Гаразд, друзі, знову настав час технологій! Можливо, ви чули про фантомну енергію і навіть регулярно нею користуєтесь. Але чи знаєте ви, що це таке і як вона працює?

У цій статті ми розглянемо все фантомне. Коли ви закінчите читати цю статтю, наступного разу, коли в пабі виникне грізний мікрофонний діалог, ви зможете тримати себе в руках.

Що таке фантомна енергія?

У двох словах, фантомне живлення - це сигнал постійного струму (DC), що надсилається на мікрофони для живлення активних схем всередині.

Хоча загальноприйнятим стандартом для фантомного живлення в усьому світі є 11-52 вольт постійного струму, більшість студійних мікрофонів працюють на 48 В.

Це фантомне живлення називається фантомним, тому що воно непомітне - струм подається по кабелю XLR від мікрофонного входу.

Чи всім мікрофонам потрібне фантомне живлення?

Не всі мікрофони працюють однаково; деякі з них пасивні, а деякі активні, і саме активні мікрофони потребують фантомного живлення.

Можливо, ви чули загальне правило, що для конденсаторних мікрофонів потрібне фантомне живлення, а для динамічних - ні. Здебільшого так воно і є, але є й винятки: деякі конденсаторні мікрофони не потребують фантомного живлення, а деякі динамічні - потребують. Про це ми поговоримо пізніше.

Чи може фантомне живлення пошкодити мікрофони?

Більшість сучасних динамічних мікрофонів розраховані на фантомне живлення, навіть якщо воно не потрібне для роботи. Тому (зазвичай) вважається безпечним використовувати суміш динамічних і конденсаторних мікрофонів на консолі або інтерфейсі, що подає фантомне живлення на всі мікрофонні входи.

З іншого боку, активний стрічковий мікрофон потребує фантомного живлення, але може бути пошкоджений, якщо його "гаряче" підключити до мікрофонного входу з увімкненим фантомним живленням.

Якщо ви використовуєте з'єднання TRS на комутаційній панелі, будь-який мікрофон також може бути пошкоджений під час гарячого перемикання з'єднань. Оскільки з'єднання на кабелі TRS виконані послідовно, при підключенні або відключенні кабелю може виникнути електричне коротке замикання. Якщо фантомне живлення увімкнено, це може завдати шкоди вашій колекції мікрофонів.

Це все досить наукоподібно, тому, якщо вам важко це засвоїти, хорошим заходом безпеки буде вимкнути фантомне живлення перед тим, як підключати/відключати будь-який мікрофон.

Чи може фантомне живлення пошкодити інше обладнання?

Оскільки фантомне живлення проходить тільки через мікрофонний сигнал, постійний струм не впливає на інші пристрої, підключені до вашого інтерфейсу або консолі. Бездротові мікрофонні приймачі збалансовані і можуть безпечно витримувати постійну напругу.

Однак, коли ви підключаєте або від'єднуєте XLR-кабелі, залишаючи фантомне живлення увімкненим, це може призвести до клацання або хлопання, що з часом може пошкодити ваші динаміки або навушники. Тому, як правило, краще вимикати фантомне живлення під час підключення або відключення мікрофонів.

Чи може фантомна енергія зашкодити мені?

Якщо ви не дуже чутливі до постійного струму, відповідь - ні.

Як надсилати фантомну енергію

Є три основні джерела фантомного живлення:

• Аудіоінтерфейси
• Мікшерні пульти
• Мікрофонні передпідсилювачі

Аудіоінтерфейси

Більшість аудіоінтерфейсів мають можливість вмикати або вимикати фантомне живлення. Це може бути перемикач або кнопка, розташована на передній або задній панелі інтерфейсу. Часто при цьому живлення подається на всі мікрофонні входи, і канали не можуть бути ізольовані окремо.

Мікшерні пульти

Менші мікшери також можуть мати одну кнопку для забезпечення фантомного живлення для всіх каналів

На великих мікшерних пультах кожен канал має окрему кнопку фантомного живлення, що дозволяє вибрати, які мікрофони будуть ним користуватися.

Мікрофонні передпідсилювачі

Мікрофонні передпідсилювачі також мають спеціальні перемикачі фантомного живлення. Залежно від ваших побажань, ви можете мати індивідуальний контроль над кожним каналом або використовувати фантомне живлення за принципом "одна кнопка, щоб керувати усіма".

Впорядкували, так?

Не обов'язково. У деяких моделях нижчого класу напруга фантомного живлення може бути недостатньою, і видавати менше необхідних 48 В. Хоча деякі конденсаторні мікрофони можуть працювати з меншою напругою, іншим потрібні всі 48 В для роботи активної електроніки мікрофона.

Підключіть зовнішнє джерело живлення.

‍

Якщо ваш інтерфейс не видає необхідну напругу, ви завжди можете скористатися зовнішнім джерелом живлення, щоб отримати електроенергію для живлення активних схем. Шаззам!

На додачу до цієї загадки, деякі мікрофони потребують більше 48 В для нормальної роботи - наприклад, майже всі лампові мікрофони. У таких ситуаціях вам знадобиться зовнішнє фантомне живлення, яке часто постачається разом з мікрофоном.

Зробіть глибокий вдих, тому що зараз ми перейдемо до технічної частини...

Супер-ботанські технічні штучки

Мета цього розділу - дати вам детальне розуміння того, як працює фантомна енергія і навіщо вона нам потрібна.

Для початку давайте подивимося, як відбувається захоплення звуку в конденсаторних мікрофонах.

Навіщо конденсаторним мікрофонам потрібне фантомне живлення?

Конденсаторні мікрофони працюють на так званій "змінній ємності". Змінний конденсатор - це конденсатор, який можна багаторазово змінювати механічно або електронно. У конденсаторних мікрофонах саме він перетворює фізичні звукові хвилі на аудіосигнали.

Перетворювальний елемент конденсаторного мікрофона - конденсатор - складається з діафрагми і нерухомої пластини. Звукові хвилі потрапляють на діафрагму, змушуючи її вібрувати, змінюючи відстань між діафрагмою і нерухомою пластиною (також відомою як підкладка). Ця зміна відстані призводить до зміни напруги, що підтримується між ними, і це електричний сигнал, який надсилається по вашому збалансованому кабелю XLR і перетворюється на чудовий аудіосигнал на іншому кінці.

На додаток до живлення конденсатора, фантомне живлення також забезпечує живленням крихітний передпідсилювач всередині конденсаторного мікрофона. Цей передпідсилювач використовується для посилення невеликих електричних змін від конденсатора перед тим, як сигнал покине мікрофон.

Можливо, ви вже знаєте, що конденсаторні мікрофони зазвичай більш чутливі, ніж динамічні. Саме конденсатор робить їх такими гострими на звук, і без фантомного живлення вони корисні, як риба на велосипеді.

Як працює фантомна влада?

Стандартне фантомне живлення зазвичай становить 48 вольт постійного струму (постійний струм). Зазвичай воно забезпечується мікшером або інтерфейсом і передається через збалансовані аудіокабелі.

У збалансованому кабелі XLR 48 вольт подаються через виводи 2 і 3 (позитивний і негативний аудіосигнал) і подаються на вивід 1 - зворотний, який також є виводом заземлення.

У збалансованому аудіокабелі TRS 48 В передається через наконечник і кільце відносно гільзи.

Оскільки напруга передається через збалансований аудіокабель, вона не втручається в аудіосигнал.

Як тільки напруга досягає мікрофона, вона передається туди, куди потрібно, щоб живити активну електроніку.

Балансні мікрофони, які не мають фантомного живлення, наприклад, динамічні мікрофони, призначені для ігнорування цієї напруги, і, як правило, не пошкоджуються, якщо через кабель XLR подається 48 вольт.

Але якщо у вас незбалансовані мікрофони, наприклад, стрічкові, навіть не говоріть про фантомне живлення, коли вони вийняті з коробки.

Гаразд, круто. Тож яким мікрофонам насправді потрібне фантомне живлення?

Тепер ви знаєте, що для роботи активних мікрофонів потрібне живлення, але я збираюся внести ясність і сказати, що хоча більшість мікрофонів цієї категорії використовують фантомне живлення, не всі вони його використовують.

Але давайте коротко і ясно. Наступні типи мікрофонів потребують фантомного живлення для роботи:

• Справжні конденсаторні мікрофони
• Конденсаторні мікрофони з електретним FET-транзистором
• Активні стрічкові динамічні мікрофони на FET-транзисторах

Наступні мікрофони не потребують фантомного живлення:

• Динамічні мікрофони з рухомою котушкою
• Пасивні стрічкові динамічні мікрофони
• Мініатюрні електретні мікрофони зі зміщенням по постійному струму
• Трубчасті мікрофони

Збиває з пантелику, правда?

Найрозумніше зробити RTFM, щоб зрозуміти, чи потрібне вашому мікрофону фантомне живлення і, що важливіше, чи зможе він його витримати.

Чи всі мікрофони використовують фантомне живлення 48 В?

Хоча універсальним стандартом для фантомного живлення є 11-52 вольт постійного струму, більшість студійних мікрофонів працюють на 48 вольт, звідси і кнопка +48 на вашому аудіоінтерфейсі. Однак для роботи різних мікрофонів іноді потрібна більша або менша напруга.

У тих випадках, коли конденсаторний мікрофон потребує менше фантомного живлення, ніж 48 В, він просто візьме те, що йому потрібно, і відкине решту вольт, здійснюючи подвиг інженерної магії, який я не зовсім розумію.

Якщо мікрофонам потрібно більше 48 В фантомного живлення, їм знадобиться зовнішнє джерело. Зазвичай воно постачається разом з самим мікрофоном, тому вам не потрібно про нього турбуватися. Якщо, звичайно, ви його не втратите.

Знову ж таки, якщо ви сумніваєтеся, прочитайте інструкцію виробника про те, скільки вольт потрібно для роботи вашого мікрофона.

Інші джерела енергії

Іноді люди говорять про фантомну владу, коли насправді мають на увазі одне з наступних джерел влади. Не плутайте їх, це все брехня.

Батарея

Фантомне живлення - не єдине джерело напруги для мікрофонів. Деякі моделі конденсаторних мікрофонів на ринку використовують батарею для живлення внутрішньої схеми. Завжди бажано витягувати батареї, коли вони не використовуються, щоб запобігти корозії та пошкодженню внутрішніх елементів мікрофона.

Підключення до електромережі

Plug-in power (PiP) - це низьковольтне джерело живлення, яке можна знайти в деяких побутових пристроях, таких як портативні диктофони та комп'ютерні звукові карти. Це незбалансований інтерфейс з низькою напругою і, як такий, дуже відрізняється від фантомного живлення. Ніколи не використовуйте фантомне живлення 48 В з мікрофоном, призначеним для PiP.

Напруга зсуву постійного струму

Термін "фантомне живлення" іноді використовується для опису невеликого електричного струму, який живить авіаційні мікрофони. Хоча технічно воно є "фантомним" (його не видно), воно працює на значно меншому струмі - 1,5-9 вольт. В аудіоінженерії його зазвичай використовують для живлення мікрофонів, таких як мініатюрні петличні мікрофони.

Інші способи використання фантомного живлення

Оскільки ми йдемо вглиб, фантомне живлення використовується і в інших сферах, а не тільки в мікрофонах. До них відносяться:

• Активні антени
• Малошумні блоки даунконвертерів (штучки на супутникових тарілках, які приймають сигнал і перетворюють його)
• Живлення через кабелі Ethernet

Коротка історія фантомної влади

Фантомне живлення вперше було використано в стаціонарних телефонних системах на основі мідного дроту на початку 20-го століття. Воно все ще використовується в цій якості сьогодні, хоча те, як довго існуватимуть стаціонарні телефони, є ще однією темою для обговорення.

Лампові мікрофони з'явилися на ринку в 20-х роках (тобто в 1920-х), після чого в 40-х роках відбувся прорив у вигляді транзисторів від Bell Labs.

Це, в свою чергу, призвело до випуску в 1964 році моделі Schoeps CMT20, першого комерційно доступного мікрофона з фантомним живленням. Однак в ті часи такі мікрофони поставлялися з громіздкими зовнішніми блоками живлення, які доводилося розташовувати близько до самого мікрофона.

Поєднання норвезьких бажань і німецького розуму призвело до розробки того, що ми сьогодні знаємо як фантомне живлення. Норвезька телерадіокомпанія NRK замовила фантомне живлення для мікрофонів, які не потребують окремого джерела живлення, оскільки в їхніх студіях вже є 48-вольтовий блок живлення для аварійного освітлення.

Нейман взявся за це завдання і розробив мікрофон, який працював би на 48 вольтах постійного струму, що вже були встановлені в студіях NRK.

Це був перший метод живлення конденсаторних мікрофонів через аудіокабель, і таким чином народився сучасний мікрофон з фантомним живленням.

Висновок

Отже, ось воно - все, що вам потрібно знати про фантомну енергію, і ще кілька ласих шматочків на додачу.

Вибір правильного мікрофона для роботи дуже важливий, незалежно від того, використовує він фантомне живлення чи ні. Ознайомтеся з нашою статтею про типи мікрофонів, щоб зрозуміти, який з них підходить саме вам.

А тепер ідіть і фіксуйте ці звуки!