Il microfono (parte seconda)

La maggior parte dei microfoni in commercio si possono suddividere in queste due grandi classi a seconda del tipo di trasduttore di pressione che essi montano, dunque a seconda del principio fisico che essi usano per la traduzione (o traduzione che dir si voglia) del suono.

-Microfoni Dinamici

La parte principale del microfono è il diaframma, cioè un piccolo elemento di solito a forma circolare, costruito al giorno d’oggi con un materiale plastico speciale, che viene messo in vibrazione dalle onde sonore. Al diaframma è collegata una bobina mobile (il conduttore indicato in figura, in sostanza un avvolgimento di metallo ) immersa in una campo magnetico generato da un piccolo magnete fisso, di solito a forma di anello.

La legge fisica è quella di Faraday- Neumann-Lenz fem=-dΦ/dt in base alla quale si stabilisce uno stretto legame tra il mondo del magnetismo e dell’elettricità. Quando in un campo magnetico viene fatto muovere un conduttore, in questo conduttore si genera una corrente elettrica i Quanto più intenso sarà il campo magnetico, tanto più intensa sarà la corrente elettrica che si genera Quando in un conduttore circola corrente elettrica, per la legge di Ohm ai suoi capi si crea una differenza di potenziale, cioè una tensione elettrica, che rappresenta le variazioni di pressione dell'onda sonora, ed è proprio il segnale che desideriamo esca dal microfono.

Nello specifico:

Quando il diaframma, messo in vibrazione dalle onde sonore, si muove oscillando in su e in giù, fa muovere anche la bobina ad esso solidale, e ai capi della bobina si genera una tensione elettrica che segue, più o meno fedelmente, l’andamento dell’onda sonora.

Vi sono diversi tipi di microfoni dinamici, che si differenziano moltissimo a seconda della qualità (da pochi Euro, come i microfoni forniti di serie con le schede audio più comuni, e adatti per applicazioni vocali) fino a centinaia di Euro, adatti per applicazioni musicali.

Fra le caratteristiche dei microfoni dinamici si può ancora citare la relativa insensibilità ai rumori meccanici esterni (come il maneggiamento del microfono) e lo spiccato effetto di prossimità, cioè la caratteristica di variare la risposta in frequenza, e quindi la timbrica, a seconda della distanza del microfono dalla sorgente sonora. I microfoni dinamici sopportano, generalmente, elevate pressioni acustiche.

-Microfoni a Condensatore

Il microfono a condensatore, invece, è basato su un principio elettrostatico: all'interno del microfono viene disposto un condensatore, costituito di due sottili lamine dette armature.

Una delle due armature è mobile (diaframma), in modo da essere sensibile alla pressione sonora. Alle piastre viene applicata una tensione continua di 48 Volt, chiamata phantom power (alimentazione fantasma) che viaggia sugli stessi conduttori usati per portare il segnale.

Quando il diaframma è sollecitato da un'onda sonora si muove, e la distanza fra le piastre varia, modulando perciò la tensione continua. Infatti, la carica di un condensatore dipende, oltre che dalla tensione applicata, anche dalla capacità.

La legge fisica é la seguente: Q = C V dove appunto Q é la carica, e nel nostro caso é costante. Come si vede dall'immagine, la capacità (grandezza fisica che dipende dalla natura geometrica e dal mezzo, che nel nostro caso é aria) aumenta all'avvicinarsi delle "armature" (di cui una é fissa). Aumentando la capacità, la tensione deve diminuire per lasciare costante il loro prodotto (perché la carica é costante). Ecco spiegato a grandi linee il funzionamento

Con adatti circuiti (filtri che fanno una media mobile) la tensione continua viene eliminata, e rimante soltanto la parte alternata, che costituisce proprio il segnale elettrico che ci serve, e che segue l'andamento di pressione dell'onda sonora.

-Confronto

Queste descrizioni sono estremamente approssimative ma ci forniscono almeno gli elementi essenziali per distinguere le due categorie di microfoni.

I microfoni dinamici sono più resistenti ed economici, reggono maggiormente gli alti volumi, ma il compromesso é che hanno una maggiore inerzia al movimento, dovuta a motivi costruttivi (la pesantezza di membrana e avvolgimento), quindi non rendono i transienti come i condensatori, e spesso hanno una risposta in frequenza limitata.

Viceversa i microfoni a condensatore vanno trattati con più cura (anche perché sono molto più costosi), non vanno bene (di solito) in situazioni con alti volumi, ma sono precisissimi nei transienti, e hanno una risposta in frequenza più ampia e lineare (cioè più fedele alla realtà).

Ilario Ferrari