Microfoni: Cosa Sono e Come Funzionano

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I microfoni sono il primo dispositivo che si incontra nella lunga catena che portano alla registrazione di un suono.

Ma il mio è uno studio MIDI, ne ho comunque bisogno?

Non è una delle necessità primarie, ma prima o dopo ti servirà se vorrai campionare dei suoni o registrare una voce (fosse anche una demo da portare in uno studio professionale) da usare nelle tue tracce, specialmente se produci Rap o Trap.

Molti fonici di professionisti considerano il microfonoaggio di uno strumento come una vera e propria arte.

Questo perché nonostante esistano diverse linee guida per la registrazione dal vivo, non esistono delle vere e proprie regole che si possono applicare sempre ed in assoluto. In questo modo ogni fonico avrà la sua firma sonora su ogni traccia che registra.

Per capire meglio i microfoni ed il loro funzionamento devi tenere in considerazione che, sebbene il tuo microfono possa essere il migliore disponibile sul mercato ma all’interno della tua catena sono presenti strumenti di qualità inferiore (pre amp, processori di segnale, ecc.) la qualità audio della registrazione non sarà superiore a quella permessa da tali strumenti.

In parole povere, avrai una sorta di “collo di bottiglia” sulla qualità.

Devi dunque considerare l’intera catena di registrazione per poter trarre il massimo profitto dai tuoi microfoni.

Come funzionano i microfoni?

Il microfono è un trasduttore di segnale. Un dispositivo che converte energia acustica in un segnale elettrico, che potrà essere successivamente registrato e amplificato.

Si possono suddividere i microfoni in tre categorie in base a come convertono il suono in segnale:

• Microfoni Dinamici
• Microfoni a Nastro
• Microfoni a Condensatore

Microfoni Dinamici

I microfoni dinamici sono costituiti da un diaframma in mylar al quale è collegata una bobina risonante (ovvero un conduttore elettrico). Il diaframma è sospeso all’interno di un campo magnetico con precisione millimetrica.

Quando un’onda sonora raggiunge il diaframma, la bobina si muove proporzionalmente all’ampiezza e alla frequenza dell’onda, generando così un segnale analogo.

Hanno una sonorità aspra ma precisa e possono registrare suoni ad un volume notevole senza tuttavia generare distorsioni.

I microfoni dinamici vengono spesso utilizzati per registrare batterie, amp di chitarre e occasionalmente anche voci e ottoni.

Microfoni a Nastro

Nei microfoni a nastro il funzionamento è simile a quello dei microfoni dinamici, la differenza sta nel tipo di conduttore che in questo caso è costituito da una sottile striscia di metallo (il nastro appunto) il quale, sospeso in un campo magnetico, viene messo in vibrazione dalle onde sonore in arrivo. La vibrazione del nastro genera il segnale elettrico.

Questi microfoni sono molto apprezzati negli studi di registrazione (da qui il perché del prezzo non proprio economico) per la qualità tonale ben definita.

Sono molto delicati, basta davvero poco per danneggiare il trasduttore, quindi bisogna maneggiarli con molta cura, evitare cadute, e conservarli sempre in modo che siano protetti daurti e polvere. Una piccola valigetta per microfoni potrebbe essere l’ideale per riporre questo strumento.

Due filtri interni e la griglia (tendenzialmente sferica) riducono il rischio di danneggiare il microfono.

Microfoni a Condensatore

I microfoni a condensatore hanno un funzionamento diverso rispetto ai dinamici e a nastro.

La capsula in questo caso è composta da due lamine di metallo particolarmente sottili, una mobile ed una fissa.

Le due lamine (dette anche armature) formano un condensatore, ovvero un dispositivo capace di immagazzinare una carica elettrica.

Quando un’onda sonora colpisce il diaframma (la capsula) questa inizia a vibrare modificando la distanza tra le due lamine, così facendo si ottiene la produzione di un segnale in uscita simile all’onda sonora che ha dato l’input.

Perché funzioni un microfono a condensatore ha bisogno di un’alimentazione. Di solito si tratta di un’alimentazione di tipo Phantom.

Questa particolare alimentazione che spesso viene data dai pre amp o, nel caso di un Home Studio da un’interfaccia audio, produce una carica di 48 Volt (sulle interfacce audio troverai un controllo denominato 48v, si tratta proprio di questa specialealimentazione.

Anche alcuni microfoni a nastro fanno uso di questo tipo di alimentazione, tuttavia prima di attivarla devi essere sicuro che sia necessaria, altrimenti rischierai di danneggiare i tuoi microfoni.

La risposta di questo tipo di microfono è decisamente più rapida rispetto ad un dinamico, il che lo rende particolarmente adatto per catturare i transienti.

È caratterizzato da un’ampia risposta in frequenza, specialmente sulle alte e da un suono ben definito.

Questo li rende particolarmente adatti per strumenti acustici, crash, hi hat e voci.

Diagrammi Polari dei microfoni

Per comprendere meglio il funzionamento dei microfoni bisogna applicare un’ulteriore divisione in sottogruppi.

Questi sottogruppi vengono definiti dal modo in cui i differenti microfoni rispondono ai suoni provenienti da diverse direzioni, questa viene definita Risposta Direzionale.

Per definire graficamente la sensibilità del microfono in relazione alla direzione di provenienza su 360° si utilizza il Diagramma Polare.

La Direzionalità di un microfono viene dunque classificata come:

• Risposta Polare Omnidirezionale
• Risposta Polare Unidirezionale
• Risposta Polare Bidirezionale

Nei microfoni omnidirezionali, il diaframma è ugualmente sensibile alla pressione su tutta la sua superficie. Questo significa che indipendentemente dalla direzione da cui arriva il suono, il microfono agirà nello stesso modo.

I microfoni unidirezionali, come suggerisce la parola stessa, sono sensibili ai suoni che provengono solo da una posizione, di solito la parte frontale del microfono stesso.

In uno studio di registrazione vengono usate principalmente tre tipologie di microfoni direzionali, ovvero, Cardioide, Supercardioide e Ipercardioide.

Il loro diagramma polare differisce di poco, tuttavia hanno applicazioni molto differenti. Nello schema che troverai più giù nell’articolo potrai apprendere meglio le differenze di queste tre categorie.

Ed infine, i microfoni a diagramma polare bidirezionale registrano ugualmente in due direzioni fra di loro opposte, fronte e retro.

Approfondiamo ulteriormente le caratteristiche delle varie tipologie. Questo ti darà un’idea di quale sia il microfono più adatto alle tue esigenze.

Microfoni Omnidireionali

• Ripresa a 360°
• Avendo un ampio angolo di ripresa, cattura bene anche il riverbero della stanza in cui si sta svolgendo la registrazione
• Per lo stesso motivo al punto due, ha uno scarso isolamento, a meno che il microfono non sia particolarmente vicino alla sorgente sonora (avrai comunque dei rientri dagli altri strumenti)
• Ha una bassa sensibilità ai “pop” vocali e al rumore dovuto al maneggiamento, inoltre non avrà incrementi sulle basse frequenze dovute alla vicinanza della fonte sonora (effetto di prossimità)
• Nei microfoni a condensatore, questo diagramma polare, garantisce un’ottima ripresa delle basse frequenze, il che lo rende particolarmente utile nelle registrazioni di strumenti sinfonici.

Microfoni Unidirezionali (Cardioide, Supercardioide, Ipercardioide)

• L’area di ripresa è più ristretta, questo taglierà fuori dalla registrazione le fonti sonore poste al di fuori del suo diagramma polare.
• Proprio per la sua capacità unidirezionale, attenua notevolmente i rumori della stanza, i rumori di fondo e i rientri da altri strumenti.
• Ha un buon isolamento e garantisce tracce precise e pulite al termine della registrazione.
• Aumento delle basse frequenze all’avvicinarsi della fonte sonora (effetto di prossimità)
• Perfetto per microfonaggi stereo
• I microfoni maggiormente utilizzati negli studi hanno proprio questo diagramma polare
• In base alla tipologia (cardioide, supercardioide, ipercardioide) si otterrà un isolamento molto differente (vedi la tabella dei diagrammi polari)

Microfoni Bidirezionali

• L’area di ripresa di questo diagramma garantisce un’ottima registrazione delle fonti sonore provenienti dal fronte e dal retro.
• Particolarmente adatto a interviste “botta e risposta” dove i due interlocutori si trovano rispettivamente ai lati opposti di un singolo microfono.
• Se incrociati due microfoni bidirezionali daranno origine alla tecnica nota con il nome di Blumlein
• Isolamento totale dei suoni proveniente dalle aree laterali

Caratteristiche Comuni

Adesso ti mostrerò le caratteristiche comuni a tutti i microfoni.

Queste ti permetteranno di valutare con la massima precisione (e senza sprecare denaro) il tipo di microfono più adatto alle tue necessità.

Risposta In Frequenza

La risposta in frequenza di un microfono è la misurazione del suo segnale in uscita su tutto lo spettro udibile (nel nostro caso 20Hz – 20kHz).

Questa caratteristica determina in che modo il tuo microfono reagisce alle diverse frequenze.

Potrebbe avere, ad esempio, una riduzione di volume sulle basse frequenze il che lo renderebbe ideale per la registrazione i strumenti che suonano in ottave alte, potrebbe avere dei veri e propri buchi su alcune frequenze o magari un boost ovvero un incremento di volume su determinate frequenze.

Come puoi facilmente intuire dunque, questa caratteristica definisce il suono che un microfono ti restituirà.

Nel caso di un Home Studio digitale sarebbe meglio avere a disposizione un microfono che riesca a riprodurre la maggior parte dello spettro. Questo perché, non dovendo registrare uno strumento in particolare potresti adattarlo a diverse situazioni, e successivamente, utilizzare i plugin a tua disposizione per lavorare il segnale finale.

Ricorda inoltre che, i microfoni direzionali sono predisposti all’effetto di prossimità, il che crea un boost sulle basse frequenze quando la fonte sonora si trova ad una distanza di 30cm o inferiore.

Puoi utilizzare questo effetto a tuo favore, ad esempio, il grande Elvis Presley lo utilizzava per dare alla sua voce quel timbro caldo di cui si sono innamorate intere generazioni.

tuttavia dovrai prestare attenzione se intendi registrare uno strumento.

Impedenza

L’impedenza di uscita di un microfono è un valore che viene usato per poter adattare le caratteristiche di una sorgente di segnale a quella che lo riceve.

In altre parole, permette al microfono e al mixer/interfaccia audio di lavorare al meglio, evitando così eventuali sovraccarichi del microfono, che porterebbero inevitabilmente a una distorsione del segnale e nei casi più gravi ad un vero e proprio malfunzionamento del microfono che registrerà il suono con un livello più basso del dovuto e genererà un suono scarno.

Per fare in modo che questo non accada, ti consiglio di utilizzare sempre microfoni a bassa impedenza (150-600ohm), in questo modo potrai utilizzare cavi più lunghi, e eviterai la ripresa di fastidiosi rumori di fondo (ovviamente, dipende sempre dalle tue necessità).

SPL Massimo e Sensibilità

La dicitura SPL (acronimo di Sound Pressure Level indicato anche come dB SPL) è la misura dell’intensità di un dato suono.

Ad esempio, se il tuo microfono ha 120 dB SPL, un suono che produce 125 dB SPL lo manderà inevitabilmente in distorsione (ad eccezione dei microfoni dinamici i quali non soffrono quasi in nessun caso del problema delle distorsioni neanche se sottoposti a suoni notevolmente potenti).

Un microfono che possa gestire, senza distorsioni, suoni con un SPL di 150 db è considerato un microfono di eccellente qualità.

Sulla base del valore di SPL si potrà valutare anche la Sensibilità di un microfono.

La sensibilità non è altro che la tensione in uscita prodotta da un microfono (si esprime in volt).

Un microfono con sensibilità alta produce un suono più forte rispetto ad uno a bassa sensibilità (a parità di condizioni).

Un segnale a bassa tensione necessiterà di un’amplificazione maggiore per essere portato a parità di volume rispetto ad un segnale ad alta tensione. In altre parole, dovrai aumentare il Gain della sezione amp del tuo mixer/interfaccia audio per ottenere lo stesso volume.

Tuttavia, dovrai prestare attenzione nel fare questa operazione, poiché un Gain maggiore spesso si traduce in una maggiore quantità di rumore di fondo.

Rumore Equivalente (Self-Noise)

I microfoni sono costituiti, come abbiamo visto, da componenti elettroniche.

Dunque già il semplice fatto che sia attraversato da elettricità implica un rumore di fondo.

Il Self-Noise è dunque il rumore prodotto dal microfono stesso.

Per poter decidere un valore ideale di Self-Noise dobbiamo valutarlo con una Curva di Pesatura A. Il rumore è misurato attraverso un filtro che taglia basse e alte frequenze per simulare l’esperienza di ascolto di un essere umano.

Dunque, per evitarti calcoli matematici pitagorici, sappi che un valore pesato A di 14 o meno dB SPL è da considerarsi eccellente (ovvero produrrà pochissimo rumore equivalente).

Queste che ti ho mostrato sono le caratteristiche di base comuni a tutti i microfoni. Potrai consultarle, ed eventualmente approfondirle, nel caso in cui volessi valutare l’acquisto di un microfono per il tuo home studio.

Concludiamo

In questo articolo ho voluto mostrarti le linee guida per poter valutare l’acquisto di un microfono per il tuo home studio.

Come ti dicevo all’inizio dell’articolo, molti fonici considerano il microfonaggio una vera e propria forma d’arte.

Esistono tantissime tecniche di registrazione e tipologie di microfoni differenti, dovrai valutare con attenzione le tue necessità, poiché spesso un microfono di buon livello ha un prezzo davvero elevato. Se vedi microfoni a basso prezzo venduti come i migliori al mondo, diffida. Con molta probabilità si tratterà di microfoni le cui qualità rispecchiano il costo.

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