Итак, друзья, снова настало время техники! Возможно, вы слышали о фантомном питании и даже регулярно им пользуетесь. Но знаете ли вы, что это такое и как оно работает?

В этой статье мы рассмотрим все, что связано с фантомами. После прочтения вы сможете держать себя в руках, когда в следующий раз в пабе завяжется грозный разговор о микрофоне.

Что такое фантомное питание?

В двух словах, фантомное питание - это сигнал постоянного тока (DC), подаваемый на микрофоны для питания активных схем внутри.

Хотя общепринятым стандартом фантомного питания во всем мире является напряжение 11-52 вольт постоянного тока, большинство студийных микрофонов работают от 48 В.

Это называется фантомным питанием, потому что оно незаметно - ток передается по кабелю XLR от микрофонного входа.

Всем ли микрофонам нужно фантомное питание?

Не все микрофоны работают одинаково; некоторые из них пассивные, а некоторые - активные, и именно активным микрофонам требуется фантомное питание.

Возможно, вы слышали общее правило, что конденсаторные микрофоны требуют фантомного питания, а динамические - нет. По большей части это так, но из этого правила есть исключения: некоторые конденсаторные микрофоны не нуждаются в фантомном питании, а некоторые динамические - нуждаются. Подробнее об этом позже.

Может ли фантомное питание повредить микрофоны?

Большинство современных динамических микрофонов рассчитаны на фантомное питание, даже если оно им не требуется для работы. Поэтому (как правило) считается безопасным использовать смесь динамических и конденсаторных микрофонов на консоли или интерфейсе, подающем фантомное питание на все микрофонные входы.

С другой стороны, активный ленточный микрофон требует фантомного питания, но может быть поврежден при "горячем подключении" - подключении его к микрофонному входу с включенным фантомным питанием.

При использовании TRS-соединений в коммутационном отсеке можно также повредить любой микрофон при горячем переключении соединений. Поскольку соединения на кабеле TRS выполнены последовательно, при подключении и отключении кабеля происходит электрическое замыкание. Если фантомное питание включено, это может привести к хаосу в вашей коллекции микрофонов.

Все это довольно научно, поэтому, если это трудно переварить, хорошей мерой безопасности будет отключение фантомного питания перед подключением/отключением любого микрофона.

Может ли фантомное питание повредить другое оборудование?

Поскольку фантомное питание подается только через микрофонный сигнал, постоянный ток не влияет ни на что другое, подключенное к интерфейсу или консоли. Приемники беспроводных микрофонов сбалансированы и могут безопасно работать с постоянным напряжением.

Однако при подключении и отключении кабелей XLR включение фантомного питания может привести к щелчкам или хлопаньям, которые со временем могут повредить ваши колонки или наушники. Поэтому обычно рекомендуется отключать фантомное питание при подключении и отключении микрофонов.

Может ли фантомная энергия повредить мне?

Если вы не особенно чувствительны к постоянному току, ответ - нет.

Как подать фантомное питание

Существует три основных источника фантомного питания:

• Аудиоинтерфейсы
• Микшерные пульты
• Микрофонные предусилители

Аудиоинтерфейсы

Большинство аудиоинтерфейсов поставляются с возможностью включения или отключения фантомного питания. Это может быть переключатель или кнопка, расположенная на передней или задней панели интерфейса. Часто при этом питание подается на все микрофонные входы, а каналы не могут быть изолированы по отдельности.

Микшерные пульты

Небольшие микшеры могут также иметь одну кнопку для обеспечения фантомного питания для всех каналов

На больших микшерных пультах каждый канал имеет отдельную кнопку фантомного питания, что позволяет выбрать, какие микрофоны будут использовать его.

Микрофонные предусилители

Микрофонные предусилители также имеют специальные переключатели фантомного питания. В зависимости от того, насколько причудливым является микрофон, вы можете иметь индивидуальный контроль над каждым каналом или опцию фантомного питания "одной кнопкой, чтобы управлять всеми".

Отсортировано, да?

Не обязательно. В некоторых моделях низшего класса напряжение, подаваемое при фантомном питании, может быть не на высоте и обеспечивать меньше необходимых 48 В. В то время как некоторые конденсаторные микрофоны могут работать при меньшем напряжении, другим требуется полные 48 В для работы активной электроники микрофона.

Введите внешний источник питания.

‍

Если ваш интерфейс не выдает необходимое напряжение, вы всегда можете использовать внешний источник питания, чтобы получить электрическую энергию для управления активными схемами. Шаззам!

В дополнение к этой загадке, некоторым микрофонам для нормальной работы требуется более 48 В - например, практически всем ламповым микрофонам. В таких ситуациях вам понадобится внешний источник фантомного питания, который часто поставляется вместе с самим микрофоном.

Сделайте глубокий вдох, потому что сейчас начнется техническая часть...

Супер-нервные технические штучки

Цель этого раздела - дать вам подробное представление о том, как работает фантомное питание и зачем оно нам нужно.

Прежде всего, давайте рассмотрим, как происходит захват звука в конденсаторных микрофонах.

Зачем конденсаторным микрофонам нужно фантомное питание?

Конденсаторные микрофоны работают на так называемой "переменной емкости". Переменный конденсатор - это конденсатор, который можно многократно изменять механически или электронно. В конденсаторных микрофонах именно это превращает физические звуковые волны в аудиосигналы.

Преобразовательный элемент конденсаторного микрофона - конденсатор - состоит из диафрагмы и неподвижной пластины. Звуковые волны ударяют по диафрагме, заставляя ее вибрировать, изменяя расстояние между диафрагмой и неподвижной пластиной (также известной как задняя пластина). Это изменение расстояния создает изменение напряжения, поддерживаемого между ними, и это и есть электрический сигнал, который передается по сбалансированному кабелю XLR и превращается в славный аудиосигнал на другом конце.

Помимо питания конденсатора, фантомное питание также обеспечивает энергией крошечный предусилитель внутри конденсаторного микрофона. Этот предусилитель используется для усиления небольших электрических изменений от конденсатора до того, как сигнал покинет микрофон.

Возможно, вы уже знаете, что конденсаторные микрофоны обычно более чувствительны, чем динамические. Именно благодаря конденсатору они так остро реагируют на звук, а без фантомного питания полезны, как рыба на велосипеде.

Как работает фантомное питание?

Стандартное фантомное питание обычно составляет 48 вольт постоянного тока. Обычно оно обеспечивается микшером или интерфейсом и передается по балансным аудиокабелям.

В балансном кабеле XLR напряжение 48 вольт передается через контакты 2 и 3 (положительный и отрицательный аудиосигналы) и ссылается на контакт 1 - возврат, который также является контактом заземления.

В балансном аудиокабеле TRS напряжение 48 В передается через наконечник и кольцо относительно втулки.

Поскольку напряжение передается через балансный аудиокабель, оно не создает помех для аудиосигнала.

Как только напряжение достигает микрофона, оно направляется туда, куда нужно для питания активной электроники.

Балансные микрофоны без фантомного питания - например, динамические микрофоны - разработаны таким образом, чтобы игнорировать это напряжение, и обычно не повреждаются, если через кабель XLR подается напряжение 48 вольт.

Но если у вас небалансные микрофоны, например, ленточные, даже не говорите о фантомном питании, когда они достаются из коробки.

Хорошо, круто. Итак, каким микрофонам действительно нужно фантомное питание?

Итак, теперь вы знаете, что активные микрофоны нуждаются в питании для выполнения своей работыбо я собираюсь бросить гаечный ключ в работу и сказать, что, хотя большинство микрофонов этой категории используют фантомное питание, не все они делают это.

Но давайте будем краткими и понятными. Для работы следующих типов микрофонов требуется фантомное питание:

• Настоящие конденсаторные микрофоны
• Конденсаторные микрофоны Electret FET
• Активные ленточные динамические микрофоны FET

А следующие микрофоны не нуждаются в фантомном питании:

• Динамические микрофоны с подвижной катушкой
• Пассивные ленточные динамические микрофоны
• Электретные миниатюрные микрофоны с питанием от постоянного тока
• Трубчатые микрофоны

Сбивает с толку, верно?

Самое разумное, что можно сделать, это проверить, нужно ли вашему микрофону фантомное питание, и, что более важно, может ли он его выдержать.

Все ли микрофоны используют фантомное питание 48 В?

Хотя универсальным стандартом фантомного питания является напряжение 11-52 вольт постоянного тока, большинство студийных микрофонов работают от 48 вольт, отсюда и кнопка +48 на вашем аудиоинтерфейсе. Однако различным микрофонам для работы иногда требуется больше или меньше этого значения.

В тех случаях, когда конденсаторному микрофону требуется меньше фантомного питания, чем 48 В, он просто возьмет то, что ему нужно, и выбросит оставшиеся вольты в результате инженерной магии, которую я не до конца понимаю.

Если микрофонам требуется более 48 В фантомного питания, им потребуется внешний источник. Обычно оно распространяется вместе с самим микрофоном, так что вам не о чем беспокоиться. Если, конечно, вы его не потеряете.

Опять же, если вы сомневаетесь, прочитайте инструкции производителя относительно того, сколько вольт необходимо вашему микрофону для работы.

Другие источники энергии

Иногда люди говорят о фантомном питании, хотя на самом деле они имеют в виду один из следующих источников питания. Не путайте их; это все ложь.

Аккумулятор

Фантомное питание - не единственный источник напряжения для микрофонов. Некоторые модели конденсаторных микрофонов, представленные на рынке, используют батарейки для питания внутренних схем. Всегда полезно вынимать батарейки, когда они не используются, чтобы предотвратить коррозию и повреждение внутренних деталей микрофона.

Подключаемое питание

Подключаемое питание (PiP) - это источник питания с низким током, который можно найти в некоторых устройствах потребительского класса, таких как портативные рекордеры и компьютерные звуковые карты. Это несимметричный низковольтный интерфейс, и поэтому он сильно отличается от фантомного питания. Никогда не используйте фантомное питание 48 В с микрофоном, предназначенным для PiP.

Напряжение постоянного тока Bias Voltage

Термин "фантомное питание" иногда используется для описания небольшого электрического тока, питающего авиационные микрофоны. Хотя технически оно является "фантомным" (его нельзя увидеть), оно работает на гораздо меньшем токе - 1,5-9 вольт. В аудиотехнике оно обычно используется для питания таких микрофонов, как миниатюрные микрофоны lav.

Другие способы использования фантомного питания

Раз уж мы углубились, фантомное питание используется и в других областях, не только в микрофонах. К ним относятся:

• Активные антенны
• Малошумящие блочные понижающие конвертеры (штуковина на спутниковых антеннах, которая принимает сигнал и преобразует его)
• Кабели питания по сети Ethernet

Краткая история фантомного питания

Фантомное питание впервые было использовано в стационарных телефонных системах на основе медных проводов в начале 20-го века. Оно используется в этом качестве и сегодня, хотя вопрос о том, как долго будут существовать стационарные телефоны, является еще одной темой для обсуждения.

Трубчатые микрофоны появились на рынке в 20-х (то есть в 1920-х) годах, а в 40-х годах Bell Labs совершила прорыв в виде транзисторов.

Это, в свою очередь, привело к выпуску в 1964 году Schoeps Model CMT20, первого коммерчески доступного микрофона с фантомным питанием. Однако в те времена такие микрофоны поставлялись с громоздкими внешними блоками питания, которые должны были располагаться рядом с самим микрофоном.

Сочетание норвежских желаний и немецкого ума привело к разработке того, что мы сегодня знаем как фантомное питание. NRK - норвежская вещательная корпорация - попросила обеспечить фантомным питанием микрофоны, которым не требовался отдельный источник питания, поскольку в их студиях уже работал 48-вольтовый источник питания для аварийного освещения.

Neumann взялся за эту задачу и разработал микрофон, который мог бы работать от 48 вольт постоянного тока, уже имевшегося в студиях NRK.

Это были первые методы питания конденсаторных микрофонов через аудиокабель, и таким образом родился современный микрофон с фантомным питанием.

Заключение

Вот и все - все, что нужно знать о фантомном питании, и несколько дополнительных сведений в придачу.

Выбор правильного микрофона для работы очень важен, независимо от того, использует ли он фантомное питание или нет. Ознакомьтесь с нашей статьей о типах микрофонов , чтобы понять, какой из них вам подходит.

А теперь идите и ловите эти звуки!