Les microphones ont-ils besoin d’alimentation pour fonctionner correctement?

De nombreux appareils de tous les jours ont besoin d’électricité pour fonctionner et se connecter à une prise de courant à l’aide d’un cordon d’alimentation. Les microphones, de même, se connectent aux entrées de microphone via un câble de microphone pour transférer les signaux audio électriques.

Les microphones ont-ils besoin d’alimentation pour fonctionner correctement? Certains microphones nécessitent une alimentation pour fonctionner(micros actifs) tandis que d’autres n’en ont pas(micros passifs). Les microphones dotés de circuits actifs intégrés ou de capsules électrostatiques non électrifiées(à condensateur) nécessitent une alimentation. Les microphones dynamiques sans préamplis internes ne nécessitent pas d’alimentation.

Par conséquent, les microphones nécessitent une alimentation pour fonctionner correctement, contrairement à d’autres. Examinons de plus près quels microphones ont besoin d’alimentation, le type d’alimentation dont ils ont besoin et la manière dont l’alimentation est fournie.

Microphones qui nécessitent de l’alimentation et ceux qui n’en ont pas

Bien que généralement correct, c’est en fait une idée fausse courante(même dans l’industrie audio) que les microphones dynamiques ne nécessitent pas d’alimentation, contrairement aux microphones à condensateur.

Bien que «l’idée fausse» ci-dessus soit souvent vraie, ce sont les microphones actifs qui nécessitent de l’alimentation et les microphones passifs qui n’en ont pas besoin. En l’occurrence, tous les microphones à condensateur sont actifs et la grande majorité des microphones dynamiques sont passifs.

Qu’est-ce qu’un microphone actif? Un microphone actif nécessite une alimentation externe pour fonctionner. Les microphones avec préamplis internes, FET/JFET, tubes à vide, capsules à polarisation externe ou convertisseurs A/N sont actifs car ces appareils intégrés nécessitent de l’énergie. Tous les microphones à condensateur sont actifs, et certains microphones dynamiques avec préamplis internes sont également actifs.

Qu’est-ce qu’un microphone passif? Un microphone passif n’a pas besoin d’alimentation pour fonctionner. Les microphones dynamiques sont passifs en ce sens qu’ils fonctionnent par induction électromagnétique, ce qui ne nécessite pas d’alimentation. Les microphones sans préamplis internes, FET/JFET, tubes à vide, capsules à polarisation externe ou convertisseurs A/N sont susceptibles d’être passifs.

Les microphones passifs ne nécessitent pas d’alimentation

Rien dans une conception de microphone passif ne nécessite d’alimentation pour fonctionner. La grande majorité des microphones dynamiques sont passifs(certains microphones à ruban modernes ont été conçus avec des circuits actifs, que nous aborderons plus tard).

Dans les microphones dynamiques à bobine mobile de base(fournissant le meilleur exemple de microphones passifs), un diaphragme avec une bobine conductrice de fil attachée se déplace en réaction aux ondes sonores environnantes.

Le Shure SM57(photo) est un excellent exemple de microphone dynamique à bobine mobile courant.

La bobine conductrice est suspendue dans un petit espace cylindrique entre les aimants. Le diaphragme et la bobine conductrice se déplacent dans un champ magnétique et un signal de microphone électrique est créé dans la bobine par induction électromagnétique.

Le signal audio induit est ensuite envoyé à un transformateur élévateur et émis par le microphone en tant que signal de microphone.

Toutes les pièces de ce microphone dynamique à bobine mobile sont passives. Voici une liste des pièces:

• Diaphragme(se déplace en fonction des ondes sonores)
• Bobine mobile de fil conducteur(attachée au diaphragme)
• Aimants(fournissent le champ magnétique)
• Transformateur élévateur(améliore la force du signal à la sortie)

Le transformateur élévateur bloque en fait l’entrée CC du microphone(les tensions CC sont le plus souvent utilisées pour alimenter les microphones actifs). Ainsi, le microphone dynamique passif typique non seulement ne nécessite aucune alimentation, mais est en fait conçu pour rejeter l’alimentation.

Les microphones actifs nécessitent de l’énergie

Un microphone est considéré comme actif s’il possède l’un des dispositifs actifs suivants dans sa conception:

• Convertisseur/préamplificateur d’impédance interne: il s’agit généralement de circuits à transistors(souvent des JFET) qui convertissent les signaux basse tension et haute impédance des capsules de condensateur en signaux haute tension et basse impédance. Il existe d’autres types de circuits de préamplificateur interne pour les microphones à ruban.
• Capsule de condenseur sans électret(condensateur): avant que les matériaux à électret ne fassent leurs débuts dans les capsules de condenseur, les capsules devaient être alimentées de manière externe. Ces «vraies» capsules de condensateur nécessitent une tension externe pour se polariser correctement et transduire la puissance.
• Tubes à vide – Les tubes à vide nécessitent de l’électricité pour chauffer la cathode du tube et envoyer un changement positif à l’anode.
• Convertisseur analogique-numérique – Les ADC ont besoin d’énergie pour convertir les signaux analogiques en informations numériques.

Chacune des pièces énumérées ci-dessus nécessite différentes quantités d’énergie pour fonctionner et un seul de ces appareils est nécessaire pour qu’un microphone soit considéré comme actif.

Tout d’abord, énumérons les types courants de microphones actifs ainsi que les parties actives qui entrent dans leurs conceptions.

• Microphones à condensateur à électret – Les condensateurs à électret nécessitent une alimentation pour leurs préamplis actifs internes/convertisseurs d’impédance. Ces convertisseurs sont généralement une sorte de transistor à effet de champ. Ses capsules sont prépolarisées avec un matériau électret et ne nécessitent pas d’alimentation externe.
• Exemples: Sennheiser ME2 Lavalier Mic et Rode NT1-A Studio Mic

• Microphones à condensateur «vrais» (non électret): les microphones à condensateur «vrais» sont des condensateurs à semi-conducteurs qui sont venus avant les électrets et après les condensateurs à tube. Ces microphones nécessitent une alimentation pour leurs préamplis/convertisseurs d’impédance internes et pour polariser leurs capsules à condensateur.
• Exemple: Micro de studio Neumann U87AI

• Microphones à ruban actifs – Parce que les microphones à ruban produisent généralement des signaux de très bas niveau, certains microphones à ruban modernes ont des préamplis internes, qui nécessitent une alimentation pour fonctionner.
• Exemple: SAA R84A

• Microphones à condensateur à tube: Les tubes à vide sont la « manière classique » d’amplifier les signaux des microphones à condensateur à des niveaux utilisables. Les microphones à tube nécessitent de l’énergie pour leurs tubes et pour polariser leurs «vraies» capsules à condensateur. Autant que je sache, il n’y a pas de microphones à tube électret.
• Exemple: Neumann U47

• Microphones USB – Les microphones USB ont des convertisseurs analogique-numérique intégrés qui nécessitent une alimentation pour fonctionner. Un grand pourcentage de microphones USB sont également des condensateurs à électret(mais pas tous), ce qui signifie que la plupart des microphones USB nécessitent également une alimentation pour leurs préamplis/convertisseurs d’impédance internes.
• Exemple: Yéti bleu

Comme nous pouvons le constater, il existe de nombreux types de microphones actifs. En plus de cela, nous voyons que les microphones à condensateur ne sont pas les seuls microphones qui nécessitent de la puissance.

Maintenant que nous connaissons les parties actives des micros actifs, voyons des méthodes efficaces pour fournir la puissance nécessaire à ces parties actives:

• Alimentation fantôme.
• Tension de polarisation CC.
• Alimentation par batterie.
• Alimentations externes.
• Alimenté par USB.

Au lieu d’expliquer brièvement chacune des méthodes d’alimentation répertoriées, examinons chacune en détail.

pouvoir fantôme

Qu’est-ce que l’alimentation fantôme? L’alimentation fantôme(P48 ou +48V) est une tension continue de 48V +/- 4V(professionnel). Le P48 est fourni par des préamplis d’entrée micro et fonctionne avec des lignes audio symétriques, envoyant +48 volts à travers des résistances de 6,8 kΩ sur les broches 2 et 3(par rapport à la broche 1). P48 est «invisible» sur une ligne équilibrée, d’où le nom «alimentation fantôme».

L’alimentation fantôme est la méthode la plus courante pour alimenter les microphones de studio professionnels.

Les microphones de studio qui nécessitent une alimentation fantôme sont conçus pour tirer précisément la quantité d’énergie dont ils ont besoin, tandis que les microphones de studio qui ne nécessitent pas d’alimentation fantôme sont conçus pour la rejeter efficacement.

Notez que certains microphones à ruban plus anciens peuvent être endommagés par l’alimentation fantôme, en particulier si le microphone est brusquement déconnecté de l’alimentation fantôme (en retirant un câble connecté ou en cas de chute de tension).

L’alimentation fantôme est fournie par presque tous les préamplificateurs de microphone modernes dignes de ce nom (dans les interfaces audio, les consoles de mixage, les enregistreurs audio, etc.). Cependant, toutes les alimentations fantômes ne délivrent pas le +48V complet. Il est donc important d’utiliser des sources P48 de qualité avec des micros qui en ont besoin.

Vous pouvez vérifier l’alimentation fantôme de vos entrées micro avec un voltmètre.

Certains microphones fonctionnent sur n’importe quelle quantité «acceptable» d’alimentation fantôme (11V à 48V). D’autres microphones fonctionneront toujours, mais avec une capacité limitée, si le 48V complet n’est pas fourni. Cependant, d’autres microphones ne fonctionneront pas du tout s’ils ne sont pas alimentés par une alimentation fantôme 48V +/- 4V complète.

Tension de polarisation CC

Qu’est-ce que la tension de polarisation continue? La tension de polarisation CC est généralement comprise entre 1,5 et 9,5 V CC. La polarisation CC est généralement utilisée pour alimenter les microphones JFET à électret (les préamplificateurs/convertisseurs d’impédance). La tension de polarisation ne nécessite pas de ligne audio équilibrée pour fonctionner et peut être fournie sur la même ligne que l’audio ou sur une ligne séparée.

La polarisation CC est peut-être la méthode la plus courante d’alimentation des microphones en général (étant donné que la plupart des microphones ne sont pas des microphones de studio, mais des microphones sur téléphones portables, ordinateurs portables, etc.).

La tension de polarisation CC alimente efficacement les JFET dans de nombreux microphones à condensateur à électret, qui sont nécessaires au bon fonctionnement du microphone.

Les microphones à condensateur électret produisent des signaux de bas niveau avec des impédances incroyablement élevées. Ces signaux ne peuvent pas être utilisés comme audio et ne peuvent parcourir que de courtes longueurs de câble avant de perdre leur qualité.

Les JFET (transistors à effet de champ à grille jonctionnelle) sont placés en ligne directement après la capsule du condensateur à électret (pour minimiser toute longueur de fil à travers laquelle le signal doit voyager). Les JEFT fonctionnent avec la tension de polarisation CC fournie pour amplifier le signal d’électret (voir préamplificateur). Plus important encore, cependant, le JFET convertit l’impédance extrêmement élevée en une impédance de signal de microphone utilisable (voir convertisseur d’impédance).

batterie

Qu’est-ce que la batterie du microphone? Il existe deux scénarios principaux dans lesquels un microphone peut être alimenté par batterie:

• Les microphones sans fil auront besoin de piles pour alimenter l’émetteur sans fil et souvent le préampli micro/convertisseur d’impédance (souvent avec une polarisation CC fournie par pile).
• Microphones de studio dotés d’une option d’alimentation par batterie mais fonctionnant également sur alimentation fantôme.

L’alimentation par batterie peut fournir la tension de polarisation CC susmentionnée pour les micros-cravates et autres microphones sans fil.

Il peut également fournir une tension de polarisation ou une alimentation de préampli pour les microphones de studio avec une option pour les batteries. Dans ce scénario, les batteries fournissent une tension similaire à celle de l’alimentation fantôme.

alimentation externe

Qu’est-ce qu’une alimentation externe pour microphone? Une alimentation de microphone externe fournit une alimentation spécifique au microphone à un microphone (souvent plus que l’alimentation fantôme 48 V). Ces alimentations spécifiques au microphone ne sont pas standard et utilisent divers connecteurs, y compris XLR à 7 broches (signal de transport, tension de polarisation, chauffage et masse).

Les alimentations externes sont très courantes avec les microphones à condensateur à tube. Les tubes nécessitent plus de puissance que les transistors, et souvent ce besoin de puissance ne peut pas être satisfait par une alimentation fantôme de 48 volts.

Par conséquent, des alimentations externes spécifiques aux microphones ont été conçues pour chauffer et alimenter les tubes à vide tout en fournissant la tension de polarisation appropriée aux capsules de condensateur.

A noter que certains microphones à transistors utilisent également des alimentations externes (notamment les microphones DPA 130V). Ce sont des micros à semi-conducteurs qui nécessitent simplement plus de puissance que l’alimentation fantôme ne pourrait en fournir.

Alimenté par USB

Qu’est-ce que l’alimentation du microphone USB? Les microphones USB actifs sont conçus pour tirer leur alimentation requise de la broche 1 + 5 V CC du connecteur USB. Ces +5 volts sont presque toujours utilisés exclusivement pour alimenter le convertisseur analogique-numérique du microphone USB ainsi que son préampli micro/convertisseur d’impédance JFET.

Comme mentionné, les microphones USB nécessitent une alimentation pour leurs convertisseurs analogique-numérique (et pour leurs JFET s’il s’agit de microphones à condensateur USB). Cette alimentation est fournie par la broche 1 du connecteur USB.

Les microphones USB sont conçus pour tirer ce dont ils ont besoin du +5 volts fourni par le connecteur USB (et finalement par l’ordinateur du connecteur).

des questions connexes

Les microphones sans fil ont-ils besoin d’une alimentation fantôme? Les microphones sans fil ne nécessitent pas d’alimentation fantôme. Les microphones sans fil sont alimentés par des piles, qui alimentent l’émetteur sans fil et, si le microphone est un microphone à condensateur, une tension de polarisation CC provenant du convertisseur d’impédance JFET du microphone(préamplificateur interne).

Comment l’alimentation fantôme est-elle vérifiée? Les entrées de microphone typiques qui fournissent une alimentation fantôme auront un indicateur indiquant que l’alimentation fantôme est activée(généralement un voyant). Pour vérifier la tension exacte de votre alimentation fantôme, utilisez un voltmètre. L’alimentation fantôme complète doit afficher 48 V entre les broches 2 et 1 ainsi que les broches 3 et 1 et 0 V entre les broches 2 et 3.