A semelhança fundamental: ambos são transdutores acústico-elétricos. Transformam ondas pressão mecânica (som) em sinais elétricos para processamento (cérebro / amplificador).
Orelha (Transdutor Biológico)
- Pinna / Canal: Coleta e funil som; amplifica 2–5 kHz (ressonância).
- Membrana Timpânica (Tímpano): Diafragma — vibra com mudanças pressão.
- Ossículos (Martelo, Bigorna, Estribo): Sistema alavanca casamento impedância (×22 ganho força) → acopla ar a fluido.
- Coclea: Espiral cheia fluido. Membrana basilar mapeamento frequência (tonotopia).
- Células Ciliadas (Internas/Externas): Deflexão estereocílios → influxo K⁺ → potencial receptor → liberação neurotransmissor → potenciais ação nervo auditivo (picos digitais).
Microfone (Transdutor Engenharia)
- Diafragma: Membrana fina (Mylar, metal, silício) move com pressão som.
- Princípio Transdução:
- Dinâmico: Bobina no diafragma em entreferro magnético → indução Faraday (tensão ∝ velocidade).
- Condensador: Diafragma = placa capacitor. V = Q/C. Requer bias (phantom power / electret).
- Fita (Ribbon): Folha alumínio em campo magnético. Tensão ∝ velocidade. Padrão figura-8.
- MEMS: Diafragma silício + backplate. Capacitivo. ASIC on-chip.
- Saída: Tensão analógica (mV/Pa) → pré-amplificador → ADC → digital.
Conceitos Paralelos
| Orelha | Microfone |
|---|
| Tímpano | Diafragma |
| Ossículos (casamento impedância) | Transformador / buffer FET (conversão impedância) |
| Coclea (análise frequência) | DSP / FFT (digital) ou banco filtros (analógico) |
| Células ciliadas (mecanoelétrico) | Elemento transdutor (bobina, capacitor, fita) |
| Nervo auditivo (picos) | Cabo / stream digital |
| Cérebro (percepção) | Processador / DAW / Ouvinte |
Diferença Chave: Orelha é não-linear, compressiva, adaptativa (120 dB faixa dinâmica). Microfone é linear, fixo (tipicamente 100–130 dB SPL máx).
