(micrófono). Transductor electroacústico que responde a ondas acústicas y produce ondas eléctricas esencialmente equivalentes. Micrófono. Dispositivo destinado a transformar las oscilaciones acústicas que inciden en su diafragma en oscilaciones eléctricas. También se refiere a la señal de salida del micrófono.

Un micrófono (microphone) es un dispositivo que convierte ondas de sonido (variaciones de presión en el aire) en una señal eléctrica, ya sea de corriente o de voltaje. En general, los micrófonos poseen un rango de frecuencia amplio, típicamente de 10 Hz a 20 kHz, similar o superior al rango de audición humana.

A diferencia de otros sensores de presión, los micrófonos están diseñados para detectar pequeñas variaciones rápidas de presión, es decir, señales de alta frecuencia, y no suelen responder bien a presiones constantes o muy bajas frecuencias.

Micrófono dinámico (dynamic microphone):

Consiste en un diafragma unido a una bobina suspendida en un campo magnético. Las ondas de presión mueven el diafragma, lo que induce un movimiento en la bobina y genera una tensión proporcional a la velocidad del movimiento. Funciona de manera similar a un altavoz en sentido inverso.

Micrófono capacitivo (capacitor microphone):

Está formado por dos placas conductoras separadas por un pequeño espacio de aire, constituyendo un capacitor. La capacitancia depende de la distancia entre placas, que varía con la presión sonora:

C ∝ 1 / d

Estas variaciones se convierten en señales eléctricas mediante circuitos adecuados.

Micrófono electret (electret microphone):

Es un tipo de micrófono capacitivo que incorpora un material con carga permanente (electret), eliminando la necesidad de una fuente externa de polarización. Las variaciones de capacitancia generan pequeñas variaciones de tensión que son amplificadas mediante un transistor JFET. Estos micrófonos son pequeños, económicos y operan con tensiones bajas (aprox. 2 V – 10 V).

Micrófono MEMS (MEMS microphone):

Los sistemas microelectromecánicos (Microelectromechanical systems) permiten fabricar micrófonos extremadamente pequeños y adecuados para dispositivos electrónicos modernos. Funcionan como micrófonos capacitivos con diafragmas micromecanizados y suelen incluir un amplificador interno. Operan a tensiones bajas, típicamente entre 1.5 V y 3.6 V.

Micrófono piezoeléctrico (piezoelectric microphone):

Utiliza materiales piezoeléctricos que generan una tensión cuando se deforman mecánicamente:

V ∝ presión

Estos micrófonos presentan alta impedancia (del orden de 10 MΩ) y requieren amplificadores con alta impedancia de entrada. Se utilizan comúnmente en aplicaciones como captadores de instrumentos musicales.

• Rango de frecuencia (frequency range)
• Sensibilidad (sensitivity)
• Impedancia de salida (output impedance)
• Nivel de ruido (noise level)
• Tensión de operación (supply voltage)

Los micrófonos son sensores fundamentales en sistemas electrónicos, capaces de convertir señales acústicas en señales eléctricas. La elección del tipo adecuado depende de factores como tamaño, costo, rango de frecuencia, sensibilidad y aplicación específica, siendo los micrófonos electret y MEMS los más utilizados en dispositivos modernos.

Los micrófonos son dispositivos que convierten las variaciones de presión sonora en señales eléctricas. Este proceso se basa en un transductor que responde a las ondas acústicas del ambiente, generando una señal proporcional a la intensidad y frecuencia del sonido.

Existen distintos tipos de micrófonos, cada uno basado en principios físicos diferentes. Entre los más comunes se encuentran los micrófonos dinámicos, de condensador y de electret. Cada uno presenta características particulares en términos de sensibilidad, respuesta en frecuencia y aplicación.

Los micrófonos dinámicos funcionan mediante el principio de inducción electromagnética. Un diafragma conectado a una bobina se mueve dentro de un campo magnético al recibir ondas sonoras, generando una corriente eléctrica. Son robustos, económicos y adecuados para entornos exigentes, aunque su sensibilidad es menor comparada con otros tipos.

Los micrófonos de condensador operan como un capacitor en el cual una de las placas es un diafragma móvil. Las variaciones de presión modifican la capacitancia, produciendo cambios en la tensión eléctrica. Estos micrófonos requieren una fuente de alimentación externa y ofrecen alta sensibilidad y excelente respuesta en frecuencia.

Una variante ampliamente utilizada es el micrófono de electret, que incorpora una carga permanente en el material dieléctrico del capacitor. Esto elimina la necesidad de polarización externa. Estos micrófonos son pequeños, económicos y se utilizan en aplicaciones como teléfonos móviles, computadoras y sistemas de grabación.

En los micrófonos de electret, las variaciones de capacitancia producen pequeñas variaciones de tensión que deben ser amplificadas. Para ello, se integra un transistor de efecto de campo (JFET) que convierte estas variaciones en cambios de corriente más fáciles de procesar.

La relación fundamental que describe el comportamiento del capacitor es:

V(t) = Q / C(t)

Dado que la carga permanece constante, cualquier cambio en la capacitancia debido al movimiento del diafragma genera una variación en la tensión. Esta variación es proporcional a la presión sonora, permitiendo la conversión de sonido en señal eléctrica.

Otro aspecto importante es la respuesta en frecuencia, que indica el rango de frecuencias que el micrófono puede captar eficazmente. Los micrófonos de buena calidad suelen cubrir el rango audible humano (20 Hz a 20 kHz).

También es relevante la sensibilidad, que determina la capacidad del micrófono para detectar sonidos débiles, y el ruido, que representa las señales no deseadas generadas por el propio dispositivo o el entorno.

En aplicaciones prácticas, la elección del micrófono depende del uso específico. Por ejemplo, los micrófonos dinámicos se utilizan en escenarios en vivo, mientras que los de condensador y electret son preferidos en grabaciones de estudio y dispositivos electrónicos.

En síntesis, los micrófonos son elementos fundamentales en sistemas de audio y comunicación, y su funcionamiento combina principios de mecánica, electricidad y electrónica para lograr una conversión eficiente de energía acústica en señales eléctricas.