Todo lo que tienes que saber sobre la inversión de fase en los micrófonos

Entendiendo cómo funciona el micrófono

El concepto de inversión de fase afecta principalmente a señales que provienen de los micrófonos. Y ello se debe a la naturaleza de estos. Para poder entender qué es la fase, primero debemos estar seguros de saber cómo funciona un micrófono.

El micrófono es básicamente una membrana que tiene un movimiento bidireccional. Digamos que el movimiento es hacia dentro y hacia fuera. Esa oscilación, hacia dentro y hacia fuera o hacia un lado y otro, es lo que produce una oscilación que genera una señal.

Al hablar delante del micrófono, las ondas sonoras son oscilaciones en el aire. Cuando inciden sobre la membrana del micrófono crean una presión acústica que mueve la membrana hacia adelante y hacia atrás. Cuando la onda sonora positiva incide sobre el diafragma del micrófono, creando un voltaje positivo en la salida del mismo. Y cuando la onda es negativa, provoca que la membrana se retraiga, creando un voltaje negativo. Esas oscilaciones, positivas y negativas, crean la señal de audio, la señal que llega a la cadena de audio.

Entendiendo la polaridad para entender la inversión de fase

Partimos de la base de que del micrófono salen dos cables. Sin entrar en detalles, digamos que un cable es el vivo y el otro es masa. No importa cuál es cuál. Lo que importa es que uno tiene un nombre y el otro tiene otro nombre: vivo y masa. Por tanto, podemos decir que esa es su polaridad. El cable 1 es vivo y el cable 2 es masa. La polaridad es un concepto binario, es decir que sólo tiene dos posibles opciones o posiciones. vivo-masa o masa-vivo (también se conoce como positivo-negativo).

La idea principal es que esa señal de audio proveniente del micrófono, de la que hablábamos antes, después de pasar por las etapas de procesamiento y amplificación, provocará un movimiento similar en el cono de la bocina, ya sea en el altavoz o los auriculares. De esta manera, el micrófono y el cono del altavoz o auricular tendría una dirección similar. Si la membrana del micrófono se mueve hacia afuera el cono del altavoz también haría lo mismo.

Pero si en algún momento se produce una inversión de polaridad en algún punto de la cadena de la señal, (es decir, si invertimos el orden de los cables vivo-masa) el movimiento del cono sería a la inversa. Es decir, una cadena de audio hay un cambio de polaridad, el micrófono y el altavoz tendría el movimiento opuesto. Cuando la membrana del micrófono se mueve hacia afuera, en el altavoz ocurriría una contracción y al revés. si hay una inversión de la polaridad es decir hacia adentro y podríamos decir que está fuera de polaridad con respecto a la señal de entrada.

La importancia de la fase cuando tenemos dos micrófonos

Ahora supongamos que tenemos dos micrófonos que graban una misma fuente, por ejemplo, una misma voz. En este caso los dos micrófonos funcionarán de una forma muy similar. Los dos vibrarán al mismo tiempo y los dos ofrecerán la misma tensión al mismo tiempo, es decir, cuando la membrana se expande hacia un lado, se produce una señal (digamos que es la señal positiva) y cuando la membrana se contrae y rebota hacia el otro lado, se produce la señal contraria, (digamos que esa es la señal negativa).

Supongamos que conectamos esos dos micrófonos a una mesa de mezclas. Lo que estamos haciendo es introducir la señal de cada uno de los micrófonos. Si los dos micrófonos tienen la misma polaridad, es decir, que los terminales de la cápsula están conectados en el mismo sentido, decimos que los micrófonos están en fase, es decir, si tienen la misma polaridad. En ese caso lo que sucederá es que la suma de las señales duplicarán su amplitud (más volumen) y harán que el cono de los auriculares o los altavoces se muevan el doble, pero siempre en el mismo sentido que lo está haciendo el micrófono. Esto sucede porque la señal que proviene del movimiento de las membranas se corresponde entre sí. Cuando la membrana de un micrófono se mueve hacia un lado, la señal de ese movimiento se corresponde con la señal del otro micrófono, que está haciendo exactamente lo mismo. Las dos membranas están haciendo lo mismo, al mismo tiempo y la señal, que tiene la misma polaridad en ambos casos, es totalmente coherente. Hasta aquí todo correcto.

Cuando los micrófonos están en desfase

Pero puede darse el caso de que dos micrófonos tengan una polaridad distinta, es decir, la opuesta al otro. Esto puede deberse a que cada fabricante haya cableado su micrófono de una forma distinta. Donde uno ha cableado su micrófono como vivo-masa, el otro lo ha cableado como masa-vivo. En ese caso, el movimiento hacia un lado de uno de los micrófonos se corresponderá con el movimiento contrario del otro micrófono. Es decir, que estarán actuando justo al contrario. Dicho de un modo tosco, es como si un micrófono fuera «positivo-negativo» y el otro micrófono fuera «negativo-positivo», de forma que cuando un micrófono está dando una señal positiva, el otro está dando una señal negativa. Cuando esto sucede decimos que los micrófonos están en contrafase. Es decir, cada señal tiene una polaridad distinta. Y lo que sucede en estos casos es que las señales, al ser exactamente opuestas en la misma intensidad, se anulan (desparecen). Aunque cueste creerlo, lo que sucede es que la señal se pierde.

En un mundo perfecto, las señales deberían anularse completamente, pero el mundo físico no es exacto, sino que todo es relativo y aproximados. De modo que las fases o desfases no son absolutas, sino que esas dos ondas pueden estar en diferentes grados de desfase, por lo que esa anulación afectará de forma diferente según el grado de desfase. Ese desfase parcial resulta en un sonido enrarecido, como ahuecado, como si hubiera perdido calidad o como si algo se hubiera estropeado. De hecho, cuando la membrana de un micrófono se daña por un fuerte impacto o incluso por el contacto con el agua, puede ofrecer un sonido parecido.

Usando la inversión de fase

En un caso práctico, si tenemos dos micrófonos que han grabado simultáneamente una misma señal de directo, por ejemplo, una voz, puede producirse un desfase, lo que afectará al sonido. En estos casos es interesante probar la inversión de fase de alguno de los micros con el fin de ver si la cancelación que se produce es menor entre los dos micrófonos es menor. Para ello tenemos dos modos de proceder:

• En físico: La primera opción de inversión de fase es mover la posición de los micrófonos, de forma que la onda de sonido incida de forma distinta en cada uno de ellos. Si aún así no conseguimos un resultado óptimo, podemos cambiar literalmente la polaridad de los cables. Para ello tendremos que modificar el cable de uno de los micrófonos. En un cable XLR balanceado tendríamos que soldar los pines 2 y 3 tal como correspondería en un extremo del cable y justo al revés en el otro extremo. De esta forma cambiaríamos la fase de forma física.
• En analógico: En las mesas de mezclas analógicas que no sean muy básicas ya encontramos, junto al potenciómetro de ganancia un botón con el símbolo Ø, que hará la inversión la fase.
• En digital: Es decir, en cualquier DAW, o mezcladora digital. Debemos insertar un plugin que permita la inversión de fase, representado por el símbolo Ø en una da las pistas o simplemente activarlo. En cubase o en Logic, por ejemplo, viene insertado por defecto en el canal. Hay un botón con el símbolo Ø.

Conclusión

En general, los problemas de fase se resuelven modificando la posición de los micrófonos, o sencillamente usando el botón que podemos encontrar expresamente para resolver este tipo de conflictos.