diafragma.

Hay dos tipos básicos de patrones polares:

1. Omnidireccional – que funciona según el principio de presión.
2. Bidireccional – que funciona según el principio de gradiente de presión.

El diseño de una cápsula puede exponer su diafragma basándose en cualquiera de estos principios o en una combinación de ellos. Las combinaciones dan lugar a los patrones polares de tipo cardioide.

Principio de presión

El principio de presión tiene un lado del diafragma abierto a la presión sonora externa. El otro lado está cerrado a una presión fija.

Sabemos que el movimiento del diafragma se debe a la diferencia de presión entre sus lados delantero y trasero. Como sólo un lado del diafragma está expuesto a las vibraciones sonoras, el diafragma reaccionará bastante bien por igual al sonido procedente de todas las direcciones. De ahí el patrón polar omnidireccional

Para más información sobre el patrón polar omnidireccional, consulte mi artículo ¿Qué es un micrófono omnidireccional? (Patrón polar + ejemplos de micrófonos).

Principio de gradiente de presión

El principio de gradiente de presión hace que ambos lados del diafragma estén abiertos a la presión sonora externa.

Las ondas sonoras que vienen directamente de la parte delantera del diafragma golpean primero la parte delantera y la parte trasera algo más tarde. Esta diferencia de fase provoca una pequeña diferencia de presión que hace que el diafragma se mueva. Las ondas sonoras que proceden directamente de la parte posterior del diafragma actúan de forma opuesta.

Las ondas sonoras que proceden directamente del lado del diafragma golpean simultáneamente la parte delantera y la trasera, sin causar ninguna diferencia de presión y, por lo tanto, ningún movimiento del diafragma.

De este modo, el principio de gradiente de presión produce un patrón polar bidireccional o «figura 8». El micrófono es sensible al sonido procedente de la parte delantera y trasera, mientras que rechaza el sonido de los lados.

Para obtener más información sobre el patrón polar bidireccional, consulte mi artículo ¿Qué es un micrófono bidireccional/figura 8? (Con ejemplos de micrófonos).

Combinación de Presión &Presión-Gradiente

A menudo las cápsulas se diseñan de forma que combinan estos dos principios.

El patrón polar de micrófono más popular es el patrón cardioide. Se trata básicamente de una relación 1:1 de los principios de presión y gradiente de presión.

Al restringir la vía del sonido que llega a la parte posterior del diafragma, los fabricantes acceden inteligentemente a combinaciones de ambos principios. La manipulación de la cantidad de vibración del aire en cada lado del diafragma da como resultado una variedad de patrones polares.

Para saber más sobre el patrón polar cardioide y todos los demás patrones polares de los micrófonos, consulte mis artículos ¿Qué es un micrófono cardioide? (Patrón Polar + Ejemplos de Micrófonos) y La Guía Completa de Patrones Polares de Micrófono, respectivamente.

La Cara del Diafragma: Dirección superior frente a dirección lateral

Otro punto a destacar sobre los diafragmas y sus cápsulas es cómo dirigirlos. En otras palabras, ¿en qué direcciones apuntan los diafragmas de los micrófonos?

Los dos tipos de direccionamiento más comunes son el direccionamiento superior y el direccionamiento lateral.

Dirección superior

Shure aparece en los siguientes artículos de Mi nuevo micrófono:
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Los micrófonos de captación superior tienen diafragmas «orientados» hacia la parte superior del micrófono. Normalmente el micrófono parecerá que está apuntando en la dirección en la que es más sensible.

Típicamente los micrófonos de dirección superior están limitados a patrones polares de tipo omnidireccional y cardioide ya que es prácticamente imposible tener ambos lados del diafragma expuestos uniformemente a la presión sonora.

Ejemplos comunes de micrófonos de dirección superior son el Shure SM57 y SM58, así como el Neumann KM 184 (con enlaces para comprobar sus precios en Amazon).

Dirección lateral

Neumann aparece en los siguientes artículos de Mi nuevo micrófono:
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Los micrófonos de captación lateral están diseñados con sus diafragmas orientados «hacia un lado».» La «parte delantera» y la «parte trasera» del diafragma apuntan hacia los lados de los micrófonos, haciendo que el micrófono sea más sensible al sonido procedente de las direcciones laterales.

Con los micrófonos de captación lateral, todos los patrones polares son relativamente fáciles de conseguir. Esta configuración también permite diseñar dos diafragmas uno detrás del otro para crear un micrófono de patrón múltiple variable.

Ejemplos comunes de micrófonos de captación lateral son el Neumann U87, el Rode NT1-A y el AKG C414 (con enlaces para consultar sus precios en Amazon). El U87 y el C414 son micrófonos multipatrón.

El diafragma de bobina móvil

El diafragma de bobina móvil se compone en realidad de dos partes separadas: el propio diafragma y la bobina móvil. Sin embargo, como están unidos el uno al otro, es útil pensar en ellos como una sola pieza móvil. Los diafragmas de bobina móvil se encuentran en los micrófonos dinámicos de bobina móvil.

La combinación de diafragma y bobina móvil vibra en reacción a las ondas sonoras externas. El diafragma es responsable de ser lo suficientemente sensible como para captar la variación de la presión del aire entre sus dos lados. La bobina conductora se encarga de convertir esta vibración en una señal de audio. El diafragma de la bobina móvil y la cápsula actúan como un transductor según el principio de la inducción electromagnética.

Los diafragmas de la bobina móvil son casi todos de forma circular y están tensados alrededor de un anillo estacionario en la cápsula del micrófono. La tensión es un factor crucial en la sensibilidad del diafragma a las ondas sonoras entrantes.

En un diseño típico, la bobina tiene aproximadamente la mitad del diámetro del diafragma. La conexión de estos dos elementos crea una pequeña depresión o corrugación en el diafragma. Por lo tanto, el diafragma no es perfectamente plano. El diafragma también puede tener pequeñas ranuras en forma de hoja y una ondulación adicional para mejorar su rendimiento, solucionando problemas inherentes a la estructura del diafragma y la cápsula.

Material

La «bobina móvil» (a menudo denominada bobina de voz) suele estar hecha de un fino hilo de cobre enrollado en una forma cilíndrica hueca. Hay imanes a ambos lados de la bobina móvil para permitir la máxima inducción electromagnética.

El diafragma en sí no necesita ser conductor de la electricidad en absoluto. El material típico utilizado para hacer el diafragma es una película de poliéster (Mylar es una marca común). Esta película de poliéster (lámina de plástico) es lo suficientemente fina y fuerte como para actuar como un material de diafragma eficaz.

Así que la bobina está unida al diafragma y por lo tanto se mueve con él. Este peso añadido hace algunas cosas a las características generales del diafragma. El peso y la forma de los micrófonos dinámicos de bobina móvil generalmente dan lugar a los siguientes rasgos:

• Disminución de la sensibilidad en el rango de alta frecuencia.
• Una frecuencia de resonancia en el rango audible del oído humano.
• Una respuesta transitoria más lenta que los diafragmas de condensador y de cinta.

Para obtener más información sobre los micrófonos dinámicos de bobina móvil, consulte mis artículos ¿Qué es una bobina de voz de micrófono? y Micrófonos dinámicos de bobina móvil: The In-Depth Guide.

El diafragma de cinta

El diafragma de cinta es quizás el tipo de diafragma más interesante. Los diafragmas de cinta son diafragmas largos, delgados y rectangulares que sólo están unidos a su cápsula/bafle a ambos lados de su longitud. Suelen ser ondulados en lugar de perfectamente planos y están sometidos a una tensión relativamente baja en comparación con los diafragmas de bobina móvil y de condensador.

Los micrófonos de cinta también se consideran dinámicos. Al igual que los micrófonos de bobina móvil, los micrófonos de cinta funcionan según el principio del electromagnetismo. Sin embargo, en lugar de tener un diafragma separado y una pieza conductora fusionados, la cinta actúa como estos dos elementos simultáneamente. La cinta se mueve en reacción a la diferencia de presión sonora entre su parte trasera y delantera. Los imanes se colocan alrededor del perímetro de la cinta, de modo que cuando el diafragma se mueve, la inducción electromagnética genera una señal de audio.

Material

Los diafragmas de cinta deben ser conductores y extremadamente finos (normalmente menos de 5 micras). El aluminio es excelente para lograr estas dos necesidades. El papel de aluminio corrugado constituye muchos de los diafragmas de los micrófonos de cinta del mercado. Algunos fabricantes utilizan polímeros plásticos más resistentes como base de la cinta y los recubren con aluminio conductor. Otras veces, encontrará papel de aluminio cubierto con una fina capa de oro. La capa de oro ayuda a evitar la oxidación de la cinta, mientras que el oro en sí es un mejor conductor del aluminio (sólo que no es tan fuerte).

Fragilidad

Un diafragma de cinta es frágil. Las ráfagas de viento y el movimiento del aire asociado a los bombos e incluso los plosivos vocales tienen el potencial de estirar el diafragma, causando un daño permanente. La alimentación fantasma, si se envía a través de cables o conexiones defectuosas, también tiene el potencial de reventar o estirar el diafragma. Para añadir a la lista, los traumas físicos (caídas de micrófono) también tienen una alta probabilidad de dañar el diafragma de cinta. No hace falta decir que hay que tener cuidado al manipular y grabar con micrófonos de cinta. La buena noticia es que, a menudo, la reparación sólo requiere un «reencuadre» del micrófono. La mala noticia es que el precio de una reparación puede superar los 350 dólares.

Por naturaleza, los micrófonos de cinta están configurados como de captación lateral y tienen patrones polares bidireccionales. Debido al patrón bidireccional (figura 8), también exhiben las mayores cantidades de efecto de proximidad.

Para una lectura en profundidad sobre el efecto de proximidad de los micrófonos, consulte mi artículo Guía en profundidad sobre el efecto de proximidad de los micrófonos.

Las características de un diafragma de cinta dan a los micrófonos de cinta las siguientes cualidades (en términos generales):

• La baja tensión del diafragma produce una frecuencia de resonancia muy por debajo del rango audible del oído humano.
• La delgadez del diafragma proporciona una respuesta transitoria precisa.
• La forma general y el principio del transductor proporcionan una atenuación suave y natural de las frecuencias altas.

Para más información sobre los micrófonos de cinta dinámicos, consulte mi artículo Dynamic Ribbon Microphones: The In-Depth Guide.

El diafragma de condensador

Lo más fácil es explicar el diafragma de un micrófono de condensador junto con el diseño completo de su cápsula.

Las cápsulas de condensador son básicamente condensadores (condensador solía ser el término para condensador). Hay dos placas paralelas separadas entre sí en forma de condensador. En el caso de un micrófono de condensador, estas dos placas paralelas son:

1. Una placa posterior sólida y fija.
2. Una placa frontal móvil, conocida como diafragma.

Los condensadores están diseñados para mantener una carga (Q) cuando se les suministra una tensión. El voltaje de CC se suministra la mayoría de las veces a través de la alimentación fantasma (en el caso de los micrófonos de condensador verdaderos) o se mantiene permanentemente en el material de las placas (en el caso de los micrófonos de condensador electret). La carga (Q), en un diseño ideal, permanece constante.

La salida de la señal de audio (voltaje de CA) del condensador se mide con la fórmula V = Q / C

Como (Q) es constante, la señal de audio (V) es inversamente proporcional a la capacitancia (C). Así que hablemos de la capacitancia.

La capacitancia es la capacidad del condensador para almacenar una carga eléctrica. La capacitancia de las cápsulas condensadoras depende del área de las placas, del aislante entre las placas (aire) y de la distancia entre las placas. De estos tres factores que influyen, la distancia entre las placas es la única variable.

Cuando el diafragma del condensador vibra, la distancia entre las dos placas cambia, lo que da lugar a una tensión de CA variable (señal de audio).

Material

La placa posterior de un condensador verdadero suele estar hecha de aleaciones metálicas sólidas, como el latón. La placa del diafragma suele estar hecha de mylar pulverizado en oro o de una lámina de aluminio excepcionalmente fina.

Los condensadores electret suelen estar hechos del mismo material, sólo que con un revestimiento electret sobre una de sus placas. Los «back electrets» son los más eficientes y tienen una fina capa de material electret sobre sus placas traseras. Los materiales de la electreta pueden ser cualquier material dieléctrico, incluyendo plástico o cera.

Una diferenciación común de los micrófonos de condensador es por el tamaño del diafragma. Hay básicamente dos campos: condensadores de diafragma pequeño y condensadores de diafragma grande. Vamos a hablar de ambos con más detalle.

Condensadores de diafragma pequeño

Los diafragmas de condensadores pequeños suelen tener menos de 1 pulgada de diámetro, aunque esto es sólo una generalización.

Los condensadores de diafragma pequeño (SDC) suelen estar construidos con un diseño de «micrófono de lápiz», lo que significa que son micrófonos de dirección superior. Por esta razón, normalmente no encontrará micrófonos bidireccionales o multidireccionales de diafragma pequeño.

Un diafragma más pequeño suele significar una masa menor. Esto se traduce en una mayor precisión de la respuesta transitoria y una mayor respuesta de alta frecuencia. Como el diafragma es más pequeño, la cápsula también puede diseñarse más pequeña, lo que permite una respuesta polar más consistente.

Los contras de los diafragmas pequeños son los índices de sensibilidad más bajos y, por lo tanto, las relaciones señal-ruido más pobres. La señal de salida de la cápsula de condensador es proporcional a la distancia entre el diafragma y la placa posterior. Los diafragmas más pequeños no se mueven a través de tanta distancia como los grandes (para visualizar esto, me gusta pensar en trampolines pequeños y grandes). Como la sensibilidad es menor, el ruido propio de la electrónica del micrófono es más pronunciado en los SDC que en los LDC con señales del mismo nivel.

Condensadores de diafragma grande

Los diafragmas de condensador más grandes suelen tener un diámetro de 1 pulgada o más, aunque esto es sólo una generalización.

Los condensadores de diafragma grande (LDC) suelen construirse como micrófonos de captación lateral. Esto permite diseñar cualquier patrón polar en la cápsula del micrófono. Incluso es posible crear micrófonos multipatrón diseñando una cápsula con múltiples diafragmas.

El mayor tamaño del diafragma implica una mayor masa. Los LDCs tienen frecuencias de resonancia bajas, creando típicamente un aumento de graves en el rango de frecuencias bajas. El mayor tamaño del diafragma también significa que su desplazamiento cuando se somete a las ondas sonoras es mayor que el de sus homólogos SDC. Un mayor rango de desplazamiento del diafragma significa una señal de audio más fuerte, por lo que los LDC son más sensibles que los SDC. Una salida más fuerte cuando se somete al mismo nivel de presión sonora da a los condensadores de diafragma grande una mejor relación señal/ruido.

Un inconveniente de los LDC y de los micrófonos de captación lateral es que sus grandes rejillas permiten que las longitudes de onda cortas reboten dentro de la carcasa de la rejilla. Si no se amortiguan adecuadamente, estas frecuencias crearán una respuesta de frecuencia de gama alta errática.

Hay algunos inconvenientes más en los diafragmas grandes. El tamaño y la masa de los PMA los hacen menos sensibles a las frecuencias de gama alta. El mayor desplazamiento que aumenta la sensibilidad en realidad dificulta la precisión de la respuesta transitoria del gran diafragma. Por último, las cápsulas tienen que ser más grandes para albergar diafragmas más grandes. Los LDC tienden a tener menos consistencia en sus patrones polares a través de sus respuestas de frecuencia en comparación con los SDC.

Otra nota interesante sobre los LDC es que algunos diafragmas están terminados en el borde mientras que otros están terminados en el centro. Terminado en el borde significa que la señal de audio se toma desde el borde de la cápsula y por lo tanto el diafragma es una pieza completa. Los diafragmas con terminación central tienen sus electrodos en el centro del diafragma. En teoría, los diafragmas con terminación central tienen menos frecuencias de resonancia, lo que significa que sus respuestas de frecuencia son menos erráticas. Aunque los diseños con terminación central son un poco más complejos.

Recapitulemos las generalidades entre los condensadores de diafragma pequeño (SDC) y los condensadores de diafragma grande (LDC):

• Los SDC son menos sensibles que los LDC
• Los SDC tienen peor relación señal/ruido que los LDC
• Los SDC tienen respuestas de alta frecuencia más fuertes que los LDC
• Los SDC tienen respuestas de bajafrecuencia que los LDC
• Los SDC tienen respuestas transitorias más precisas que los LDC
• Los SDC tienen patrones polares más consistentes que los LDC

Para una explicación detallada de las diferencias entre los SDC y los LDC, consulte mi artículo Large-Diaphragm Vs. Micrófonos de condensador de diafragma pequeño.

Las características generales de un diafragma de condensador dan a los micrófonos de condensador las siguientes cualidades:

• El peso ligero del diafragma da una respuesta brillante en las frecuencias altas.
• La tensión y la delgadez del diafragma dan una respuesta transitoria precisa.
• La forma general y el principio del transductor dan un roll-off suave y natural de las frecuencias altas.

Factores de rendimiento del diafragma

Discutiremos los principales factores que afectan al rendimiento de un diafragma:

• Masa del diafragma
• Forma y tamaño del diafragma
• Tensión del diafragma
• Material del diafragma
• Conductividad del diafragma

La masa del diafragma

La masa del diafragma juega un gran papel en la determinación de la frecuencia y las respuestas transitorias. Ambas son características críticas de un micrófono.

En igualdad de condiciones, cuanto más pesado sea un diafragma, menor será su frecuencia de resonancia. Las frecuencias resonantes ofrecen un aumento en la respuesta de frecuencia de un diafragma. Los diafragmas más pesados también sufren una falta de claridad en las frecuencias altas. Esto se debe a la inercia y a la dificultad que experimentan las ondas sonoras de alta frecuencia para superar la inercia.

El aumento de la inercia que conllevan las masas más grandes también afecta a la respuesta transitoria del diafragma. Cuanto más pesado sea el diafragma, más se resistirá al movimiento. Esta resistencia contra las ondas sonoras externas empeora la precisión de la respuesta transitoria del micrófono.

La forma y el tamaño del diafragma

La forma y el tamaño del diafragma influyen en la respuesta de frecuencia y la sensibilidad del micrófono.

La mayoría de los diafragmas de los micrófonos tienen forma circular. Esto es cierto para prácticamente todos los diafragmas de bobina móvil y de condensador. Los diafragmas de cinta tienen forma de tiras largas de cinta.

En los diafragmas circulares, el diámetro se relaciona con frecuencias de resonancia específicas. Estas frecuencias resonantes tienen una longitud de onda igual a múltiplos y fracciones de la longitud del diámetro. Es más fácil visualizar estas frecuencias resonantes a lo largo del diámetro del diafragma como si se tratara de ondas estacionarias en una habitación. Las longitudes de onda que se ajustan a los límites del diámetro del perímetro del diafragma interferirán de forma constructiva o destructiva con ellas mismas. Las interferencias constructivas y destructivas afectan a la sensibilidad específica de la frecuencia de forma positiva y negativa, respectivamente.

El tamaño del diafragma circular también ayuda a determinar la sensibilidad del micrófono. En igualdad de condiciones, cuanto más grande es el diafragma, más distancia puede desplazarse de la posición de reposo (piense en un trampolín pequeño frente a uno grande). Cuanto mayor sea el movimiento del diafragma, mayor será la salida de señal de audio de la cápsula.

La forma del diafragma de cinta es la de un rectángulo largo y delgado en lugar de un círculo. Esta franja del diafragma también está ondulada y tiene mucha menos tensión que sus homólogos circulares.

La forma no circular combinada con la ondulación hace que los micrófonos de cinta tengan muy pocas frecuencias de resonancia. Y las frecuencias que resuenan, lo hacen débilmente. Esto hace que la respuesta en frecuencia sea más suave.

La tensión del diafragma

La tensión del diafragma afecta a la respuesta en frecuencia y a la sensibilidad de un micrófono.

La mejor analogía para explicar la tensión de un micrófono es la de un tambor. Al afinar un tambor, el aumento de la tensión del parche (membrana) aumenta las frecuencias fundamentales y resonantes del tambor. Lo mismo ocurre con la membrana de un micrófono (aunque no los golpeamos con baquetas).

Si todo lo demás permanece igual, el aumento de la tensión incrementa las frecuencias de resonancia de un diafragma. La tensión en los diafragmas circulares suele producir una frecuencia de resonancia en la gama de frecuencias graves o subgraves. Los diafragmas de cinta suelen tener una tensión tan baja que su frecuencia de resonancia fundamental está por debajo del rango audible del oído humano.

La tensión del diafragma también afecta a la sensibilidad de un micrófono. Cuanto más tensado esté un diafragma, menos desplazamiento experimentará a un nivel de presión sonora determinado.

El material del diafragma

El material del diafragma desempeña un papel fundamental a la hora de determinar la respuesta general de un diafragma al sonido.

Los diafragmas deben ser delgados, móviles y, en la mayoría de los casos, conductores. El material utilizado en la fabricación de los diafragmas tiene que tener una alta resistencia a la tracción y ser capaz de reaccionar con precisión a la variación de la presión sonora. Esto reduce el número de opciones viables para el material del diafragma.

La película de poliéster (Mylar es una marca común) es un material eficaz. Aunque el Mylar no es conductor, es lo suficientemente fuerte y flexible como para destacar como material de diafragma. Los diafragmas de bobina móvil suelen estar hechos exclusivamente de película de poliéster, ya que no es necesario que sean conductores. Los diafragmas de los micrófonos de condensador suelen estar hechos de película de poliéster recubierta de oro para añadir un elemento conductor a este material.

La lámina de aluminio es otro material frecuentemente utilizado en la construcción de diafragmas. El aluminio es a la vez fuerte y conductor y aparece con mayor frecuencia en los diafragmas de cinta.

La conductividad del diafragma

Como nota adicional sobre el material del diafragma, la conductividad es de importancia crítica para la funcionalidad de un micrófono. La conductividad del diafragma/cápsula es directamente proporcional a la eficacia del micrófono como transductor.

El aluminio, el oro y el cobre son los tres materiales conductores más comunes utilizados en los diafragmas de los micrófonos.

Los diafragmas de bobina móvil no necesitan ser conductores. Sin embargo, la bobina acoplada debe serlo. El cobre es el material utilizado en este caso.

Los diafragmas de cinta suelen estar hechos de papel de aluminio. Como mínimo tendrán un revestimiento de aluminio o de oro si no están hechos de papel de aluminio.

Los diafragmas de condensador suelen estar hechos de película de poliéster con oro o material electret colocado encima por razones de conductividad.

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