Напряжение питания микрофона это

Рассказываем о фантомном питании

Рассказываем о фантомном питании

Если посмотреть на характеристики какого-нибудь аудиоинтерфейса или микшерного пульта, можно увидеть параметр Phantom Power +48V.

Опытным путем устанавливается, что без кнопки Phantom Power почему-то не работают микрофоны, подключенные в разъем XLR. Рекомендуем разобраться подробнее — что такое фантомное питание и как оно работает, для каких микрофонов нужно, а какие может повредить.

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.

Когда фантомное питание не нужно

Например, в остальных случаях работы с динамическими микрофонами.

Преобразовательный элемент динамического микрофона имеет диафрагму, звуковую катушку и магнит. Звуковая катушка соединена с диафрагмой и проходит через магнит. Когда диафрагма движется вверх и вниз, звуковая катушка генерирует различные уровни тока. Именно поэтому динамический микрофон не требует фантомного питания. Они менее чувствительные, чем конденсаторные, и могут выдерживать более высокие уровни звукового давления без искажений.

Также фантомное питание не нужно пассивным ленточным микрофонам. Более того, оно может их повредить: длительное воздействие напряжения может растянуть или привести в негодность ленточный элемент. К активным ленточным микрофонам это не относится.

Отдельно стоят USB-микрофоны. Обычно они конденсаторные и им требуется фантомное питание. Но их конструкция позволяет получать его по шине USB.

Для правильной работы фантомного питания требуется балансное соединение. Если фантомное питание подается через небалансный или поврежденный кабель, то это может привести к перегрузке микрофона и повредить его.

Девайсы

Рассказываем о фантомном питании

Для того, чтобы усилить сигнал к динамическому микрофону, нужны специальные компактные микрофонные предусилители-бустеры. Они способны значительно усилить сигнал (25 дБ и более), при этом сохраняя малый уровень собственного шума. Устройство располагается между предусилителем карты/микшера и микрофоном, и обязательным условием его работы является подача фантомного питания.

  • Cloud Microphones Cloudlifter CL-1 Mic Activator
  • sE Electronics DM1
  • Cloud Microphones Cloudlifter CL-Zi
  • Klark Teknik CT1 Mic Booster

Также внешнее питание нужно для работы с активными дибоксами. Это устройства, которые преобразуют небалансный выходной аудиосигнал источников с высоким внутренним сопротивлением (например, от электрогитары) в балансный аудиосигнал с низким сопротивлением. Активным дибоксам необходимо внешнее питание, которое можно получить от батареек, розетки или фантомного питания +48 В, подаваемого от входного разъёма микшерного пульта или аудиоинтерфейса.

  • Behringer ULTRA-DI DI20
  • Nux PDI-1G Guitar Direct Box
  • Art DualXDirect
  • Klark Teknik DN200

Существует несколько источников, которые могут эффективно подавать фантомное питание: микрофонные предусилители и автономные блоки.

Микрофонные предусилители обычно обладают включенным в цепь фантомным питанием. Микрофонные входы в предусилителях сделаны на разъемах XLR, а фантомное питание может подаваться на все каналы сразу или поканально, в зависимости от технических особенностей устройства.

Усиление можно найти в этих устройствах:

  • Отдельные микрофонные предусилители
  • Микшерные консоли
  • Аудиоинтерфейсы
  • Рекордеры

Некоторые предусилители имеют возможность подачи напряжения, отличного от +48 В, например, +24 В.

Автономные блоки необходимы, если нужно подключить микрофон с активной схемой ко входу, который не обеспечивает правильного фантомного питания или вовсе не подает его. Автономные блоки подключаются между микрофоном и микрофонным входом устройства. Блоки фантомного питания работают от батареек или от розетки.

  • Behringer Micropower PS400
  • Mackie M48
  • Art Phantom II Pro
  • Rolls PB 23
  • Palmer PAN 48

Фантомное питание для микрофона: кому и зачем оно нужно?

Рассказываем, для чего на оборудование подают электричество и почему такое питание называют фантомным.

Фантомное питание для микрофона что это такое

SAMESOUND в Телеграме
Подписывайтесь на SAMESOUND в Телеграме

Словосочетание «фантомное питание» знакомо каждому, кто занимается музыкой: наличие такого питания — обязательное условие для работы различного студийного оборудования. Из этого материала вы узнаете, что такое фантомное питание для микрофона, зачем оно нужно и как его получить, если имеющиеся устройства не способны подавать энергию вовне.

Фантомное питание — распространённое требование для работы многих студийных конденсаторных микрофонов и другого оборудования. Возможность подачи электричества на подключенные устройства присутствует в предусилителях, микшерах и аудиоинтерфейсах.

Но что это за питание и зачем оно нужно? А главное: как получить фантомное питание для микрофона, если в имеющемся оборудовании нет возможности подачи электроэнергии на внешние устройства?

Что такое фантомное питание

Фантомное питание (англ. Phantom Power) — поток постоянного тока с напряжением до 48 вольт, питающий активную электронику в конденсаторных микрофонах и другом оборудовании с подключением через разъём XLR. Обычно оно подаётся от предусилителя на канале микшера или аудиоинтерфейса, к которому подключается микрофон.

Фантомное питание требуется для работы конденсаторных микрофонов, активных ди-боксов, линейных предусилителей и ряда других устройств.

Зачем нужно фантомное питание для микрофона

Чаще всего фантомное питание используется при работе с конденсаторными микрофонами. Для записи звука такие микрофоны используют электрическую схему, преобразующую колебания воздуха в аудиосигнал. Чтобы капсюль пришёл в движение и начал захватывать поступающий сигнал, на микрофон подают электрический ток с небольшим напряжением.

Конденсаторный микрофон требует фантомное питание для работы

В прошлом конденсаторные микрофоны использовались с внешним источником энергии, питавшим схему устройства. Распространение полевых FET-транзисторов, постепенно вытеснивших лампы, позволило отказаться от выделенного блока — электричество стало возможно получать прямо со студийной консоли.

Из-за того, что микрофоны работали без видимого источника электроэнергии, звукоинженеры назвали такое питание фантомным.

При активации фантомного питания на микрофон или другое подключенное оборудование подаётся постоянный ток с напряжением 48 вольт. Именно поэтому кнопку включения питания обозначают надписью «+48 V».

Когда фантомное питание не требуется

Если для конденсаторных микрофонов наличие фантомного питания обязательно, для ленточных микрофонов оно противопоказано. Подача тока на подобные устройства неминуемо приводит к их поломке.

Фантомное питание противопоказано ленточному микрофону

Схема работы ленточных микрофонов была придумана задолго до появления фантомного питания в музыкальной индустрии — первые ленточные микрофоны появились в 1920-х годах. Для записи сигнала ленточные микрофоны используют тонкую металлическую ленту, колеблющуюся вместе с поступающими звуковыми волнами.

Устройствам подобного типа не нужно дополнительное электричество для работы. Под воздействием тока с напряжением 48 В ленты рвутся, а микрофон перестаёт работать. Современные «ленточники» менее чувствительны к этой проблеме, но правило остаётся тем же — на ленточные микрофоны нельзя подавать фантомное питание.

Фантомное питание противопоказано всем устройствам, в которых нет выходного трансформатора.

Кратковременная подача энергии также может стать причиной поломки, если в микрофонный вход подключен несбалансированный источник питания. Сбалансированные источники звука не боятся поступающего электричества.

Кому ещё требуется дополнительная энергия

Схема скрытой подачи электроэнергии обычно используется с активными микрофонами. Тем не менее ряд производителей нашли «фантом» полезным и для других устройств.

Так, например, один из самых популярных динамических микрофонов с большой диафрагмой Shure SM7B рекомендуется использовать с максимально возможным количеством усиления — чем больше гейна, тем лучше. Однако, если взглянуть на технические характеристики предусилителей популярных аудиоинтерфейсов, оказывается, что далеко не все звуковые карты могут обеспечить должный уровень усиления без появления шума.

Чтобы решить проблему, производители придумали такие устройства как линейные предусилители или микрофонные активаторы, усиливающие сигнал без дополнительного шума. Небольшие устройства подключаются в цепь между микрофоном и аудиоинтерфейсом, питаются от фантомного питания и добавляют сигналу большую ясность и чёткость.

Shure SM7B и предусилитель sE Electronics Dynamite DM1

Активаторы усиливают сигнал таким образом, чтобы он стал достаточно сильным для чистого и ясного звучания даже в тех случаях, когда предусилитель ограничен в своих возможностях. Среди самых известных и популярных активаторов можно выделить:

  • Cloud Microphones Cloudlifter CL-1
  • Triton Audio FetHead
  • sE Electionics Dynamite DM1 (кстати, по ссылке в названии предусилителя можно получить приличную скидку на этот девайс по нашему промокоду)
  • Radial McBoost

Активные ди-боксы — ещё один тип устройств, полагающийся на дополнительное питание в работе. Ди-боксы конвертируют высокоомный небалансный сигнал в низкоомный балансный, позволяя подключить электрогитары, клавишные и другие инструменты напрямую к микрофонному предусилителю.

Для работы активного ди-бокса требуется подача тока с напряжением 48 В. В свою очередь пассивные ди-боксы не нуждаются во внешних источниках энергии, однако это не означает, что они лучше или универсальнее.

Как получить фантомное питание для микрофона

Большинство современных аудиоинтерфейсов оснащается встроенной схемой, подающей напряжение 48 В через микрофонные предусилители. Активация фантомного питания обычно осуществляется отдельной кнопкой, обозначенной как «+48», «48 V» или «Phantom». В зависимости от возможностей оборудования, фантомное питание может подаваться на каждый вход независимо, либо же поступать на все входы сразу.

Тем не менее ряд устройств — микшеров, звуковых карт и предусилителей — лишён скрытой схемы питания. В таких случаях на помощь приходят отдельные блоки фантомного питания, подключающиеся между входом микшера или интерфейса и микрофоном.

Среди популярных вариантов выделяются:

  • ART Phantom II Pro
  • Mackie M48
  • Behringer PS400
  • Pyle PS430

Суть внешних блоков ничем не отличается от встроенной схемы фантомного питания. Блок подключается в розетку и при активации подаёт на подключенный микрофон постоянный ток с напряжением 48 В.

Фантомные итоги

Все музыканты знают о фантомном питании, но не все понимают, зачем оно нужно и что именно делает. Тем не менее без него невозможно представить ни одну современную домашнюю или профессиональную студию звукозаписи: отдельный источник питания необходим для работы ди-боксов и конденсаторных микрофонов.

Электретные микрофоны: что это такое и как подключить?

Электретные микрофоны стали одними из самых первых – они были созданы в 1928 году и по сей день остаются важнейшими электретными приборами. Однако если в прошлом использовались восковые термоэлектреты, то в наши дни технологии существенно продвинулись вперед.

Остановимся подробнее на особенностях таких микрофонов и их отличительных характеристиках.

Что это такое?

Электретные микрофоны считаются одним из подвидов конденсаторных устройств. Визуально они напоминают небольшой конденсатор и отвечают всем современным требованиям к мембранным устройствам. Обычно изготавливаются из поляризованной пленки с нанесенным на нее тончайшим слоем металла. Такое покрытие представляет собой одну из граней конденсатора, вторая при этом выглядит как твердая плотная пластина: звуковое давление действует на колышущуюся диафрагму и тем самым вызывает изменение характеристик емкости самого конденсатора.

Устройство электронного слоя предусматривает статичное покрытие, оно выполняется из самых качественных материалов с высокими акустическими и механическими характеристиками.

Как и любое другое устройство, электретный микрофон имеет свои достоинства и недостатки.

К преимуществам такой техники относят ряд факторов:

  • имеют низкую себестоимость, благодаря чему такие микрофоны и считаются одними из наиболее бюджетных на современном рынке;
  • могут применяться в качестве устройств для проведения конференций, а также устанавливаться в бытовых микрофонах, персональных компьютерах, видеокамерах, а также в домофонах, приспособлениях для прослушивания и мобильных телефонах;
  • более современные модели нашли свое применение в производстве измерителей качества звучания, а также в оборудовании для вокала;
  • потребителям доступны как изделия с разъемами типа XLR, так и устройства с разъемом 3,5 мм, а также проводными клеммами.

Как и многие другие установки конденсаторного типа, электретная техника характеризуется повышенной чувствительностью и продолжительной стабильностью. Такие изделия отличаются высокой стойкостью к повреждениям, ударам и воздействию воды.

Впрочем, не обошлось и без недочетов. Минусами моделей стали некоторые их особенности:

  • они не могут использоваться для каких-то больших серьёзных проектов, так как подавляющее большинство звукорежиссеров считает такие микрофоны худшим из предлагаемых вариантов;
  • так же, как и типовым конденсаторным микрофонам, электретным установкам необходим дополнительный источник подпитки – хотя в данном случае будет вполне достаточно только 1 В.

Электретный микрофон довольно часто становится элементом общей системы визуального и звукового мониторинга.

За счет компактных размеров и высокой гидростойкости их можно установить почти везде. В комбинации с миниатюрными камерами они оптимально подходят для того, чтобы вести наблюдение за проблемными и труднодоступными местами.

Устройство и характеристики

Электретные конденсаторные устройства в последние годы все чаще устанавливаются в бытовых микрофонах. Они имеют довольно широкий диапазон воспроизводимых частот – от 3 до 20000 Гц. Микрофоны такого вида дают выраженный электрический сигнал, параметры которого в 2 раза больше, чем у традиционного угольного устройства.

Современная радиопромышленность предлагает пользователям электретные микрофоны нескольких видов.

МКЭ-82 и МКЭ-01 – по своим габаритам они идентичны угольным моделям.

МК-59 и их аналоги – их допускается устанавливать в самый обычный телефонный аппарат без его переделки. Электретные разновидности микрофонов намного дешевле, чем стандартные конденсаторные, потому радиолюбители отдают предпочтение именно им. Российские производители также наладили выпуск большого ассортимента электретных микрофонов, среди которых максимальное распространение получила модель МКЭ-2. Это устройство односторонней направленности, предназначенное для использования в катушечных магнитофонах первой категории.

Отдельные модели пригодны для монтажа в любую радиоэлектронную технику — МКЭ-3, а также МКЭ-332 и МКЭ-333.

Такие микрофоны обычно изготавливаются в пластиковом корпусе. Для фиксации на лицевой панели предусмотрен фланец, подобные устройства не допускают сильной тряски и силовых ударов.

Пользователи часто задаются вопросом о том, какой микрофон (электретный либо же традиционный конденсаторный) предпочтительнее. Выбор оптимальной модели зависит от каждой конкретной ситуации с учетом особенностей будущего использования оборудования и финансовых ограничений покупателя. Электретный микрофон намного дешевле конденсаторных емкостных, в то же время по качеству вторые значительно выигрывают.

Если говорить о принципе действия, то в обоих микрофонах он одинаков, то есть внутри заряженного конденсатора при малейших колебаниях одной либо нескольких обкладок возникает напряжение. Единственное различие заключается в том, что в стандартном конденсаторном микрофоне необходимая зарядка поддерживается при помощи непрерывного поляризующегося напряжения, которое подается в устройство.

В электретном устройстве предусмотрен слой специального вещества, которое представляет собой некий аналог постояннодействующего магнита. Оно создаёт поле без какой-либо наружной подпитки – таким образом напряжение, которое подается на электретный микрофон, предназначается не для того, чтобы зарядить конденсатор, а для поддержки питания усилителя на едином транзисторе.

В большинстве случаев электретные модели представляют собой компактные дешевые установки со средними электрозвуковыми характеристиками.

В то время как классические конденсаторные относятся к категории дорогостоящего профессионального оборудования с завышенными эксплуатационными параметрами и фильтром нижних частот. Их даже зачастую применяют при проведении акустических измерений. Параметры чувствительности конденсаторного оборудования гораздо ниже, нежели электретного, потому им непременно нужен дополнительный звукоусилитель со сложным механизмом подачи напряжения.

Если вы планируете использовать микрофон в профессиональной сфере, допустим, для записи песни или звучания музыкальных инструментов, то предпочтение лучше отдавать классическим емкостным изделиям. В то время как для любительского применения в кругу друзей и близких будет вполне достаточно электретных установок вместо динамических – они идеально работают в качестве конференц-микрофона и компьютерного микрофона, при этом могут быть поверхностными либо галстучными.

Принцип работы

Для того чтобы понять, что представляет собой устройство и механизм работы электретного микрофона, сперва нужно узнать, что представляет собой электрет.

Электрет – это особый материал, который обладает свойством долгое время находиться в поляризованном состоянии.

Электретный микрофон включает несколько конденсаторов, у них определённая часть плоскости выполняется из плёнки с электродом, эту плёнку натягивают на кольцо, после чего она подвергается действию заряженных частиц. Электрические частицы проникают внутрь плёнки на незначительную глубину – как следствие, в зоне возле него формируется заряд, который может работать довольно долгое время.

Пленка покрывается тонким слоем металла. Кстати, именно он используется как электрод.

На незначительном удалении размещается ещё один электрод, который представляет собой миниатюрный металлический цилиндр, плоской частью он поворачивается к пленке. Полиэтиленовый мембранный материал создает определенные звуковые колебания, которые дальше передаются на электроды – и в результате образуется ток. Его сила ничтожно мала, поскольку выходное сопротивление имеет повышенное значение. В связи с этим и передача акустического сигнала осуществляется с трудом. Для того чтобы слабый по силе ток и повышенное сопротивление были согласованы друг с другом, в устройство монтируется специальный каскад, он имеет форму униполярного транзистора и располагается в небольшом капсюле в корпусе микрофона.

Функционирование электретного микрофона основано на способности разных типов материалов под действием звуковой волны менять свой поверхностный заряд, при этом все используемые материалы должны иметь повышенную диэлектрическую проницаемость.

Правила подключения

Так как электретные микрофоны отличаются довольно высоким выходным сопротивлением, то их без каких-либо проблем можно будет подводить к ресиверам, а также усилителям с входящим повышенным сопротивлением. Чтобы проверить усилитель на работоспособность, нужно просто подключить к нему мультиметр, а затем посмотреть на получившееся значение. Если в результате всех измерений рабочий параметр оборудования будет соответствовать 2-3 единицам, то усилитель смело можно использовать с электретной техникой. В конструкцию почти всех моделей электретных микрофонов обычно входит предусилитель, которые называют «преобразователь сопротивления» либо «согласователь импеданса». Его подключают к импортному трансиверу и мини-радиолампам, имеющим входное сопротивление около 1 Ом со значительным выходным сопротивлением.

Именно поэтому даже невзирая на отсутствие постоянной необходимости в поддержании поляризующего напряжения, подобные микрофоны в любом случае нуждаются во внешнем источнике электрического питания.

В целом схема включения выглядит следующим образом.

Для поддержания нормальной работы устройства важно подать на него питание с соблюдением полярности. Для трехвходного устройства типично соединение минуса с корпусом, в этом случае питание производится через плюсовой вход. Затем через разделяющий конденсатор, откуда и производится параллельное подключение ко входу усилителя мощности.

Двухвыходная модель питается через ограничительный резистор, также на положительный вход. Тут же снимается и выходной сигнал. Далее принцип тот же – сигнал идет на разделительный конденсатор, а затем на усилитель мощности.

Как подключить электретный микрофон, смотрите далее.