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Maximum Output Level <---> Sensibilidad(?) Micrófonos

Fadafacka McAlguien
#1 por Fadafacka McAlguien el 30/04/2017
Buenas, acabo de registrarme, y básicamente para preguntar esta duda, que me ha surgido haciendo un catálogo de micrófonos para un trabajo de clase (estudio para Técnico de Sonido).

La duda es la siguiente (poniendo el ejemplo de la imagen): si el micrófono tiene una sensibilidad de 25 mV/Pa (1 Pa = 94 dB spl) y soporta hasta 137 dB spl, ¿cómo es posible que su nivel de salida máximo sea de 13,7 mV?

Imagino que confundo términos, pero no soy capaz de entender a qué se refieren si no es en esa relación. O sea, quizás no entienda bien lo que significa "Maximun Output Level".

Gracias de antemano. ¡Un saludo!
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--38357--
#2 por --38357-- el 30/04/2017
Cuando tú conectas el micrófono a otro aparato, por ejemplo un medidor para saber cuando voltaje hay a su salida, lo que ocurre es que formas un divisor de tensión.

Los divisores de tensión son son básicamente una red electronica conformada por a lo menos dos resistencias en serie, en este caso la resistencia de salida del micrófono y la resistencia de entrada del medidor.

En un circuito electrónico en serie cada resistencia produce una caída de tensión y el voltaje medido en cada una de esas resistencias es equivalente a dicha caída de tensión.

Si tu tienes resistencias iguales, en cada una cae la misma cantidad de tensión, es decir el voltaje se divide en dos y el potencial existente en cada resistencia será igual a la mitad del voltaje total.

Un ejemplo, si estas aplicando dos voltios sobre dos resistencias en serie iguales, cada resistencia se llevará un voltio, entonces a la hora de medir en una de ellas marcara un voltio, no los dos suministrados.

Si tú elevas una de las resistencias, esa resistencia mayor comenzará a llevarse la mayor parte del voltaje y la resistencia menor disminuirá su caída de tensión. Si haces una de las resistencia muchas veces mayor que la otra, la caída de voltaje en ella será proporcionalmente mucho mayor a la mas pequeña, haciéndose en cierto punto despreciable.

A lo que me refiero es que, siendo una de las resistencias muy alta, prácticamente todo el voltaje caerá en ella, y la cantidad de voltaje que caiga en la mas pequeña no llegará a niveles suficientes como para ser considerada.

En el caso del micrófono y el medidor, el voltaje medido a la salida del micrófono será una parte del voltaje total del sistema, el otro porcentaje estará en el mismo medidor.

Entonces, la sensibilidad es un micrófono es medida en circuito abierto, es decir la resistencia de salida del micrófono está en serie con el vacío, es decir una resistencia muy alta, haciendo que todo el voltaje se mida ahi, donde existe la resistencia mas alta.

El máximo SPL es una medición un tanto distinta. Lo que se utilizó fue una carga de un 1 Kohm, por lo tanto el voltaje presente en esa carga aplicando los 137 dB no será la totalidad del voltaje que se podría esperar, será menor a si extrapoláramos los 94 dB SPL hacia los 137 para obtener un equivalente en voltaje. La medición de los 94 dB fue realizada con una carga infinitamente superior, la resistencia del circuito abierto, por lo tanto muestra un voltaje mucho mayor.

Eso por un lado, por el otro, no sabemos de que tipo de micrófono estas hablando, pero por lo general los 137 dB es lo que soporta la capsula antes de romperse, no necesariamente expresa la señal de salida. Si la capsula soporta esos niveles, no necesariamente implica que el circuito tenga que soportar un nivel de voltaje equivalente. Por lo general los micrófonos tiene atenuadores que te permiten alcanzar el máximo SPL. La señal que está generando la capsula es atenuada para no saturar el circuito del micrófono.

Los micrófonos pueden tener asociados transistores, diodos, transformadores y amplificadores operacionales, todos elementos que si tienen un limite en cuanto a voltaje, ademas la misma alimentación es parte de los factores que determinan este limite, así que para los micros alimentados con phantom no se puede ir mas allá de ciertos valores.

Entonces, sin el contexto de cual micro es el que te intriga se pueden lanzar muchas cosas al aire, pero no necesariamente serán la respuesta necesaria. Lo correcto es es que ese dato sea expuesto en la pregunta.
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1
Fadafacka McAlguien
#3 por Fadafacka McAlguien el 30/04/2017
Estos valores en cuestión son del Rode NT1-A, sacados de la página oficial, pero la duda me surgió en otros micros también, y era más bien teórica, por eso no vi necesario especificar el caso concreto.

Vamos, sabía que muchas de las cosas que he dado en clase se me quedaban en el limbo en cuanto a su precisión y compresión científico-técnica (por no ser una ingeniería), pero al leer tu respuesta me he dado cuenta de que no comprendo nada (si es que algo se llega a comprender en ciencia xD), y de que ignoro muchos factores al parecer determinantes y decisivos.

En fin, gracias por la explicación, veré si me aclaro. Me surgen varias dudas, pero me da palo freírte a preguntas, así que sin compromiso:

1*¿Cuando dices "carga de un 1 Kohm" se refiere a la resistencia del medidor? O sea, ¿para la medir la sensibilidad el medidor se lleva digamos toda la tensión?

2*¿El "Máximo SPL" no se refiere pues a la presión máxima que puede captar sin saturar? Es decir, si se trata del límite tras el cual se rompe, ¿qué significa entonces la especificación de la carga de 1kohm? Se romperá igual aunque no esté enchufado a ninguna carga (ningún medidor, por ejemplo, en este caso, si lo he entendido), ¿no?

3*Por otro lado, el "Maximum output level" ¿se refiere en efecto al voltaje que entrega el micrófono (al medidor de 1 kohm) cuando está sometido al máximo nivel de presión sonora?

4*Y en relación con lo anterior, si la "sensibilidad" se midiera también para una carga de 1kohm en lugar de para una infinita (espero haber entendido bien esa parte porque si no todas mis dudas son elucubraciones infundadas y arbitrarias D:), daría también un valor inferior a los 25 mV/Pa?
Porque, en cualquier caso, el valor del maximum output level es inferior a 25 mV, y no alcanzo a entenderlo sino como que el micro no llega nunca a transformar un pascal en los milivoltios que en teoría le corresponderían. Quiero decir que no es sólo que el valor del maximum output level no se corresponda con lo que daría al extrapolar el valor de 25mV a 94 dB hasta el valor de 137 dB (por ser mediciones con distintas referencias), sino que ni siquiera llegaría o bien a captar esos 94 dB (o si no daría una señal de 25 mV), o bien a transformar según la relación que la sensibilidad indica.
Es decir, que la señal a 94 dB medida para 1 kohm será también menor a los 13,7 mV, pues no es la mayor presión sonora que puede soportar,o bien la atenuación se aplica también para ese nivel de señal, ¿...no?
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--38357--
#4 por --38357-- el 01/05/2017
Fadafacka McAlguien escribió:
¿Cuando dices "carga de un 1 Kohm" se refiere a la resistencia del medidor?


No, me refiero a una carga de 1 kohm a la salida del micro. El medido es otra cosa.

Fadafacka McAlguien escribió:
2*¿El "Máximo SPL" no se refiere pues a la presión máxima que puede captar sin saturar? Es decir, si se trata del límite tras el cual se rompe, ¿qué significa entonces la especificación de la carga de 1kohm? Se romperá igual aunque no esté enchufado a ninguna carga (ningún medidor, por ejemplo, en este caso, si lo he entendido), ¿no?


El micro es un transductor, como tal su función es transformar un tipo de energía en otra. SPL es una unidad de medida de presión acústica, energía mecánica, y el voltaje es una unidad de medida de tensión eléctrica.

¿Cual crees tú que es la etapa que interactúa con la presión acústica? ¿serán los transistores y todo el circuito eléctrico? no pues, poca influencia tiene la energía acústica en este tipo de circuitos (en otros como valvulares si puede tener mas influencia, pero se consideran efectos parásitos, no son parte del funcionamiento normal y esperable electricamente hablando). No es que la capsula se rompa literalmente en ese punto, lo dije de esa forma para reflejar que es la parte mecánica a lo que se refiere dicho parámetro, no a la electronica.

Fadafacka McAlguien escribió:
4*Y en relación con lo anterior, si la "sensibilidad" se midiera también para una carga de 1kohm en lugar de para una infinita (espero haber entendido bien esa parte porque si no todas mis dudas son elucubraciones infundadas y arbitrarias D:), daría también un valor inferior a los 25 mV/Pa?


Que las cosas se hagan de cierta forma no es capricho. Para representar cierto comportamiento, son ciertas pruebas las que ofrecen el resultado buscado.

En este caso buscas conocer la capacidad del micro para transformar energía acústica en energía eléctrica, por lo tanto lo que interesa medir es cuanto voltaje entre un borne de salida y el otro se genera con la aplicación de los 94 dB SPL. Si tu le colocas una carga lo que estarías midiendo es la cantidad de energía que se transfiere desde el micro a la carga.
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--38357--
#5 por --38357-- el 01/05/2017
Fadafacka McAlguien escribió:
Porque, en cualquier caso, el valor del maximum output level es inferior a 25 mV, y no alcanzo a entenderlo sino como que el micro no llega nunca a transformar un pascal en los milivoltios que en teoría le corresponderían. Quiero decir que no es sólo que el valor del maximum output level no se corresponda con lo que daría al extrapolar el valor de 25mV a 94 dB hasta el valor de 137 dB (por ser mediciones con distintas referencias), sino que ni siquiera llegaría o bien a captar esos 94 dB (o si no daría una señal de 25 mV), o bien a transformar según la relación que la sensibilidad indica.
Es decir, que la señal a 94 dB medida para 1 kohm será también menor a los 13,7 mV, pues no es la mayor presión sonora que puede soportar,o bien la atenuación se aplica también para ese nivel de señal, ¿...no?


Uff, no se entendió nada lo del divisor de tensión. Bueno, para entender una cosas necesitas primero asimilar cierto tipo de conocimiento. Preocúpate de formar dicha base de conocimiento primero.
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OptiMuff Prime
#6 por OptiMuff Prime el 03/05/2017
#2 Muy buena explicación, Harpo. :birras:
¡Un +1 para tí! ;)
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