Что такое фантомное питание для микрофона

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.

Что это такое

Рассказываем о фантомном питании

Фантомное питание — это постоянное напряжение от 12 до 48 В (обычно 48 В), которое используется для питания активных компонентов конденсаторных и некоторых электретных микрофонов. Оно же нужно, чтобы привести капсюль микрофона в движение. Напряжение передается по микрофонному кабелю вместе с аудиосигналом, поэтому дополнительных проводов не требуется. Отсюда возникло и название «фантомное» — питание не подводится отдельным кабелем.

Обычно фантомное питание присутствует в оборудовании, принимающем аудиосигнал: звуковой карте, микшерной консоли, предусилителе или аудиорекордере. Но есть и внешние девайсы, с помощью которых фантомное питание можно подвести к микрофону.

В каких случаях оно необходимо

Конденсаторные микрофоны имеют активную электронику в которой присутствуют диафрагма и задняя пластина. Для правильной работы оба элемента должны иметь электрический заряд. Но сам конденсаторный микрофон не в состоянии его обеспечить, и поэтому ему требуется питание от внешнего источника. А фантомное питание было придумано для питания микрофонов без использования больших внешних источников, которые до сих пор используются для ламповых моделей.

Когда фантомное питание включено, по балансному XLR-кабелю передается постоянный ток, который обеспечивает напряжение. В отличие от электретных микрофонов, конденсаторным микрофонам нужно напряжение для поляризации преобразовательного элемента микрофона. Фантомное питание обеспечивает и эту функцию. В оборудовании обычно обозначается как +48V, P48 или Phantom.

Фантомное питание также может применяться с динамическими микрофонами — они требуют высокого уровня усиления, но не каждый встроенный предусилитель звуковой карты или микшера может обеспечить необходимый уровень усиления с низким уровнем собственного шума.

Фантомное питание. Откуда, почему и зачем?

Давайте разберемся, как устроен конденсаторный микрофон

5 Condender mic.png

Англичане называют конденсаторные микрофоны Capacitor, что значит ёмкостные. Конденсатор представляет собой 2 металлических элемента, закрепленных на небольшом расстоянии друг от друга. Чем ближе находятся эти пластины, тем выше показатель емкости. Капсюль конденсатора в микрофоне выполнен по идентичной схеме. В ее конструкции предусмотрена тонкая мембрана (диафрагма), которая размещается у самой пластины. При столкновении с диафрагмой микрофона звуковая волна совершает колебания относительно металлических пластин, меняя расстояние между ними.
Многие высококачественные микрофоны конденсаторного типа имеют предусилитель внутри. При этом большинство из них не используют батареи для питания предусилителя, хотя есть и такие.

6 AKG C1000.png

Питание микрофон получает от микшера или звуковой карты. +48 подается на обе линии, контакты 2 и 3 микрофонного кабеля типа XLR от микшера, второй контакт является положительным, третий контакт — отрицательным, и оба используют первый контакт в качестве заземления.

7 Type cond mic.png

Выше показан упрощенный чертеж цепи фантомного питания. Микрофон находится слева, а входной каскад микшера — справа. Типичный микрофонный кабель XLR находится посередине. Включенный переключатель фантомного питания подает +48 В на оба резистора R1 и R2 обычно сопротивлением 6800 Ом. Очень важно чтобы резисторы были максимально одинаковыми по сопротивлению, обычно имеют металлопленочный тип с низким уровнем шума. Конденсаторы C1 и C2 блокируют попадание любого постоянного тока на усилительный каскад, но пропускают аудиосигнал. +48 В появляется на контактах 5 и 8 аудиопреобразователя. Питание микрофонного предусилителя, встроенного в сам микрофон, поступает с контакта 6. Земля и отрицательное питание предусилителя поступают с контакта 1. Аудиовыход предусилителя появляется на первичной обмотке трансформатора T1.

Отдельно оговоримся, что фантомное питание следует использовать только с разъемами типа XLR, потому что для подключения требуется три провода, и это существующий полвека промышленный стандарт.

Не стоит подключить микрофон с небалансным выходом ко входу микшерного пульта с фантомным питанием. Это может привести к поломке оборудования.

8 Jack mic.png

Типы фантомного питания

Кстати, наиболее поулярным типом фантомного питания является источник питания на 48 В доступны два других типа (12 В и 24 В), они менее распространены, чем 48, и в основном используются в оборудовании с батарейным питанием, например, в педалях эффектов TC HELICON.
Кстати, в последнее время стали выпускать цифровые микрофоны, соответствующие стандарту AES 42, которые могут использовать фантомное питание 10 вольт.

С профессиональными конденсаторными всё понятно, а как обстоят дела с разного рода микрофонами с Aliexpress?

Электретные микрофоны считаются одним из подвидов конденсаторных устройств и схожи с ними по принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Визуально они напоминают небольшой конденсатор.

10 electret 1.png

и имеют довольно простую схему

11 electret 2.png

Выход у такой схемы небалансный (обычно реализуется на мини-джеке 3,5 мм) и электретные микрофоны требуют напряжения смещения 1–5 В, реже до 9 В.

По сути, это не совсем фантомное питание, о котором мы говорили выше, это скорее просто питание. И, разумеется, есть возможность заставить работать подобные микрофоны от профессионального стандарта в 48 В с помощью специальных конверторов.

Печальный факт заключается в том, что большинство производителей электретных микрофонов (особенно китайских) не говорят об этом в маркетинговых материалах, а вместо этого заявляют, что микрофон совместим буквально с чем угодно: встроенными звуковыми картами, смартфонами, микшерами. Увы, это не так. Поэтому не стоит удивляться, что гарнитура с Aliexpress, подключенная в стандартный микшерный вход, не работает.

Для подключения электретных петличек и разного рода микрофонов или игровых гарнитур с Aliexpress с мини-джеком на конце недостаточно иметь просто переходник на XLR, нужен переходник, который конвертирует 48 В фантома в 5 В.

12 Boya 35C.png

Фантомное питание конденсаторных микрофонов

Фантомное питание конденсаторных микрофонов

Фантомное питание является обязательным для конденсаторных микрофонов и некоторых электретных микрофонов. Его напряжение составляет 48 В, при помощи аккумулятора такие показатели обеспечить достаточно сложно, поэтому энергия поступает либо от специализированного входа усилителя (разъёмы с фантомным питанием часто встречаются в профессиональной аудиотехнике: аудиомикшеры, аудио-интерфейсы и рекордеры), либо от собственного сетевого адаптера. Некоторые микрофоны могут работать с напряжением фантомного питания в диапазоне от 9 до 52 В. Необходимое для каждой отдельно взятой модели напряжение электроника микрофона определяет самостоятельно, так что пользователю не нужно задумываться сколько именно Вольт требуется для одной и сколько для другой модели.

Блок фантомного питания

Потребовался источник фантомного питания для подключения конденсаторного микрофона к фотоаппарату. Сразу вопрос: ЗАЧЕМ? Затем, что фотик пишет звук куда лучше, чем встроенная звуковая карта компа, а микрофон конденсаторный просто уже был.
Бюджетные внешние звуковые карты всё равно почти все требуют дополнительное фантомное питание. А те, что не требуют выпадают из рамок моего бюджета. Вот и решил попробовать заказать такой источник.

При подключении микрофона через него к фотику ни каких проблем, всё четко работает, всё четко, записывается. Однако первым делом всё же решил разобрать эту интересную коробочку.

Корпус интересен тем, что купить её можно отдельно для своих радиоэлектронных нужд. Другой вопрос в цене, не очень он и дешев. Внутри такого корпуса можно расположить до трех печатных плат. Замечательная прям штука, если бы не цена)

Внутри блока фантомного питания платка из бюджетного текстолита, да и спаяна сама плата тоже весьма бюджетно. Однако ни каких помех на выходе при работе не наблюдается, во всяком случае таких помех, которые я бы мог измерить своим мультиметром. Напряжение на выходе +47В вместо +48, я не думаю что это так сильно критично. Во всяком случае работает всё должным образом.

Кстати говоря пробовал подключиться к камере GoPro Hero 2, звук она пишет весьма посредственно. По сути запись звука не является её первостепенной задачей, а с первостепенными задачами она справляется на ура.

Видим кучу электролитических конденсаторов никому не известного китайского производителя. Во всяком случае мне такой производитель не известен, а по работе я с производителями конденсаторов сталкиваюсь очень часто.

Ну и ещё транзистор оказался немного не пропаян, это дело я исправил.

Кстати о транзисторе и почему он не крепится ни на радиатор ни на корпус. Пол часика дал платке поработать контролируя температуру транзистора. Так он почти и не нагрелся в закрытом корпусе ситуация будет жестче, но я думаю его температура однозначно даже близко не подойдет к предельно допустимой.
Кстати стоит отметить, что блок питания этого девайса трансформаторный, 18В, 600мА.

Если кому лень читать, то всё то же самое есть в видео и в добавок можно оценить качество записи через этот блок фантомного питания. Качество записи сравнил при записи через блок питания и через встроенный микрофон фотоаппарата.


Планирую купить +4 Добавить в избранное Обзор понравился +10 +13

  • 23 июля 2016, 20:57
  • автор: Alfred1978
  • просмотры: 11617

Куда встраивается?

Такие источники чаще всего встраиваются в приемные устройства. Ими могут быть микшерные пульты, микрофонные предусилители и другие подобные аппараты. Однако в некоторых случаях фантомное питание может быть не предусмотрено изготовителем, или же необходимо питание намного ниже, например, 24 или 12 В. Тогда нужно приобрести фантомное питание отдельно, при этом использование его должно быть сквозным. Другими словами, его нужно подключить к микрофону, а выход из блока – к приемному устройству.

Если питание приобреталось отдельно, то следует знать, что оно должно крепиться в любом удобном и доступном месте, поскольку устройство имеет кнопку, при помощи которой фантомное питание можно включить или выключить.

Покупка фантомного питания также необходима в том случае, если человека не устраивает качество того элемента, что уже встроен в оборудование. Возможно, что имеющееся питание издает гул, или появляются неприятные шумовые эффекты. Обычно такие проблемы имеют место в дешевом оборудовании.

Сам блок обычно питается от батарей либо аккумуляторов, и в нем должен присутствовать встроенный НЧ-фильтр, который и отвечает за отсутствие низкочастотного гула. В обычных конденсаторных микрофонах питание используется и для поляризации.

А также стоит отметить, что такие микрофоны могут подключаться к порту XLR.

Как сделать своими руками?

Чтобы получить напряжение питания 48 В, используется отдельный трансформатор либо DC/DC-преобразователь. При использовании батареек полезно знать тот факт, что большинство микрофонов работает с напряжением менее 48 В. Для наглядности можно попробовать напряжение 9 В, постепенно увеличивая его до необходимого. Однако стоит помнить, что звук микрофона будет отличаться от того, что должен быть по умолчанию. В рассматриваемом случае достаточно 5 батареек – этого будет достаточно для обеспечения питания микрофону.

При использовании батареек необходимо закоротить их конденсатором, чтобы не было шумового эффекта. Можно установить конденсаторы номиналом 0,1 мкФ и 10 мкФ параллельно батарейкам.

Ниже рассмотрен пример того, как сделать блок фантомного питания своими руками, точнее, схему, по которой он будет работать.

Чтобы реализовать необходимую схему, понадобятся стабилизация и фильтрация помех, с чем отлично справляются линейные стабилизаторы LM317. Однако для этого потребуется переменное напряжение 32 В. Использование трансформатора выше 24 В оправдано, однако этого элемента может не оказаться под рукой. В этом случае на помощь придет умножитель на 4, выполненный на конденсаторах и диодах. А также стоит отметить, что выбор такого направления обоснован наличием общей для входа и выхода точки, которая является минусом. Благодаря этому схема значительно упрощается, к тому же налицо экономия денежных средств на покупке трансформатора.

Если посмотреть внимательно на схему ниже, то на ней четко видно, что общий ноль (стабилизатор LM317) или умножитель на 4 включен по стандартной схеме. VD2 – стабилитрон – защищает микросхему от перепада напряжений между входом и выходом. Этот перепад возможен в процессе заряда конденсатора С7 или некорректной установки R5 и является кратковременным. В этом случае происходит шунтирование микросхемы, тем самым предотвращается ее выход из строя.

Обратное напряжение необходимо выбирать не более 35 В, однако слишком маленькое – также нежелательно. Это необходимо для сохранения диапазона регулировки и стабилизации (особенно важно в том случае, когда трансформатор будет выдавать напряжение более 12 В). В нашем варианте нужный параметр выходного напряжения стабилизатора (48 В) можно выставить при помощи R5.

С1-С4 совместно с VD1-VD4 образуют умножитель на 4. Для снижения фона далее находится двойная фильтрация: фильтр второго порядка (R1C5) и фильтр-стабилизатор на LM317. После микросхемы предусмотрен конденсатор С7 – это необходимо для предотвращения самовозбуждения схемы.

Резистором R5 необходимо задать подстроечное выходное напряжение. Резисторы R4 и R5 должны быть довольно мощными, поскольку в процессе работы они будут нагреваться. Номинал для R4 – 0,25 Вт, для R5 – 0,5 Вт.

Ниже представлена модифицированная схема. Здесь используется блок питания в качестве отдельного устройства. Фантомное питание в этом случае подается через ограничивающие резисторы R6 и R7 на сигнальные клеммы устройства (для конденсаторных микрофонов с XLR-разъемом это контакты 2 и 3, 1 – общий). Сигнал подается через разделительные конденсаторы С8 и С9 уже непосредственно на принимающее устройство.

Чтобы фон по питанию отсутствовал либо был минимальным, следует отрегулировать схему подстроечным резистором R5. В этом случае необходимо добиться того, чтобы фон был минимальным, а мощность – максимальной.

Линейный стабилизатор может работать как фильтр только в том случае, если на нем падает напряжение, которое будет равно амплитуде пульсации.

В этой схеме резисторы делителя не имеют точного номинала, поскольку это позволяет подстраиваться под различные трансформаторы (от 10 до 16В).

Блок фантомного питания 48V представлен в следующем видео.

Зачем нужно фантомное питание микрофона и как оно работает?

зачем нужно фантомное питание микрофона

Начинающие музыканты неизменно сталкиваются с разнообразнейшими терминами, касающимися специфического оборудования для записи, сведения и мастеринга. Рассмотрим, что такое фантомное питание микрофона, для чего нужно и зачем используется на практике. Всё дело в особенностях конструкции конкретного звукозаписывающего девайса.

Сам термин Phantom Power актуален для конденсаторных моделей, предполагающих дополнительное запитывание для корректной работы. Речь о потоке постоянного тока, стандартное напряжение которого составляет 48 V. Используется для подпитки конденсаторных моделей, подаётся из аудиокарты или канала на микшере.

Слово «фантом» в данном случае показывает, что внешнего кабеля подключать не требуется, а всё необходимое в устройстве аудиоинтерфейсе уже есть. Достаточно нажать на кнопку для активации. В прошлом же конденсаторные версии подрубались через отдельный источник питания. После распространения транзисторных микросхем электричество подаётся напрямую на микшерный пульт.

как работает фантомное питание

Как работает фантомное питание микрофона? О мерах безопасности

Важно отметить, что подрубать MIC в разъём нужно ДО ТОГО, как будет активирована кнопка на 48 вольт. Иначе велика вероятность поломки из-за неравномерного подключения контактной базы.

В случае с динамическими устройствами надобности в подпитке нет, а вот ленточный майк такая подача способна попросту уничтожить! Напряжение высокое, поэтому зачастую присутствует светодиодная индикация в момент включения.

Дополнительно фантомное питание нельзя использовать с гаджетами, не имеющими выходного трансформатора. Сбалансированные звуковые источники защищены от случайной подачи, да и современные ленты реже рвутся. Но лучше всегда учитывать вопросы безопасности, избегая неприятной ситуации.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий