Las cápsulas fonocaptoras son dispositivos transductores capaces de transformar el movimiento mecánico de una aguja en impulsos eléctricos, es decir, se trata de un dispositivo electromecánico de funcionamiento inverso al de las cabezas de corte, para la grabación de discos, en las que los impulsos eléctricos son transformados en movimientos mecánicos.
Para que la cápsula fonocaptora cumpla a la perfección la misión a la que está encomendada es preciso que la velocidad instantánea de su sistema móvil sea proporcional a la amplitud de las ondulaciones grabadas en el surco del disco, y que no introduzca ninguna señal más que aquéllas que dieron lugar a las grabadas en el disco.
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| Esquema del principio de funcionamiento de una cápsula fonocaotra |
La cápsula fonográfica está compuesta por:
- Aguja
- Barra porta aguja
- Suspensión
- Imanes móviles o bobinas móviles
- Bobinas fijas ó imanes fijos
- Piezas polares
- Cuerpo blindado
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| Anatomía interna de una cápsula fonocaptora |
El funcionamiento es básicamente así:
Al avanzar dentro de el surco del disco, la aguja se mueve y transmite este movimiento a través de la palanca porta-agujas hasta un imán (o bobina) colocado en el otro extremo. El imán (o bobina) se encuentra en medio de uno o dos pares de bobinas y al moverse dentro de este campo, induce una corriente eléctrica en estas, está correinte es proporcional a las ondulaciones en los surcos y su valor es del orden de los miliamperes.
Es esta corriente la señal de audio o la música en sí, la cuál viajará a través de todo el sistema de audio, modificandóse y amplificándose según sea necesario, hasta llegar a los altavoces, que son el eslabón final en la cadena de un sistema de reproducción de audio.
Tipos de cápsulas fonocaptoras
Como regla se consideran 4 tipos básicos de cápsulas fonocaptoras:
- Piezo-eléctricas (cristal - cerámica)
- Dinámicas (bobina móvil)
- Magnéticas
- Capacitivas
pero existen dos tipos o tecnologías más que tienen que considerarse, y aunque su uso no está implementado masivamente aún, si son diseños formalmente establecidos en el mercado del audio actual. Uno de ellos es el
- Captador láser y el otro es la
- Cápsula fonocaptora óptica.
Cápsulas piezoeléctricas
Las cápsulas fonocaptoras de cristal son las de construcción más sencilla y de coste más reducido.
El principio de funcionamiento se basa en las propiedades piezoeléctricas de algunos cristales, en virtud de la cual al ser éstos deformados por la acción de una compresión, tracción o doblamiento, generan entre sus superficies una tensión eléctrica. Dicho fenómeno se conoce, como ya hemos dicho, por piezoelectricidad, y se presenta, por ejemplo, en los cristales de sal de Rochelle, sal de Seignette, turmalina, cristales de fosfato dihidrogenado y titanatos de bario, plomo y circonio, entre otros.
La tensión eléctrica suministrada por una cápsula piezoeléctrica es relativamente elevada (1V aproximadamente si es de tartrato sódico-potásico y 0,2 V aproximadamente si es de titanato de bario), lo que permite su utilización en etapas preamplificadoras poco elaboradas, es decir ahorra etapas amplificadoras en el equipo.
Como desventajas de las cápsulas fonocaptoras piezoeléctricas caben citarse las siguientes:
• Resultan frágiles.
• Son afectadas por el calor, variando su sensibilidad con la temperatura y destruyéndose a unos 54° C.
• También son afectadas por la humedad, por lo que deben recubrirsede barnices o gelatinas.
• Pero su principal desventaja está en su curva de respuesta irregular y sobre todo por una elasticidad insuficiente para permitir una buena dinámica. La fuerza de apoyo es también mayor que las de las cápsulas magnéticas, lo cual limita la utilización de estas cápsulas a equipos de precios medios y económicos.
Cápsulas Magnéticas
También conocidas como de "imán móvil".
Este es el tipo de cápsula fonocaptora más popular, con un amplio rango de precios y de un excelente desempeño.
Los equipos amplificadores de calidad superior utilizan las cápsulas magnéticas como fonocaptores. Además, la cada día mayor exigencia por parte del gran público en la calidad de los equipos y aparatos por él adquiridos, ha aumentado la demanda y fabricación de estas cápsulas.
En esencia, una cápsula magnética de imán móvil está formada por una pieza polar con un bobinado enrrollado en ella. En el entrehierro (espacio) de este electroimán está un imán móvil unido a un tubo porta-aguja. Al moverse la aguja se mueve también el imán móvil, induciendo en las bobinas una fuerza electromotriz proporcional a la velocidad de desplazamiento de la aguja.
Como ventajas de este tipo de cápsulas cabe citar su simplicidad de fabricación, lo que repercute favorablemente en su precio, y un importante nivel de salida de señal, con lo que presenta menos exigencias en lo que respecta a su sensibilidad y a la relación señal/ruido de la entrada del preamplificador al que será conectada. La aguja en este tipo de cápsula es fácilmente intercambiable.
Como desventajas debemos citar su masa móvil importante (más pesada), por lo que en general presentan inercia y una dinámica no muy buena. Dado que la reducción de la masa del imán reduce su eficiencia, y por lo tanto la señal de salida, resulta difícil obtener una buena relación entre la dinámica y la señal de salida. En la actualidad existen variantes consistentes en dos imanes de masa total inferior al de uno solo, con lo que se mejora la dinámica sin perjudicar los resultados de salida. Esto permite reducir las resonancias mecánicas y por tanto el desgaste de los discos.
Cápsulas Dinámicas
En las cápsulas magnéticas ó de imán móvil el voltaje es inducido en unas bobinas fijas por un imán móvil. En las cápsulas dinámicas es la bobina la que se mueve en sí. Por lo general, este diseño produce un voltaje aún menor que el producido por las cápsulas de imán móvil
El sistema de bobina móvil o sistema está constituido por una pequeña bobina situada dentro de un campo magnético creado por un imán fijo. Solidario a la bobina se encuentra el tubo porta-aguja, el cual mueve a la bobina conforme avanza por el suco. Al moverse la bobina dentro del campo magnético, corta a las líneas de flujo magnético de éste y, como consecuencia, se crea en ella una tensión inducida de valor proporcional al desplazamiento de la aguja.
Él sistema de bobina móvil tiene como principales ventajas la de poseer una masa móvil muy pequeña, poca inercia, buena dinámica, poca distorsión, buena respuesta a los transitorios y una curva de respuesta regular y extendida.
Como principal desventaja cabe citar su baja impedancia de salida, inferior a la de los otros dos sistemas magnéticos, lo que se traduce en una baja tensión de salida, precisándose un transformador de adaptación al previo o un previo especial. Sin embargo es muy apreciada, ya que se distingue por la mayor calidad de reproducción.
En la figura 6 se ha dibujado, esquemáticamente, la constitución de una cápsula electrodinámica estereofónica. Consta esencialmente de dos bobinas móviles, formando los ejes de las mismas un ángulo de 90° entre sí y 45° con respecto a la horizontal, situadas dentro de un campo magnético creado por un imán fijo. El extremo inferior de cada bobina está conectado mecánicamente, mediante un alambre, a una varilla porta-aguja. La varilla o tubo porta-aguja no está sujeta a torsión ni flexión. Un muelle plano, unido a la parte posterior de la varilla y al cuerpo de la cápsula, evita que la varilla gire o que efectúe cualquier movimiento longitudinal indeseable.
