Главные особенности фантомного питания для микрофона
Фантомное питание обеспечивает бесперебойную работу студийных звукозаписывающих устройств. Такой способ наиболее удобен при работе с конденсаторными и электретными микрофонами. Однако он применяется и для питания активных директ-боксов. Преимуществами метода считаются подача тока и обмен данными через единый канал, низкая стоимость.
Фантомное питание микрофона – использование средств постоянного тока.
История появления
Способ был разработан для наземных телефонных станций, функционирующих на базе медных проводов. Появление фантомного питания приурочено к созданию дисковых аппаратов для набора номера. Метод использовался для передачи постоянного тока усилителям, соединенным с трансформаторами.
Понятие фантомного питания для микрофона
Метод используется при подключении электретных и конденсаторных аудиоустройств. Питание подается по тем же проводам, что и звук. Максимальное напряжение равно 48 В. Не стоит путать стандарт с классическими компьютерными интерфейсами, которые питаются от напряжения 5 В. Данный вариант также считается фантомным, однако его не применяют в звукозаписывающих студиях.
Предназначение
Метод предназначен для питания профессиональных аудиоустройств. Такие микрофоны работают с использованием конденсаторных алгоритмов. Первая обмотка системы неподвижна, вторая заменяется колеблющейся мембраной микрофона. Выраженность ее смещения зависит от мощности источника звукового сигнала. Если у конденсатора имеется заряд, можно менять его емкость путем движения мембраны. Это помогает выбирать нужное напряжение, передающееся микрофону. Бюджетные звуковые карты не поддерживают рассматриваемой функции.
.jpg)
Фантомное питание предназначено для профессиональных устройств.
Техническая информация
Для питания микрофона фантомным способом используется напряжение в 12, 24 или 48 В. Сигнальным жилам свойственна положительная полярность.
Оба проводника пролегают через резисторы одинакового номинала:
Номинал выбранных резисторов должен отклоняться от нормативных значений не более чем на 0,1%. Это позволяет эффективно подавлять синфазный сигнал в системе. Постоянный ток равномерно подается через 2 сигнальных проводника аудиоразъема (в современных микрофонах для этого предназначены контакты 2-го и 3-го портов XLR).
Напряжение отсчитывают от заземляющей клеммы 1 XLR.
Основные виды
Способы питания классифицируют по используемому напряжению: 12, 24 или 48 В. Существует и способ AES 42, подразумевающий применение тока 10 В. Напряжение подается как на землю, так и на аудиокабели. Такой источник питания поддерживает работу микрофонов мощностью до 215 мА.
Напряжение подается на аудиокабели.
Стандарты
В IEC 61938: 2018 прописывают параметры работы устройства, питающегося фантомным способом. Применяются 3 стандарта P12, P24, P48. Документ содержит информацию и о 2 дополнительных вариантах (SP48, P12L), используемых в сочетании со специализированными приложениями. Современные микрофоны работают по стандарту P48. Мощность оборудования при этом не должна превышать 240 мВт. Несмотря на рекомендации, 24- или 12-вольтное питание продолжает применяться.
Преимущества использования
Способ считается эффективным и дешевым, чем объясняется его распространенность у пользователей звукозаписывающей аппаратуры. Работа с устройствами безопасна. Поломки возникают только при коротком замыкании проводников, особенно при отказе от заземления системы. В этом случае повреждается капсюль, который легко заменить.
Особенности подключения микрофона с фантомным питанием
Для сборки такой цепи покупают устройство, добавляющее энергии на 48 В. Прибор питает студийный конденсаторный микрофон. Последний накапливает электрическую энергию. Вместо подвижной обкладки конденсатора работает аудиомембрана. Интенсивность сигналов определяется мощностью обрабатываемого микрофоном звука.
Встраиваемый в цепь прибор меняет рабочее напряжение, улучшает работу звукозаписывающей системы. Схема достаточно необычна, однако работоспособна.
Стоимость фантомного оборудования невысока. Если пользователю не понравится его работа, финансовые потери будут минимальны.
Куда встраиваются источники фантомного питания
Новый источник питания требует подключения безопасным способом. При неправильном подсоединении прибора микрофон работать не будет. Закреплять устройство можно в любом месте. Однако при работе с микрофоном не должно возникать затруднений. Прибор располагают в доступном месте, после чего закрепляют и подключают все необходимые провода. Не забывают о кабеле для подсоединения звукозаписывающего средства. Специальная клавиша помогает включать и деактивировать дополнительное питание по мере необходимости.
Источники фантомного питания подключаются безопасным способом.
Нюансы изготовления своими руками
При самостоятельной сборке системы учитывают такие моменты:
Существующие предостережения
Некоторые производители предлагают микрофоны, питающиеся 2 способами: от фантомного источника и батареек. Последние при подключении к внешнему прибору извлекают. Если этого не сделать, корпус батарейки может разрушиться. Протекающие химикаты повредят компонентам микрофона. Некоторые аудиосистемы снабжены средствами автоматического переключения на другой способ питания. Фантомный нельзя использовать при работе с ленточными или динамическими микрофонами.
Альтернативные методы включения микрофона
Используют 2 схемы, заменяющие фантомный способ:
Рассмотренные варианты не являются фантомными разновидностями питания.
Заключение
Обустроить фантомное питание для микрофона своими руками несложно. Достаточно приобрести специальный прибор и правильно подсоединить его к звукозаписывающей системе. Метод стоит попробовать ввиду его высокой эффективности и небольшой стоимости.
Автор статьи: Сатдаров Артур, специалист по обслуживанию компьютерных сетей, стаж работы – 10 лет. Несколько лет владеет домашней звукозаписывающей студией, знает о настройке микрофонов и сопутствующего оборудования все.
Что такое фантомное питание для микрофона
Чем дальше, тем больше появляется средств для улучшения компьютерных девайсов, которые по той или иной причине немного не дотягивают до требуемого уровня. Во многих случаях это не программное решение, а самостоятельные приборы, усиливающие ту или иную сторону функционирования, например, микрофона.
Что представляет собой фантомное питание для микрофона
В частности, речь идёт о дополнительном питании, которое принято называть фантомным. Каковыми бы не были лингвистические конструкции, это прибор, который добавит страдающему устройству энергии сразу аж на 48 В.
По уже сложившейся традиции, все новые и необычные устройства покупаются на AliExpress и приходят заказчику по почте. Последнему остаётся понять, что у него в руках и зачем оно нужно.
Вот устройство фантомного типа, а это именно устройство, и является такой покупкой. Прибор подпитывает конденсаторный студийный микрофон, работающий примерно как, собственно, конденсатор. Только вместо подвижной обкладки конденсатора функционирует мембрана микрофона. Интенсивность работы и амплитуду смещения определяет сила звука, который микрофон в данный момент обрабатывает. Соответственно меняется рабочее напряжение, и мы получаем требуемый эффект улучшения работы звукозаписывающего устройства.
Следует отметить, что схема довольно оригинальная, но работающая. В любом случае, стоимость фантомного питания не является запредельной, если его возможности не устроят, финансовые издержки не будут критическими.
Куда встраиваются источники фантомного питания
Как бы там не было, а новый источник питания напряжением 48 В должен куда-то и как-то подключаться, а также крепиться для безопасности. Тем более что без него конденсаторные микрофоны попросту не будут функционировать. Почему именно 48 В? Потому что такой показатель поддерживается большинством производителей микрофонов и звуковых карт, это уже определённая традиция. На самом деле конденсаторный микрофон способен работать в широком диапазоне напряжения.
Само же устройство, то есть, фантомное питание, следует закрепить в удобном месте, чтобы не мешало, и чтобы одновременно было легкодоступным. К зафиксированному устройству подсоединяются все необходимые кабели, в том числе провод для подключения микрофона. Специальная кнопка позволяет включать и выключать фантомное питание при необходимости.
Преимущества фантомного питания
Фантомное питание — недорогой и эффективный способ улучшить работу звукозаписывающей системы компьютера настолько, насколько это возможно. Устройство популярно у потребителей, так как является безопасным в работе. Разве что в случае возникновения короткого замыкания кабеля, особенно при отсутствии полагающегося таких случаях заземления, может повредиться капсюль, который легко заменить.
По мнению большей части пользователей, заказывать у китайских ритейлеров устройство стоит. Особенно если есть необходимость работать с качественным звуком, не покупая при этом дорогостоящее профессиональное оборудование.
СОДЕРЖАНИЕ
История
Фантомное питание было впервые использовано (и до сих пор используется) в проводных телефонных системах на основе медных проводов с момента появления в 1919 году телефона с дисковым набором номера. Одним из таких приложений в телефонной системе было создание пути передачи сигналов постоянного тока вокруг усилителей, подключенных к трансформатору, в аналоговом режиме. линейные системы передачи.
Первым известным коммерчески доступным микрофоном с фантомным питанием была модель Schoeps CMT 20, выпущенная в 1964 году и построенная в соответствии со спецификациями французской радиостанции с фантомным питанием 9–12 В постоянного тока; положительный полюс этого источника питания был заземлен. Микрофонные предусилители магнитофонов серии Nagra IV предлагали этот тип питания в качестве опции в течение многих лет, и Schoeps продолжал поддерживать «отрицательный фантом» до тех пор, пока серия CMT не была прекращена в середине 1970-х годов, но сейчас она устарела.
Стандарты
Техническая информация
Фантомное питание состоит из фантомной цепи, в которой постоянный ток одинаково подается через две сигнальные линии сбалансированного аудиоразъема (в современном оборудовании оба контакта 2 и 3 разъема XLR ). Напряжение питания отсчитывается от заземляющего контакта разъема (контакт 1 XLR), который обычно подключается к экрану кабеля или заземляющему проводу в кабеле, или к обоим. Когда было введено фантомное питание, одним из его преимуществ было то, что тот же самый тип сбалансированного экранированного микрофонного кабеля, который студии уже использовали для динамических микрофонов, можно было использовать для конденсаторных микрофонов. Это отличается от микрофонов с ламповой схемой, для большинства из которых требуются специальные многожильные кабели.
При фантомном питании напряжение питания фактически невидимо для симметричных микрофонов, которые его не используют, в том числе для большинства динамических микрофонов. Сбалансированный сигнал состоит только из разницы в напряжении между двумя сигнальными линиями; фантомное питание создает одинаковое напряжение постоянного тока на обеих сигнальных линиях симметричного соединения. Это резко контрастирует с другим, немного более ранним методом питания, известным как «параллельное питание» или «T-powering» (от немецкого термина Tonaderspeisung ), в котором постоянный ток накладывался непосредственно на сигнал в дифференциальном режиме. Подключение обычного микрофона к входу с включенным параллельным питанием вполне может повредить микрофон.
Почти все современные микшерные пульты имеют переключатель для включения или выключения фантомного питания; в большинстве высокопроизводительного оборудования это можно сделать индивидуально по каналам, в то время как в микшерах меньшего размера один главный переключатель может управлять подачей мощности на все каналы. Фантомное питание можно заблокировать в любом канале с помощью изолирующего трансформатора 1: 1 или разделительных конденсаторов. Фантомное питание может вызвать сбои в работе оборудования или даже его повреждение, если оно используется с кабелями или адаптерами, которые соединяют одну сторону входа с землей, или если к нему подключено какое-то оборудование, кроме микрофонов.
Инструментальные усилители редко обеспечивают фантомное питание. Чтобы использовать оборудование, требующее этого, с этими усилителями, в линию должен быть включен отдельный источник питания. Они легко доступны в продаже или, в качестве альтернативы, являются одним из самых простых проектов для конструкторов любительской электроники.
Предостережения
Некоторые микрофоны предлагают на выбор питание от внутренней батареи или (внешнее) фантомное питание. В некоторых таких микрофонах рекомендуется извлекать внутренние батареи при использовании фантомного питания, поскольку батареи могут разъесться и протечь химикаты. Другие микрофоны специально предназначены для переключения на внутренние батареи в случае выхода из строя внешнего источника питания.
Конденсаторные микрофоны середины 1970-х годов и позже, разработанные для фантомного питания 48 В, часто требуют гораздо большего тока (например, 2–4 мА для бестрансформаторных микрофонов Neumann, 4–5 мА для серии Schoeps CMC («Colette») и микрофонов Josephson 5. –6 мА для большинства микрофонов Shure серии KSM, 8 мА для САПР Equiteks и 10 мА для земляных работ). Стандарт IEC дает максимально допустимый ток 10 мА на микрофон. Если его требуемый ток недоступен, микрофон все еще может выдавать сигнал, но не может обеспечить ожидаемый уровень производительности. Конкретные симптомы несколько различаются, но наиболее частым результатом будет снижение максимального уровня звукового давления, с которым микрофон может справиться без перегрузки (искажения). Некоторые микрофоны также показывают более низкую чувствительность (выходной уровень для заданного уровня звукового давления).
Большинство выключателей заземления имеют нежелательный эффект отключения фантомного питания. Всегда должен быть путь постоянного тока между контактом 1 микрофона и отрицательной стороной 48-вольтового источника питания, если питание должно достигать электроники микрофона. Поднятие заземления, которое обычно является контактом 1, прерывает этот путь и отключает фантомное питание.
Цифровое фантомное питание
Другие методы включения микрофона
T-power, также известный как AB powering или T12, описанный в DIN 45595, является альтернативой фантомному питанию, которое до сих пор широко используется в мире кинопроизводства. Многие микшеры и записывающие устройства, предназначенные для этого рынка, имеют опцию T-power. Многие старые микрофоны Sennheiser и Schoeps используют этот метод включения, хотя в новых рекордерах и микшерах эта опция постепенно прекращается. Корпуса адаптеров и специальные блоки питания предназначены для микрофонов с питанием от T. Часто нет слышимой разницы между микрофонами, использующими этот метод, и микрофонами с питанием P48. В этой схеме 12 В подается через резисторы 180 Ом между «горячим» выводом микрофона (вывод 2 XLR) и «холодным» выводом микрофона (вывод 3 XLR). Это приводит к 12-вольтовой разнице потенциалов со значительной допустимой токовой нагрузкой на контакты 2 и 3, что, вероятно, приведет к необратимому повреждению при применении к динамическому или ленточному микрофону.
Похожая схема линейного питания встречается в компьютерных звуковых картах. Как подключаемое питание, так и мощность звуковой карты определены во второй редакции стандарта IEC 61938.
Эти альтернативные схемы питания иногда неправильно называют «фантомным питанием», и их не следует путать с истинным 48-вольтовым фантомным питанием, описанным выше.
Некоторые конденсаторные микрофоны могут питаться от элемента на 1,5 В, который находится в небольшом отсеке микрофона или во внешнем корпусе.
Фантомное питание иногда используется работниками авионики для описания напряжения смещения постоянного тока, используемого для питания авиационных микрофонов, которые используют более низкое напряжение, чем профессиональные аудиомикрофоны. Фантомное питание, используемое в этом контексте, составляет 8–16 В постоянного тока последовательно с резистором 470 Ом (номинальным), как указано в стандарте DO-214 RTCA Inc. Эти микрофоны произошли от угольных микрофонов, используемых на заре авиации, и телефонов, в которых использовалось постоянное напряжение смещения на элементе угольного микрофона.
Другое использование
Фантомное питание также используется не только для микрофонов, но и в других приложениях:
Для чего нужно фантомное питание в микрофоне?
Войдите в свой аккаунт
Фантомное питание для микрофона: кому и зачем оно нужно? Рассказываем, для чего на оборудование подают электричество и почему такое питание называют фантомным.
Словосочетание «фантомное питание» знакомо каждому, кто занимается музыкой: его наличие — обязательное условие для работы различного студийного оборудования. Из этого материала вы узнаете, что такое фантомное питание для микрофона, зачем оно нужно и как его получить, если имеющееся оборудование не способно подавать энергию вовне.
Фантомное питание — распространённое требование для работы многих студийных конденсаторных микрофонов и другого оборудования. Возможность подачи электричества на подключенные устройства присутствует в предусилителях, микшерах и аудиоинтерфейсах.
Но что это за питание и зачем оно нужно? А главное: как получить фантомное питание для микрофона, если в имеющемся оборудовании нет возможности подачи электроэнергии на внешние устройства?
Что такое фантомное питание
Фантомное питание (англ. Phantom Power) — поток постоянного тока с напряжением до 48 вольт, питающий активную электронику в конденсаторных микрофонах и другом оборудовании с подключением через разъём XLR. Обычно оно подаётся от предусилителя на канале микшера или аудиоинтерфейса, к которому подключается микрофон.
Фантомное питание требуется для работы конденсаторных микрофонов, активных ди-боксов, линейных предусилителей и ряда других устройств.
Зачем нужно фантомное питание для микрофона
Чаще всего фантомное питание используется при работе с конденсаторными микрофонами. Для записи звука такие микрофоны используют электрическую схему, преобразующую колебания воздуха в аудиосигнал. Чтобы капсюль пришёл в движение и начал захватывать поступающий сигнал, на микрофон подают электрический ток с небольшим напряжением.
В прошлом конденсаторные микрофоны использовались с внешним источником энергии, питавшим схему устройства. Распространение полевых FET-транзисторов, постепенно вытеснивших лампы, позволило отказаться от выделенного блока — электричество стало возможно получать прямо со студийной консоли.
Из-за того, что микрофоны работали без видимого источника электроэнергии, звукоинженеры назвали такое питание фантомным.
При активации фантомного питания на микрофон или другое подключенное оборудование подаётся постоянный ток с напряжением 48 вольт. Именно поэтому кнопку включения питания обозначают надписью «+48 V».
Когда фантомное питание не требуется
Если для конденсаторных микрофонов наличие фантомного питания обязательно, для ленточных микрофонов оно противопоказано. Подача тока на подобные устройства неминуемо приводит к их поломке.
Схема работы ленточных микрофонов была придумана задолго до появления фантомного питания в музыкальной индустрии — первые ленточные микрофоны появились в 1920-х годах. Для записи сигнала ленточные микрофоны используют тонкую металлическую ленту, колеблющуюся вместе с поступающими звуковыми волнами.
Устройствам подобного типа не нужно дополнительное электричество для работы. Под воздействием тока с напряжением 48 В ленты рвутся, а микрофон перестаёт работать. Современные «ленточники» менее чувствительны к этой проблеме, но правило остаётся тем же — на ленточные микрофоны нельзя подавать фантомное питание.
Фантомное питание противопоказано всем устройствам, в которых нет выходного трансформатора.
Кратковременная подача энергии также может стать причиной поломки, если в микрофонный вход подключен несбалансированный источник питания. Сбалансированные источники звука не боятся поступающего электричества.
Кому ещё требуется дополнительная энергия
Схема скрытой подачи электроэнергии обычно используется с активными микрофонами. Тем не менее ряд производителей нашли «фантом» полезным и для других устройств.
Так, например, один из самых популярных динамических микрофонов с большой диафрагмой Shure SM7B рекомендуется использовать с максимально возможным количеством усиления — чем больше гейна, тем лучше. Однако, если взглянуть на технические характеристики предусилителей популярных аудиоинтерфейсов, оказывается, что далеко не все звуковые карты могут обеспечить должный уровень усиления без появления шума.
Чтобы решить проблему, производители придумали такие устройства как линейные предусилители или микрофонные активаторы, усиливающие сигнал без дополнительного шума. Небольшие устройства подключаются в цепь между микрофоном и аудиоинтерфейсом, питаются от фантомного питания и добавляют сигналу большую ясность и чёткость.
Активаторы усиливают сигнал таким образом, чтобы он стал достаточно сильным для чистого и ясного звучания даже в тех случаях, когда предусилитель ограничен в своих возможностях. Среди самых известных и популярных активаторов можно выделить:
Активные ди-боксы — ещё один тип устройств, полагающийся на дополнительное питание в работе. Ди-боксы конвертируют высокоомный небалансный сигнал в низкоомный балансный, позволяя подключить электрогитары, клавишные и другие инструменты напрямую к микрофонному предусилителю.
Для работы активного ди-бокса требуется подача тока с напряжением 48 В. В свою очередь пассивные ди-боксы не нуждаются во внешних источниках энергии, однако это не означает, что они лучше или универсальнее.
Как получить фантомное питание для микрофона
Большинство современных аудиоинтерфейсов оснащается встроенной схемой, подающей напряжение 48 В через микрофонные предусилители. Активация фантомного питания обычно осуществляется отдельной кнопкой, обозначенной как «+48», «48 V» или «Phantom». В зависимости от возможностей оборудования, фантомное питание может подаваться на каждый вход независимо, либо же поступать на все входы сразу.
Тем не менее ряд устройств — микшеров, звуковых карт и предусилителей — лишён скрытой схемы питания. В таких случаях на помощь приходят отдельные блоки фантомного питания, подключающиеся между входом микшера или интерфейса и микрофоном.
Среди популярных вариантов выделяются:
Суть внешних блоков ничем не отличается от встроенной схемы фантомного питания. Блок подключается в розетку и при активации подаёт на подключенный микрофон постоянный ток с напряжением 48 В.
Фантомные итоги
Все музыканты знают о фантомном питании, но не все понимают, зачем оно нужно и что именно делает. Тем не менее без него невозможно представить ни одну современную домашнюю или профессиональную студию звукозаписи: отдельный источник питания необходим для работы ди-боксов и конденсаторных микрофонов.