• O efeito do bloqueio da grelha de um microfone cardióide sobre sua diretividade

    A maioria dos técnicos de som sabe bem que quando um microfone da família cardioide (cardioide seco, subcardióide, hipercardióide ou supercardióide) é agarrado de tal forma que a mão obstrui a parte de trás da grelha (grade),o padrão polar direcional de captação tende a tornar-se omnidirecional, o que implica, entre outras coisas, uma maior possibilidade de realimentação (retroalimentação, retorno, feedback), um assunto que é certamente crítico.

    A razão deste comportamento é que o projeto da família de microfones cardióides combina a captação frontal do diafragma com a contribuição de uma abertura traseira para obter a direcionalidade, assim, ao bloquear a parte traseira da grelha, obstruímos o acesso do som à abertura traseira e assim perdemos parte da direcionalidade da cápsula do microfone.

    No Doctor ProAudio quisemos verificar até que ponto este era o caso, para o qual utilizamos os serviços de medição da consultoria Brusi Acoustics, que realizou a análise em uma câmara anecóica. Com um alto-falante fixo, o microfone foi girado por meio de uma mesa giratória sincronizada com um analisador para obter respostas de freqüência de alta resolução em diferentes ângulos. Com processamento matemático adicional é possível mostrar diferentes representações gráficas: curvas polares, índice de diretividade, respostas de freqüência relativa em diferentes ângulos e a mudança na resposta de freqüência em relação ao microfone original.

    Em sua forma mais radical, cupping, que é como a língua inglesa chama esta forma de segurar a grelha do microfone colocando uma ou duas mãos em forma de xícara (cup), só expõe a parte frontal da grelha, com efeitos devastadores sobre a resposta de freqüência. Neste caso, só queríamos ver o efeito sobre a diretividade, então usamos um cupping relativamente leve (e mais comum), que simulamos tapando com fita adesiva a parte de trás da grelha do anel para o corpo. O microfone que utilizamos na experiência foi aquele microfone vocal cardióide projetado nos anos 60 que é bem conhecido por todos.

    Aqui estão algumas representações gráficas diferentes para entender as mudanças que ocorrem. Quando os dois casos são mostrados na mesma figura, a medida do microfone não modificado está em uma linha verde e o correspondente ao microfone parcialmente bloqueado usa a cor vermelha.

    Curvas polares

    Primeiro veremos as curvas polares correspondentes às bandas de oitava de 500, 1000, 2000 e 4000 Hz. Em todos os casos, pode-se ver que a resposta polar da versão modificada (em vermelho), embora não completamente onidirecional, é muito menos diretiva do que quando a grade é deixada desobstruída.

    500 Hz





    1000 Hz





    2000 Hz





    4000 Hz



    NOTA: Embora este microfone seja rotulado de cardióide, na verdade ele está a meio caminho entre um cardióide e um supercardióide, daí o clássico entalhe na parte de trás de uma curva polar em forma de coração.

    Índice de diretividade

    No gráfico seguinte temos o índice de diretividade com relação à freqüência (no lado direito do gráfico notamos a equivalência com o fator diretivo Q). Como referência, se a forma da curva polar fosse exatamente a mesma em todas as freqüências, veríamos uma linha horizontal reta. As curvas extraídas das medições mostram uma diretividade substancialmente maior para a medição com a grelha desbloqueada até 5000 Hz. A perda de diretividade para ambos também pode ser vista em alturas acima de 13k Hz. Como referência comparativa para Di, um alto-falante com um cone de 4" teria um índice de diretividade médio similar ao do microfone cardióide da medida.



    Resposta de freqüência relativa

    Estes dois gráficos mostram a diferença na resposta de freqüência para 0 (frente), 45, 90, 135 e 180 graus (trás) para que você possa ver como a forma da resposta de freqüência muda em diferentes ângulos quando a traseira está obstruída. Como estas são respostas relativas a 0 graus, a resposta de 0° é a linha reta azul a 0 dB. Se a resposta polar do microfone fosse perfeitamente cardioide (ou da família cardioide), teríamos linhas horizontais perfeitamente retas em diferentes níveis. No caso do microfone descoberto (gráfico acima), pode-se ver que as respostas em ângulos diferentes são um tanto irregulares, como convém a um design tão antigo (mas ainda popular). Um bom desenho atual mostraria curvas mais suaves que mudam pouco em forma e permanecem mais ou menos planas para ângulos diferentes. Em contraste, as respostas da cápsula obstruída são mais suaves (já que a captação é principalmente da frente do diafragma), embora ao custo de desbalancear os altos para os baixos e perder a atenuação na parte traseira (a 180°).





    Ângulo de captação

    O gráfico mostra o ângulo de captação (pickup angle ou acceptance angle em inglês) para ambas as medições, com um nível de queda de -6 dB (o usual é dar o ângulo para atenuação de -3 dB, mas desta forma a mudança de ângulo com freqüência é melhor evidenciada). Como referência, um microfone teórico da família cardioide teria o mesmo ângulo em todas as freqüências, como uma corneta (horn) de diretividade constante. A curva verde, que corresponde a uma grelha desobstruída, tem um ângulo menor (já que a diretividade é maior) e uma curva mais plana.

    NOTA: A perda de diretividade mudará dependendo da quantidade da grelha bloqueada (isto também dependerá do tamanho e da morfologia da mão). Quando os lados também são bloqueados, é até possível que em freqüências acima de 4kHz seja observado um estreitamento na captação.



    Mudança na resposta de freqüência

    Nesta última curva mostramos a mudança na resposta de freqüência (no eixo, ou seja, diretamente oposto), subtraindo a resposta obstruída da desobstruída (níveis positivos significam que com a grelha um nível mais alto é capturado).Por um lado, é evidente que ele muda substancialmente quando cupping é feito (mesmo nesta forma não radical, deixando os lados da grelha livres), e, por outro lado, é possível ver que o nível capturado é maior na medida desobstruída, algo que pode ser esperado quando a captura da versão com a grelha parcialmente bloqueada se torna mais larga (assim como uma corneta gera mais pressão sonora na frente se seu ângulo for mais estreito).



    NOTA: Como a mão é grande em relação aos comprimentos de onda das freqüências principais da voz, sempre haverá alguma mudança na resposta de freqüência em comparação com a resposta do microfone dada pelo fabricante, que obviamente é medida sem uma mão. Entretanto, essas mudanças serão pequenas se a mão segurar o microfone pelo corpo e não bloquearmos a grade (embora maiores, desde que movamos a mão para frente e a grade seja grande).



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