Was ist Phantomspeisung und wie funktioniert sie mit Mikrofonen?

Phantomspeisung ist oft erforderlich, damit das Mikrofon richtig funktioniert. Was ist an dieser Zuspielmethode so „gespenstisch“ und warum ist sie bei Mikrofonen so beliebt? Wir werden es in diesem Artikel herausfinden!

Was ist Phantomspeisung? Phantomspeisung ist eine Gleichspannung(normalerweise +48 V), die aktive Komponenten in bestimmten aktiven Mikrofonen mit Strom versorgt. Diese elektrische Energie wird über dieselben symmetrischen Audiokabel übertragen, die das Audiosignal übertragen. Der Begriff „Geist“ kommt daher, dass es kein offensichtliches Stromkabel gibt.

In diesem umfassenden und detaillierten Leitfaden lüften wir das Geheimnis der Phantomspeisung und erklären Ihnen alles, was Sie über Phantomspeisung und ihre Rolle bei Mikrofonen wissen müssen.

Was ist Phantompower?

Wie oben erwähnt, ist Phantomspeisung eine Methode zur Stromversorgung von Mikrofonen. Es wird von separaten Mikrofonvorverstärkern, Mischpulten, Audioschnittstellen und Phantomspeisungen bereitgestellt.

Die Phantomspeisung wandert von der Quelle(am Mikrofoneingang) zum Mikrofon über dasselbe Kabel, das das Mikrofon-Audiosignal vom Mikrofon zum Mikrofoneingang sendet.

Es gibt keine speziellen Netzkabel für phantomgespeiste Mikrofone. Vielmehr wird das Mikrofon über dasselbe Kabel mit Strom versorgt, das auch das Audiosignal überträgt, daher der Name „Phantomspeisung“.

Die Standard-Phantomspeisung beträgt +48 Volt DC und dies ist normalerweise das, was Sie von professionellen Phantomspeisungen erhalten. Die Phantomspeisung reicht jedoch technisch von 12 bis 48 Volt mit verschiedenen Nennströmen zwischen 4 und 22 Milliampere.

Phantomspeisungsspannung wandert durch symmetrische Audiokabel. Genauer gesagt gilt dies gleichermaßen für Pin-2 und Pin-3 in Bezug auf Pin-1 bei symmetrischen XLR-Kabeln.

Um die Phantomspeisung zu testen, werden Spannungsmessungen zwischen Pin-2 und Pin-1 sowie Pin-3 und Pin-1 identische Pegel anzeigen. Zwischen Pin-2 und Pin-3 liegt keine Spannung an.

Obwohl +48 V der Standard ist, umfassen andere übliche Geisterspannungen:

• +12 VDC
• +15 VDC
• +18 VDC
• +24 VDC
• +48 VDC

Phantomspeisung wird verwendet, um die aktiven Komponenten aktiver Mikrofone mit Strom zu versorgen. Im Allgemeinen wird es verwendet, um die Impedanzwandler und internen Vorverstärker von aktiven Mikrofonen zusammen mit anderen aktiven Schaltungen mit Strom zu versorgen. Es wird auch verwendet, um die Kapseln von Kondensatormikrofonen vorzuspannen, die eine externe Vorspannung erfordern.

Bitte beachten Sie, dass nicht alle aktiven Mikrofone mit Phantomspeisung arbeiten. DC-Vorspannung und externe Stromversorgungen sind je nach Mikrofontyp ebenfalls üblich. Mehr dazu im Abschnitt Andere Mikrofon-Power-Methoden.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass moderne Mikrofone, die keine Phantomspeisung benötigen, so konzipiert sind, dass sie diese im Wesentlichen ignorieren, wenn sie angewendet wird.

Wie funktioniert Phantomspeisung?

Nun, da wir ein flüchtiges Verständnis von Phantomspeisung haben, wollen wir sehen, wie es funktioniert.

Phantomspeisung

Phantomspeisung wird letztendlich mit Strom aus dem Stromnetz oder Batterien erzeugt, die die Phantomspeisung mit Strom versorgen. Zu den Phantomspeisungsquellen gehören:

• Unabhängige Phantomspeisungseinheiten.
• Mikrofonvorverstärker.
• Audioschnittstellen.
• Audio-Mischpulte.

Die oben aufgeführten Quellen enthalten aktive Einheiten, die Netzstrom oder Batteriestrom in Phantomspeisung für Mikrofone umwandeln.

Wie bereits erwähnt, beträgt die Phantomspeisung typischerweise +48 Volt Gleichstrom. Diese 48-V-Gleichspannung ist so ausgelegt, dass sie symmetrische Audiokabel auf Audioleitungen durchläuft.

Bei einem typischen XLR-Mikrofonkabel bedeutet dies, dass die Phantomspeisung +48 Volt an Pin 2 und 3(Audio positiv bzw. negativ) relativ zu Pin 1(Return) sendet.

Das Rode NT1-A(Bild unten) ist ein phantomgespeistes Kondensatormikrofon mit XLR-Ausgang:

Bei TRS-Audiokabeln(Spitze-Ring-Hülse) bedeutet dies, dass die Phantomspeisung +48 Volt in die Spitze und den Ring(Audio positiv bzw. negativ) relativ zur Hülse(Rückleitung) sendet.

Beachten Sie, dass Mikrofone normalerweise Phantomspeisung über ihr angeschlossenes XLR-Kabel erhalten, aber in einigen Routing-Situationen kann Phantomspeisung durch ein Breakout-Fach(über TRS-Kabel) geleitet werden, bevor sie das Mikrofon erreicht.

Phantomspeisung und symmetrisches Audiokabel

Der Einfachheit halber besprechen wir die Phantomspeisung über ein gewöhnliches(und typisches) symmetrisches 3-poliges XLR-Kabel. XLR-Kabel werden wie folgt angeschlossen:

• Stift 1: Erdungs-/Abschirmdraht
• Pin 2: positives Audiosignalkabel
• Pin 3: Negatives Audiosignalkabel

Grundsätzlich wird das Audio von der Mikrofonkapsel über die Pins 2 und 3(relativ zu Pin 1) des XLR-Kabels gesendet. Die Audiosignale sind Wechselstrom und Pin 2 führt ein Mikrofonsignal mit positiver Polarität, während Pin 3 eine Version desselben Signals mit umgekehrter negativer Polarität führt.

Die Audiosignale an den Pins 2 und 3 sind also völlig phasenverschoben zueinander. Am symmetrischen Mikrofoneingang(Vorverstärker, Interface, Mischpult usw.) addiert ein Differenzverstärker die Differenz zwischen den Pins 2 und 3. Das bedeutet, dass das resultierende Audiosignal praktisch die Summe zweier Audiosignale in Phase ist.

Diese Verdrahtungskonfiguration ermöglicht eine Gleichtaktunterdrückung(CMR). CMR ist die Aufhebung ähnlicher Signale an den Pins 2 und 3.

Beispielsweise wirken sich Rauschen oder elektromagnetische Interferenzen im Kabel gleichermaßen auf die Pins 2 und 3 aus.In ähnlicher Weise legt die Phantomspeisung die gleichen 48 Volt DC an die Pins 2 und 3 an.

Was hat das mit Phantomspeisung zu tun? Nun, da die Phantomspeisung über symmetrische Kabel gesendet wird, beeinflusst sie nicht den Ton des Audios oder fügt dem Signal Rauschen hinzu!

Verwendung von Phantomspeisung zur Stromversorgung von Mikrofonen

Wir wissen also, dass Phantomspeisung eine Gleichspannung an den Audioleitungen eines symmetrischen Kabels ist(Stifte 2 und 3 eines XLR). Diese Spannung wird von einer Mikrofoneingangsschaltung geliefert und wandert durch das Kabel zur Mikrofonausgangsbuchse zur Verwendung innerhalb des Mikrofons.

Mikrofone, unabhängig davon, ob sie Phantomspeisung benötigen oder nicht, sind so konzipiert, dass sie effektiv das nehmen, was sie brauchen, und das blockieren, was sie nicht von der bereitgestellten Phantomspeisung benötigen.

Bei passiven Mikrofonen endet die Gleichspannung im Allgemeinen direkt im Gehäuse des Mikrofons. Diese Blockierung kann wie bei passiven Bändchenmikrofonen mit einem Ausgangsübertrager erreicht werden. Dies kann auch mit Sperrkondensatoren in der Mikrofonausgangsschaltung erreicht werden.

Dynamische Mikrofone mit beweglicher Spule haben manchmal keine Ausgangstransformatoren. Ihre Pods werden jedoch normalerweise nicht durch Phantomspeisung beeinträchtigt.

Mikrofone, die Phantomspeisung benötigen, um richtig zu funktionieren, sind mit der richtigen Schaltung ausgestattet, um Phantomspeisung dorthin zu senden, wo sie benötigt wird. Auf die gleiche Weise ist die Schaltung so konzipiert, dass die DC-Phantomspeisung daran gehindert wird, in die Schaltung einzudringen, wo sie nicht benötigt wird, oder Komponenten zu erreichen, die sie beschädigen könnte.

Grundsätzlich werden Mikrofone, die Phantomspeisung benötigen, diese akzeptieren, und diejenigen, die dies nicht tun, werden sie ignorieren.

Bei den Mikrofonen, die dies benötigen, wird Phantomspeisung für die folgenden Funktionen verwendet:

• Einschalten des Impedanzwandlers.
• Stromversorgung der Komponenten der aktiven Leiterplatte.
• Polarisieren Sie extern polarisierte Kapseln.

Obwohl +48 V DC die Standardspannung für Phantomspeisung ist, benötigen nicht alle phantomgespeisten Mikrofone die vollen 48 Volt. Einige benötigen möglicherweise nur 9 V DC, während andere sogar mehr als die vollen 48 V benötigen.

Unabhängig von der erforderlichen Spannung wird das Mikrofon mit der entsprechenden Schaltung ausgestattet, um die Phantomspeisung für eine angemessene Leistung zu verstärken oder zu reduzieren.

Einige Low-End-Consumer-Interfaces, Konsolen oder andere Netzteile liefern nicht die vollen 48 Volt, um die Kosten zu senken. Eine niedrigere Phantomspeisungsspannung kann die Mikrofonleistung negativ beeinflussen.

Die tatsächliche Ausgangsspannung einer Phantomspeisung finden Sie im Datenblatt des Geräts. Verwenden Sie alternativ ein Voltmeter, um die Spannung zwischen den Stiften 2 und 1 sowie den Stiften 3 und 1 zu prüfen.

Phantomspeisung ein und aus

Fast alle Phantomspeisungen haben Schalter zum Ein- und Ausschalten der Phantomspeisung.

High-End-Audiogeräte P48-Quellen(Mischpulte, Audio-Interfaces usw.) bieten oft individuelle Phantomspeisungsschalter für jeden Kanal. Andere Quellen haben möglicherweise einen einzigen Schalter für alle Kanäle oder einige wenige Schalter, die jeweils mehrere Kanäle steuern.

Phantomspeisung

Wie oben erwähnt, stammt die Phantomspeisung aus der Hauptstromversorgung. Es gibt mehrere Quellen, die effektiv Phantomspeisung erzeugen. Die 2 wichtigsten Phantomspeisungen sind:

Mikrofonvorverstärker

Mikrofonvorverstärker haben normalerweise eine eingebaute Phantomspeisungsschaltung mit einem Ein-/Ausschalter. Da fast alle Mikrofone an Mikrofonvorverstärker angeschlossen werden, ist es sehr sinnvoll, eine Phantomspeisungsschaltung am Mikrofoneingang vorzusehen.

XLR-Mikrofoneingänge an Mikrofonvorverstärkern verfügen normalerweise über eine Phantomspeisungsschaltung.

Diese Mikrofonvorverstärker sind in allen Arten von Audiogeräten zu finden, darunter:

• Unabhängige Mikrofonvorverstärker.
• Audio-Mischpulte.
• Audioschnittstellen.

Ein großartiges Beispiel für ein preisgünstiges Audio-Interface ist das Focusrite Scarlett 2i2:

Denken Sie daran, dass nicht alle Mikrofonvorverstärker den vollen +48-V-DC-Standard liefern. Einige minderwertige Vorverstärker liefern etwas weniger. Wieder andere sind speziell dafür ausgelegt, eine andere Spannung als +48 V zu liefern (mehr zu den anderen Phantomspeisungen später in diesem Artikel).

Unabhängige Phantomspeiseeinheiten

Es gibt auch eigenständige Phantomspeiseeinheiten auf dem Markt. Diese Geräte sind nicht so beliebt, da die meisten Mikrofoneingänge mit einer Phantomspeisungsschaltung ausgestattet sind. Allerdings sind separate Einheiten erforderlich, wenn Sie ein phantomgespeistes Mikrofon an einen Eingang anschließen möchten, der nicht die richtige Phantomspeisung(oder überhaupt eine Phantomspeisung) liefert.

Es gibt eigenständige batteriebetriebene und steckdosenbetriebene Phantomspeisungseinheiten auf dem Markt.

Neewer hat 1 Kanal 48V Phantomspeisung auf dem Markt:

Die Phantomspeisungsschaltung

Analoges Audio und Phantomspeisung können als Stromkreise betrachtet werden.

Mikrofonschaltungen reichen von sehr einfach(mit passiven dynamischen Mikrofonen) bis unglaublich kompliziert(mit einigen Kondensatormikrofonen). Dies gilt insbesondere dann, wenn wir die Theorie elektrischer Schaltungen nicht verstehen.

Lassen Sie mich in diesem Zusammenhang zunächst sagen, dass ich kein Experte für die Theorie elektrischer Schaltungen bin.

Eine wichtige Sicherheitsvorkehrung bei der Phantomspeisung besteht darin, sie erst einzuschalten, wenn das Mikrofon mit der Quelle verbunden ist. Dies hilft, elektrische Kurzschlüsse zu vermeiden und schützt die internen Schaltkreise des betreffenden Mikrofons.

Beachten Sie, dass wir bei den folgenden 2 Grundschaltungen die Diagramme mit standardmäßiger +48-Volt-DC-Phantomspeisung zeichnen.

Grundlegende Phantomspeisung: Kondensatormikrofonschaltung

Hier ist ein vereinfachtes Diagramm einer Phantomspeisung(und eines Mikrofoneingangs) auf der rechten Seite, die eine Kondensatormikrofonkapsel auf der linken Seite mit Phantomspeisung versorgt:

Wie wir oben sehen, durchläuft die Phantomspeisung, wenn sie eingeschaltet ist, Widerstände mit gleichem Wert. Im Standardfall von +48 VDC sind diese Widerstände auf 6,8 kΩ standardisiert und ermöglichen eine gleiche Leistung an den Pins 2 und 3 zusammen mit einer angemessenen Gleichtaktunterdrückung. Dies sind normalerweise rauscharme Metallschichtwiderstände.

Wie wir im Abschnitt über Phantomspeisungsstandards sehen werden, ist der Wert der Widerstände nicht so wichtig wie die Tatsache, dass sie so angepasst sind, dass sie an beiden Pins genau die gleiche Spannung liefern.

Die Kondensatoren C1 und C2 verhindern, dass DC-Phantomspeisung in die Differenzverstärkerstufe des Mikrofoneingangs eindringt.

Die +48 V DC erscheinen an den Pins 5 und 8 des Audiotransformators. Die Stromversorgung des Mikrofonvorverstärkers wird von Pin 6 entfernt.

Die Masse und die negative Versorgung für den Vorverstärker kommen von Pin 1. Der Audioausgang des Vorverstärkers erscheint durch die Primärseite des Transformators.

Da der Strom aus der Mitte des Transformators entnommen wird, wird jegliches Audio ausgelöscht und das Ergebnis ist reiner Gleichstrom zum Vorverstärker.

Grundlegende Phantomspeisung: Dynamische Mikrofonschaltung

Die Idee dabei ist, dass es keinen Stromfluss gibt, um einen Schaltkreispfad zu vervollständigen, der Phantomspeisung an Masse sendet. Das dynamische Element ist von Masse isoliert, was bedeutet, dass es nicht durch richtig angelegte Phantomspeisung beschädigt wird.

Alternativ haben dynamische Mikrofone einen Ausgangstransformator, der überhaupt keine Gleichspannung an das Mikrofonelement weiterleitet. Dies gilt für alle Bändchenmikrofone, die sehr empfindliche Membranen haben.

Wie wir später sehen werden, können diese passiven Mikrofone immer noch durch Phantomspeisung beschädigt werden, wenn ein Kurzschluss oder eine Überspannung auftritt.

Welche Arten von Mikrofonen benötigen Phantomspeisung?

Aktive Mikrofone benötigen Strom, um richtig zu funktionieren. Viele dieser Mikrofone verwenden Phantomspeisung, aber nicht alle. Welche Arten von Mikrofonen benötigen also Phantomspeisung und welche nicht?

Mikrofone, die keine Phantomspeisung benötigen

Beginnen wir mit einem Blick auf Mikrofone, die keine Phantomspeisung benötigen:

Dynamische Tauchspulmikrofone

Dynamische Tauchspulmikrofone sind Wandler, die nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion arbeiten. Elektromagnetische Induktion ist ein passiver elektrischer Prozess.

Es gibt auch keine aktiven elektrischen Komponenten(Verstärker, Impedanzwandler usw.) in dynamischen Tauchspulmikrofonen, die zum Betrieb Phantomspeisung benötigen.

Dynamische passive Bändchenmikrofone

Passive Bändchenmikrofone arbeiten ebenfalls nach dem passiven Prinzip der elektromagnetischen Induktion.

Bändchenmikrofone haben normalerweise keine aktiven Komponenten und benötigen daher keine Phantomspeisung.

DC-polarisierte Elektret-Mikrofone

DC-vorgespannte Elektretmikrofone sind, wie die meisten Miniatur-Lavaliermikrofone, sicherlich aktiv, benötigen jedoch keine Phantomspeisung.

Vielmehr werden diese Mikrofone durch eine DC-Vorspannung versorgt. Diese Mikrofone sind normalerweise mit unsymmetrischen Mikrofonkabeln ausgestattet und werden mit einer DC-Vorspannung betrieben(die normalerweise 5 Volt DC anstelle der 48 Volt DC der Phantomspeisung beträgt).

Röhrenmikrofone

Röhrenmikrofone sind ebenfalls aktive Mikrofone, benötigen aber mehr Strom als Phantomspeisung liefern kann. Röhrenmikrofone benötigen externe Netzteile, um ihre aktiven Komponenten(Röhren und Kapseln) ordnungsgemäß mit Strom zu versorgen.

Mikrofone, die Phantomspeisung benötigen

Zu den Mikrofonen, die Phantomspeisung benötigen, gehören:

FET-Elektret-Kondensatormikrofone

Elektret-FET-Mikrofone umfassen die oben erwähnten DC-vorgespannten Mikrofone. Viele Elektretmikrofone benötigen jedoch Phantomspeisung, um richtig zu funktionieren.

Diese Elektretmikrofone sind im Allgemeinen Studiomikrofone, reichen jedoch von Verbrauchern bis zu Profis.

Elektret-Kondensator-Mikrofonkapseln sind in ihrer Bauweise aus Elektret-Material aufgebaut und nahezu permanent geladen. Das Elektretmaterial(ein Portamento zwischen elektrisch und magnetisch) hält eine permanente Ladung durch die Kondensatorkapsel aufrecht.

Daher ist keine externe Stromversorgung(z. B. Phantomspeisung) erforderlich, um die Kapsel von Elektretmikrofonen vorzuspannen.

Stattdessen wird Phantomspeisung verwendet, um die Impedanzwandler(FETs) und manchmal die anderen aktiven elektrischen Komponenten in der Elektretmikrofonschaltung richtig mit Strom zu versorgen.

Echte Kondensatormikrofone

Fast alle echten FET-Kondensatormikrofone benötigen Phantomspeisung. Echte Kondensatormikrofone sind größtenteils Studiomikrofone, daher sollte Phantomspeisung in mehr Situationen verfügbar sein, in denen ein echter Kondensator verwendet wird.

Wie das Elektretmikrofon benötigen echte Kondensatoren Phantomspeisung, um ihre Impedanzwandler(FETs) und ihre anderen aktiven elektrischen Komponenten richtig mit Strom zu versorgen.

Im Gegensatz zu Elektretkapseln benötigen echte Kondensatormikrofonkapseln eine externe Vorspannung. Auch diese Spannung wird durch Phantomspeisung geliefert.

Aktive dynamische Bändchenmikrofone

Aktive Bändchenmikrofone sind passive Wandler, da sie Ton immer noch mithilfe elektromagnetischer Induktion in Audio umwandeln.

Das Mikrofonsignal mit niedrigem Pegel vom Bändchenelement wird jedoch durch aktive Komponenten verarbeitet und verstärkt, bevor das Audiosignal das Mikrofon verlässt.

Diese aktiven Komponenten(Impedanzwandler, Verstärker usw.) benötigen im Allgemeinen Phantomspeisung, um richtig zu funktionieren.

Übersicht über Mikrofontypen und Phantomspeisung

Kurz gesagt, schauen wir uns eine Tabelle an, um schnell aufzuzeigen, welche Arten von Mikrofonen Phantomspeisung benötigen und welche nicht:

Mikrofontyp	Braucht es Phantomspeisung?
Moving-Coil-Dynamik	Nö
Dynamisches Band(Passiv)	Nö
Dynamisches Band(aktiver FET)	Ja
Dynamisches Band(aktive Röhre)	Nein(externe Stromversorgung)
Elektretkondensator(FET) – kleine Bauteile	Nein(DC-Vorspannungsquelle)
Elektretkondensator(FET) – große Bauteile	Ja
Echter Kondensator(FET)	Ja
Echter Kondensator(Röhre)	Nein(externe Stromversorgung)
USB	Nein(USB-betrieben)
Digital	Ja(Digitale Phantomspeisung)

Standards für Phantomspeisung

Die Phantomspeisung ist gemäß IEC 61938:2018 des International Electrotechnical Commission(IEC) Standards Committee genormt. Dieses Dokument ist auch bekannt als „Multimediasysteme: Leitfaden zu den empfohlenen Merkmalen analoger Schnittstellen für die Interoperabilität“.

IEC 61938 definiert 3 verschiedene Spannungspegel für Phantomspeisung:

• P12(12 Volt Gleichstrom).
• P24(24 Volt Gleichstrom).
• P48(48 Volt DC, das ist der professionelle Standard).

Phantomspeisung ist eine positive Spannung, die an beide Signalleiter eines symmetrischen Kabels angelegt wird. Beide Leiter werden durch gleichwertige Widerstände geführt:

• 680 Ω für 12 V
• 1,2 kΩ für 24 V
• 6,81 kΩ für 48 V

Diese Symmetrie in den Schaltungen soll eine gute Gleichtaktunterdrückung im Differenzverstärker der Mikrofoneingangsschaltung aufrechterhalten. Gepaarte Widerstände müssen innerhalb von 0,1 % zueinander passen.

Für spezielle Anwendungen wurden zwei spezielle Varianten der Phantomspeisung entwickelt:

• P12L(Anwendungen mit geringem Stromverbrauch).
• SP48(Super-Power-Anwendungen).

Schauen wir uns die Spezifikationen jedes der 5 Phantomspeisungsstandards an, wie sie in IEC 61938 definiert sind(Quelle):

Standard Phantomspeisung	Stromspannung	Strom(max.)	Strom(Nennwert)	passende Widerstände
P12L(Anwendungen mit geringem Stromverbrauch)	12 V +/- 1 V	8mA	4mA	3300 Ohm Leistungswiderstände
P12	12 V +/- 1 V	15mA	15mA	680 Ohm Leistungswiderstände
P24	24 V +/- 4 V	10mA	10mA	1200 Ohm Leistungswiderstände
P48(Standard)	48 V +/- 4 V	10mA	7mA	6800 Ohm Leistungswiderstände
SP48(Super Power-Anwendungen)	48 V +/- 4 V	22mA	22mA	2200 Ohm Leistungswiderstände

Es ist wichtig zu beachten, dass Phantomspeisungen geringerer Qualität möglicherweise nicht die vollen Standardspannungen liefern.

Funktioniert Phantom Power nur mit XLR?

Obwohl die überwiegende Mehrheit der Phantomspeisungen P48 über symmetrische XLR-Verbindungen/Kabel sendet, benötigt P48 nicht unbedingt XLR, um richtig zu funktionieren.

Solange das Kabel symmetrisch ist, kann es Phantomspeisung durchlassen.

Ein gängiges Beispiel für ein symmetrisches Nicht-XLR-Kabel, das Phantomspeisung weiterleitet, ist das typische TRS-Kabel, das in einer Studio-Patchbay verwendet wird.

1/4″ TRS „Patch“-Kabel sind viel kleiner als XLR-Kabel und einfacher zu patchen. Sie lassen sich nicht nur einfacher verbinden und trennen, sondern ihre Größe ermöglicht auch mehr Patchpfade in einer kleineren Patchbay-Einheit.

Der TRS-Anschluss ist auf folgende Weise analog zum XLR-Anschluss:

Draht/Leiter	XLR-Anschluss	TRS-Anschluss
Erde/Schild	Stift 1	Ärmel
Audio positiv	Stift 2	Rat
Audio negativ	Stift 3	Ring

Ein Beispiel für ein hochwertiges Patchkabel im mittleren Preissegment ist das Seismic Audio SATRX-3-6(Link zum Prüfen des Preises für ein 6er-Pack bei Amazon).

Diese TRS-Patchkabel werden im Allgemeinen nicht direkt an eine Phantomspeisung oder direkt an ein Mikrofon angeschlossen. Im Gegensatz dazu werden Patchkabel in Routing-Setups verwendet und leiten Audio- und Phantomspeisung von einem Punkt zum anderen.

Allerdings gibt es einen wichtigen Grund, warum Phantomspeisungen XLR statt TRS verwenden. Dieser Grund ist ein elektrischer Kurzschluss(oder dessen Fehlen).

XLR-Kabel sind mit 3 Pins ausgelegt. Die Audio-Pins 2 und 3 sind gleich lang, während der Masse-Pin 1 etwas länger ist. Dies bedeutet, dass ein angeschlossener XLR-Stecker mit Masse verbunden wird, bevor der Audioschaltkreis(und die Phantomspeisung) vollständig sind. Da die Pins 2 und 3 gleich lang sind, werden sie gleichzeitig verbunden und es entsteht kein Kurzschluss.

TRS-Verbindungen hingegen sind sequentiell aufgebaut.

Wenn Sie also einen TRS-Stecker an eine TRS-Buchse anschließen, trifft die Spitze des Steckers zuerst auf die Hülse, dann auf den Ring und dann auf die Spitze der Buchse. Der Steckerring folgt und trifft auf die Hülse, bevor er mit dem Steckerring verbunden wird. Sobald die TRS vollständig eingesteckt ist, ist die TRS der Buchse vollständig mit der TRS des Steckers verbunden.

Durch das physische Verbinden oder Trennen dieser TRS-Anschlüsse verursachen wir jedoch elektrische Kurzschlüsse(z. B. wenn die Spitze mit dem Ring verbunden ist). Diese Kurzschlüsse können einen unsachgemäßen Phantomspeisungsfluss verursachen, der das Mikrofon beschädigen kann.

Aus diesem Grund wird „Hot-Patching“(Patchkabel ein- und ausstecken) bei eingeschalteter Phantomspeisung nicht empfohlen.

Kurz gesagt, XLR-Verbindungen schneiden nicht und sind viel sicherer als TRS-Kabel, wenn es um die Übertragung von Phantomspeisung geht.

Apropos Sicherheit, das bringt uns zum nächsten Abschnitt.

Ist Geisterkraft gefährlich?

Im Allgemeinen ist Geisterenergie nicht gefährlich. Ich habe zum Beispiel noch nie von Geisterenergie gehört, die jemandem körperlichen Schaden zufügt. Es ist jedoch möglich, dass Mikrofone durch Phantomspeisung beschädigt werden.

Es ist wichtig zu wissen, wie sich Phantomspeisung negativ auf Mikrofone auswirken kann, damit wir besser für den Einsatz des P48 gerüstet sind.

Beispielsweise können einige Mehrkanal-Mikrofonvorverstärker die Phantomspeisung nur auf mehrere Kanäle anstatt pro Kanal anwenden. In diesen Situationen ist es wichtig zu wissen, ob ein Mikrofon mit Phantomspeisung umgehen kann oder nicht.

Zu den Situationen, in denen Phantomspeisung ein Mikrofon beschädigen könnte, gehören:

Beschädigung der Phantomspeisung durch elektrischen Kurzschluss

Der bereits erwähnte elektrische Kurzschluss sendet die Phantomspeisung kurzzeitig an einen Audiotreiber statt an beide. Selbst ein kurzer elektrischer Kurzschluss kann dazu führen, dass Gleichspannung in die falschen Teile des Mikrofons gelangt und das Mikrofon beschädigt.

Phantomenergieschaden pro Energiestoß

Überspannungen können den Phantomspeisungskreis überlasten. Die elektrische Stromspitze kann bestimmte Drähte oder Komponenten innerhalb des Stromkreises durchbrennen.

Power Conditioner werden immer im Studio oder in jeder anderen Situation empfohlen, in der teure Mikrofone und Audiogeräte verwendet werden.

Phantomspeisungsschäden an unsymmetrischen Mikrofonen

Phantomspeisung erfordert eine symmetrische Verbindung, um richtig zu funktionieren. Wenn Phantomspeisung durch ein unsymmetrisches Kabel zu einem unsymmetrischen Mikrofon erzwungen wird, können die 48 Volt des Audiokabels das Mikrofon überlasten und schwere Schäden verursachen.

Beispiele für unsymmetrische Mikrofone sind viele Karaoke-Mikrofone und sogar viele der professionellen Lavalier-Mikrofone mit DC-Vorspannung auf dem Markt.

Wird Phantomspeisung ein Mikrofon beschädigen, das es nicht benötigt?

Die meisten Mikrofone haben symmetrische Ausgänge mit der richtigen Ausgangsschaltung, um Phantomspeisung zu akzeptieren oder, falls das Mikrofon keine Phantomspeisung benötigt, um zu verhindern, dass sie in die Mikrofonschaltung gelangt.

Ein Beispiel hierfür ist der gekoppelte Ausgangsübertrager, der nur Wechselspannung(das Mikrofonsignal) durchlässt. Ein Transformator am Mikrofonausgang schützt ihn vor richtiger Phantomspeisung.

Einige dynamische Mikrofone sind transformatorlos, können jedoch mit Phantomspeisung umgehen, die in ihre passiven Schaltkreise eindringt.

Daher werden die meisten professionellen Mikrofone mit symmetrischen Ausgängen nicht durch ausreichende Phantomspeisung beschädigt.

Ein häufiges Problem bei Bändchenmikrofonen ist die Möglichkeit, dass Phantomspeisung die zerbrechliche Bändchenmembran zerstört. Passive Bändchenmikrofone sind daher mit Ausgangstransformatoren ausgestattet, um sie vor Gleichspannung zu schützen.

Die Mikrofone, die höchstwahrscheinlich durch Phantomspeisung beschädigt würden, selbst wenn sie korrekt angelegt würden, sind unsymmetrische Mikrofone. Denken Sie an Lavalier-Taschenmikrofone und Karaoke-Mikrofone.

Glücklicherweise haben diese Mikrofone keine XLR-Anschlüsse, sodass es ein wenig Aufwand(und Adapter) erfordern würde, überhaupt Phantomspeisung an die Mikrofone anzulegen.

Wird Phantomspeisung Funkempfänger beschädigen?

Wie professionelle Mikrofone haben die meisten drahtlosen Mikrofonempfänger symmetrische Ausgänge. Diese Ausgangsschaltungen verfügen normalerweise über die erforderlichen Phantomspeisungsblocker, um die Empfänger sicher zu halten.

Phantomgespeiste Mikrofone und Batterien

Es gibt einige Mikrofone auf dem Markt, die die Möglichkeit bieten, das Mikrofon mit Batterien oder Phantomspeisung zu betreiben.

Bei diesen Mikrofonen wird empfohlen, die internen Batterien zu entfernen, wenn Phantomspeisung verwendet wird, um mögliche Korrosion und Auslaufen der Batterien zu vermeiden.

In diesen Fällen kann die Phantomspeisung gefährlich sein, da sie die Batterien beeinträchtigt, obwohl dies kein großes Problem darstellt.

Geschichte der Phantomspeisung und des ersten phantomgespeisten Mikrofons

Phantomspeisung entstand in den 1960er Jahren, als Mikrofonhersteller begannen, Transistoren anstelle von Vakuumröhren in ihren Kondensatormikrofonen zu verwenden.

Phantomspeisung entwickelte sich als Methode zur Stromversorgung dieser Festkörpermikrofone über dasselbe Kabel, das das Audio des Mikrofons überträgt, und nicht über eine externe Stromquelle(z. B. Röhrenmikrofone).

Von Röhren bis Transistoren

Die Vakuumröhre wurde 1904 von Sir John Ambrose Fleming erfunden.

1905 erfand Lee De Forest die erste Trioden-Vakuumröhre(die grundlegende Röhre, die in Mikrofonen verwendet wird). Das Patent für Trioden-Vakuumröhren wurde 1906 erteilt.

Erst 1928 kam das erste Röhren-Kondensatormikrofon auf den Markt. Dieses Mikrofon war das Neumann CMV3(besser bekannt als «die Flasche»).

Röhrenmikrofone benötigen konstruktionsbedingt viel Strom, um ihre Kapseln richtig vorzuspannen und ihre Vakuumröhren zu erwärmen. Dieser Strom wird von externen Netzteilen geliefert, die in die Wand gesteckt werden.

1947 erzielten die Bell Labs mit ihrer neuen Erfindung einen Durchbruch in der technologischen Welt: dem Transistor.

Transistoren könnten effektiv die Rolle von Vakuumröhren spielen, mit den zusätzlichen Vorteilen, dass sie kleiner sind und weniger Strom benötigen, um richtig zu funktionieren.

Bis zum ersten Mikrofon auf Transistorbasis dauerte es in typischer Audiotechnik-Manier einige Zeit. 1965 produzierte Schoeps das CMT20, das weltweit erste Festkörpermikrofon. 1966 produzierte Neumann das CMV3, das weltweit erste phantomgespeiste Mikrofon.

Wer hat die Geisterkraft erfunden?

Was wir heute als „Mikrofon-Phantomspeisung“ kennen, hat seinen Ursprung bei NRK(Norwegian Broadcasting Corporation). Aufgrund des Tageslichtmangels in den Wintermonaten in Norwegen wurden seine Ateliers mit einer Hilfsbeleuchtung ausgestattet, die von einem +48-Volt-Gleichstromnetz versorgt wurde.

In den 1960er Jahren begannen Mikrofonhersteller, Transistortechnologie in ihre Mikrofone einzuführen. Die Neumann GmbH, die unbedingt ihre neuen Festkörpermikrofone nach Norwegen bringen wollte, besuchte 1966 das NRK.

Die neuen Solid-State-Mikrofone von Neumann benötigten weniger Strom als Röhrenmikrofone, die den Solid-State-Mikrofonen auf dem Markt vorausgingen. Es bestand die Möglichkeit, diese Mikrofone ohne externe Stromversorgung mit Strom zu versorgen, aber über dasselbe Kabel, das das Audiosignal führte.

Und so wurde entschieden, dass Neumann seine Mikrofone so konstruieren würde, dass sie mit der von NRK Studios bereitgestellten +48-Volt-Gleichstromversorgung betrieben werden. Diese Gleichspannung würde an den Pins 2 und 3 eines 3-poligen XLR-Steckers funktionieren.

Seitdem ist +48 V DC der Standard(in DIN 45596) für Mikrofon-Phantomspeisung.

Das erste phantomgespeiste Mikrofon

Obwohl Schoeps 1965 das erste Festkörpermikrofon mit einem Transistor herstellte(das Schoeps CMT 20), war es Neumann, der das erste phantomgespeiste Mikrofon herstellte.

Dieses Mikrofon ist kein anderes als das legendäre Neumann KM 84.

Das KM 84(inzwischen eingestellt) war ein Kleinmembran-Stiftkondensatormikrofon mit außenpolarisierter Kapsel und Nierencharakteristik.

Die Phantomspeisung hat die Kapsel des KM 84 effektiv vorgespannt und seine aktive FET-Schaltung mit Strom versorgt. Dieses Mikrofon verwendet einen Ausgangstransformator.

Was ist digitale Phantomspeisung?

Bevor wir uns mit den anderen Methoden zur Stromversorgung des Mikrofons befassen, wollen wir uns mit der digitalen Phantomspeisung befassen.

Die Audio Engineering Society(AES) hat eine Reihe von Standards mit dem Namen AES 42 veröffentlicht, die 10 Volt DC Phantomspeisung für digitale Mikrofone spezifiziert.

Digitale Mikrofone, die dem AES 42-Standard entsprechen, funktionieren mit dieser 10-V-DC-Phantomspeisung. Der digitale Phantomspeisungsstrom kann 250mA erreichen.

Digitale Phantomspeisung wird auf die gleiche Weise wie normale Phantomspeisung geliefert, obwohl die überwiegende Mehrheit der analogen P48-Quellen kein digitales P10 liefert. Im Gegensatz dazu senden digitale Phantomspeisungen ihren Strom über XLR- oder XLD-Anschlüsse.

XLD ist einfach eine codierte Variante des XLR-Kabels mit der gleichen Verkabelung, aber einem anderen Steckplatz für die Verbindung, wodurch eine Austauschbarkeit von analogen und digitalen Geräten verhindert wird.

Andere Mikrofon-Power-Methoden

Es ist wichtig zu wissen, dass Phantomspeisung nicht die einzige Möglichkeit ist, aktive Mikrofone mit Strom zu versorgen. Tatsächlich gibt es viele andere Methoden, um Mikrofone mit Strom zu versorgen, die dies benötigen.

Diese Power-Methoden umfassen:

DC-Vorspannung

Bias ist eine Gleichspannung, die normalerweise zwischen 1,5 und 9 Volt liegt und auf einem einzelnen Audioleiter fließt.

Daher ist DC-Biasing eine beliebte Stromversorgungsmethode für unsymmetrische Lavalier-Miniaturmikrofone und wird häufig von drahtlosen Lavalier-Sendern geliefert.

Aufgrund der niedrigen Spannungen von DC-Bias-Versorgungen ist diese Leistungsmethode hauptsächlich für die Versorgung der JFETs von Miniatur-Elektret-Lav-Mikrofonen reserviert. Bei diesen Mikrofonen benötigt nur der Impedanzwandler Strom, und eine kleine DC-Vorspannung reicht aus, um sie ordnungsgemäß mit Strom zu versorgen.

T-Leistung(AB-Leistung)

T-Power(T12) ist eine Norm des Deutschen Instituts für Normung, geschrieben in DIN 45595.

Es war eine der ersten Methoden, Kondensatormikrofone über ihre Audiokabel mit Strom zu versorgen. Die Phantomspeisung hat jedoch die T-Power als Standardtechnik für die Stromversorgung von Mikrofonen effektiv ersetzt.

Bei T-Power werden 12 Volt DC über 180-Ω-Widerstände zwischen der positiven Audioleitung(Pin 2) und der negativen Audioleitung(Pin 3) angelegt. Diese 12-Volt-Potenzialdifferenz zwischen den Pins 2 und 3 könnte einen hohen Strom an diesen Pins ziehen, was wahrscheinlich dauerhafte Schäden an dynamischen und Bändchenmikrofonen verursachen würde. Kein Wunder, dass die sicherere Phantomspeisungsmethode T-Power ersetzt hat.

Strom einstecken

Plug-in-Power(PiP) wird durch den japanischen Standard CP-1203A:2007 und IEC 61938 abgedeckt.

Die Plug-in-Power wird verwendet, um Elektretmikrofone in Consumer-Qualität mit Strom zu versorgen, die an Consumer-Audiogeräte wie tragbare Recorder und Computer-Soundkarten angeschlossen werden.

Es ist eine Schwachstromquelle, die +5 Volt DC liefert. Diese Methode sendet Strom durch ein unsymmetrisches Kabel, wobei die Hülle/Abschirmung als Rückleitung verwendet wird.

PiP funktioniert ähnlich wie DC-Bias, da es auf einer unsymmetrischen Leitung arbeitet und im Allgemeinen nur verwendet wird, um die Impedanzwandler von Mikrofonen mit geringem Strombedarf zu versorgen.

Externe Netzteile

Für Mikrofone, die mehr Strom benötigen, als die Phantomspeisung liefern kann, ist möglicherweise eine externe Stromversorgung erforderlich. Das gilt für praktisch alle Röhrenmikrofone.

Vakuumröhren bieten im Wesentlichen die gleiche Funktion wie FETs. Das heißt, sie wirken sowohl als Impedanzwandler als auch als Pseudoverstärker für das Mikrofonsignal.

Ein großer Unterschied ist jedoch die Menge an Strom, die jeder benötigt. Während Mikrofontransistoren mit Phantomspeisung betrieben werden können, benötigen Mikrofonröhren deutlich mehr Leistung und somit ein externes Netzteil, das diese Leistung liefern kann.

Ein Beispiel für ein Mikrofon mit externer Stromversorgung ist das Rode NTK Röhrenmikrofon.

Batterien

Einige Mikrofone werden mit Batterien betrieben. Oft haben diese Mikrofone die Möglichkeit, das Mikrofon direkt mit einer der oben genannten Techniken mit Strom zu versorgen.

Ein solches batteriebetriebenes Mikrofon ist das Beyerdynamic MCE72:

Verwandte Fragen

Können Sie ein Kondensatormikrofon ohne Phantomspeisung verwenden? Obwohl alle Kondensatoren aktiv sind, sind viele Kondensatormikrofone für den Betrieb mit anderen Stromversorgungsmethoden als Phantomspeisung ausgelegt. Diese Stromversorgungsmethoden umfassen DC-Vorspannung, externe Stromversorgungen, T-Power und Batterien.

Was ist der Unterschied zwischen einem Kondensatormikrofon und einem dynamischen Mikrofon? Der Hauptunterschied zwischen Kondensatormikrofonen und dynamischen Mikrofonen ist das Wandlerelement. Kondensatormikrofone haben aktive Kapseln, die nach elektrostatischen Prinzipien arbeiten, während dynamische Mikrofone passive Kapseln haben, die nach elektromagnetischer Induktion arbeiten.