• Microfones. Padrões polares de captação

    Os diferentes tipos de padrões direcionais nos microfones são uma fonte comum de representações gráficas imprecisas e dados numéricos que não são totalmente corretos ou completos. Nesta referência, incluímos uma tabela de parâmetros completos, bem como curvas polares. Os dados numéricos e curvas são extraídos de modelos matemáticos exatos.

    As curvas e dados aqui mostrados correspondem às curvas teóricas de cada um dos padrões de diretividade considerados. Na prática, os padrões reais muitas vezes se desviam ligeiramente da teoria. Por exemplo, você verá variações entre os padrões direcionais em diferentes freqüências de um microfone cardióide.

    Com o risco de fornecer demasiadas informações, incluímos o padrão supercardióide relativamente pouco utilizado (também chamado de wide cardioid), bem como o subcardiode.

    A seguir, descrevemos brevemente cada tipo de diretividade:
    • Omnidirecional. (onidirecional) Este microfone capta o som igualmente em todas as direções.
    • Cardioide. Este padrão tem o nome da forma de um coração idealizado (ou, em três dimensões, de uma maçã). Sua rejeição é total ao som vindo de trás (180 graus).
    • Subcardiode. Sua resposta está entre o cardióide e o omni, com 10 dB de rejeição ao som vindo de trás (180 graus) e uma captação mais ampla na frente.
    • Supercardioide. Este é um padrão um pouco mais direcional do que o cardióide, mas com um lóbulo posterior. Sua sensibilidade mínima ocorre a 127 graus. Somando toda a captação dianteira e toda a traseira, este é o microfone cardioide familiar que proporciona a melhor relação entre os dois.
    • Hipercardioide. Similar ao supercardióide, mas um pouco mais direcional na frente (embora com um lóbulo traseiro maior). Sua sensibilidade mínima ocorre a 110 graus.
    • Bidirecional. Também chamado de "figura oito". Sua rejeição é total ao som que vem dos lados e sua captação dianteira e traseira é a mesma.

    Também é às vezes referido como "unidirecional", um termo um tanto difuso que engloba padrões cardióides, subcardiode, supercardioides ou hipercardioides. Os nomes também podem ser hifenizados após o prefixo (p.e., 'sub-cardioide'). Como efeito colateral, as portas traseiras da família de cardiodes acima mencionados geram o chamado "efeito de proximidade", que aumenta o nível dos graves quando a fonte está muito próxima do microfone.

    Além dos tipos aqui descritos, o microfone shotgun, formato do cano da espingarda ou microfone de linha, é mais diretivo, embora seu uso em aplicações de reforço sonoro seja incomum e seu padrão polar dependerá do desenho de cada modelo. Algo semelhante ocorre com o microfone parabólico (como uma antena parabólica, mas com um microfone). Os microfones de superfície (boundary, PZM) têm um captador hemisférico (ou seja, eles captam apenas a parte frontal) e podem usar cápsulas com qualquer um dos padrões detalhados neste artigo). Há também formações (arrays) de microfones, cujos sinais podem até ser processados para modificar o padrão direcional (beamforming/beamtacking).

    Características de captação de diferentes padrões de microfone
    NOTAS:
    - O ângulo de captação é equivalente ao ângulo de cobertura de um alto-falante, embora um nível de atenuação de 3 dB seja mais comumente usado, enquanto o ângulo de -6 dB é sempre usado para alto-falantes. A tabela também fornece o ângulo em outros níveis de atenuação para permitir a comparação. Em inglês, são utilizados os termos pickup angle ou acceptance angle.
    - "-inf" significa menos infinito, ou seja, cancelamento absoluto. Na prática, a atenuação traseira (180 graus) de um microfone cardióide está entre 10 e 25 dB, dependendo da freqüência e do microfone.
    - O índice de unidirecionalidade (UI ou UDI) representa a diferença entre a captação de energia dianteira e traseira (os 180 graus na frente em comparação com os 180 graus atrás).
    - DI = Directivity index, Índice de diretividade. Esta é a representação decibel do fator Q.
    - O fator distância representa a distância relativa, referida à característica de um microfone omnidirecional, do qual o microfone capta a mesma relação entre som direto e som ambiente. Por exemplo, um cardióide pode ser colocado 1,7 vezes mais atrás do que um omnidirecional para alcançar a mesma relação de som direto ao refletido que o omnidirecional. Este fator de distância também está relacionado com a distância na qual o microfone deve ser colocado para evitar a realimentação.
    - Tabela baseada nos coeficientes 1, 0,66 (isto não é normalizado, alguns usam 0,75), 0,5, 0,375, 0,25 e 0 respectivamente.

    Abaixo você pode ver os diferentes padrões graficamente comparados em detalhes. Embora os tenhamos representado em duas dimensões, as figuras são tridimensionais. Ou seja, se tivermos, por exemplo, uma captação mínima de 90 graus à direita e à esquerda em um microfone de duas vias, também a teremos a 90 graus para cima e para baixo.

    O gráfico da esquerda utiliza uma escala de 25 dB, que é a escala normalmente utilizada para microfones. Como referência, à direita temos os mesmos padrões com uma escala de 50 dB, que é a escala utilizada para alto-falantes:

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