Итак, друзья, снова наступило 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 пабе завяжется грозный микрофонный разговор.

Что такое фантомное питание?

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

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

Фантомное питание называется незаметным - ток подается по XLR-кабелю 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 необходимо фантомное питание.

Возможно, вы слышали общее правило, согласно которому конденсаторные микрофоны требуют фантомного питания, а динамические - нет. По большей части это так, но есть и исключения из правил: некоторым конденсаторным микрофонам фантомное питание не нужно, а некоторым динамическим - нужно. 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 короткое замыкание. Если фантомное питание включено, это может привести к хаосу в вашей коллекции микрофонов.

Все это довольно научно, поэтому, если вам трудновато это 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 повлияет ни на что другое, подключенное к вашему 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, как правило, 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

В большинстве аудиоинтерфейсов предусмотрена возможность 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 иметь одну кнопку для подачи фантомного питания на все каналы.

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

Микрофонные предусилители

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

Сортировка, верно?

Не обязательно. В некоторых моделях нижнего ценового сегмента напряжение, подаваемое через фантомное питание, может быть не на высоте и выдавать меньше необходимых 48 В. Некоторые конденсаторные микрофоны могут работать при меньшем напряжении, но другим требуется полные 48 В для работы активной электроники микрофона.

Введите внешний источник питания.

‍

Если ваш интерфейс не выдает нужного напряжения, вы всегда можете использовать внешний блок питания, чтобы получить электроэнергию для управления активными схемами. Шаззам!

К этому следует добавить, что 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-нужные 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 изменять многократно, механически или электронно. В конденсаторных микрофонах именно он 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 электрический сигнал, который передается по сбалансированному XLR-кабелю 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 конденсатор делает их такими острыми на звук, и без фантомного питания они 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 по балансному аудиокабелю, оно не влияет на аудиосигнал.

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

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

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

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

Итак, теперь вы знаете, что активные микрофоны нуждаются в питании, чтобы выполнять свою работу, но я хочу добавить, что большинство микрофонов этой категории используют фантомное питание, но не все.

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

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

Следующие микрофоны не нуждаются в фантомном питании:

• Динамические микрофоны с подвижной катушкой
• Пассивные ленточные динамические микрофоны
• Миниатюрные электретные микрофоны с питанием от постоянного тока
• Трубчатые микрофоны

Сбивает с толку, правда?

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 универсальный стандарт фантомного питания - 11-52 вольта постоянного тока, большинство студийных микрофонов работают от 48 вольт, поэтому на вашем аудиоинтерфейсе есть кнопка +48. Однако для работы разных микрофонов 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 совсем понимаю.

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

Опять же, если сомневаетесь, прочитайте инструкции производителя о том, сколько вольт необходимо для работы вашего микрофона.

Другие источники энергии

Иногда люди говорят о фантомном питании, когда на самом деле 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

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 микрофонов типа миниатюрных lav-микрофонов.

Другие способы использования фантомного питания

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

• Активные антенны
• Малошумящие блочные даунконвертеры (штуковина на спутниковых антеннах, которая принимает сигнал и преобразует его)
• Кабели для передачи 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 годах прошлого века (то есть в 1920-х), 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 подобные микрофоны поставлялись с громоздкими внешними блоками питания, которые должны были располагаться рядом с самим микрофоном.

Сочетание норвежских желаний и немецкой смекалки 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 блок питания для аварийного освещения.

Компания Neumann взялась за решение этой задачи и разработала микрофон, который мог бы работать от постоянного тока напряжением 48 вольт, уже имевшегося в студиях NRK.

Это были первые методы питания конденсаторных микрофонов через аудиокабель, и так 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 отправляйтесь на поиски этих звуков!