Transformadores para microfones de harmônica

É sempre meio complicado falar sobre assunto técnico sem ser técnico ao falar.
Eu me esforcei bastante pra tentar passar os conceitos de maneira mais compreensível aos leitores músicos e, principalmente, os gaitistas.

Introdução
Com o constante crescimento do número de gaitistas no mundo, as cápsulas antigas de alta impedância estão cada vez mais raras, e por isso, mais caras. Muito tem se dito sobre a alternativa de se fazer microfones para gaita com cápsulas dinâmicas (de baixa impedância) com a colocação de transformadores de áudio. O propósito dos transformadores é de elevar a impedância de saída do conjunto, uma vez que as cápsulas dinâmicas são de baixa impedância.
Estes transformadores são chamados de “step-up transformers”, pois o que eles fazem é justamente elevar a voltagem do sinal de áudio (e a impedância por conseqüência). Os mesmo transformadores podem ser utilizados de forma reversa em aplicações que demandem a diminuição de alta para baixa impedância.

Isso, para os antigos, não era nenhuma novidade, pois os primeiros microfones que surgiram com cápsulas dinâmicas usavam todos eles os transformadores de impedância, já que as entradas dos sistemas de amplificação eram de alta impedância.
Um bom exemplo deste tipo de microfone é o Electro Voice 605, que por sinal, também é um microfone famoso para a gaita. Tive a oportunidade de dar uma espiada em um ainda original. Falarei mais sobre isso mais adiante no texto.

Um exemplo atual de cápsula dinâmica com transformador de impedância é o atual microfone estilo bullet, o 520DX da Shure, que também possui uma cápsula dinâmica (baratinha por sinal) com um transformador de impedância. Ainda que não consiga ser um microfone capaz de se equiparar aos antigos, ele ao menos “cumpre a sua função”, contudo, com uma ênfase muito grande nas frequências médias e pouco ganho nas frequências graves.
No caso da Shure ficou claro que este conjunto adotado não deu continuidade a resposta de frequências que eles tinham com as cápsulas CM (Controlled Magnetic) feitas no México, e muito distante das mais antigas CM ou CR (Controlled Reluctance) feitas nos EUA.
A eficiência (ou não) de um microfone dinâmico pode estar em ambos itens, na cápsula e no transformador. Ambos são responsáveis pela curva de resposta de frequências e pela eficiência nos desejados graves. A baixa qualidade dos componentes, aí neste caso, interfere bastante no resultado.
Começa a ser comum se encontrar este tipo de cápsula a venda em sites tipo Ebay ou Mercado Livre, provavelmente como sucata de um microfone em que foi feito um upgrade com uma boa cápsula vintage.

cápsula Shure com o transformador

site vendendo apenas a cápsula com transformador a preço módico

Adiante então...

Se analisarmos estas cápsulas dinâmicas, baratas, que estão disponíveis no mercado, sabemos já que são de baixa impedância... ok... porém, podem variar bastante conforme o fabricante e proposta. Existem, por exemplo, cápsulas de baixa impedância de 10 ohms, 50 ohms, 300 ohms, etc e que também nunca possuem a impedância da cápsula descrita.
Com a utilização de gerador de áudio e osciloscópio é possível se determinar a impedância do microfone em uma determinada frequência, mas este não é o caso dos gaitistas e customizadores de plantão.
Então como saber que transformador utilizar?? (considerando a falta de aparelhos e técnica necessária para isso)
A melhor solução, neste caso, é de se ter mais de um transformador para se testar o melhor resultado. Quem sabe até uns 3 ou 4 diferentes transformadores para poder dar um melhor acerto.


Nem todo transformador que você vê é um “aumentador” de voltagem ou “casador de impedâncias”

Um erro comum entre os experimentadores é imaginar que todo pequeno transformadorzinho que se encontra no mercado é um “step-up”. Não são! Conforme a aplicação são transformadores diferentes tais como isoladores de corrente DC, outros são utilizados em inversão de sinal, enfim... só porque tem “carinha de transformador” não significa que seja exatamente para o propósito desejado de se elevar uma impedância de um mic. Então não se anime tanto quando encontrar aquela caixa de saldo de componentes velhos a preço de banana nas casas de eletrônica... antes de comprar, tem que se saber pra que foram feitos!!
Dica, transformadores de saída de rádios antigos transistorizados dão bom uso para um step-up. (não me pergunte aonde encontrar)

Alguns microfones antigos (Leson inclusive SM58 prateado antigo), possuíam dentro de si transformadores de impedância para que o usuário pudesse optar qual terminal usar, conforme o equipamento a plugar o microfone. Algumas outras marcas também tinham. (não me pergunte aonde encontrar)

Alguns fabricantes de transformadores no Brasil fazem este tipo de transformador de entrada de sinal. Nada que uma boa pesquisa não se encontre. (não me pergunte aonde encontrar).

Existe também o mundo dos pré-amplificadores valvulados para aplicação hi-fi e gravações, que é lotado de transformadores de impedância de entrada de altíssima qualidade, que foram feitos destinados a outros propósitos de fidelidade sonora tais como microfones condensadores, cápsulas “phono moving coil”, etc...
Alguns destes transformadores possuem mais de uma possível ligação, oferecendo várias opções de aumento de impedância.
Estes sim eu considero o supra-sumo em transformador de áudio para esta proposta. Muitos deles famosos se encontram a venda no ebay por preço razoáveis. Marcas como Jensen, Altec, UTC, RCA, etc
Alguns deles com curvas de resposta que iniciam em 20 ou 30hz!! (muita eficiência nos graves).

um step-up barato, usado

transformador step-up blindado de pequena dimensão

um step-up made in China
boa dimensão e barato

duas entradas diferentes, saída em 50K ohms

3 diferentes opções de entrada, para uma saída em 50K ohms

Fantástico transformador com entradas diversas desde
50 ohms até 600 ohms, e saída em 50K ohms.
Ideal para determinar que transformador se encaixa a uma
determinada cápsula dinâmica para uso com harmônica.

Sobre as cápsula dinâmicas...

As muitas disponíveis no mercado são destinadas a soluções como interfones ou sistemas de comunicação que não exijam fidelidade e muito menos uma boa resposta de graves.
Algumas delas podem oferecer algum tipo de resposta até “razoável” a um hobbista. Ou servem também para se fazer uma alternativa de baixo custo para um gaitista que realmente não tenha como destinar maior recurso para um microfone.


exemplos de cápsulas encontradas no mercado:







mas o interessado em “experimentar” pode utilizar algumas cápsulas “melhorzinhas” que são as de baixo custo destinadas a microfones de voz:



Sobre as cápsulas Controlled Magnetic de baixa impedância

As CM de baixa impedância (pouco comuns aqui no Brasil) são as cápsulas que seriam as mais indicadas pra se utilizar os transformadores de impedância, pois elas possuem a mesma resposta de freqüência das CM de alta impedância, só que entregam um sinal em baixa voltagem. Com o uso de um transformador adequado e de boa qualidade seria possível de se obter a mesma resposta do CM de alta. Há também nos EUA quem consiga desmontar as CM para refazer o enrolamento delas de baixa para alta impedância (e ainda dão um boost de sinal com um enrolamento enorme).
Com certeza que o futuro vai revelar um crescente aumento na busca destas cápsulas CM de baixa impedância uma vez que se domine o casamento delas com os transformadores adequados, abrindo esta nova “porta” aos customizadores de plantão, pois as boas CM de baixa antiga e com transformador podem “falar”melhor do que as CM de alta mais recentes.
Vale a pena lembrar que ninguém ainda tentou aumentar o campo magnético das cápsulas CM, aumentando o núcleo que gera o campo magnético. Ou seja, existem outros itens numa CM ainda a ser explorados/customizados.
Talvez ninguém tenha ainda surgido com esta idéia até agora, sim?!!!


Sobre a análise do EV605

Encontrei uma robusta cápsula dinâmica dentro do EV605.
E robusto também era o transformador de impedância, que ocupava um considerável espaço dentro do mic. As grandes dimensões dos dois componentes obviamente responde o porquê ele possui maior resposta em graves do que os outros microfones que utilizam o mesmo método.
A relação de impedância do transformador eu verifiquei e era de 66,8 vezes o fator de multiplicação da entrada pra a saída. Isto significa que o transformador em questão eleva a impedância da cápsula utilizada em 66,8 vezes.
Só saber a relação de entrada e saída de impedância do transformador, não trás muita informação, sem se saber a impedância da cápsula em questão.
Mas saber que se trata de um transformador que transforma entre 50 à 100 vezes, já é um começo.


Conclusões:

- Sem os aparelhos de aferição necessários, vc está no escuro... e sendo assim, não há uma regra para vc escolher o transformador que melhor se adapta a uma determinada cápsula dinâmica. O melhor, para um método de “tentativa e erro” é ter uns 3 ou 4 diferentes transformadores para poder melhorar o casamento. Ou utilizar um transformador de várias entradas para experimentar múltiplas opções. Inicie uma tentativa com um transformador de relação próximo a 50 vezes (para saber a relação basta dividir a impedância de saída pela impedância de entrada descrita no transformador)
- A experimentação é livre no que diz respeito as cápsulas de baixo custo, mas jamais espere uma boa aplicação profissional comparável às antigas e famosas cápsulas dos microfones estilo bullet, que possuem um alcance de frequências muito superior do que estas de baixo custo. (principalmente devido ao grande diafragma que possuíam as antigas, propiciando melhor ganho em graves)
- Quando for tentar fazer um microfone, lembre de usar algo metálico como invólucro, ou usar uma blindagem interna feita com papel alumínio. (já vi microfones de “customizadores” com sério problema de blindagem)- Na minha opinião, uma boa cápsula dinâmica com um bom transformador de áudio pode chegar a resultados fantásticos, satisfazendo, não a totalidade, mas uma grande parcela de gaitistas como primeira opção.