microfonos tipos de trasductores

Tema 5

Micr´fonos
o
5.1 Introducci´n
o
El micr´fono es el transductor dise˜ado espeo
n
cialmente para convertir las se˜ales ac´sticas en
n
u
se˜ales el´ctricas
n
e

p(t)

TAM

f(t)

TME

e(t)

Sensibilidad
Mide la capacidad de captaci´n del micr´fono
o
o
Se define como el m´dulo del cociente entre la
o
tensi´n el´ctrica en bornes del micr´fono cuando
o
e
o
est´en circuito abierto y la presi´n que incide
a
o
sobre su diafragma en campo libre
e
S=
p

5.1 Introducci´n
o

Su unidad fundamental es el V/Pa, pero tambi´n
e
se expresa en mV/Pa o mV/µbar
1 V/Pa = 103 mV/Pa = 102 mV/µbar
Tambi´n se suele expresar en decibelios, indicane
do la sensibilidad de referencia S0
SdB = 20 log

e
b
p
b

S
= 20 log
S0
S0

Salvo que seespecifique lo contrario, la sensibilidad se da a la frecuencia de 1 kHz para ondas
incidentes en el eje
Respuesta en frecuencia
Define el comportamiento del micr´fono con la
o
frecuencia
Viene dada mediante una gr´fica donde se reprea
senta la sensibilidad frente a la frecuencia
Si la representaci´n es en dB se suele normalizar
o
respecto a la sensibilidad de 1 kHz

P´gina 2
a

TEMA 5:Micr´fonos
o

5.1 Introducci´n
o

4

2

S(dB)

0

-2

-4

-6

-8

-10
10

100

1000

10000

F(Hz)

Directividad
Respuesta del micr´fono en funci´n del ´ngulo
o
o
a
con que incide una onda sonora
Se representa mediante el diagrama de directividad : gr´fico en coordenadas polares de sensibilia
dad frente a angulo, a una frecuencia
´
0
330

30
-20

300

60-40

270

90

240

120

210

150
180

P´gina 3
a

TEMA 5: Micr´fonos
o

5.1 Introducci´n
o

Ecuaci´n polar
o
Es la ecuaci´n matem´tica de la directividad,
o
a
normalizada a su valor m´ximo
a
S (θ)
R (θ) =
Smax
Factor e ´
ındice de directividad
El factor de directividad en una direcci´n dada
o
o
(θ0 , φ0 ) es el cociente del cuadrado de la tensi´n
generada porla onda incidente en esa direcci´n,
o
y la media a todas las direcciones del cuadrado
de la tensi´n con la misma presi´n cuadr´tica
o
o
a
media incidente
Q (θ0 , φ0 ) =

S 2 (θ0 , φ0 )

1
4π

4π
0

S 2 (θ, φ) dΩ

Cuando existe simetr´ de revoluci´n
ıa
o
Q (θ0 ) =

1
2

S 2 (θ0 )
π 2
S (θ) sen θ dθ
0

Si el factor de directividad se expresa en dB recibe el nombrede ´
ındice de directividad
DI = 10 log Q

P´gina 4
a

TEMA 5: Micr´fonos
o

5.1 Introducci´n
o

Eficiencia media de energ´ (Random Energy
ıa
Efficiency )
Es el cociente entre la media de la energ´ capıa
tada por el micr´fono en todas las direcciones y
o
la energ´ captada cuando la onda incide en su
ıa
eje de m´xima captaci´n
a
o
REE =
=

1
4π

1
4π

4π e2 (θ,φ)
dΩR
0
e2
max
R
4π 2
S (θ, φ) dΩ
0
2
Smax

1
=
4π

4π
0

R2 (θ, φ) dΩ

Factor distancia
Es la distancia relativa a la que hay que situar un
micr´fono omnidireccional, con la misma captao
ci´n en el eje que el micr´fono que se considera,
o
o
para que la captaci´n media en todas las direco
ciones sea la misma en ambos casos
FD = √

P´gina 5
a

1
REE

TEMA 5:Micr´fonos
o

P´gina 6
a

Cardioide 2◦ orden

Bidirecc. 2◦ orden

Hipercardioide

Supercardioide

Cardioide

Bidireccional

Omnidireccional

Patr´n
o

1
2

cos θ

1

R (θ)

1
2

cos2 θ

(1 + 3 cos θ)

(1 + cos θ) cos θ

1
4

(1 + cos θ)
√
√
3 − 1 + 3 − 3 cos θ

1
2

Patrones directivos est´ndar
a

0, 133

0, 2

0, 25

0, 268

0, 33

0, 331

REE

2, 7

2, 2

2

1, 9

1, 7

1, 7

1

FD

5.1 Introducci´n
o

TEMA 5: Micr´fonos
o

P´gina 7
a

240

210

180

0

150

30

120

60

240

210

180

0

150

30

120

60

90

90

(d) Hipercardioide

270

300

330

(a) Bidireccional

270

300

330

240

210
180

0

150

30

240

210
180

0...