I microfoni

E’ la bestia nera dei tanti che sognano di poter trasferire quello che esce dai loro strumenti su di un supporto.

Il microfono, nella sua storia è stato forse il più decantato, disprezzato, idolatrato, odiato apparecchio, ma in definitiva, altro non è che il più “sincero” tra i dispositivi necessari per effettuare una registrazione.

La sua funzione è solamente (si fa per dire) convertire in segnale elettrico le onde di pressione che lo investono.

Quello che gli viene chiesto è invece di convertire in segnale elettrico quello che noi “sentiamo”, ci sfugge però che i nostri due microfoni naturali (le orecchie) sono solo il primo stadio, tutti gli altri che concorrono alla percezione del suono sono a carico del nostro cervello.

Fino a quando qualcuno non sarà capace di impiantarci un bel jack sulla nostra testa a cui collegare un registratore tutto quello che potremmo chiedere ad un microfono è di fare il microfono..

Ora tutti i microfoni di uso comune basano il loro funzionamento su di una membrana destinata a raccogliere le onde di pressione e un sistema associato per convertire gli spostamenti della stessa in segnale elettrico, entrambi gli aspetti sono responsabili delle caratteristiche di ogni microfono; citiamo le fondamentali:

1) Linearità della risposta: capacità di restituire un segnale elettrico proporzionale alla intensità del suono in tutta la banda udibile, espressa tramite un grafico che riporta sull’asse delle ascisse la frequenza e su quello delle ordinate la “quantità” del segnale in opportuna unità di misura.

2) Il rumore: rumore di “fondo” tipico del microfono, costituito da un insieme di segnali casuali distribuiti in tutta la banda audio; qualsiasi sia il livello di tale spettro, è sempre presente all’uscita del microfono e va ad aggiungersi a quello proprio di tutti i componenti della catena di registrazione, tanto più è alto tanto maggiore sarà la percentuale miscelata al segnale utile e tanto “peggiore” sarà la qualità di registrazione; di solito viene espresso come “rumore equivalente” in dB (decibel), o in rapporto segnale/rumore.

3) La caratteristica direttiva: espressa graficamente su un diagramma (polare) dove si può leggere (in dB) la caduta di sensibilità alle varie angolazioni e frequenze rispetto alla perpendicolare della membrana dal disegno tracciato sul grafico derivano delle nomenclature considerate standard, ovvero: Omnidirezionale (rotondo), cardioide (a forma di cuore), ipercardioide (a forma di cuore stretto con una piccola protuberanza posteriore), ad 8, super-cardioide o shotgun o a clava (a forma di clava)

4) La alimentazione (questa è una caratteristica che riguarda esclusivamente i microfoni che per restituire un segnale utilizzabile hanno la necessità di integrare un dispositivo elettronico)

5) La robustezza. Il microfono perfetto non esiste, esistono più tipologie costruttive e più tipi di microfoni costruiti in base alla stessa tecnica.

Tra le tipologie possiamo elencare:
A) Microfoni dinamici: Il segnale elettrico viene fornito da una piccola bobina solidale alla membrana e immersa in un campo magnetico, è un piccolo altoparlante usato al rovescio, la notevole massa della bobina e del relativo supporto ne condiziona pesantemente la linearità.

B) Microfoni a nastro: A differenza del precedente la bobina è integrata nella membrana, senza supporti aggiuntivi, e la massa totale viene ridotta a livelli molto più bassi, nonostante i materiali usati siano stati nel tempo molto migliorati rimane uno tra i microfoni più delicati.

C) Microfoni piezoelettrici: Basano il loro funzionamento sull’impiego di cristalli piezoelettrici che quando sollecitati meccanicamente emettono una piccola “scarica elettrica”, sono utilizzati soprattutto come “sensori di pressione”, l’impedenza di uscita molto alta, non è adatta ai normali cavi e stadi di ingresso, per eliminare il problema viene utilizzato in prossimità del sensore un “adattatore di impedenza” costituito da un circuito elettronico, o un sistema cavo-preamplificatore in grado di preservare l’integrità del segnale (per evitare cadute alle frequenze più alte è necessaria impedenza di ingresso molto più alta di quella di uscita del dispositivo accoppiato).

D) Microfoni a condensatore: Costruiti attorno ad una membrana leggerissima metallizzata montata a piccola distanza da una superficie conduttiva di dimensioni simili ma fissa, devono il loro nome al fatto che la capsula è a tutti gli effetti un condensatore che varia continuamente la propria capacità in funzione della distanza tra le due pareti conduttive (distanza “modulata” dalle onde di pressione che investono la membrana) per “estrarre” un segnale utile vengono usati due metodi, il primo consiste nel “polarizzare” la membrana con una tensione piuttosto alta, e prelevare il segnale attraverso una resistenza di carico, il secondo fa uso di un circuito ad alta frequenza in f.m. sintonizzato dal condensatore, rivelato all’interno dello stesso dispositivo ed inviato all’uscita; al di là della tipologia adottata un microfono a condensatore è in grado di esibire flessibilità d’uso e prestazioni superiori a tutte le altre categorie; i limiti del primo tipo riguardano l’impedenza altissima che rende inevitabile un circuito adattatore e la scarsa propensione verso ambienti umidi per il rischio di scariche elettriche all’interno della capsula; per entrambi la necessità di alimentazione e il conseguente rumore residuo provocato dai circuiti attivi.

E) Electret Condenser: Derivato dal precedente, sfrutta la carica elettrica permanente di una membrana plastica, rispetto ai precedenti presenta un livello di rumore più alto, una minore dinamica e una risposta in frequenza maggiormente influenzata dalle caratteristiche fisiche della membrana (spessore, peso), praticamente tutti quelli presenti sul mercato incorporano un elemento attivo e quindi necessitano di alimentazione, paragoni con i “parenti” a condensatore non sono proponibili.

Fattori come il diametro della membrana e la tipologia costruttiva della capsula, sono in grado di influire sulla linearità e sulla caratteristica polare di un microfono (quest’ulima influenzata anche dalla frequenza del segnale) molti microfoni a condensatore sono dotati di capsula a doppia membrana che per mezzo di un controllo opportuno rende disponibili su un solo microfono quasi tutte le risposte polari, uniche eccezioni quelle caratteristiche dei microfoni super cardioide che dipendono in massima parte dalla particolare costruzione.
Va anche ricordato che il controllo della direttività può essere agevolmente ottenuto per via elettronica con l’uso di microfoni a capsula multipla montate in configurazione MS.

Il gran numero di varianti associate allo “strumento” microfono lascia intuire una notevole specializzazione, le case costruttrici spesso affiancano alle caratteristiche dei loro prodotti anche le applicazioni in cui questi possono esprimersi meglio, in questo campo la tipologia dei microfoni a condensatore è sicuramente la più versatile; ne esistono per tutte le applicazioni, la particolare semplicità strutturale della capsula permette di adattare tutte le dimensioni per modellare le caratteristiche nel modo più opportuno.

Generalmente i suoni di maggiore “corposità” (ricchezza di basse frequenze nello spettro emesso) richiedono membrane di diametro maggiore, che tendono ad esaltare la gamma medio alta pur essendo meno proiettate verso la gamma altissima, viceversa i suoni ricchi di altissime frequenze richiedono diaframmi estremamente piccoli che possono estendere la risposta con regolarità molto oltre la gamma udibile.

Il segnale fornito dal microfono resta un segnale di livello estremamente basso, per cui è fondamentale che l’accoppiamento con gli stadi successivi (preamplificatore) sia eseguito con la massima attenzione, sia esso realizzato a mezzo cavi elettrici (praticamente indispensabile una linea bilanciata, cavi e connettori di qualità) sia tramite trasmettitore-ricevitore (in questo caso viene introdotta anche una ulteriore sorgente di rumore).

Ultimamente sul mercato sono comparsi microfoni dotati di convertitori in grado di fornire un segnale adatto ad essere visto direttamente da un computer senza l’uso di stadi intermedi, stadi comunque presenti all’interno del microfono ed in grado di incidere sulla qualità complessiva.