I MICROFONI
RIVELAZIONE E TRASDUZIONE DEI SUONI

Il microfono effettua la trasformazione del suono, costituito da variazioni di vibrazioni dell’aria, in un segnale elettrico di piccola intensità.

Esistono vari tipi di microfoni basati su principi di funzionamento diversi:

a carbone i più antichi, classici delle cornette telefoniche dei telefoni degli anni passati;

a cristallo o piezoelettrici;

magnetici o magnetodinamici, i pick up per strumenti musicali, le testine di giradischi e registratori;

a condensatore e la sua variante ad elettrete (electret).

Per la voce e la riproduzione dei suono generato dagli strumenti si usano essenzialmente i microfoni magnetodinamici e a condensatore.
Esistono, poi, i pick up da applicare direttamente sugli strumenti sia a corde che ad ancia, ma necessitano di un discorso completamente a parte.
Rispetto ai pick up appena citati, i microfoni presentano, poi, alcuni svantaggi, quando vengono usati per riprodurre il suono degli strumenti musicali come:

1 la possibilità di captare rumori esterni, estranei al suono proprio dello strumento;
2 se posti in prossimità di strumenti dotati di cassa armonica, entrano facilmente in risonanza per il classico fenomeno dei feedback;
3 un altro effetto, per la verità molto sgradevole, che può verificarsi è l'effetto Larsen per cui l'amplificatore collegato al microfono tende, in determinate condizioni, ad emettere fischi e sibili.

MICROFONI MAGNETODINAMICI

Il loro funzionamento è analogo all'inverso di quello degli altoparlanti magnetodinamici.
Una membrana, costituita generalmente da una sottile cupola di plastica o alluminio, capta le compressioni e rarefazioni prodotte dalle onde sonore e si mette ad oscillare avanti e indietro perpendicolarmente alla sua sospensione (si pensi al cono di un altoparlante).

Solidale con questa membrana è una leggerissima bobina circolare di filo di rame smaltato (isolato) che scorre su un nucleo magnetico ed è immerso nei campo magnetico generato da un magnete permanente o calamita.

Il movimento della bobina, causato dalle onde sonore, provoca nelle sue spire una corrente detta corrente indotta il cui verso (positivo o negativo) dipende dal verso in cui avviene il suo movimento.
Essendo questo alternato (avanti e ;indietro) dà luogo ad una corrente alternata. La forza elettromotrice (f.e.m.) di questa corrente indotta aumenta quando maggiore è la velocità di spostamento e l'escursione della bobina.

La f.e.m. aumenta, inoltre, anche quando a parità di velocità ed escursione, la bobina è composta di più spire.
Si può quindi dire in definitiva che questo fenomeno dipende dalla variazione dei flusso di induzione magnetica attraverso le spire costituenti la bobina.

Chiaramente ad una f.e.m. maggiore corrisponde anche una tensione di uscita dei microfono più elevata.
L'eventuale distorsione o differenza tra il segnale rivelato e quello originale dipende da molti fattori, tra cui uno dei principali è rappresentato dalla qualità della membrana dalla quale, di conseguenza, dipende anche quella dei microfono e del suono riprodotto.

L'impedenza di uscita dei microfoni magnetodinamici varia dai 150 ai 600 Ohm e se dotati di trasformatore di impedenza raggiungono i 50 KOhm: chiaramente la bassa impedenza permette l'uso di cavi molto lunghi senza problemi di rumore o di decadimento dei suono.

L'impedenza di uscita dei microfono deve essere compatibile con quella di ingresso dell'amplificatore: pertanto se il microfono dinamico è a bassa impedenza (150-600 Ohm) deve essere connesso ad un ingresso a bassa impedenza di sensibilità di circa 1 mV (milliVolt).

Se, invece, l'ingresso dell'amplificatore è ad alta impedenza e di sensibilità compresa tra i 3 e i 10 mV, allora è necessario interporre un trasformatore di impedenza con rapporto di trasformazione variabile tra 1:15 e 1:30, che spesso è situato all'interno dello stesso microfono. La risposta in frequenza è compresa tra i 30 e i 17.000 Hz (Hertz) e alcuni modelli dispongono di filtri inseribili tramite un commutatore, per equalizzare la banda di frequenza al tipo di informazione sonora da captare.

Per quanto concerne la sensibilità, questa è direttamente proporzionale alla tensione fornita in uscita.
Infatti, a parità di sollecitazione sonora (generalmente 1 microbar), il microfono più sensibile fornisce una tensione maggiore in uscita, compresa tra i 0,1 e 0,2 mV/microbar (microbar).

Invece la maggiore o minor direzionalità di un microfono, cioè la sua maggiore o minore attitudine a captare i suoni provenienti da direzioni laterali, dipende dalle caratteristiche costruttive ed è illustrata nel diagramma polare allegato ad ogni microfono ed è in funzione della risposta in frequenza, della sensibilità (1) espressa in dB, e dell'area coperta compresa in gradi sessagesimali.

I microfoni si possono suddividere in tre categorie: omnidirezionale, cardiode (direzionale), supercardiode (molto direzionale).

(1) La sensibilità viene espressa oltre in in m V/microbar e dB, anche in mV/Pa, dBm e dBV.