No niin, ihmiset - on jälleen kerran tekniikan aika! Olet ehkä kuullut fantomvirrasta ja jopa käytät sitä säännöllisesti. Mutta tiedätkö, mitä se on ja miten se toimii?

Tässä artikkelissa tarkastelemme kaikkea aavemaista. Kun olet lukenut tämän, pystyt pitämään puoliasi seuraavan kerran, kun pubeissa alkaa pelottava mikrofonikeskustelu.

Mitä Phantom Power tarkalleen ottaen on?

Pähkinänkuoressa phantom-virta on tasavirtasignaali, joka lähetetään mikrofoneihin niiden sisällä olevien aktiivisten piirien virranlähteenä.

Vaikka kaikkialla maailmassa hyväksytty standardi fantomvirralle on 11-52 voltin tasavirta, useimmat studiomikrofonit toimivat 48 voltin jännitteellä.

Sitä kutsutaan phantomsyötöksi, koska se on huomaamaton - virta lähetetään XLR-kaapelia pitkin mikrofonin sisääntulosta.

Tarvitsevatko kaikki mikrofonit Phantom-virtaa?

Kaikki mikrofonit eivät toimi samalla tavalla; jotkut ovat passiivisia ja jotkut aktiivisia, ja juuri aktiiviset mikrofonit tarvitsevat fantomvirtaa.

Olet ehkä kuullut yleisen säännön, jonka mukaan kondensaattorimikrofonit tarvitsevat fantomvirtaa ja dynaamiset mikrofonit eivät. Suurimmaksi osaksi näin on, mutta sääntöön on poikkeuksia; jotkin kondensaattorimikrofonit eivät tarvitse fantomvirtaa, ja jotkin dynaamiset mikrofonit tarvitsevat. Tästä lisää myöhemmin.

Voiko Phantom Power vahingoittaa mikrofoneja?

Useimmat nykyaikaiset dynaamiset mikrofonit on suunniteltu ottamaan vastaan fantomvirtaa, vaikka ne eivät tarvitsisi sitä toimiakseen. Siksi pidetään (yleensä) turvallisena käyttää dynaamisten ja kondensaattorimikrofonien yhdistelmää konsolissa tai käyttöliittymässä, joka syöttää fantomvirtaa kaikkiin mikrofonituloihin.

Toisaalta aktiivinen nauhamikrofoni vaatii fantomvirtaa, mutta se voi vahingoittua, jos se kytketään mikrofonituloon, kun fantomvirta on kytketty päälle.

Jos käytät TRS-liitäntöjä patch-käytössä, mikrofoni voi myös vahingoittua, kun kytkentöjä kytketään kuumakytkennällä. Koska TRS-kaapelin liitännät on suunniteltu peräkkäin, kaapelia kytkettäessä tai irrotettaessa tapahtuu sähköisiä oikosulkuja. Jos fantomvirta on päällä, tämä voi aiheuttaa tuhoa mikrofonikokoelmallesi.

Tämä kaikki on melko tieteellistä, joten jos sitä on hieman vaikea sulattaa, hyvä turvatoimenpide on kytkeä fantomvirtalähde pois päältä ennen mikrofonin kytkemistä tai irrottamista.

Voiko fantomvirta vahingoittaa muita laitteita?

Koska phantomvirta johdetaan vain mikrofonisignaalin kautta, tasavirta ei vaikuta mihinkään muuhun käyttöliittymään tai konsoliin kytkettyyn. Langattomat mikrofonivastaanottimet ovat symmetrisiä ja pystyvät käsittelemään tasajännitettä turvallisesti.

Kun kuitenkin kytket tai irrotat XLR-kaapeleita ja jätät phantomvirran päälle, seurauksena voi olla naksahduksia tai poksahduksia, jotka voivat ajan mittaan vahingoittaa kaiuttimiasi tai kuulokkeitasi. Siksi on yleensä hyvä idea kytkeä fantomvirta pois päältä, kun kytket tai irrotat mikrofoneja.

Voiko fantomvirta vahingoittaa minua?

Ellet ole erityisen herkkä tasavirralle, vastaus on ei.

Miten lähetät fantomvirtaa

Phantom-virtalähteitä on kolme päälähdettä:

• Ääniliitännät
• Sekoituskonsolit
• Mikrofonin esivahvistimet

Ääniliitännät

Useimmissa audioliitännöissä on mahdollisuus kytkeä fantomvirta päälle tai pois päältä. Tämä voi olla kytkin tai painike, joka sijaitsee liitännän etu- tai takapaneelissa. Usein tämä lähettää virran kaikkiin mikrofonituloihin, eikä kanavia voi eristää erikseen.

Sekoituskonsolit

Pienemmissä miksereissä voi olla myös yksi painike, jolla voidaan syöttää fantomvirtaa kaikille kanaville.

Suuremmissa miksauskonsoleissa jokaisella kanavalla on oma phantomsyöttöpainike, jonka avulla voit valita, mitkä mikrofonit sitä käyttävät.

Mikrofonin esivahvistimet

Mikrofonin esivahvistimissa on myös omat fantomitehokytkimet. Riippuen siitä, kuinka hieno se on, sinulla voi olla yksilöllinen säätö jokaiselle kanavalle, tai sinulla voi olla "yksi painike, joka hallitsee niitä kaikkia" -vaihtoehto phantomsyötölle.

Lajiteltu, eikö?

Ei välttämättä. Joissakin huonommissa malleissa phantom-virran syöttämä jännite ei välttämättä ole riittävä ja tuottaa vähemmän kuin tarvittavat 48 V. Jotkut kondensaattorimikrofonit voivat toimia pienemmällä jännitteellä, mutta toiset tarvitsevat täyden 48 voltin jännitteen toimiakseen mikrofonin aktiivielektroniikan kanssa.

Syötä ulkoinen virtalähde.

‍

Jos käyttöliittymäsi ei tuota tarvittavaa jännitettä, voit aina käyttää ulkoista virtalähdettä saadaksesi sähkövirtaa aktiivisten piirien käyttämiseen. Shazzam!

Tämän ongelman lisäksi jotkin mikrofonit tarvitsevat enemmän kuin 48 V toimiakseen kunnolla - esimerkiksi lähes kaikki putkimikrofonit. Tällaisissa tilanteissa tarvitset ulkoisen phantom-virtalähteen, joka usein toimitetaan itse mikrofonin mukana.

Vedä syvään henkeä, sillä kohta tulee teknistä...

Super-Nerdy Tech Stuff

Tämän osion tarkoituksena on antaa sinulle yksityiskohtainen käsitys siitä, miten phantom-virta toimii ja miksi sitä tarvitaan.

Aluksi tarkastellaan, miten ääni otetaan talteen kondensaattorimikrofoneilla.

Miksi kondensaattorimikrofonit tarvitsevat Phantom-virtaa?

Kondensaattorimikrofonit toimivat niin sanotulla "muuttuvalla kapasitanssilla". Muuttuva kondensaattori on kondensaattori, jota voidaan muuttaa toistuvasti joko mekaanisesti tai elektronisesti. Kondensaattorimikrofoneissa tämä muuttaa fyysiset ääniaallot audiosignaaleiksi.

Kondensaattorimikrofonin anturielementti - kondensaattori - koostuu kalvosta ja kiinteästä levystä. Ääniaallot osuvat kalvoon ja saavat sen värähtelemään, jolloin kalvon ja kiinteän levyn (tunnetaan myös takalevynä) välinen etäisyys muuttuu. Tämä etäisyyden muutos aiheuttaa muutoksen näiden kahden välissä ylläpidettävässä jännitteessä, ja tämä on sähköinen signaali, joka lähetetään tasapainotettua XLR-kaapelia pitkin ja muutetaan loistavaksi audiosignaaliksi toisessa päässä.

Kondensaattorin virransyötön lisäksi phantomvirta antaa virtaa myös kondensaattorimikrofonin sisällä olevalle pikkuruiselle esivahvistimelle. Tätä esivahvistinta käytetään suurentamaan kondensaattorin aiheuttamia pieniä sähköisiä muutoksia ennen kuin signaali poistuu mikrofonista.

Saatat jo tietää, että kondensaattorimikrofonit ovat yleensä herkempiä kuin dynaamiset mikrofonit. Se on kondensaattori, joka tekee niistä niin akuutteja äänelle, ja ilman phantom-virtalähdettä ne ovat yhtä hyödyllisiä kuin kala polkupyörällä.

Miten Phantom Power toimii?

Normaali fantomvirta on yleensä 48 voltin tasavirta (DC). Se saadaan yleensä mikseristä tai käyttöliittymästä, ja se lähetetään symmetristen äänikaapeleiden kautta.

Tasapainotetussa XLR-kaapelissa 48 voltin jännite lähetetään nastojen 2 ja 3 (positiivinen ja negatiivinen ääni) kautta ja viitataan nastaan 1 - paluu, joka on myös maadoitusnasta.

Tasapainotetussa TRS-äänikaapelissa 48V lähetetään kärjen ja renkaan kautta suhteessa holkkiin.

Koska jännite lähetetään balansoidun äänikaapelin kautta, se ei häiritse äänisignaalia.

Kun jännite saavuttaa mikrofonin, se lähetetään sinne, minne sen on mentävä aktiivielektroniikan virtaa varten.

Tasapainotetut mikrofonit, joissa ei ole fantomvirtaa - esimerkiksi dynaamiset mikrofonit - on suunniteltu olemaan välittämättä tästä jännitteestä, eivätkä ne yleensä vahingoitu, jos XLR-kaapelin kautta lähetetään 48 voltin jännite.

Mutta jos sinulla on balansoimattomia mikrofoneja, kuten nauhamikrofoneja, ei edes puhuta fantomvirrasta, kun ne ovat laatikostaan.

Okei, siistiä. Mitkä mikrofonit todella tarvitsevat Phantom Poweria?

Nyt siis tiedät, että aktiivimikrofonit tarvitsevat virtaa toimiakseen, mutta heitän vielä yhden mutkan ja sanon, että vaikka useimmat tämän luokan mikrofonit käyttävät fantomvirtaa, kaikki eivät käytä sitä.

Mutta pidetään tämä lyhyesti ja ytimekkäästi. Seuraavat mikrofonityypit tarvitsevat toimiakseen fantomvirtalähteen:

• Todelliset kondensaattorimikrofonit
• Electret FET kondensaattorimikrofonit
• Dynaamiset aktiiviset FET-nauhamikrofonit

Seuraavat mikrofonit eivät tarvitse fantomvirtaa:

• Liikkuvan kelan dynaamiset mikrofonit
• Passiiviset dynaamiset nauhamikrofonit
• Tasavirtaan kytketyt elektreettiset pienoismikrofonit
• Putkimikrofonit

Hämmentävää, eikö?

Varovaisinta on selvittää RTFM:llä, tarvitseeko mikrofonisi phantomvirtaa ja, mikä tärkeämpää, pystyykö se käsittelemään sitä.

Käyttävätkö kaikki mikrofonit 48V Phantom-virtaa?

Vaikka yleismaailmallinen standardi fantomvirralle on 11-52 volttia tasavirtaa, useimmat studiomikrofonit toimivat 48 voltin jännitteellä, joten ääniliitännässäsi on +48-painike. Eri mikrofonit tarvitsevat kuitenkin joskus enemmän tai vähemmän toimiakseen.

Tapauksissa, joissa kondensaattorimikrofoni tarvitsee vähemmän phantom-virtaa kuin 48V, se ottaa vain sen, mitä se tarvitsee, ja hävittää loput voltit teknisen taikuuden avulla, jota en täysin ymmärrä.

Kun mikrofonit tarvitsevat yli 48 voltin fantomvirtaa, ne tarvitsevat ulkoisen virtalähteen. Tämä jaetaan yleensä itse mikrofonin mukana, joten sinun ei tarvitse huolehtia siitä. Paitsi tietysti jos se katoaa.

Jos olet epävarma, lue valmistajan ohjeet siitä, kuinka monta volttia mikrofonisi tarvitsee toimiakseen.

Muut voimanlähteet

Joskus ihmiset puhuvat fantomvirrasta, kun he itse asiassa tarkoittavat jotakin seuraavista virtalähteistä. Älkää sekoittako niitä keskenään; se kaikki on valhetta.

Akku

Phantom-virta ei ole mikrofonien ainoa jännitelähde. Jotkin markkinoilla olevat kondensaattorimikrofonimallit käyttävät paristoa sisäisen piirin virransyöttöön. Paristot kannattaa aina poistaa, kun niitä ei käytetä, jotta mikrofonin sisäiset osat eivät ruostu ja vaurioidu.

Plug-In Power

PiP (Plug-in Power) on pienivirtainen virtalähde, joka löytyy joistakin kuluttajaluokan laitteista, kuten kannettavista nauhureista ja tietokoneen äänikorteista. Kyseessä on epäsymmetrinen, matalajännitteinen liitäntä, ja se eroaa siten suuresti phantomvirrasta. Älä koskaan käytä 48 voltin fantomvirtaa mikrofonin kanssa, joka on suunniteltu PiP:tä varten.

DC Bias-jännite

Termiä phantom power käytetään joskus kuvaamaan pientä sähkövirtaa, joka antaa virtaa ilmailumikrofoneille. Vaikka teknisesti ottaen se on "fantom" (sitä ei voi nähdä), se toimii paljon pienemmällä virralla - 1,5-9 volttia. Äänitekniikassa sitä käytetään yleensä mikrofonien, kuten pienoismikrofonien, virransyöttöön.

Phantomsähkön muut käyttötarkoitukset

Koska menemme syvemmälle, fantomvirtaa käytetään muillakin aloilla, ei vain mikrofoneissa. Näitä ovat mm:

• Aktiiviset antennit
• Vähän kohinaa aiheuttavat lohko-alamuunninlaitteet (satelliittiantenneissa oleva kapistus, joka ottaa signaalin ja muuntaa sen).
• Power over ethernet -kaapelit

Phantom Powerin lyhyt historia

Phantomsyöttöä käytettiin ensimmäisen kerran kuparijohtoon perustuvissa lankapuhelinjärjestelmissä 1900-luvun alkupuolella. Sitä käytetään yhä nykyäänkin, vaikka se, kuinka kauan lankapuhelinverkkoja on vielä olemassa, on toinen keskustelunaihe.

Putkimikrofonit tulivat markkinoille 20-luvulla (eli 1920-luvulla), ja 40-luvulla Bell Labs teki läpimurron transistorien muodossa.

Tämä puolestaan johti siihen, että vuonna 1964 julkaistiin Schoepsin malli CMT20, ensimmäinen kaupallisesti saatavilla oleva phantom-virtapiirillä toimiva mikrofoni. Tuolloin tällaisissa mikrofoneissa oli kuitenkin tilaa vievät ulkoiset virtalähteet, jotka oli sijoitettava lähelle itse mikrofonia.

Norjalaisten toiveiden ja saksalaisten älykkyyden yhdistelmä johti siihen, että kehitettiin se, minkä nykyään tunnemme nimellä phantom power. Norjan yleisradioyhtiö NRK oli pyytänyt phantom-virtaa mikrofoneille, jotka eivät tarvinneet erillistä virtalähdettä, koska heillä oli jo 48 voltin virtalähde käytössä studiossaan hätävalaistusta varten.

Neumann tarttui tähän tehtävään ja kehitti mikrofonin, joka pystyi käyttämään NRK:n studiossa jo käytössä olevaa 48 voltin tasavirtaa.

Tämä oli ensimmäinen menetelmä, jolla kondensaattorimikrofoneihin saatiin virta audiokaapelin kautta, ja näin syntyi nykyaikainen phantom-virtatoiminen mikrofoni.

Päätelmä

Siinä on siis kaikki, mitä sinun tarvitsee tietää phantomvirrasta, ja lisäksi vielä muutama ylimääräinen nippelitieto.

Oikean mikrofonin valitseminen on tärkeää riippumatta siitä, käyttääkö mikrofoni fantomvirtaa vai ei. Tutustu mikrofonityyppejä käsittelevään artikkeliin, joka auttaa sinua valitsemaan sinulle sopivan mikrofonin tai sopivat mikrofonit.

Menkää nyt ja vangitkaa nuo äänet!