Что такое фантомное питание?
Нередко в микшерных пультах можно увидеть множество различных параметров, которые не совсем понятны начинающим музыкантам. Да и профессионалы некоторые порой не задумываются о том, что же значит тот или иной пункт. Фантомное питание – одна из таких характеристик.
В пульте фантомное питание подается на сбалансированный вход для микрофона и служит источником питания исключительно для конденсаторных девайсов. Называется оно так потому, что для получения напряжения микшер не использует дополнительные проводники.
Фантомное питание в большинстве моделей равняется 48В. В микрофоне постоянный и переменный ток делится конденсаторами. Если микрофонный вход соединен с несбалансированным источником, то подключение «фантома» может вывести прибор из строя.
Другие способы подключения фантомного питания
Его также используют для электрогитары и клавиатуры, но следует учитывать некоторые моменты:
- необходимо использовать распределительные устройства, которые понижают напряжение до необходимой величины (в которой работает подключенный инструмент);
- источник фантомного питания не должен перегружаться подключенным устройством, которое потребляет гораздо больше тока.
На многих моделях микшеров SoundKing присутствует регулятор предварительного усиления, который и помогает выровнять микшер и источник сигнала.
Предварительное усиление всегда настраивают с нажатой кнопкой «Соло», которая находится там же. Она помогает выделить сигнал канала, делает его более ярким, пригодным для оценки качества звука. Однако такая кнопка есть не на всех моделях. Перед началом работы с тем или иным микшером, если у вас не достаточно знаний, лучше внимательно изучить инструкцию, а от необычных экспериментов с оборудованием следует отказаться.
Как работает фантомное питание? Объяснение фантомной силы
Фантомное питание — распространенное и очень удобное решение для питания конденсаторных микрофонов и некоторых других устройств. Если у вас есть аудиоинтерфейс или микшер со встроенными предусилителями, вы, вероятно, уже видели кнопку и/или светодиод с надписью «фантомное питание» или просто «48V». Но что такое фантомная сила, как она работает и может ли быть опасна? Прочтите наше руководство, чтобы узнать все, что вам нужно знать о передаче напряжения по микрофонному кабелю.
Что такое фантомная сила? Для чего нужно фантомное питание?
— Фантомное питание — это метод питания микрофонов и другого оборудования.
— Некоторые типы микрофонов имеют встроенную электронику, для которой требуется источник питания.
— В конденсаторном микрофоне фантомное питание используется для подачи напряжения смещения капсюля, необходимого для работы конденсатора, состоящего из диафрагмы и задней пластины.
— Электретные конденсаторные микрофоны не используют фантомное питание для напряжения смещения капсюля, потому что они постоянно поляризованы («предварительно поляризованы»). Однако многие электретные конденсаторные микрофоны по-прежнему требуют его для питания активной электроники.
Как работает фантомное питание?
В большинстве случаев фантомное питание обеспечивается микрофонным предусилителем. Напряжение постоянного тока передается по кабелю микрофона, т.е. в направлении, противоположном потоку сигнала.
Предусилитель обеспечивает 48 Вольт на контактах 2 и 3 разъема XLR. Это достигается либо с помощью резисторов 6,8 кОм, либо через первичную обмотку входного трансформатора. В микрофоне это напряжение также может сниматься перед трансформатором или между двумя резисторами.
Какие микрофоны требуют фантомного питания?
Эмпирическое правило: для конденсаторных микрофонов и активных ленточных микрофонов требуется фантомное питание, а для большинства других типов — нет.
Хотя для работы ламповых микрофонов также требуется питание, они обычно поставляются со своим собственным блоком питания. Это обеспечивает более высокое напряжение, необходимое для нагрева трубки, для которого недостаточно фантомного питания. И, конечно же, есть несколько особых случаев, таких как микрофоны с батарейным питанием.
Эти два микрофона Sennheiser разные. Тот, что внизу, представляет собой микрофон с подвижной катушкой. Верхний — это конденсаторный микрофон, для которого требуется питание.
Может ли фантомное питание повредить или разрушить микрофоны?
— Хотя это и не рекомендуется, включение фантомного питания при работе с динамическими микрофонами обычно не приводит к каким-либо повреждениям.
— Фантомное питание обычно тоже не вредит блокам питания ламповых микрофонов, по крайней мере, нам не известны случаи.
— Это полезно знать, потому что некоторые микшеры и предусилители позволяют активировать фантомное питание только для всех каналов одновременно или блоками по восемь штук.
— Никогда не подключайте небалансные кабели XLR к выходам с фантомным питанием!
— Включение и выключение питания, а также вставка или извлечение кабелей могут вызвать асимметрию или скачки напряжения, а дефектные кабели или плохие паяные соединения могут привести к кратковременному протеканию тока. Хотя в большинстве микрофонов постоянное напряжение не достигает подвижной катушки или ленты, эти всплески могут быть опасны для наушников, громкоговорителей и ваших ушей. Вот почему рекомендуется всегда отключать звук канала перед подключением или включением или выключением фантомного питания.
— Если микрофон не требует этого, всегда безопаснее оставить фантомное питание выключенным, особенно с пассивными ленточными микрофонами. Если это не вариант, Вы можете использовать фантомный блокировщик.
— Будьте осторожны при использовании переходников с XLR на несбалансированные разъемы jack! Если вам необходимо использовать такие адаптеры (например, для любительских микрофонов), отключите или заблокируйте фантомное питание в качестве меры предосторожности.
— Также следует соблюдать осторожность с коммутационными отсеками, где может быть трудно отслеживать поток сигнала и мощности. Всегда используйте специальный микрофонный разветвитель для разделения сигналов микрофона!
Можно ли получить удар током от фантомного питания?
Расслабьтесь: поскольку фантомное питание использует ток всего в несколько миллиампер, вам не нужно беспокоиться об ожогах, травмах, смерти или спонтанной смене прически.
В чем разница между 12-вольтовым, 24-вольтовым и 48-вольтовым фантомным питанием?
48-вольтовая система, безусловно, самая распространенная, но не единственная. Также существуют 12-вольтовые и 24-вольтовые версии, особенно для мобильных устройств. Некоторые микрофоны могут работать в диапазоне от 10 до 52 вольт.
Какие еще есть способы питания микрофонов?
— Для цифровых микрофонов (AES42) есть DPP, «Цифровое фантомное питание».
— «T-Powering» или «AB Powering» — устаревшая система, используемая в основном в старых немецких транзисторных микрофонах.
— Ламповые микрофоны имеют более высокие требования к мощности нагрева трубки, поэтому они поставляются со своими собственными блоками питания.
— Некоторые микрофоны также могут работать от батареек, часто в качестве опции. Например, САПР Equitek E200 может работать от двух 9-вольтовых аккумуляторов.
— 130-вольтовая техника встречается очень редко. DPA оснастила некоторые микрофоны этой системой, чтобы обеспечить более высокую динамику. Тем не менее, кроме собственных предусилителей DPA HMA, Millennia и Grace Design являются единственными другими производителями предусилителей, предлагающими это напряжение в качестве опции для некоторых своих усилителей. Во избежание путаницы микрофоны и предусилители на 130 В используют разные разъемы. Точно так же небольшой производитель Sonodore из Нидерландов использует для своих микрофонов блоки питания на 60 Вольт.
Насколько важны качество и допуск источника питания?
Для некоторых микрофонов требуется довольно постоянное напряжение, особенно для настоящих конденсаторных микрофонов. Другие же, напротив, вполне снисходительны. Для 12, 24 и 48 вольт допуски по напряжению обычно составляют 1, 2 и 4 процента. Для бестрансформаторных микрофонных предусилителей важно точное согласование резисторов; согласно стандарту IEC 61938 оно должно быть менее 0,4 процента, что является чрезвычайно низким показателем. Следовательно, такие компоненты достаточно дороги.
Вы можете использовать мультиметр для измерения фактического напряжения, которое выдает ваш предусилитель. Для этого включите источник питания, выберите подходящий диапазон напряжения на вашем измерителе (например, до 100 вольт) и измерьте между контактами 1 и 2 или 1 и 3. Если ваш измеритель достаточно чувствителен, вы можете увидеть дрейф напряжения, особенно сразу после включения устройства. Иногда требуется много секунд для нарастания напряжения. Некоторые предусилители делают это преднамеренно («время нарастания»), чтобы защитить микрофоны и другое оборудование. Точно так же может потребоваться некоторое время, чтобы напряжение рассеялось после его выключения. Всегда полезно измерить поведение вашего предусилителя, чтобы знать, когда безопасно подключать или отключать микрофон.
Измерение фантомной мощности
Чуть больше 48 В, вероятно, не повредит вашим микрофонам. Тем не менее, это отличная идея, чтобы измерить ваш предусилитель и узнать, как он себя ведет.
Что делать, если мой предусилитель не обеспечивает фантомное питание?
Подавляющее большинство современных предусилителей (автономных или встроенных в микшерный пульт, аудиоинтерфейс или линейку каналов) обеспечивают фантомное питание. В редком случае, когда у вас нет, решением является так называемый «фантомный адаптер». Это также может быть полезно, если встроенное фантомное питание вашего микшерного пульта недоступно, например, потому что его можно включить только для всех каналов одновременно. Millenium PP2B* — доступный вариант с двумя каналами. Другой альтернативой является Palmer PAN 48*. Адаптеры Phantom работают от внутренних или внешних источников питания, некоторые также работают от батарей.
Для чего еще можно использовать фантомное питание?
Хотя фантомное питание чаще всего используется для конденсаторных микрофонов, его также можно использовать для питания других устройств. Например, активные DI-блоки часто работают на фантомном питании, потому что они в любом случае подключены к предусилителю.
Некоторые микрофоны имеют специальные элементы управления или активную электронику, которая также требует питания, например, Neumann TLM 107, AKG C414 XLII, различные микрофоны Lewitt, такие как Lewitt LCT-441 Flex, (динамический!) AKG D12 VR или Aston Stealth. У некоторых даже есть подсветка — на ум приходит The Fin by Heil Sound.
В активных ленточных микрофонах фантомное питание в основном используется для питания небольшого встроенного предусилителя. Небольшие встроенные предусилители или микрофонные усилители также доступны отдельно, что очень полезно, если ваш основной предусилитель недостаточно мощный для рассматриваемого микрофона. FetHead от TritonAudio или Cloudlifter от Cloud Microphones — примеры популярных мини-усилителей.
Почему вообще существуют микрофонные предусилители без фантомного питания?
Многие микрофоны не требуют фантомного питания. Некоторые специальные предусилители, такие как True Systems P-Solo Ribbon или Forssell SMP-2, этого не обеспечивают. Преимущество в том, что без него также нет необходимости в блокировочных резисторах, которые удерживают напряжение вдали от аудиосигнала. Таким образом, отсутствие фантомного питания в некоторых узкоспециализированных профессиональных устройствах — это не недосмотр, а осознанный выбор.
Фантомное питание микрофона: что это и как устроено
Каждый, кто видел своими глазами звуковую карту, наверняка замечал странную надпись 48V над одной из кнопок. Для чего она нужна? Почему там нарисованы Вольты, и почему их именно 48? Когда ее нажимать, а когда не стоит? В этом блоге — все, что нужно знать о фантомном питании микрофонов.
Что такое фантомное питание
Для начала полезно будет вспомнить, что микрофоны отличаются по конструкции. Конструкций множество, но основные — это:
- Динамические — чаще всего используются для записи громких инструментов: гитар, барабанов, подзвучки вокалиста на сцене. Малая чувствительность позволяет отсекать лишние звуки, оставляя только нужные.
- Ленточные — специфические студийные микрофоны, очень точные и достоверные. Их ленточная мембрана крайне хрупкая и легко ломается, так что в быту они почти не используются.
- Угольные — олдскульные микрофоны с характерным хрипящим звуком старых радиопередач. Простые до примитивности, а потому дешевые до безобразия. С ними знаком каждый, кто имел дело с простым советским дисковым телефоном.
- Электретные и MEMS — современные копеечные микрофоны размером с микрочип. Устанавливаются во всех смартфонах, гарнитурах и других недорогих девайсах, при этом обладают сносным звуком.
- Конденсаторные — именно на них чаще всего пишут вокал в студии, а также акустические инструменты: пианино, скрипку, классическую гитару. Такие используют для стримов, подкастов, видеоблогов, озвучки фильмов и мультиков и даже для записи звуков природы.
Именно для конденсаторных микрофонов требуется фантомное питание напряжением 48 Вольт.
Этого требует сама их конструкция. В ее основе — конденсатор, одна из сторон которого представляет собой мембрану. Колебания мембраны изменяют емкость конденсатора, но без электричества звука не будет, поскольку сам по себе он ток не вырабатывает.
Для работы такого микрофона требуется питание, благодаря которому сигнал будет значительно усиливаться. Это делает конденсаторные микрофоны более чувствительными, позволяя им улавливать гораздо больше деталей и нюансов, чем, например, динамическим.
Динамические, в свою очередь, можно описать как динамик наоборот — отсюда и название. Диафрагма с магнитной катушкой двигается в поле постоянного магнита под воздействием звука. Такая конструкция сама по себе вырабатывает ток, поэтому дополнительного питания им не нужно. Достаточно громкий звук можно даже записать на обычный динамик из бабушкиной колонки — так, например, иногда записывают бас-бочку.
Справедливости ради, бывают и активные динамические микрофоны, которым требуются фантомное питание. По чувствительности они сравнимы с конденсаторными, при этом часто имеют систему подавления лишних шумов, что полезно для живых выступлений.
Как так получилось
Конденсаторные микрофоны появились в двадцатых годах прошлого века и до шестидесятых их усиливали с помощью внешнего блока питания. Это создавало проблемы — лишние провода, разные стандарты напряжения (в то время — 50–60 В) и разные блоки питания с разными разъемами.
Параллельно в двадцатые годы развивается телефония. Именно на первых телефонных станциях впервые применяется фантомное питание. Почему оно фантомное? Нет, это не связано с призраками — просто оно течет по сигнальной линии, т.е. по тому же проводу, что и звуковой сигнал.
К примеру, в старых телефонах была ручка, которую абонент крутил энное число раз, чтобы попасть на оператора. При вращении ручки телефонный аппарат подавал на АТС электрические импульсы. Разумеется, никто не хотел подключать каждый телефон к электросети — тогда это было дорого и не очень безопасно. Поэтому электричество, необходимое для импульсов, шло от самой АТС по тем же телефонным проводам, что и звук. Электронная схема в телефоне возвращала сигнал обратно при повороте ручки.
В шестидесятых годах немецкая компания Schoeps додумалась внедрить подобную технологию в аудиозапись и выпустила первый микрофон с фантомным питанием — модель CMT 20. Характеристики были немного иными, чем сегодня: напряжение фантомного питания составляло 9–12 Вольт. Такой стандарт называется T-power, и он до сих пор применяется при записи звука для кино. А всего пару лет спустя компания Neumann выпускает свою версию — уже с напряжением 48 Вольт, модель KM 84. Она стала легендарной и породила множество реплик.
Почему 48 вольт? Дело в том, что эти микрофоны были изготовлены по заказу норвежской радиовещательной корпорации, которая хотела девайсы без лишних блоков питания. Длинными норвежскими ночами ее здание освещалось лампами, подключенными к единой сети с напряжением 48 В. Оно и стало стандартом индустрии звукозаписи. И, предваряя вопросы, — нет никакой разницы в звуке между фантомным питанием в 12 В и 48 В, просто так сложилось исторически.
Какие приборы используют фантомное питание
Раздают
Хорошая новость: почти любые аудиоинтерфейсы и микшеры умеют раздавать фантомное питание. Даже приборы начального уровня, если они позиционируются, как для записи аудио, будут иметь эту функцию. Обычно это кнопка или тумблер с подписью «+48», «48V» или PHANTOM.
Также 48V встречается в следующих девайсах:
- Рекордеры. Это продвинутые диктофоны для записи звука, обычно в полевых условиях — там, где нет электричества. К ним можно подключать внешние микрофоны, поэтому хороший рекордер обязан уметь снабжать его фантомным питанием.
- Преампы для микрофонов. Любой микрофонный предусилитель имеет эту функцию. В аудиоинтерфейсе преампы уже встроены в сам прибор, но полно и внешних девайсов, которые по-своему окрашивают звук. Звуковые карты FOCUSRITE Scarlett даже умеют эмулировать звучание легендарных преампов ISA своей же разработки.
- Источники фантомного питания. Разумеется, бывают отдельные приборы для питания конденсаторных микрофонов. Они не очень удобны, поскольку им самим нужен блок питания, они плодят лишние провода и не дают преимущества по звуку относительно других вариантов, а дешевые девайсы могут шуметь.
Кроме того:
- USB-микрофоны, как и звуковые карты, черпают электричество из шины USB, поэтому их не нужно снабжать фантомным питанием. Характеристик шины USB достаточно, чтобы одновременно питать даже несколько микрофонов.
- Профессиональные конденсаторные микрофоны для студий часто снабжаются собственным преампом, который их фантомно питает.
- Иногда встречаются конденсаторные микрофоны, которые умеют питаться от батарейки (как, например, TASCAM TM-60).
Потребляют
- Активные ди-боксы. Эти штуки имеют несколько применений. Они могут превращать небалансный сигнал от гитары в балансный, чтобы передавать его по кабелю XLR на большое расстояние без помех и деградации звука. Также в них можно втыкать микрофон, чтобы разветвить сигнал: один идет в пульт звукорежиссеру, другой — в систему ушного мониторинга вокалиста. Для работы активным директ-боксам нужно питание, и многие потребляют как раз фантомное питание из микшера, поэтому им не нужны батарейки и адаптеры.
- Микрофонные активаторы. Это небольшие приборы (чуть больше спичечного коробка), которые усиливают сигнал динамических и ленточных микрофонов на 20–30 Дб. Питаются фантомным питанием и бывают полезны для микрофонов со слабым сигналом на выходе. К примеру, динамический Shure SM7B часто используют для подкастов, радио и записи вокала. Однако не каждая аудиокарта способна усилить его слабый сигнал без лишних шумов. Тут-то и нужен микрофонный активатор — он сделает звук громче, добавит ясности, сделает микрофон чувствительнее и позволит говорить в него с большего расстояния.
Может ли +48V повредить микрофон
Да, может. Но, смотря какой микрофон и как его подключают. Профессиональные динамические микрофоны, типа Shure SM58, славятся своей неуязвимостью. Звучать лучше от дополнительных 48 Вольт они не станут, но и ничего плохого с ними, скорее всего, не случится (хотя испытывать судьбу не стоит). А вот бюджетные модели спасибо не скажут — некоторые при подаче фантомного питания просто начинают звучать как из ведра, а какие-то замолкают навсегда.
В капсюле ленточного микрофона — тончайшая металлическая лента, колеблющаяся от любого шороха. Она настолько чувствительная, что иногда рвется даже от очень громкого звука. Чего уж говорить про 48 Вольт напряжения — ленту просто порвет на мелкие кусочки.
Мембрана ленточного микрофона
Недорогие электретные микрофоны, установленные в гарнитурах и петличках, являются дальними родственниками конденсаторных микрофонов. Им тоже нужно питание, но оно несколько отличается от фантомного: напряжение всего 1,5–5 В течет по небалансному кабелю. Такой стандарт называется Plug-in-power (PiP), и он используется во всех встроенных звуковых картах ПК.
Подключение такой гарнитуры напрямую к внешней звуковой карте с помощью обычного переходника ничего не даст, а подача 48 В может повредить микрофон. Потребуется конвертер, который позволит запитать электретную петличку с помощью фантомного питания внешней звуковой карты.
Даже конденсаторный микрофон легко повредить фантомным питанием. Но все будет в порядке, если следовать простым правилам:
- Сначала подключать микрофон, а потом включать фантомное питание. В противном случае искра, которая может возникнуть при подключении, спалит чувствительный капсюль микрофона.
- И наоборот: сначала выключать фантомное питание, а потом выдергивать шнур из микрофона или звуковой карты. Желательно даже подождать хотя бы минуту после выключения 48V, чтобы выветрился заряд, который остается в конденсаторах звуковой карты.
- То же самое с кабелем. Отсоединив шнур от конденсаторного микрофона, следует подождать минуту, прежде чем снова использовать этот кабель. Дело в том, что шнур имеет емкость и сам работает как конденсатор, поэтому в нем накапливается заряд — небольшой, но достаточный для искры, способной повредить микрофон.
Почему почти все звуковые интерфейсы для записи имеют фантомное питание? Неужели конденсаторные микрофоны так популярны? Да, все именно так. Они подходят для большинства задач и позволяют писать любой вид вокала, любые акустические инструменты, любые звуковые сэмплы. Поэтому, если нужен универсальный микрофон — всегда советуют брать конденсаторный. При этом важно правильно выбрать его направленность, как это сделать — в этой статье.
Фантомное питание для микрофона что это
Чаще всего фантомное питание используется при подключении конденсаторных микрофонов. Это связано с принципом работы такого микрофона, который повторяет принцип работы конденсатора.
Одна из обкладок конденсатора является неподвижной, а роль второй, подвижной, выполняет мембрана микрофона, которая смещается больше или меньше в зависимости от источника акустического сигнала.
Если конденсатор имеет заряд, то, как нам известно из школьного курса физики, мы изменяем ёмкость конденсатора при смещении подвижной мембраны. Изменение ёмкости приводит к изменению напряжения, которое и является сигналом с микрофона. Но чтобы такая схема работала, между обкладками необходимо поляризующее напряжение. С некоторого времени для таких микрофонов подается напряжение в 48 В, что сегодня принято за стандарт напряжения фантомного питания.
Разновидностью конденсаторного микрофона является электретный микрофон. Он обычно имеет небольшую батарейку и требует фантомного питания меньше, чем 48 В.
К микрофону фантомное питание подается по микрофонному кабелю. Но откуда же оно берется? Источники фантомного питания могут быть встроены в микшерные пульты с возможностью раздельной подачи на каждый канал с микрофонным предусилением или на группу каналов; зачастую это питание подается сразу на все каналы, куда возможно подключение микрофона, что удешевляет конечную стоимость микшера.
Ещё одним источником фантомного питания может быть микрофонный предусилитель. Обычно такая опция предусмотрена на всех микрофонных предусилителях.
И наконец, производятся отдельные блоки фантомного питания, которые не наделены никакими дополнительными возможностями, кроме подачи фантома.
Следует отметить, что напряжение фантомного питания также питает внутренние схемы конденсаторных микрофонов. Без подачи фантомного питания конденсаторные микрофоны просто не будут работать.