Tak jo, lidi - opět je čas na techniku! Možná jste už slyšeli o fantomovém napájení, a dokonce ho pravidelně používáte. Ale víte, co to je a jak funguje?

V tomto článku se budeme zabývat vším, co se týká fantomů. Než dočtete, budete schopni se příště v hospodě udržet při hrozivé konverzaci s mikrofonem.

Co přesně je fantomové napájení?

Stručně řečeno, fantomové napájení je stejnosměrný signál vysílaný do mikrofonů za účelem napájení aktivních obvodů uvnitř mikrofonu.

Zatímco celosvětově uznávaný standard pro fantomové napájení je 11 - 52 V DC, většina studiových mikrofonů pracuje s napětím 48 V.

Fantomové napájení se mu říká proto, že je diskrétní - proud se posílá po kabelu XLR z mikrofonního vstupu.

Potřebují všechny mikrofony fantomové napájení?

Ne všechny mikrofony fungují stejně; některé jsou pasivní a některé aktivní, přičemž právě aktivní mikrofony potřebují fantomové napájení.

Možná jste slyšeli obecné pravidlo, že kondenzátorové mikrofony vyžadují fantomové napájení a dynamické mikrofony ne. Většinou tomu tak je, ale existují výjimky z pravidla; některé kondenzátorové mikrofony fantomové napájení nepotřebují a některé dynamické ano. O tom se dozvíte více později.

Může fantomové napájení poškodit mikrofony?

Většina moderních dynamických mikrofonů je navržena tak, aby přijímala fantomové napájení, i když ho ke své činnosti nepotřebuje. Proto se (obecně) považuje za bezpečné používat směs dynamických a kondenzátorových mikrofonů na konzoli nebo rozhraní, které dodává fantomové napájení univerzálně do všech mikrofonních vstupů.

Na druhou stranu aktivní páskový mikrofon vyžaduje fantomové napájení, ale může se poškodit, pokud jej "připojíte za tepla" - připojíte jej k mikrofonnímu vstupu se zapnutým fantomovým napájením.

Pokud používáte připojení TRS na patch bay, může dojít k poškození jakéhokoli mikrofonu při přepínání připojení za provozu. Protože jsou přípojky na kabelu TRS konstruovány postupně, dochází při zapojování nebo odpojování kabelu k elektrickým zkratům. Pokud je zapnuté fantomové napájení, může to způsobit spoušť ve vaší sbírce mikrofonů.

To vše je docela vědecké, takže pokud je to pro vás trochu těžko stravitelné, je dobrým bezpečnostním opatřením vypnout fantomové napájení před připojením/odpojením mikrofonu.

Může fantomové napájení poškodit jiná zařízení?

Protože fantomové napájení je vedeno pouze přes mikrofonní signál, stejnosměrný proud neovlivní nic jiného připojeného k rozhraní nebo konzoli. Bezdrátové mikrofonní přijímače jsou vyvážené a stejnosměrné napětí bezpečně zvládnou.

Při připojování nebo odpojování kabelů XLR však může při zapnutém fantomovém napájení docházet k cvakání nebo praskání, což může časem poškodit reproduktory nebo sluchátka. Proto je obecně dobré fantomové napájení při připojování nebo odpojování mikrofonů vypnout.

Může mě fantomové napájení poškodit?

Pokud nejste obzvláště citliví na stejnosměrný proud, odpověď zní ne.

Jak odeslat fantomové napájení

Existují tři hlavní zdroje fantomového napájení:

• Zvukové rozhraní
• Mixážní konzole
• Mikrofonní předzesilovače

Zvukové rozhraní

Většina zvukových rozhraní je vybavena možností zapnout nebo vypnout fantomové napájení. Může se jednat o přepínač nebo tlačítko umístěné na předním nebo zadním panelu rozhraní. Často se tím pošle napájení do všech mikrofonních vstupů a kanály nelze izolovat jednotlivě.

Mixážní konzole

Menší mixážní pulty mohou mít také jediné tlačítko pro fantomové napájení všech kanálů.

U větších mixážních pultů najdete u každého kanálu vyhrazené tlačítko fantomového napájení, které vám umožní vybrat, které mikrofony jej využijí.

Mikrofonní předzesilovače

Mikrofonní předzesilovače mají také vyhrazené přepínače fantomového napájení. V závislosti na tom, jak je to vymyšlené, můžete mít individuální ovládání každého kanálu nebo možnost fantomového napájení "jedním tlačítkem, které vládne všem".

Vyřešeno, že?

Ne nutně. U některých modelů nižší třídy nemusí být napětí dodávané fantomovým napájením dostatečné a může poskytovat méně než potřebných 48 V. Zatímco některé kondenzátorové mikrofony mohou pracovat s menším napětím, jiné potřebují plných 48 V, aby fungovala aktivní elektronika v mikrofonu.

Zadejte externí zdroj napájení.

‍

Pokud vaše rozhraní nevytváří potřebné napětí, můžete vždy použít externí napájecí zdroj, abyste získali elektrickou energii pro napájení aktivních obvodů. Shazzam!

Některé mikrofony potřebují ke správné funkci více než 48 V - například téměř všechny lampové mikrofony. V takových situacích budete potřebovat externí fantomové napájení, které se často dodává se samotným mikrofonem.

Zhluboka se nadechněte, protože teď to bude technické...

Super-Nerdy Tech Stuff

Cílem této části je poskytnout vám podrobné informace o tom, jak funguje fantomové napájení a proč ho potřebujeme.

Nejprve se podívejme na to, jak je zvuk snímán kondenzátorovými mikrofony.

Proč potřebují kondenzátorové mikrofony fantomové napájení?

Kondenzátorové mikrofony fungují na principu tzv. proměnné kapacity. Proměnný kondenzátor je takový, který lze opakovaně měnit, a to buď mechanicky, nebo elektronicky. U kondenzátorových mikrofonů je to to, co mění fyzické zvukové vlny na zvukové signály.

Snímací prvek kondenzátorového mikrofonu - kondenzátor - se skládá z membrány a pevné desky. Zvukové vlny dopadají na membránu, způsobují její vibrace a mění vzdálenost mezi membránou a pevnou deskou (známou také jako backplate). Tato změna vzdálenosti vytváří změnu napětí udržovaného mezi nimi, a to je elektrický signál, který se posílá po vyváženém kabelu XLR a na druhém konci se mění na slavný zvukový signál.

Kromě napájení kondenzátoru dodává fantomové napájení energii také malému předzesilovači uvnitř kondenzátorového mikrofonu. Tento předzesilovač slouží k zesílení malých elektrických změn z kondenzátoru předtím, než signál opustí mikrofon.

Možná již víte, že kondenzátorové mikrofony jsou obvykle citlivější než dynamické mikrofony. Právě kondenzátor je činí tak ostrými na zvuk a bez fantomového napájení jsou užitečné jako ryba na kole.

Jak funguje fantomové napájení?

Standardní fantomové napájení je obvykle 48 V DC (stejnosměrný proud). Obvykle jej poskytuje mixážní pult nebo rozhraní a přenáší se pomocí symetrických audiokabelů.

U symetrického kabelu XLR je 48 V přenášeno přes piny 2 a 3 (kladný a záporný audio signál) a odkazováno na pin 1 - zpětný signál, který je zároveň zemnicím kolíkem.

U symetrického audiokabelu TRS je napětí 48 V přenášeno přes špičku a kroužek vzhledem k dutince.

Protože je napětí přenášeno přes symetrický audiokabel, neruší zvukový signál.

Jakmile se napětí dostane do mikrofonu, je posláno tam, kam potřebuje, aby napájelo aktivní elektroniku.

Vyvážené mikrofony, které nejsou fantomově napájeny - například dynamické mikrofony - jsou navrženy tak, aby toto napětí ignorovaly, a obecně nedojde k jejich poškození, pokud je kabelem XLR přivedeno 48 V.

Pokud však máte nesymetrické mikrofony, jako jsou páskové mikrofony, o fantomovém napájení při vybalení z krabice ani nemluvě.

Dobře, super. Které mikrofony skutečně potřebují fantomové napájení?

Teď už víte, že aktivní mikrofony potřebují ke své práci napájení, ale teď vám řeknu, že většina mikrofonů této kategorie sice používá fantomové napájení, ale ne všechny.

Ale pojďme to zkrátit. Následující typy mikrofonů potřebují ke své funkci fantomové napájení:

• Pravé kondenzátorové mikrofony
• Kondenzátorové mikrofony Electret FET
• Aktivní páskové dynamické mikrofony FET

Následující mikrofony nepotřebují fantomové napájení:

• Dynamické mikrofony s pohyblivou cívkou
• Pasivní páskové dynamické mikrofony
• Stejnosměrné elektretové miniaturní mikrofony
• Trubkové mikrofony

Matoucí, že?

Nejrozumnější je zjistit, zda váš mikrofon potřebuje a hlavně zvládne fantomové napájení.

Používají všechny mikrofony 48V fantomové napájení?

Ačkoli univerzální standard pro fantomové napájení je 11-52 V DC, většina studiových mikrofonů pracuje s napětím 48 V, proto je na vašem zvukovém rozhraní tlačítko +48. Různé mikrofony však někdy potřebují ke svému provozu více nebo méně.

V případech, kdy kondenzátorový mikrofon potřebuje méně fantomového napájení než 48 V, si prostě vezme, co potřebuje, a zbylé volty zahodí v rámci inženýrské magie, které plně nerozumím.

Pokud mikrofony potřebují fantomové napájení vyšší než 48 V, musí mít externí zdroj. To je obvykle distribuováno se samotným mikrofonem, takže se o něj nemusíte starat. Pokud ho ovšem neztratíte.

Pokud máte pochybnosti, přečtěte si pokyny výrobce, kolik voltů potřebuje váš mikrofon k provozu.

Další zdroje energie

Někdy se lidé odvolávají na fantomové napájení, i když ve skutečnosti mají na mysli jeden z následujících zdrojů energie. Nepleťte si je, je to lež.

Baterie

Fantomové napájení není jediným zdrojem napětí pro mikrofony. Některé modely kondenzátorových mikrofonů na trhu využívají k napájení obvodů uvnitř baterie. Vždy je dobré baterie vyjmout, pokud se nepoužívají, aby nedošlo ke korozi a poškození vnitřního fungování mikrofonu.

Napájení ze zásuvky

Zásuvné napájení (PiP) je nízkoproudé napájení, které se nachází v některých zařízeních spotřebitelské třídy, jako jsou přenosné rekordéry a počítačové zvukové karty. Jedná se o nesymetrické rozhraní s nízkým napětím, které se od fantomového napájení velmi liší. Nikdy nepoužívejte 48V fantomové napájení s mikrofonem, který je určen pro PiP.

Napětí DC Bias

Termín fantomové napájení se někdy používá pro označení malého elektrického proudu, který napájí letecké mikrofony. Technicky se sice jedná o "fantomové" napájení (není vidět), ale běží na mnohem nižším proudu - 1,5-9 voltů. V audiotechnice se obvykle používá k napájení mikrofonů, například miniaturních mikrofonů lav.

Další využití fantomového napájení

Když už jsme u toho, fantomové napájení se používá i v jiných oblastech, nejen u mikrofonů. Patří mezi ně:

• Aktivní antény
• nízkošumové blokové downkonvertory (zařízení na satelitních anténách, které přebírá signál a převádí ho).
• Napájení přes ethernetové kabely

Stručná historie fantomového napájení

Fantomové napájení bylo poprvé použito v pevných telefonních systémech založených na měděném vedení na počátku 20. století. V této funkci se používá dodnes, i když je otázkou, jak dlouho ještě pevné linky budou existovat.

Elektronkové mikrofony se objevily na trhu ve 20. letech (tedy ve 20. letech) a ve 40. letech přišel průlom v podobě tranzistorů z Bellových laboratoří.

To vedlo v roce 1964 k uvedení modelu Schoeps CMT20, prvního komerčně dostupného mikrofonu s fantomovým napájením. V té době se však tyto mikrofony dodávaly s objemnými externími napájecími zdroji, které musely být umístěny v blízkosti samotného mikrofonu.

Kombinace norských tužeb a německého umu vedla k vývoji toho, co dnes známe jako fantomovou energii. Norská rozhlasová a televizní společnost NRK požadovala fantomové napájení mikrofonů, které nepotřebovaly samostatný zdroj napájení, protože ve svých studiích již měla 48voltový zdroj napájení pro nouzové osvětlení.

Společnost Neumann se tohoto úkolu zhostila a vyvinula mikrofon, který by byl schopen pracovat se stejnosměrným napětím 48 V, které již bylo ve studiích NRK k dispozici.

Jednalo se o první metody napájení kondenzátorových mikrofonů prostřednictvím audiokabelu, a tak se zrodil moderní mikrofon s fantomovým napájením.

Závěr

Takže tady to máte - vše, co potřebujete vědět o fantomovém napájení, a pár dalších zajímavostí.

Výběr správného mikrofonu pro danou práci je důležitý bez ohledu na to, zda používá fantomové napájení, nebo ne. Podívejte se na náš článek o typech mikrofonů, který vám pomůže zjistit, který(é) je(jsou) pro vás ten pravý(é).

Nyní se vydejte a zachyťte tyto zvuky!