Benötigen Mikrofone Phantomspeisung, um zu funktionieren?
Phantomspeisung ist eine clevere Methode, um Ihre Mikrofone mit Strom zu versorgen.
Benötigen Mikrofone Phantomspeisung, um zu funktionieren?
Obwohl Phantomspeisung(+48 V) eine beliebte Methode zur Stromversorgung von Mikrofonen ist, benötigen die meisten Mikrofone sie nicht, um richtig zu funktionieren. Passive Mikrofone benötigen keinen Strom, und selbst die meisten aktiven Kondensatormikrofone(Elektrete) verwenden eine kleine DC-Vorspannung anstelle von +48 V. Einige Studiomikrofone benötigen jedoch +48 V.
Kurz gesagt, einige Mikrofone benötigen Phantomspeisung und andere nicht. Lassen Sie uns in die Details der Phantomspeisung und ihrer Rolle bei Mikrofonen eintauchen.
Was ist Phantompower?
Bevor wir zu tief in unsere Diskussion über Mikrofone und Phantomspeisung einsteigen, ist es wichtig zu definieren, was es ist.
Phantomspeisung(+48 V) ist also eine Methode zum Senden von Gleichspannung durch ein symmetrisches Kabel, um die aktiven Komponenten eines Mikrofons mit Strom zu versorgen. Die Phantomspeisung sendet ihre 48 VDC über beide Signalleitungen eines symmetrischen Kabels und wird daher nicht in das Audiosignal eingespeist.
Obwohl der Standard für Phantomspeisung 48 Volt DC ist, liefern einige Quellen nur 12 Volt DC und andere bis zu 52 Volt DC.
Diese Gleichspannung wird von einigen aktiven Mikrofonen verwendet, um ihre aktiven Komponenten mit Strom zu versorgen, wie z.
- FET(Feldeffekttransistor).
- Leiterplatte(PCB).
- Extern vorgespannte Kondensatorkapseln.
Sie fragen sich vielleicht: «Was ist mit den Vakuumröhren in Röhrenmikrofonen?»
Die 48-Volt-Phantomspeisung reicht einfach nicht aus, um eine Röhre effektiv mit Strom zu versorgen, daher haben Röhrenmikrofone normalerweise eine separate Stromversorgung. Dieses Netzteil ist in der Regel so ausgelegt, dass es auch die oben genannten aktiven Komponenten mit Strom versorgt, was bedeutet, dass Röhrenmikrofone im Allgemeinen keine Phantomspeisung benötigen.
Phantomspeisung kann nur korrekt über ein symmetrisches Kabel gesendet werden, das zwei Signaladern und eine Erdungs-/Abschirmungsader hat.
Grundsätzlich überträgt ein symmetrisches Kabel symmetrisches Audio, indem es das gleiche Audiosignal in jedem seiner Signalkabel hat. Diese beiden Signale sind in der Amplitude gleich, aber in der Phase entgegengesetzt.
An einem symmetrischen Eingang werden diese beiden Signale durch einen Differenzverstärker verarbeitet, wo sich ihre Unterschiede effektiv addieren.
Dadurch wird jegliches in die Signalleitungen eingeführte allgemeine Rauschen eliminiert(Gleichtaktunterdrückung).
Die positive DC-Spannung der Phantomspeisung wird gleichmäßig über beide Signalkabel gesendet, sodass sie auch am Audioeingang „stumm“ ist. Der Eingang hört es nicht, obwohl das Mikrofon darauf ausgelegt ist, es zu verwenden(oder es zu überschreiben, wenn das Mikrofon keine Phantomspeisung benötigt).
Phantomspeisung wird über dasselbe Kabel wie das Mikrofonaudio übertragen und ist überhaupt nicht zu hören. Daher kommt der Begriff „Geist“!
passive Mikrofone
Passive Mikrofone benötigen keine Stromversorgung, geschweige denn Phantomspeisung.
Dynamische Mikrofone(sowohl Bändchen als auch Schwingspulen) machen heute die überwiegende Mehrheit der passiven Mikrofone auf dem Markt aus.
In ihrer einfachsten Form haben dynamische Mikrofone ihre Kapseln, die Schallwellen durch elektromagnetische Induktion in elektrische Signale umwandeln, und einen Ausgangstransformator, um ihr Signal vor der Ausgabe zu verstärken. Einige dynamische Tauchspulmikrofone haben nicht einmal einen Ausgangsübertrager!
In diesen Mikrofonen gibt es keine Komponenten, die Strom benötigen, daher können wir sie als «passive Mikrofone» bezeichnen.
Also nein, passive Mikrofone brauchen keine Phantomspeisung, um richtig zu funktionieren.
Das soll nicht heißen, dass alle dynamischen Mikrofone passiv sind(obwohl ihre Kapseln(Tonabnehmer/Elemente) es sicherlich sind. Es gibt aktive Bändchenmikrofone auf dem Markt, die wir uns im nächsten Abschnitt ansehen werden.
aktive Mikrofone
Ein aktives Mikrofon enthält eine oder mehrere Komponenten, die Strom benötigen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
Hier sind die 5 gängigen und praktischen aktiven Mikrofonkomponenten:
FETs
FETs befinden sich in aktiven Festkörpermikrofonen und fungieren als Impedanzwandler und Verstärker. Sie können mit Phantomspeisung arbeiten.
Der FET(Field Effect Transistor) oder JFET(Junction Gate Field Effect Transistor) ist ein Transistor, der in Festkörper-Kondensatormikrofonen(schlauchlos) direkt hinter einer Kondensatorkapsel angeordnet ist.
Eine externe Spannung verursacht einen Basisstrom durch den FET/JFET. Dieses elektrische Signal wird durch den Ausgang der Kondensatorkapsel moduliert.
Der Ausgang der Kondensatorkapsel ist sehr hochohmig, was bedeutet, dass er sich nicht gut durch Kabel bewegt und eine noch höhere Lastimpedanz erfordert(die Eingangsimpedanz des Geräts, das noch online ist).
Der Eingang des FET/JFET ist hochohmig, wodurch er das Ausgangssignal der Kapsel perfekt akzeptiert. Der Ausgang des FET/JFET ist viel niedriger und kann effektiv mit dem Rest der Mikrofonschaltung verwendet werden. Es kann dann über das Mikrofon mit der Fähigkeit ausgegeben werden, lange Strecken über ein symmetrisches Kabel zu übertragen.
Leiterplatte
Leiterplatten enthalten oft den FET in sich. Sie bieten die gesamte Schaltung eines aktiven Mikrofons(einschließlich Schalter, Filter, Pads usw.). Leiterplatten können mit Phantomspeisung versorgt werden.
Die PCB(Printed Circuit Board) beherbergt die interne Schaltung des aktiven Mikrofons. Leiterplatten können so komplex oder einfach sein, wie es die Funktionalität des Mikrofons erfordert.
ADCs
ADCs sind in USB- und anderen digitalen Mikrofonen zu finden. Diese Komponenten werden über die +5-V-DC-USB-Vorspannung und nicht über Phantomspeisung versorgt.
Der ADC(Analog to Digital Converter) wandelt den analogen Ausgang einer USB-Mikrofonkapsel effektiv in digitale Audioinformationen um, die dann vom Mikrofon ausgegeben werden.
Extern vorgespannte Kondensatorkapsel
Extern vorgespannte Kondensatorkapseln oder «echte» Kondensatorkapseln benötigen zum Betrieb Strom. Echte Solid-State-Kondensatoren verwenden dazu im Allgemeinen Phantomspeisung, während Röhrenkondensatoren im Allgemeinen Strom von ihrem dedizierten Netzteil verwenden.
Die extern vorgespannte Kondensatorkapsel ist wie die Elektret-Kondensatorkapsel das Wandlerelement des Mikrofons. Es wandelt Schallwellen mithilfe elektrostatischer Prinzipien in elektrische Audiosignale um.
Grundsätzlich wirkt diese Kapsel als Parallelplattenkondensator mit der Membran als Frontplatte. Wenn sich der Abstand zwischen den Platten ändert(die Membran bewegt sich), ändert sich die Kapazität und damit das Ausgangssignal.
Damit dies geschieht, muss der Pod jedoch eine konstante Ladung aufrechterhalten. Diese Last wird permanent durch Elektretmaterial zugeführt; mit CC-Vorspannung(auf die wir gleich noch zu sprechen kommen); eine externe Stromversorgung(die wir gerade erwähnt haben); oder Phantomspeisung.
leere Röhre
Vakuumröhren benötigen mehr Strom als Phantomspeisung liefern kann. Röhrenmikrofone benötigen dedizierte Netzteile, um zu funktionieren.
Die Vakuumröhre fungiert als Impedanzwandler und Verstärker für die Signale mit niedrigem Pegel und hoher Impedanz von den Kondensatorkapseln.
Allerdings haben Röhren ihren Weg in einige moderne Bändchenmikrofone(wie das Royer R-122V) gefunden.
Vakuumröhren wurden weitgehend durch Transistoren(FETs/JFETs) ersetzt, obwohl ihr «Röhrenklang» bei Audiophilen, Ingenieuren und Musikern gleichermaßen sehr gefragt ist.
Andere Mikrofon-Power-Methoden
Wir haben also einige aktive Mikrofonkomponenten erwähnt, die nicht mit Phantomspeisung arbeiten.
Schauen wir uns die anderen Möglichkeiten an, wie diese aktiven Mikrofone mit Strom versorgt werden könnten:
DC-Vorspannung
Die Vorspannung ist eine relativ niedrige Gleichspannung(typischerweise zwischen 1,5 und 9,5 Volt Gleichspannung).
Die DC-Vorspannung ist wahrscheinlich nicht stark genug, um den FET und die PCB eines Festkörper-Kondensatormikrofons einzuschalten und gleichzeitig die Kapsel vorzuspannen. Es reicht sicherlich nicht aus, um eine Vakuumröhre mit Strom zu versorgen.
Daher wird die DC-Vorspannung im Allgemeinen verwendet, um kleine Elektretmikrofone mit Strom zu versorgen. Elektretmikrofone haben permanent polarisierte Kapseln, sodass sie nur Strom benötigen, um ihre Transistoren und aktiven PCBs zu betreiben.
Jetzt benötigen einige Elektret-Studiomikrofone(wie das Rode NT1-A) Phantomspeisung, um zu funktionieren.
Die kleineren Lavalier-Elektretmikrofone haben jedoch kleinere Komponenten und funktionieren perfekt mit DC-Vorspannung.
Externe Netzteile
Für Röhrenmikrofone werden externe Netzteile benötigt, da Röhren mehr Strom benötigen, als das Phantom liefern kann.
Netzteile werden häufig in Reihe zwischen dem Mikrofon und dem Mikrofonvorverstärker angeschlossen. Sie liefern genügend Leistung für alle aktiven Komponenten im Inneren des Mikrofons.
Beachten Sie, dass diese Netzteile mehr Stifte als die typischen 3-poligen XLR-Stecker benötigen, um sie an Ihre Mikrofone anzuschließen, um diese Leistung zu übertragen.
USB-betrieben
Die USB-Stromversorgung ist eine +5-V-Gleichspannung, die auf Pin 1 des USB-Anschlusses übertragen wird.
USB-Strom wird verwendet, um die FETs und ADCs von USB-Kondensatormikrofonen mit Strom zu versorgen(alle haben Elektretkapseln). Bei dynamischen USB-Mikrofonen wird die USB-Stromversorgung einfach zur Stromversorgung des ADC verwendet.
Welche Mikrofone brauchen Phantomspeisung?
Zusammenfassend habe ich eine Liste von Mikrofontypen erstellt, die Phantomspeisung benötigen und nicht. Für diejenigen im Graubereich stelle ich die Layouts zur Verfügung, die Phantomspeisung erfordern würden, und die Layouts, die dies nicht tun würden.
| Mikrofontyp | Braucht es Phantomspeisung? |
| Moving-Coil-Dynamik | Nö |
| Dynamisches Band(Passiv) | Nö |
| Dynamisches Band(aktiver FET) | Ja |
| Dynamisches Band(aktive Röhre) | Nein(externe PS) |
| Elektretkondensator(FET) | Ja(wenn die Komponenten groß genug sind) |
| Elektretkondensator(FET) | Nein(DC-Vorspannung, wenn die Komponenten klein genug sind) |
| Echter Kondensator(FET) | Ja |
| Echter Kondensator(Röhre) | Nein(externe Stromversorgung) |
| USB | Nein(USB-betrieben) |
Beachten Sie, dass Elektretmikrofone in der „Grauzone“ mit Phantomspeisung am häufigsten vorkommen. Wenn das Elektretmikrofon über einen XLR-Ausgang verfügt, ist es in der Regel für den Betrieb mit Phantomspeisung ausgelegt. Wenn das Elektretmikrofon mit einem anderen Anschlusstyp ausgestattet ist, ist dies nicht der Fall.
Das erste Mikrofon mit Phantomspeisung
Das Neumann KM 84 war das erste Festkörper-Kondensatormikrofon, das für den Betrieb mit Phantomspeisung ausgelegt war. Es wurde 1966 auf den Markt gebracht.
Verwandte Fragen
Wird die Phantomspeisung ein Mikrofon beschädigen, das sie nicht benötigt? Das Anlegen von Phantomspeisung an ein Mikrofon, das sie nicht benötigt, ist in den allermeisten Fällen sicher. Allerdings kann Phantomspeisung einige ältere Bändchenmikrofone oder transformatorlose dynamische Mikrofone beschädigen. Hot-Patching mit eingeschalteter Phantomspeisung sollte ebenfalls vermieden werden, um Ihre Mikrofone zu schützen.
Kann man Phantomspeisung über TRS senden? Obwohl die Phantomspeisung normalerweise über ein XLR-Kabel gesendet wird(an Pin 2 und 3 relativ zu Pin 1), kann sie auch über symmetrische TRS-Kabel gesendet werden(an Spitze und Ring relativ zur Hülse).). Dies ist typischerweise der Fall, wenn Phantomspeisung durch eine Patchbay gesendet wird.
