для чего нужно фантомное питание на микшере

Фантомное питание микрофона: что это и как устроено

Содержание

Содержание

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:

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:

Кроме того:

Потребляют

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:

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.

Источник

Главные особенности фантомного питания для микрофона

Фантомное питание обеспечивает бесперебойную работу студийных звукозаписывающих устройств. Такой способ наиболее удобен при работе с конденсаторными и электретными микрофонами. Однако он применяется и для питания активных директ-боксов. Преимуществами метода считаются подача тока и обмен данными через единый канал, низкая стоимость.

Фантомное питание микрофона – использование средств постоянного тока.

История появления

Способ был разработан для наземных телефонных станций, функционирующих на базе медных проводов. Появление фантомного питания приурочено к созданию дисковых аппаратов для набора номера. Метод использовался для передачи постоянного тока усилителям, соединенным с трансформаторами.

Понятие фантомного питания для микрофона

Метод используется при подключении электретных и конденсаторных аудиоустройств. Питание подается по тем же проводам, что и звук. Максимальное напряжение равно 48 В. Не стоит путать стандарт с классическими компьютерными интерфейсами, которые питаются от напряжения 5 В. Данный вариант также считается фантомным, однако его не применяют в звукозаписывающих студиях.

Предназначение

Метод предназначен для питания профессиональных аудиоустройств. Такие микрофоны работают с использованием конденсаторных алгоритмов. Первая обмотка системы неподвижна, вторая заменяется колеблющейся мембраной микрофона. Выраженность ее смещения зависит от мощности источника звукового сигнала. Если у конденсатора имеется заряд, можно менять его емкость путем движения мембраны. Это помогает выбирать нужное напряжение, передающееся микрофону. Бюджетные звуковые карты не поддерживают рассматриваемой функции.

Фантомное питание предназначено для профессиональных устройств.

Техническая информация

Для питания микрофона фантомным способом используется напряжение в 12, 24 или 48 В. Сигнальным жилам свойственна положительная полярность.

Оба проводника пролегают через резисторы одинакового номинала:

Номинал выбранных резисторов должен отклоняться от нормативных значений не более чем на 0,1%. Это позволяет эффективно подавлять синфазный сигнал в системе. Постоянный ток равномерно подается через 2 сигнальных проводника аудиоразъема (в современных микрофонах для этого предназначены контакты 2-го и 3-го портов XLR).

Напряжение отсчитывают от заземляющей клеммы 1 XLR.

Основные виды

Способы питания классифицируют по используемому напряжению: 12, 24 или 48 В. Существует и способ AES 42, подразумевающий применение тока 10 В. Напряжение подается как на землю, так и на аудиокабели. Такой источник питания поддерживает работу микрофонов мощностью до 215 мА.

Напряжение подается на аудиокабели.

Стандарты

В IEC 61938: 2018 прописывают параметры работы устройства, питающегося фантомным способом. Применяются 3 стандарта P12, P24, P48. Документ содержит информацию и о 2 дополнительных вариантах (SP48, P12L), используемых в сочетании со специализированными приложениями. Современные микрофоны работают по стандарту P48. Мощность оборудования при этом не должна превышать 240 мВт. Несмотря на рекомендации, 24- или 12-вольтное питание продолжает применяться.

Преимущества использования

Способ считается эффективным и дешевым, чем объясняется его распространенность у пользователей звукозаписывающей аппаратуры. Работа с устройствами безопасна. Поломки возникают только при коротком замыкании проводников, особенно при отказе от заземления системы. В этом случае повреждается капсюль, который легко заменить.

Особенности подключения микрофона с фантомным питанием

Для сборки такой цепи покупают устройство, добавляющее энергии на 48 В. Прибор питает студийный конденсаторный микрофон. Последний накапливает электрическую энергию. Вместо подвижной обкладки конденсатора работает аудиомембрана. Интенсивность сигналов определяется мощностью обрабатываемого микрофоном звука.

Встраиваемый в цепь прибор меняет рабочее напряжение, улучшает работу звукозаписывающей системы. Схема достаточно необычна, однако работоспособна.

Стоимость фантомного оборудования невысока. Если пользователю не понравится его работа, финансовые потери будут минимальны.

Куда встраиваются источники фантомного питания

Новый источник питания требует подключения безопасным способом. При неправильном подсоединении прибора микрофон работать не будет. Закреплять устройство можно в любом месте. Однако при работе с микрофоном не должно возникать затруднений. Прибор располагают в доступном месте, после чего закрепляют и подключают все необходимые провода. Не забывают о кабеле для подсоединения звукозаписывающего средства. Специальная клавиша помогает включать и деактивировать дополнительное питание по мере необходимости.

Источники фантомного питания подключаются безопасным способом.

Нюансы изготовления своими руками

При самостоятельной сборке системы учитывают такие моменты:

Существующие предостережения

Некоторые производители предлагают микрофоны, питающиеся 2 способами: от фантомного источника и батареек. Последние при подключении к внешнему прибору извлекают. Если этого не сделать, корпус батарейки может разрушиться. Протекающие химикаты повредят компонентам микрофона. Некоторые аудиосистемы снабжены средствами автоматического переключения на другой способ питания. Фантомный нельзя использовать при работе с ленточными или динамическими микрофонами.

Альтернативные методы включения микрофона

Используют 2 схемы, заменяющие фантомный способ:

Рассмотренные варианты не являются фантомными разновидностями питания.

Заключение

Обустроить фантомное питание для микрофона своими руками несложно. Достаточно приобрести специальный прибор и правильно подсоединить его к звукозаписывающей системе. Метод стоит попробовать ввиду его высокой эффективности и небольшой стоимости.

Автор статьи: Сатдаров Артур, специалист по обслуживанию компьютерных сетей, стаж работы – 10 лет. Несколько лет владеет домашней звукозаписывающей студией, знает о настройке микрофонов и сопутствующего оборудования все.

Источник

Для чего нужно фантомное питание на микшере

В тех случаях, когда необходимо проводить запись или сведение сигналов, поступающих от нескольких различных источников, без микшера (микшерного пульта) обойтись очень трудно. На страницах книги вы не раз встретитесь с виртуальным микшером Cubase SX и его элементами, реализованными программным способом. Вообще, микшеры, используемые в современных виртуальных студиях, по своим возможностям, да и по дизайну, очень напоминают настоящие аппаратные микшеры. Поэтому есть смысл познакомиться со структурой типичного микшера, а также с назначением его основных элементов.

Рис. 1.15. Внешний вид типичного микшера:

Рис. 1.16. Обобщенная функциональная схема канального модуля:

Канальный эквалайзер служит для управления частотной характеристикой входного сигнала как в целях ее коррекции, так и для достижения определенного художественного эффекта.

Фейдер канала позволяет оперативно регулировать уровень сигнала.

Подключение источников сигнала

Для подключения источников сигнала предусмотрены гнезда разъемов различных типов. Как минимум, имеются трехконтактный разъем типа XLR (подключается микрофон) и гнездо для моноджека (подключаются линейные источники сигнала). Селектор входа (переключатель MIC/LINE) определяет, какое гнездо разъема и какие элементы усиления будут использованы данным каналом.

Кнопка ослабления сигнала (имеется не на всех микшерах) позволяет понижать уровень сигнала (на 20-30 дБ) до того, как он попадет на какой-либо усилительный элемент микшера. Это позволяет избежать перегрузок от сигналов повышенного уровня.

В некоторых микшерах имеется переключатель фазы (на схеме не показан), который используется для исправления последствий неверной коммутации проводов или для изменения фазы, когда размещение системы из нескольких микрофонов этого требует. Одному положению переключателя соответствует нулевой сдвиг фазы, второму — сдвиг фазы на 180° (иными словами, сигнал инвертируется). Этот переключатель, как правило, действует только на сбалансированный микрофонный вход и не влияет на вход линейный.

Фантомное питание подается только на сбалансированный микрофонный вход и является источником питания конденсаторных микрофонов. Название фантомное объясняется тем, что для подачи напряжения питания не требуются дополнительные проводники. Питание 48 В на конденсаторный микрофон подается по сигнальным проводникам. Для разделения цепей постоянного и переменного тока применяются конденсаторы. Пользоваться выключателем фантомного питания следует предельно осторожно. Если микрофонный вход скоммутирован с несбалансированным источником сигнала, случайное включение фантомного питания может привести к поломке прибора, так как на него будет подано напряжение 48 В.

На сбалансированные источники сигнала фантомное питание не оказывает негативного воздействия.

Предварительное усиление необходимо регулировать при нажатой кнопке Solo, расположенной рядом с фейдером канала. Эта кнопка позволяет выделить канальный сигнал из общего микса, проверить уровень и оценить качество звука в канале независимо от общего микса. Кнопка Solo имеется не на всех микшерах и на схеме (см. рис. 1.16) она не показана. Усиление на входе следует отрегулировать таким образом, чтобы пиковые отметки индикатора уровня находились на границе красной зоны (О VU), но не оставались в ней подолгу.

Эквалайзер микшера обычно имеет три полосы частот: низкую, среднюю и высокую. В микшерах, стоящих не очень дорого, используются полупараметрические эквалайзеры. В них для всех или некоторых полос можно выбрать частотный диапазон, с которым будет работать эквалайзер. Полупараметрический эквалайзер не позволяет регулировать добротность фильтра в отличие от параметрического. С перестройкой центральной частоты фильтра эквалайзера изменяется полоса пропускания и в полупараметрическом эквалайзере скомпенсировать это изменение невозможно.

В дорогих микшерах используются параметрические эквалайзеры, которые позволяют независимо регулировать и центральную частоту, и добротность (полосу пропускания).

Если все метки на вращающихся ручках направлены строго вертикально вверх, то эквалайзер находится в нейтральном положении. При вращении ручки по часовой стрелке происходит усиление сигнала в выбранном частотном диапазоне, против часовой стрелки — подавление.

Для поиска частоты эквализации есть смысл усиливать сигнал, тогда станут заметны изъяны звука на этой частоте. Для достижения тонального баланса целесообразно применять не усиление частот того сигнала, который вы хотите выделить (что может вызвать его искажение), а, наоборот, подавление частот остальных сигналов.

Insert — подключение эффектов и обработок последовательного действия

После эквалайзера (а в некоторых микшерах перед ним, как показано на рис. 1.16) сигнал проступает на разрыв (Insert) и затем на фейдер канала.

Разрыв (Insert) представляет собой гнездо разъема типа «стереоджек» с несколько необычно скоммутированными контактными группами. Если в гнездо не вставлена ответная часть разъема, то сигнал проходит с выхода эквалайзера на вход фейдера. Однако если ответная часть разъема вставлена в гнездо, то цепь действительно оказывается разорванной. Вместо нее по подключенному к ответной части разъема кабелю с двумя сигнальными проводниками сигнал с выхода эквалайзера сначала попадает на вход внешнего устройства обработки, например, ревербератора (данная линия называется посылом), а затем возвращается в микшер по линии, которая называется возвратом. Именно за счет наличия гнезда разъема Insert, посыла и возврата каждый канал можно обработать эффектами независимо от других каналов.

После разъема Insert (либо после эквалайзера) сигнал поступает на фейдер канала, предназначенный для оперативного регулирования уровня канального сигнала. В недорогих микшерах данный регулятор управляется вращающейся ручкой. Но более удобна слайдерная (движковая) конструкция фейдера. Положение канальных фейдеров относительно друг друга создает общее представление о соотношении уровней сигналов в каналах.

Фейдер обычно имеет маркировку его оптимального положения (0 дБ). Для повышения уровня оставлен некоторый запас (10—15 дБ), но в основном предусматривается его уменьшение. Когда фейдер находится в положении — бесконечности, сигнал максимально ослаблен.

После фейдера в схеме пульта расположен регулятор панорамы, определяющий баланс сигнала между левым и правым выходами. Обычно регулятор панорамы является источником сигнала для главного стереовыхода.

Префейдерные посылы используются для организации мониторинга. Сигнал снимается до того, как он пройдет фейдер канала, поэтому уровень отбираемого сигнала не зависит от положения фейдера канала. Это удобно с той точки зрения, что мониторный микс для артистов, находящихся на сцене (или для исполнителя и звукооператора), и звук в зрительном зале (или на входе записывающего устройства) становятся независимыми. Однако при необходимости корректировок приходится манипулировать и фейдером канала, и префейдерными ручками Aux.

Постфейдерньгй посыл (сигнал, снимаемый после фейдера канала) используется для эффектов. Пропорции между уровнем сигнала, подаваемого на внешние приборы обработки звука, и уровнем сигнала в канале при этом сохраняются.

Как правило, микшеры позволяют подключать Aux как до, так и после фейдера. Делается это с помощью специального переключателя или перемычки.

Шины. Подключение эффектов параллельного действия

В ряде моделей имеются коммутаторы, которые определяют маршрут дальнейшего прохождения сигнала и направляют его на различные выходные шины.

Кроме основных шин, в микшере есть и дополнительные шины Aux, позволяющие организовать мониторинг (озвучивание всей сцены или подачу миксов на индивидуальные мониторные системы, например, наушники исполнителей) и подключать дополнительные приборы обработки. Любая шины Aux является общей для всех каналов, и сигналы направляются на один и тот же прибор, где они и обрабатываются.

Для последовательного подключения эффекта, действующего только на один канал, служит разрыв (Insert).

Последовательные эффекты или обработки заменяют исходный сигнал собственным. Такими эффектами могут быть, например, хорус, флэнжер (см. разд. 1.6), а обработками — эквалайзер, гейт, компрессор. Последовательные эффекты включаются в разрыв в тех случаях, когда нужно обработать ими сигнал только одного канала. Для одновременной обработки эффектом нескольких источников можно подключать их через шины Aux. Необработанный звук при этом можно получить путем регулировки баланса или глубины эффекта на самом приборе обработки.

Параллельные эффекты не заменяют исходный сигнал собственным, а лишь добавляют к исходному сигналу его обработанный вариант. Параллельные эффекты подключают через шины Aux, причем эффект оказывается доступным для всех каналов и для каждого из них можно установить свою глубину эффекта. После обработки эффектом параллельного действия сигнал возвращается на основную шину микшера, где смешивается с остальными сигналами. В результате в общем миксе присутствует и исходный сигнал, и обработанный.

Степень обработки эффектом сигнала того или иного канала устанавливают регулятором уровня посыла.

Обычно у эффектов имеется регулятор Dry/Wet. Он может называться и по-другому, но его суть от этого не меняется — это отношение исходного и обработанного сигналов на выходе эффекта. Желательно, чтобы на выходе эффекта, подключенного к шине Aux, был только обработанный сигнал. В противном случае исходный сигнал вернется в общий микс, где смешается с таким же сигналом с выхода аудиотрека. Понятно, что за счет сложения двух одинаковых сигналов увеличится их общая громкость. Это в лучшем случае. А в худшем случае вы получите совершенно непрогнозируемый результат за счет того, что фаза необработанного сигнала на выходе эффекта в принципе может отличаться от фазы этого же сигнала на выходе аудиотрека.

Если же эффектом требуется обработать только один канал, то эффект можно включить в разрыв (Insert) и добиться требуемых соотношений между обработанным и необработанным сигналами регулировкой Dry/Wet.

Рассмотрим элементы коммутации и регулировки, имеющиеся в каждом канальном модуле.

В мастер-модуле микшера сосредоточены регуляторы уровня левого и правого каналов, регулятор панорамы стереомикса, измеритель уровня сигнала на выходе микшера. Здесь же, как правило, находится и регулятор уровня микса, поступающего на тот выход микшера, к которому подключены контрольные мониторы или наушники.

Разумеется, от модели к модели микшера состав элементов коммутации и управления варьируется. Микшеры отличаются количеством каналов (и моно, и стерео), но рассмотренные элементы, как правило, есть во всех микшерах.

Практически все MIDI- и аудиоредакторы содержат виртуальные микшеры, более или менее успешно имитирующие своих железных собратьев. Не является исключением и Cubase SX.

Ко многим звуковым картам прилагаются драйверы, по существу являющиеся специализированными виртуальными микшерами.

Наиболее совершенные (как правило, цифровые) микшеры обладают функцией автоматизации. Поддержка микшером автоматизации означает, что оператор может заранее записать, отредактировать и затем автоматически воспроизвести все свои манипуляции с элементами управления микшера. Перемещения регуляторов, рукояток, слайдеров и изменения состояний переключателей, имеющихся на панели микшера, преобразуются в нестандартные MIDI-сообщения (данные автоматизации), которые, в свою очередь, запоминаются в устройстве, подобном секвенсору. В необходимое время включается воспроизведение автоматизации, данные из секвенсора поступают на соответствующие исполнительные элементы (электронные или механические). Оператор отдыхает, а невидимые руки крутят ручки и передвигают слайдеры.

Автоматизированный микшер превращается и в мощнейший инструмент создания сложных сценариев развития событий во время живого выступления, и в средство динамического управления параметрами мультитрековой композиции при ее сведении. Автоматизированными могут быть не только микшеры, но и самые различные приборы обработки звука, устройства для создания звуковых и световых эффектов и т. п.

Наиболее развитые музыкальные редакторы, к числу которых относится и Cubase SX, имеют в своем составе автоматизируемые виртуальные микшеры. Кроме того, посредством автоматизации можно управлять параметрами эффектов реального времени и виртуальных инструментов.

Источник