Меню

48v фантомное питание для конденсаторных микрофонов



МАЛОШУМЯЩИЙ БП ФАНТОМНОГО ПИТАНИЯ 48 В

Используя повышающий преобразователь и схему фильтра, чтобы уменьшить электромагнитные излучения и уровни пульсации мощности, можно собрать хороший БП для такого специального микрофона. К тому же такое решение может быть достаточно компактным, в отличии от традиционных.

Профессиональные конденсаторные микрофоны требуют +48 В для внутреннего емкостного элемента и питания встроенного буфера для высокоомного выхода. Ток потребляемый такой схемой как правило невелик — на уровне нескольких миллиампер, но как и в любой профи аппаратуре требуется очень малый уровень шума, потому что уровни выходного сигнала от микрофона довольно низкие, а буфер имеет низкий PSRR (коэффициент подавления). Кроме того, этот тип источника питания не должен вносить помехи в соседние низковольтные цепи, что обычно является проблемой в плотно упакованных современных устройствах.

Схема на LT8362 для создания фантомного питания

Энергоэффективный блок питания может быть собран с использованием повышающего преобразователя на чипе LT8362, который имеет предел 60 В, 2 А и может работать на частотах до 2 МГц — и все это при размерах 3 х 3 мм.

Входной EMI фильтр на плате неплохо справляется с высокочастотным шумом, он дополнительно снабжен катушкой, которая последовательно соединена со входом. Ситуация, однако, не так хороша на выходе. Выходной фильтр EMI эффективно подавляет высокочастотные помехи, но мало влияет на шум в звуковом диапазоне. Этот шум в основном обусловлен 30-кратным усилением в контуре обратной связи, усиливающим шум эталонного напряжения в LT8362.

Одним из способов устранения этого шума является добавление выходной ёмкости. Учитывая низкое потребление тока и необходимую емкость, будет работать без проблем, но с выходом 48 В наименьшее рабочее напряжение фильтрующего конденсатора составляет 63 В, то есть придётся использовать крупные и дорогие элементы.

Второй подход состоит в увеличении выходного напряжения LT8362 на один или два вольта и добавлении линейного стабилизатора LDO к выходу. Правда для этого требуется стабилизатор LDO с высоким рабочим напряжением, который обычно стоит заметно больше, чем обычные с низким напряжением.

Схема БП с умножителем выходной емкости для увеличения шумоподавления

Третий подход заключается в использовании того факта, что чувствительность выходного сигнала микрофона не очень сильно зависит от качества напряжения питания, поэтому фантомное питание не требует особо хорошей стабилизации напряжения. То есть можно подавить дополнительный конденсатор вместе с выходными конденсаторами на выходе, чтобы увеличить их эффективность в подавлении помех.

Вот осциллограммы до и после фильтра. Выходное напряжение от повышающего стабилизатора показывает примерно 0,2% уровень шума при измерении на конденсаторе C4 (перед фильтром). А выходной сигнал от конечного фильтра уже с гораздо меньшим уровнем шума в сигнале — 0,002%.

Лучшее решение — заставить выходные конденсаторы казаться больше, чем они есть на самом деле. Это может быть достигнуто простой технологией, называемой умножением емкости. Простую схему, использующую её, можно увидеть в серой заштрихованной области на рисунке.

В этой схеме конденсатор емкостью 100 мкФ уменьшает пульсацию тока базы транзистора, поэтому его влияние на ток коллектора усиливается коэффициентом усиления транзистора. Работа схемы тем лучше, чем больше усиление транзистора. В крайних случаях, два транзистора могут использоваться по схеме Дарлингтона, которая дает усиление ещё выше.

Сигнальный шум имеет амплитуду от пика до пика около 80 мВ, что составляет около 0,2% от уровня сигнала (напряжения питания). Хотя этого может быть уже достаточно для многих целей, добавление простого фильтра, описанного выше, дает гораздо лучшую картину — достигнутый уровень шума составляет около 1 мВ. Это около 0,002%, что достаточно даже для самых требовательных аудио устройств.

Транзистор SBCP56-16T1G был выбран из-за высокого допустимого напряжения коллектора (100 В) и высокого коэффициента усиления при низких токах (25 для Ic = 5 мА). Выходное напряжение падает с 47,8 В при нагрузке 2 кОм до 47,5 В при нагрузке 500 Ом, чего вполне достаточно для применения в источниках питания конденсаторных микрофонов. Этот транзистор был выбран, а также испытан чисто экспериментально — можете проверить тут и другие.

Испытания проводились при входном напряжении питания 16 В, но всё будет аналогичным и для источника питания в диапазоне от 12 В до 24 В. В некоторых случаях может потребоваться питание от USB 5 В, что может быть достигнуто путем снижения частоты переключения LT8362 с 2 до 1 МГц. Также потребовалось бы увеличить L1 с примерно 10 мкГн до 15 мкГн и удвоить выходной конденсатор С4, чтобы сохранить те же эффективные характеристики.

Источник

Лаборатория звуковой техники

музыкант, инженер, звукорежиссёр — всё в двух лицах!

Самый простой блок фантомного питания 48В

Многим, кто конструирует звуковую технику (в частности, предусилители) наверняка в какой-либо конструкции требовался блок фантомного питания. Помимо применения такого блока в составе конструкции (например, блока питания для микшерского пульта), реже этот блок может потребоваться и в виде самостоятельной конструкции. Так, например, музыканты, использующие конденсаторные микрофоны просили меня изготовить такой блок, да ещё и с соответствующим переходником для подключения микрофона к активной АС или микшеру без встроенного блока фантомного питания.
В общем то, конструкция — проще некуда. Да, понадобится хорошая стабилизация и хорошая фильтрация помех, с чем, в общем-то, неплохо справляются линейные стабилизаторы вроде LM317. Единственная и самая важная проблема — где взять достаточное переменное напряжение (не менее 32В)? Трансформаторы более 24В, вроде бы, и не дефицит, но вещь весьма специфичная, которую не всегда окажется под рукой.
Вот здесь на помощь приходит умножитель напряжения на конденсаторах и диодах. Схема давно известная и очень распространённая, слышал о ней, наверняка, почти каждый. А кто не слышал — Google в помощь 🙂
Не буду отдельно останавливаться на умножителе. Уточню лишь одну особенность — диодный умножитель нецелесообразно использовать на больших токах нагрузки. Но, поскольку стандартные потребителе фантомного питания сверхмаломощны, такое решение для них просто идеально.

Остановимся на умножителе на 4. Действительно, найти трансформатор на 12-15 вольт проще простого. Есть и ещё одна причина выбора именно умножителя на 4 — это наличие общей для входа и выхода точки, которая как раз является минусом. И это тоже является серьёзным преимуществом. Так, умножители, построенные по другим возможным схемам (в т.ч. с другими множителями), нужно запитывать от отдельной обмотки или трансформатора, как это показано на рисунке под вариантом I. Это обусловлено тем, что в распространённой схемотехнике минусовой выход преобразователя соединяется с нулевой точкой общего питания (общей массой), и объединение входа и выхода умножителя в этой общей точке, или — тем более — связь их через другую обмотку приведёт к его выходу из строя (пробою диодов).
Данный же умножитель можно включать по схеме под вариантом II, а значит — существенно упростить конструкцию и сэкономить на трансформаторе.

Рассмотрим её чуть подробнее. C1 — C4 и VD1-VD4 в данном случае образуют умножитель напряжения на 4. После них мы предусмотрели двойную фильтрацию — чтобы снизить фон.
Сначала идёт, по-сути, фильтр второго порядка на R1C5 и R2C6, затем уже активный фильтр/стабилизатор на LM317. И после микросхемы — обязательно — конденсатор C7, предотвращающий самовозбуждение схемы. В ранних модификациях схемы без этого конденсатора зачастую проявлялся сильный шум по питанию и мгновенно пропадал, если к выходу подключался конденсатор или нагрузка носила емкостной характер.
Подстроечным резистором R5 задаётся выходное напряжение. Рекомендации по его настройке — в конце статьи. R3, R4 и R5 рекомендуем использовать мощные (0,25Вт, 0,5Вт), т.к. в некоторых случаях они будут нагреваться.
Так же рекомендуем обратить внимание на VD6. Если схема питается от отдельного трансформатора (или отдельной обмотки) — необходимости в нём нет и его можно заменить на перемычку. Однако, если схема питается от одной из обмоток трансформатора двуполярного источника питания, либо от этой же обмотки запитан другой стабилизатор диод необходим для защиты от короткого замыкания диодного в цепи другого выпрямителя, подключенного к этой же обмотке, при соединении сигнальной земли. Почему может произойти это замыкание, способное привести к выходу из строя выпрямитель, и как эту проблему решает диод, показано на схеме ниже.

А вот уже модифицированная схема для использования блока питания, как отдельно стоящего устройства. Здесь предусмотрено стандартное подключение устройства, нуждающегося в фантомном питании. Оно подаётся через ограничивающие резисторы R6 и R7 на сигнальные контакты устройства (для стандартных конденсаторных микрофонов с XLR разъёмом это контакты 2 и 3, 1 — общий), а непосредственно сигнал через разделительные конденсаторы C8 и C9 подаётся на принимающее устройство (микшер, усилитель, звуковая карта).

Так же для вас готовая — разработанная и испытанная печатная плата. Макет — выше, ниже найдёте ссылку на файл в формате Sprint Layout и Gerber если захотите самостоятельно изготовить платы. Вы так же можете заказать у нас готовую заводскую печатную плату и даже собранное устройство . Для этого свяжитесь с нами через форму для связи!

Читайте также:  Норма питания для недельного ребенка

Источник

Фантомное питание для микрофона: схема подключения

В данной статье будет подробно рассмотрен вопрос что такое фантомное питание для микрофона, для чего это нужно и как используется. В таком типе питания нуждаются конденсаторные и электронные микрофоны, без него их работа просто невозможна. Можно использовать такой способ питания также для улучшения качества питания, если встроенная или заводская питающая схема по каким-либо причинам не устраивает владельца микрофона.

Недостатки питания могут выражаться в появлении посторонних шумов, гула, эха и других проблемах со звуком. Такое происходит из-за некачественной сборки, дешевых компонентов схемы питания. В данном материале будут описаны все особенности фантомного питания, а также как его сделать своими руками и что для этого понадобится. В материале будут представлены подробные схемы, фотографии, несколько видеоматериалов.

Когда может понадобиться

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.

Низкий импеданс выхода

Резисторы R1 и R2 обеспечивают соответствующее выходное сопротивление и питание от источника 10 В. Основные характеристики этого простого капсюля превосходны, но для того, чтобы соответствовать профессиональным стандартам фантомного питания для микрофона, он требует дальнейшей обработки сигнала. На выходе микрофона с фантомным питанием формируется низкоомный дифференциальный сигнал. Низкий импеданс выхода обеспечивает простой буфер на микросхеме IC1. Инвертор с единичным усилением на микросхеме IC2 получает питание от выхода IС1.

Для исключения попадания постоянного напряжения фантомного питания на линии аудиосигнала на выходах усилителя включены разделительные конденсаторы С2 и С3. Размах выходного дифференциального напряжения ограничен уровнем примерно 2 В пик-пик, что обусловлено неспособностью источника питания обеспечить выходные токи операционных усилителей при более высоких напряжениях. Однако этот уровень является достаточным, поскольку он соответствует пределам линейного диапазона капсюля.

Источник фантомного питания 48 В

Микрофоны с фантомным питанием получают энергию для своих активных цепей от приемного конца схемы через те же провода, по которым передается звуковой сигнал. Источник фантомного питания 48 В подключается к обеим сигнальным линиям через резисторы R10 и R11 сопротивлением 6.8 кОм. Такое подключение позволяет микрофону с низким выходным сопротивлением передавать дифференциальный сигнал переменного тока при относительно «мягкой» импедан-сной характеристике источника фантомного питания. Питание на микрофон подается с сигнальных линий через резисторы R8 и R9. Стабилитрон D1 регулирует питание микрофона и усилителя.

Кроме того, эти резисторы обеспечивают мягкую импедансную характеристику симметричной линии. Вы можете разместить микрофон в сотнях футов от источника фантомного питания и усилителя приемной стороны и при этом получить превосходные характеристики. На приемной стороне используется мало-шумящий инструментальный усилитель IC3, состоящий из трех внутренних операционных усилителей. Его конфигурация и лазерная подгонка номиналов резисторов обеспечивают отличный коэффициент подавления синфазных сигналов (CMR).

Подавление шумов и фона

Высокий CMR подавляет шумы и фон шины питания, имеющие одинаковые амплитуды на обеих сигнальных линиях. Хотя низкий шум (1нВ/√Гц) и не нужен для микрофонов с высоким уровнем выходного сигнала, подобных тем, который описан здесь, он необходим для профессиональных ленточных и электродинамических микрофонов со слабыми выходными сигналами. Микрофоны этих типов являются строго пассивными электромеханическими генераторами и не нуждаются в источнике питания.

Фантомное питание для микрофона получило такое название оттого, что эти типы микрофонов «подвешены» на 48 В. Выпускаемые электретные капсюли имеют различные размеры и физические конфигурации. В частности, они могут быть как всенаправленными, так и направленными (с кардиоидной диаграммой направленности). Направленные капсюли имеют сзади вентиляционное отверстие; для получения надлежащих характеристик их следует устанавливать так, чтобы обеспечить свободный доступ как спереди, так и сзади.

Питание электретного микрофона от батарейки (аккумулятора)

При построении данной схемы, будет полезно добавить выключатель, чтобы отключать батарейку в то время, когда микрофон не используется. Выходное сопротивление этой схемы в районе 2кОм, поэтому не рекомендуется использовать слишком длинный микрофонный кабель. Батарейка включается последовательно с микрофоном (Рис.05). Эта схема работает, если постоянный ток, поступающий от батарейки, не оказывает на предусилитель негативного влияния. В подавляющем большинстве случаев неправильная полярность при низком напряжении не вызывает никаких повреждений микрофонного капсюля.

На выход этой схемы поступает постоянный ток в несколько вольт. Если это создает проблемы, необходимо добавить конденсатор последовательно с выхода микрофона. Микрофонные капсюли обычно не восприимчивы к к постоянному току от 3 до 9 вольт, и будут работать (хотя уровень подаваемого напряжения может повлиять на выходное напряжение микрофона).

В этом документе собраны электрические схемы и информация о том, как построено питание электретных микрофонов. Электретные микрофоны схожи с конденсаторными по принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Нагрузочный резистор определяет сопротивление капсюля, и предназначен для согласования с малошумящим предусилителем. Электретные микрофоны нуждаются в напряжении смещения для встроенного буферного предусилителя. В первую очередь необходимо убедиться что микрофон в выбранной трубке электретный. Множество небольших видео камер и рекордеров используют 3,5мм микрофонный стерео штекер для подключения стерео микрофонов. Некоторые устройства предназначены для микрофонов с внешним источником питания, в то время как другие подают питание через тот же разъем, по которому передается аудио сигнал.

12 вольт ещё бывают, ленточные, как правило, +60 вольт ещё наши были, Октава, ЛОМО и, по-моему, ещё Экран… Проблема в том, что сигнал с микрофона не виден на компьютере т.е. не приходит на него — уровень стоит на месте и не реагирует. Может проблема в переходнике с XLR-3 на миниджек, или в убогости встроенной аудио-карты? Получается, что ни одна из вышеуказанных распаек кабеля Вам не подойдёт.

То есть получаем, что минимум 32В, но если при большем напряжении звук чище, то большее напряжение приветствуется, но в пределах 48В.А насколько важно какой микрофон?Просто он, какбэ… Есть информация, что данная внешняя звуковуха за 1$, всё-таки, режет верхи и низы2. Есть подозрение, что микрофон со шнуром, идущим в комплекте работает, как бы, в пол-силы. Тогда из схемы можно исключить R7. Он не нужен. Не понятна ваша фраза «со звуковухой на

4В прилично лучше работает.» Обьясните поподробнее. Ну, в принципе да. Но если исключить R7 как тогда контакты XLR со схемой будут соединены. Напряжение будет зависеть от номинала резистора и микрофона.

Однако, в конденсаторных микрофонах можно добиться большей чувствительности, и более мягкого, более натурального звука, особенно на высоких частотах. Вдобавок, конденсаторные микрофоны могут быть сделаны очень маленькими без ущерба для характеристик. Источники фантомного питания имеют ограничители по току, которые предотвращают повреждение динамического микрофона в случае короткого замыкания или неправильной распайки. Микрофон, выход которого одинаков для всех частот имеет пологую АЧХ.

Возможно ещё питание подсаживается из-за утечки в конденсаторах. Проблемма запиток электретных «таблеток» типа Panasonic WM61 решалась в радиоделе очень просто. Номинал резистора R2 может варьировать от 20к до 120к. Если у вас золотые уши — экспериментиркйте и подбирайте в этих заданых пределах величину резистора на слух по наилучшему звучанию. Так же стоит на слух подобрать номинал конденсатора С1. Значение которого будет 0.022 мкф — для речи и 1 мкф для записи инструментов и вокала. Последние две схемы, где резистор на землю называются «Схемы запитки на делителе напряжения».

Краткий пересказ статьи сводится к тому, что компьютерный микрофон — это электретный капсюль. Электретный капсюль — это, с электрической точки зрения, полевой транзистор с открытым истоком. Во-первых, нет в капсюле резистора в стоковой цепи, сам видел, когда разобрал. Здесь левая часть рисунка — это электретный капсюль (микрофон), правая — звуковая карта компьютера. По сравнению с микрофоном без усилителя сигнал увеличился примерно раз в 10 (22дБ).

Читайте также:  Стабилизированное питание для авто

Источники фантомного питания часто встроены в микшерные пульты, микрофонные предусилители и подобное оборудование. Коаксиальным кабелем соединены принимающая антенна и приёмник (телевизор). Сигнал от антенны достигает приёмника одновременно с тем как питание малошумящего усилителя, вмонтированного в антенну, подаётся со стороны приёмника.

Фантомное питание и его предназначение

Именно оно дает жизнь и приводит в работу конденсаторный студийный микрофон, повторяющий рабочий алгоритм конденсатора. Первая обкладка конденсатора неподвижная, а вместо второй – подвижной – работает мембрана микрофона. Она смещается меньше или больше, а зависит это от источника акустического сигнала. Как мы помним еще со школьных времен – если у конденсатора есть заряд, то можно изменить его емкость, двигая мембрану. Меняя емкость, мы меняем напряжение, которое, по сути, и есть сигналом с микрофона. Но если мы хотим, чтобы эта схема работала – между обкладками должно быть поляризующее напряжение.

Для микрофонов такого типа подается напряжение в 48В, что на сегодняшний день принято считать за стандартное фантомное напряжение. Это питание подается по микрофонному кабелю. Откуда же оно появляется? Блок +48В встроен почти во все микшерные пульты. Очень часто фантомное питание идет одновременно по всем каналам, где есть возможность подключения микрофона, так как это снижает себестоимость микшерного пульта. Микрофонный преамп также является источником +48В. Эта функция есть на 99% всех микрофонных предусилителях.

Но вот, к сожалению, много бюджетных звуковых карт не поддерживают данную функцию. Поэтому, при покупке оборудования, уточняйте у продавца-консультанта наличие фантомного питания на звуковой карте. Ну и конечно, бывают независимые блоки, подающие фантомное питание.

Как использовать фантомное питание

Фантомное питание – это передача по проводу информационных сигналов и питания одновременно. В основном дистанционное питание используется в том случае, если нет возможности подключиться к питающей сети 220 В. В последнее время такая система все чаще применяется для питания охранного и телефонного оборудования. Блок фантомного питания также может с успехом использоваться для подключения микрофона, клавиатуры или электрогитары.

В зависимости от метода подачи питающего напряжения, существует две разновидности данной системы. В первом случае питающее напряжение подается по отдельно проложенному кабелю или неиспользуемым проводникам магистральных кабелей. Во втором случае оно направляется по магистральному кабелю вместе с сигналом сети Ethernet. При этом дополнительные проводники кабеля не используются.

Фантомное питание микрофона на 48 В подается по сигнальным проводникам. Конденсаторы в этом случае разграничивают цепи переменного и постоянного тока. Необходимо отметить, что к пользованию выключателем дистанционного питания нужно подходить со всей осторожностью, потому что в случае коммутирования микрофонного входа с несбалансированным источником сигнала неожиданное включение питания может спровоцировать поломку прибора (по той простой причине, что на него станет подаваться напряжение).

Фантомное питание на сбалансированные источники негативного воздействия не оказывает. Если к нему подключаются клавиатура или электрогитара, то необходимо использовать распределительные устройства, задача которых заключается в понижении напряжения питания до отметки, требуемой подключаемым устройством. Также рекомендуется следить за тем, чтобы источник, к которому подключено фантомное питание, не питал другие, требующие большей силы тока, устройства.

Если рассматривать данное явление с технологической точки зрения, то фантомное питание является довольно удобным способом сэкономить медь, но только слишком часто на практике возникают различные неприятные ситуации. Нужно использовать фильтр-разделитель высокого качества, в противном случае в сигнальные цепи может попасть напряжение питания, а на вход приемника могут проникнуть помехи от импульсных схем питания или в фильтрах питания может затухнуть сигнал.

На первый взгляд, все может показаться довольно простым и понятным, но это отнюдь не так. Дело в том, что задача фильтра состоит не только в разделении постоянной и переменной составляющих. Поэтому он еще должен быть и широкополосным. Фильтр в широкой полосе частот не должен искажать форму сигналов. Чтобы приемлемая длина линка значительно не уменьшилась, он должен не приводить и к заметному затуханию.

Если рассматривать практическое применение дистанционного питания, то стоит отметить, что по кабелю П296 в обязательном порядке нужно применять два адаптера. То есть на каждом конце линка должно стоять по адаптеру. Они должны иметь раздельные входы питания и информационные входы.

Что представляет собой

В частности, речь идёт о дополнительном питании, которое принято называть фантомным. Каковыми бы не были лингвистические конструкции, это прибор, который добавит страдающему устройству энергии сразу аж на 48 В. По уже сложившейся традиции, все новые и необычные устройства покупаются на AliExpress и приходят заказчику по почте. Последнему остаётся понять, что у него в руках и зачем оно нужно.

Вот устройство фантомного типа, а это именно устройство, и является такой покупкой. Прибор подпитывает конденсаторный студийный микрофон, работающий примерно как, собственно, конденсатор. Только вместо подвижной обкладки конденсатора функционирует мембрана микрофона. Интенсивность работы и амплитуду смещения определяет сила звука, который микрофон в данный момент обрабатывает. Соответственно меняется рабочее напряжение, и мы получаем требуемый эффект улучшения работы звукозаписывающего устройства.

Следует отметить, что схема довольно оригинальная, но работающая. В любом случае, стоимость фантомного питания не является запредельной, если его возможности не устроят, финансовые издержки не будут критическими. Как бы там не было, а новый источник питания напряжением 48 В должен куда-то и как-то подключаться, а также крепиться для безопасности. Тем более что без него конденсаторные микрофоны попросту не будут функционировать. Почему именно 48 В? Потому что такой показатель поддерживается большинством производителей микрофонов и звуковых карт, это уже определённая традиция. На самом деле конденсаторный микрофон способен работать в широком диапазоне напряжения.

Само же устройство, то есть, фантомное питание, следует закрепить в удобном месте, чтобы не мешало, и чтобы одновременно было легкодоступным. К зафиксированному устройству подсоединяются все необходимые кабели, в том числе провод для подключения микрофона. Специальная кнопка позволяет включать и выключать фантомное питание при необходимости. Фантомное питание – недорогой и эффективный способ улучшить работу звукозаписывающей системы компьютера настолько, насколько это возможно. Устройство популярно у потребителей, так как является безопасным в работе. Разве что в случае возникновения короткого замыкания кабеля, особенно при отсутствии полагающегося таких случаях заземления, может повредиться капсюль, который легко заменить. По мнению большей части пользователей, заказывать у китайских ритейлеров устройство стоит. Особенно если есть необходимость работать с качественным звуком, не покупая при этом дорогостоящее профессиональное оборудование.

Существует только один вид подключения микрофонов, известный как фантомное питание. Спецификация фантомного питания приведена в DIN45596. Изначально было стандартизовано питание в 48 вольт (P48) через резисторы 6,8кОм. Значение номиналов не столь критично как их согласованность. Она должна быть в пределах 0,4% для хорошего качества сигнала. В настоящее время стандартизировано фантомное питание на 24 (P24) и 12 (P12) вольт, но применяется оно гораздо реже чем питание на 48 вольт. Системы, использующие более низкое напряжение питания используют резисторы меньшего номинала.

Большинство конденсаторных микрофонов могут работать в широком диапазоне напряжения фантомного питания. Питание 48 вольт (+10%…-20%) по умолчанию поддерживается всеми производителями микшерных пультов. Существует оборудование, которое использует более низкое напряжение фантомного питания. Чаще всего это напряжение составляет 15 вольт через резистор 680 Ом (подобное, например, используется в портативных звуковых системах). Некоторые беспроводные системы могут использовать еще более низкое напряжение питания, от 5 до 9 вольт.

Фантомное питание в настоящее время является наиболее распространенным методом питания микрофонов из-за его безопасности при подключении динамического или ленточного микрофона ко входу с включенным фантомным питанием. Единственная опасность заключается в том, что в случае короткого замыкания кабеля микрофона, или при использовании микрофона старой конструкции (с заземленным выводом), через катушку начнет течь ток, который повредит капсюль. Это хороший повод для регулярной проверки кабелей на короткое замыкание, а микрофонов на наличие заземленного вывода (чтобы случайно не включить его во вход под напряжением).

Фантомное питание вида P48, P24 и P12

Зачастую существует путаница в различных, но на самом деле сходных видах фантомного питания. DIN 45596 определяет, что фантомное питание может быть достигнуто одним из трех видов стандартных напряжений: 12, 24 и 48 вольт. Чаще всего способ питания микрофона может меняться в зависимости от подаваемого напряжения. Индикация того, что микрофон получает питание, обычно отсутствует, но напряжения 48 вольт вольт будет рабочим наверняка.

Создание чистого и стабильного напряжения 48 вольт является задачей сложной и дорогостоящей, особенно когда имеются только батарейки типа крона 9 вольт. Отчасти из-за этого большинство современных микрофонов способны работать с напряжением в диапазоне от 9-54 вольт.

Фантомное питание электретных микрофонов

Учтите, что это лишь самый простой способ “пришпандорить” электретный микрофон к пульту. Подобная схема работает, но имеет свои недостатки, такие как высокая чувствительность к шуму фантомного питания, не балансное подключение (склонна к помехам) и высокое выходное сопротивление (нельзя использовать длинные кабели). Эта схема может быть использована для проверки капсюля электретного микрофона при подключении к микшерному пульту с помощью короткого кабеля. Также при использовании этой схемы шумы переходных процессов (например при включении или отключении фантомного питания, при присоединении к микшерному пульту, а так же отключении от него) имеют очень большой уровень. Другой недостаток этой схемы в том, что она не симметрично загружает питающую цепь фантомного питания. Это может сказаться на работоспособности некоторых микшерных пультов, особенно старых моделей (в некоторых микшерных пультах входной трансформатор может закоротить и сгореть, в этом случае пины 1 и 3 замыкаются через резистор 47Ом).

Читайте также:  Гриб с целью питания захватывает круглого червя нематоду способ питания

На практике эта схема работоспособна при использовании с современными микшерными пультами, но она не рекомендуется для проведения реальной записи, либо всякого другого применения. Гораздо лучше использовать схему с балансным подключением, она значительно сложнее, но намного лучше.

Симметричная схема подключения электретного микрофона

Выход этой схемы (Рис.20) симметричный, и имеет выходное сопротивление 2кОм, благодаря чему ее возможно использовать с микрофонным кабелем длинной до нескольких метров. Емкости в 10мкФ, которые включены на выход пинов Hot и Cold, должны быть высококачественными пленочными конденсаторами. Их номинал может быть уменьшен до 2,2мкФ если входное сопротивление предусилителя 10кОм или более. Если вы по какой-то причине используете вместо пленочных конденсаторов электролиты, то следует подбирать конденсаторы рассчитанные на напряжение более 50В. Кроме того, в параллель им необходимо включить пленочные конденсаторы в 100нФ. Конденсаторы, включаемые в параллель со стабилитроном должны быть танталовыми, но при желании совместно с ними можно использовать пленочные конденсаторы в 10нФ

Подключаемый кабель должен быть двужильным экранированным. Экран припаивается к стабилитрону и не припаивается к капсюлю. Распиновка стандартная для XLR разъема.

Улучшенная схема подключения электретного микрофона к фантомному питанию

В качестве биполярных PNP транзисторов могут использоваться BC479. В идеале они должны быть подобраны максимально одинаковыми, с целью минимального уровня шума и согласованности усиления. Имейте ввиду, что напряжение между коллектором и эмиттером может достигать 36В. Емкости в 1мкФ должны быть высококачественными пленочными конденсаторами. Схема может быть улучшена путем добавления конденсаторов номиналом 22пФ параллельно резисторам 100кОм. Для минимизации собственного шума резисторы номиналом 2,2кОм должны быть точно подобраны.

Внешний блок фантомного питания

Источник питания +48В заземлен на землю сигнальную (пин 1). Напряжение +48В может быть получено с использованием трансформатора и выпрямителя, с помощью батареек (5 штук по 9В, итого 45В, которых должно быть достаточно), либо с использованием DC/DC преобразователя, питаемого от батареи. Между сигнальными проводами и землей должны быть по два стабилитрона на 12В, включенные спина к спине, чтобы не допустить импульс в 48В через конденсаторы на вход микшерного пульта. Резисторы, номиналом 6,8кОм, следует использовать высокоточные (1%) для уменьшения уровня шума.

Получение напряжения +48 В для фантомного питания

В микшерных консолях напряжение фантомного питания обычно получают используя отдельный трансформатор, либо DC/DC преобразователь. Пример схемы, использующей DC/DC преобразователь можно найти на http://www.epanorama.net/counter.php?url=http://www.paia.com/phantsch.gif (схема одного микрофонного предусилителя от PAiA Electronics).

Если вы используете батарейка, то возможно вам будет полезно знать, что множество микрофонов, требующих фантомное питание, прекрасно работают и с напряжением меньше 48В. Попробуйте 9В, а затем увеличивайте его до тех пор, пока микрофон не начнет работать. Это гораздо проще, чем использовать DC/DC преобразователь. Однако необходимо помнить, что звучание микрофона, запитанного от меньшего напряжения, может сильно отличаться, и это следует учитывать. Пять батареек по 9В обеспечат питание 45В, которого должно хватить любому микрофону.

Влияние на динамический микрофон

Подключение динамического микрофона двужильным экранированным кабелем ко входу микшерного пульта с включенным фантомным питанием не приведет ни к каким физическим повреждениям. Так что с наиболее популярными микрофонами проблем быть не должно (если они правильно распаяны). Современные динамические микрофоны с балансным подключением сконструированы таким образом, что их подвижные элементы не чувствительны к положительному потенциалу, получаемому от фантомного питания, и они прекрасно работают.

Множество старых динамических микрофонов имеют центральный отвод, заземленный на корпус микрофона и экран кабеля. Это может привести к короткому замыканию фантомного питания на землю и спалить обмотку. Легко проверить так ли это в вашем микрофоне. С помощью омметра проверяется контакт между между сигнальными выводами (2 и 3) и землей (вывод 1, либо корпус микрофона). Если цепь не разомкнута, то не используйте данный микрофон с фантомным питанием.

Влияние фантомного питания на другое аудио оборудование

Фантомное питание в 48В это достаточно высокое напряжение, по сравнению с тем, с которым обычно работает обычное аудио оборудование. Необходимо быть очень внимательным и не включать фантомное питание на входах, к которым подключено оборудование, не предназначенное для этого.

В противном случае это может привести к повреждению оборудования. В особенности это касается оборудования потребительского класса, подключенного к пульту через специальный адаптер/конвертер. Для безопасного подключения используется трансформаторная развязка между источником сигнала и входом пульта.

Подключение профессиональных микрофонов к компьютерам

Типичные компьютерные аудио интерфейсы обеспечивают питание напряжением лишь 5В. Зачастую это питание носит название фантомного, но следует понимать, что оно не имеет ничего общего с профессиональной аудио техникой. Профессиональным микрофонам, как правило, требуется питание 48В, многие из них будут работать и с напряжением от 12 до 15 вольт, но бытовая звуковая карта не сможет обеспечить и этого.

В зависимости от бюджета и технической подкованности, вы можете либо перейти на использование бытовых микрофонов, либо самостоятельно изготовить внешний блок фантомного питания. Можно использовать как внешний источник напряжения, так и встроенный в компьютер блок питания. Как правило, каждый компьютерный блок питания имеет выход +12В, так что остается лишь подключить его правильном образом.

T-powering и A-B powering

T-powering обычно имеет напряжение 12В, подаваемое на балансную пару через резисторы на 180Ом. Из-за разности потенциалов на микрофонном капсюле, при подключении динамического микрофона через его катушку начнет течь ток, что негативно скажется на звучании, а спустя какое-то время приведет к повреждению микрофона. Таким образом к данной схеме могут быть подключены микрофоны, специально предназначенные для питания по технологии T-powering. Динамические и ленточные микрофоны при подключении будут повреждены, а конденсаторные скорее всего не будут работать должным образом.

Микрофоны, использующие T-powering, с точки зрения схемотехники представляют собой конденсатор, и, следовательно, препятствуют протеканию постоянного тока. Преимуществом технологии T-powering является то, что экран микрофонного кабеля не обязательно подключать с обоих концов. Эта особенность позволяет избежать появления земляной петли.

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.

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. 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.

Источник