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Scheda 16

I parametri di un microfono

Parametri di un microfono
Per poter usare correttamente un microfono è importante conoscere i suoi parametri caratteristici, che sono quelli elencati qui sotto e che verranno poi esaminati singolarmente.
  • SENSIBILITÀ
  • CURVA DI RISPOSTA
  • DIRETTIVITÀ
  • RUMORE
  • DISTORSIONE
  • DINAMICA
  • IMPEDENZA
  • TRANSITORIO
La sensibilità è il rapporto tra la tensione elettrica disponibile ai morsetti di uscita del microfono e la pressione acustica del suono che l'ha generata. Generalmente essa viene misurata in mV/microbar. Vanno inoltre precisate le condizioni di carico del microfono, cioè se la tensione si intende a vuoto o in determinate condizioni di carico, e la frequenza del suono.
Attualmente la sensibilità di un microfono viene più propriamente indicata come Fattore di trasmissione a vuoto (FTV). Esso viene misurato per una frequenza fissa (1 KHz) senza alcun carico in uscita; è espresso in mV/Pa (Pascal) e indica la tensione presente all'uscita del microfono per una determinata pressione sonora alla frequenza stabilita. Talvolta il FTV viene espresso in dBV, dove 0dBV equivale a 1V/Pa. Il suo valore è, dunque, sempre negativo.
La curva di risposta è un grafico che illustra come varia la sensibilità del microfono al variare della frequenza. Le frequenze sono rappresentate sulle ascisse in scala logaritmica. La sensibilità è rappresentata sull'asse delle ordinate data in dB e cioè è data come il rapporto tra la sensibilità S e una sensibilità di riferimento, rapporto espresso in dB. Generalmente il costruttore fornisce anche la maschera delle tolleranze.
Per direttività di un microfono si intende il modo in cui varia la sensibilità del microfono stesso al variare dell'angolo di provenienza dei suoni. Graficamente essa può essere espressa in due modi:
  • Mediante una famiglia di curve di risposta tracciate ciascuna per una ben definita direzione di provenienza dei suoni.
  • Mediante una famiglia di diagrammi polari tracciati ciascuno per una ben definita frequenza. Ognuno di questi diagrammi polari illustra come varia la sensibilità al variare della direzione di provenienza del suono.
Il modo più diffuso per illustrare la direttività di un microfono è senz'altro quello dei diagrammi polari. Essi vengono rilevati ponendo il microfono in prova in una camera anecoica nella quale è presente un altoparlante che riproduce dei toni sinusoidali a frequenza fissa. La curva di direzionalità si ottiene riportando su un diagramma circolare suddiviso in 180° per semicerchio un sistema di coordinate polari riportanti il livello di uscita al variare dell'angolo, in relazione ad un suono generato con livello e frequenza costanti. Connessa all'uscita del microfono in prova, un'apposita apparecchiatura traccia la curva di livello elettrico presente all'uscita del microfono su un foglio di carta su cui è presente il diagramma goniometrico. Avendo cura di far coincidere l'angolo a 0° sulla carta con la posizione in asse del microfono con l'altoparlante. Questa prova viene effettuata più volte a frequenze diverse. Essendo le frequenze alte più direttive delle basse, il diagramma polare risulterà in ogni microfono differente alle diverse frequenze. Dall'insieme delle curve a differenti frequenze si può avere un'idea dell'andamento della direttività del microfono. Un altro dato frequentemente fornito dai costruttori è il rapporto avanti-indietro, e cioè il rapporto tra la sensibilità massima e la sensibilità minima. La direttività di un microfono è particolarmente importante nell'uso comune, in quanto i microfoni sono sovente immersi in campi sonori molto rumorosi in cui è particolarmente difficile riprendere un suono isolandolo dal rumore ambiente. Se il microfono viene posto in un ambiente acusticamente isolato e privo di sorgenti sonore, la tensione elettrica che si misura ai suoi morsetti è la tensione di rumore del microfono. Questo dato viene talvolta fornito dalle case costruttrici sotto forma di livello della pressione sonora che produce idealmente questa tensione. Esso è importante in quanto delimita inferiormente il campo di pressioni sonore in cui deve lavorare il microfono. Nei microfoni dinamici la tensione di rumore è praticamente dovuta al rumore termico della resistenza della bobina mobile, mentre nei microfoni a condensatore un contributo notevole alla tensione di rumore viene dato dalla resistenza acustica della capsula microfonica. Per distorsione in un microfono si intende la non perfetta proporzionalità tra la pressione acustica e la corrispondente tensione elettrica in uscita. Questa distorsione è dovuta a una non linearità di funzionamento degli elementi meccanici, elettrici ed elettromeccanici che costituiscono il microfono. La massima distorsione accettabile delimita superiormente il campo delle pressioni sonore entro cui deve lavorare il microfono. Se si resta nei limiti di impiego consigliati dalla casa costruttrice, se si lavora cioè con pressioni sonore inferiori alla massima pressione sonora ammessa, la distorsione nei microfoni moderni è inferiore allo 0,5%. Per dinamica si intende il rapporto, espresso in dB, tra la tensione elettrica corrispondente alla massima pressione sonora ammessa e la tensione di rumore del microfono. L'impedenza elettrica di un microfono è l'impedenza che si vede dai morsetti di uscita del microfono ed è uguale al rapporto (dato da un numero complesso) fra una tensione alternata applicata ai suddetti morsetti e la corrente assorbita. La conoscenza dell'impedenza elettrica del microfono consente di effettuare un appropriato collegamento elettrico con il circuito che segue ed in particolare di prevedere la risposta in frequenza quando il microfono sia collegato al circuito tramite un cavo più o meno lungo. Il comportamento al transitorio di un microfono è il modo in cui esso risponde ai suoni di durata molto breve. Tale comportamento dipende ovviamente dalle caratteristiche meccaniche della parte mobile del microfono e dal suo accoppiamento con lo spazio circostante. Non esiste una normativa per la determinazione del comportamento al transitorio. Generalmente si ricorre all'onda acustica prodotta dalla scarica di un condensatore che presenta un fronte di salita molto ripido. Esaminando il segnale elettrico risultante e confrontandolo con quello di un microfono campione si possono desumere informazioni utili sul comportamento al transitorio.
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