I microfoni hanno bisogno di alimentazione phantom per funzionare?
L’alimentazione phantom è un metodo intelligente per alimentare i microfoni.
I microfoni hanno bisogno di alimentazione phantom per funzionare?
Sebbene l’alimentazione phantom(+48 V) sia un metodo diffuso per alimentare i microfoni, la maggior parte dei microfoni non ne richiede il corretto funzionamento. I microfoni passivi non necessitano di alimentazione e anche la maggior parte dei microfoni a condensatore attivi(elettrete) utilizzano una piccola polarizzazione CC invece di +48V. Detto questo, alcuni microfoni da studio necessitano di +48V.
Quindi, in breve, alcuni microfoni necessitano di alimentazione phantom e altri no. Entriamo nei dettagli dell’alimentazione phantom e del suo ruolo con i microfoni.
Cos’è l’alimentazione phantom?
Prima di approfondire la nostra discussione su microfoni e alimentazione phantom, è importante definire di cosa si tratta.
Quindi l’alimentazione phantom(+48V) è un metodo per inviare tensione CC attraverso un cavo bilanciato per alimentare i componenti attivi di un microfono. L’alimentazione phantom invia i suoi 48 Vdc su entrambi i fili di segnale di un cavo bilanciato e quindi non viene immessa nel segnale audio.
Sebbene lo standard per l’alimentazione phantom sia di 48 volt CC, alcune sorgenti forniscono un minimo di 12 volt CC e altre fino a 52 volt CC.
Questa tensione CC viene utilizzata da alcuni microfoni attivi per alimentare i loro componenti attivi, come ad esempio:
- FET(transistor ad effetto di campo).
- Scheda a circuito stampato(PCB).
- Capsule a condensatore a polarizzazione esterna.
Ti starai chiedendo «che dire delle valvole a vuoto nei microfoni a tubo?»
I 48 volt di alimentazione phantom semplicemente non sono sufficienti per alimentare efficacemente una valvola, quindi i microfoni a valvole avranno in genere un’alimentazione separata. Questo alimentatore sarà in genere progettato per alimentare anche i componenti attivi sopra menzionati, il che significa che i microfoni a valvole generalmente non richiedono alimentazione phantom.
L’alimentazione phantom può essere inviata correttamente solo tramite un cavo bilanciato, che ha due fili di segnale e un filo di terra/schermo.
Fondamentalmente, un cavo bilanciato trasmette audio bilanciato avendo lo stesso segnale audio in ciascuno dei suoi cavi di segnale. Questi due segnali sono uguali in ampiezza ma opposti in fase.
Su un ingresso bilanciato, questi due segnali vengono elaborati attraverso un amplificatore differenziale, dove le loro differenze si sommano efficacemente.
Ciò elimina qualsiasi rumore comune introdotto nei cavi di segnale(rifiuto di modo comune).
L’alimentazione phantom ha la sua tensione CC positiva inviata equamente lungo entrambi i cavi di segnale, quindi è anche «silenziosa» sull’ingresso audio. L’ingresso non lo sente, anche se il microfono è progettato per usarlo(o per ignorarlo se il microfono non richiede l’alimentazione phantom).
L’alimentazione phantom viene trasmessa attraverso lo stesso cavo dell’audio del microfono e non si sente affatto. Ecco da dove viene il termine «fantasma»!
microfoni passivi
I microfoni passivi non richiedono alimentazione, per non parlare di alimentazione phantom.
I microfoni dinamici(sia a nastro che a bobina mobile) costituiscono la stragrande maggioranza dei microfoni passivi oggi sul mercato.
Nella loro forma più semplice, i microfoni dinamici hanno le loro capsule, che convertono le onde sonore in segnali elettrici attraverso l’induzione elettromagnetica, e un trasformatore di uscita per aumentare il segnale prima dell’uscita. Alcuni microfoni a bobina mobile dinamici non hanno nemmeno un trasformatore di uscita!
In questi microfoni non ci sono componenti che richiedono alimentazione, quindi possiamo chiamarli «microfoni passivi».
Quindi no, i microfoni passivi non hanno bisogno di alimentazione phantom per funzionare correttamente.
Questo non vuol dire che tutti i microfoni dinamici siano passivi(sebbene le loro capsule(cartucce/elementi) lo siano certamente).Ci sono microfoni a nastro attivi sul mercato, che vedremo nella prossima sezione.
microfoni attivi
Un microfono attivo contiene uno o più componenti che richiedono alimentazione per funzionare correttamente.
Ecco i 5 comuni e pratici componenti microfonici attivi:
FET
I FET si trovano nei microfoni attivi a stato solido e fungono da convertitori di impedenza e amplificatori. Possono funzionare con alimentazione phantom.
Il FET(Field Effect Transistor) o JFET(Junction Gate Field Effect Transistor) è un transistor posizionato in linea direttamente dopo una capsula a condensatore in microfoni a condensatore a stato solido(tubeless).
Una tensione esterna genera una corrente di base attraverso il FET/JFET. Questo segnale elettrico è modulato dall’uscita della capsula del condensatore.
L’uscita della capsula del condensatore ha un’impedenza molto alta, il che significa che non viaggerà bene attraverso nessun filo e richiede un’impedenza di carico ancora maggiore(l’impedenza di ingresso del dispositivo che è ancora online).
L’ingresso del FET/JFET è ad alta impedenza, il che lo fa accettare perfettamente il segnale di uscita della capsula. L’uscita del FET/JFET è molto più bassa e può essere utilizzata efficacemente con il resto dei circuiti microfonici. Può quindi essere emesso dal microfono con la possibilità di percorrere lunghe distanze su un cavo bilanciato.
scheda a circuito stampato
I PCB spesso includono il FET al loro interno. Forniscono tutti i circuiti di un microfono attivo(inclusi interruttori, filtri, pad, ecc.). I PCB possono essere alimentati con alimentazione phantom.
Il PCB(Printed Circuit Board) ospita la circuiteria interna del microfono attivo. I PCB possono essere complessi o semplici quanto richiede la funzionalità del microfono.
ADC
Gli ADC si trovano in USB e altri microfoni digitali. Questi componenti sono alimentati tramite la tensione di polarizzazione USB di +5 V CC e non sono alimentati dall’alimentazione phantom.
L’ADC(Analog to Digital Converter) converte efficacemente l’uscita analogica di una capsula microfonica USB in informazioni audio digitali che vengono poi emesse dal microfono.
Capsula del condensatore polarizzata esternamente
Le capsule del condensatore polarizzate esternamente o le capsule del condensatore «vere» richiedono alimentazione per funzionare. I veri condensatori a stato solido utilizzeranno generalmente l’alimentazione phantom per fare ciò, mentre i condensatori a valvole utilizzeranno generalmente l’alimentazione dal loro alimentatore dedicato.
La capsula del condensatore polarizzata esternamente, come la capsula del condensatore electret, è l’elemento trasduttore del microfono. Converte le onde sonore in segnali audio elettrici utilizzando principi elettrostatici.
Fondamentalmente, questa capsula funge da condensatore a piastre parallele con il diaframma come piastra frontale. Quando la distanza tra le piastre cambia(il diaframma si sposta), si verifica una variazione della capacità e quindi un segnale di uscita.
Tuttavia, affinché ciò avvenga, il pod deve mantenere una carica costante. Questo carico è alimentato permanentemente tramite materiale electret; con CC bias(di cui parleremo presto); un alimentatore esterno(di cui abbiamo appena parlato); o alimentazione phantom.
tubo vuoto
I tubi a vuoto richiedono più potenza di quella che l’alimentazione phantom può fornire. I microfoni a tubo necessitano di alimentatori dedicati per funzionare.
Il tubo a vuoto funge da convertitore di impedenza e amplificatore per i segnali di basso livello e alta impedenza provenienti dalle capsule del condensatore.
Detto questo, le valvole si sono fatte strada in alcuni moderni microfoni a nastro(come il Royer R-122V).
Le valvole a vuoto sono state ampiamente sostituite dai transistor(FET/JFET), sebbene il loro «suono valvolare» sia molto ricercato da audiofili, ingegneri e musicisti allo stesso modo.
Altri metodi di alimentazione del microfono
Quindi abbiamo menzionato alcuni componenti microfonici attivi che non funzionano con alimentazione phantom.
Diamo un’occhiata agli altri modi in cui questi microfoni attivi potrebbero essere alimentati:
Tensione di polarizzazione CC
La tensione di polarizzazione è una tensione CC relativamente bassa(in genere tra 1,5 e 9,5 volt CC).
È probabile che la tensione di polarizzazione CC non sia abbastanza forte da accendere il FET e il PCB di un microfono a condensatore a stato solido polarizzando anche la capsula. Non è certo sufficiente alimentare una valvola a vuoto.
Pertanto, la tensione di polarizzazione CC viene generalmente utilizzata per alimentare microfoni a elettrete di piccole dimensioni. I microfoni Electret hanno capsule polarizzate in modo permanente, quindi richiedono solo alimentazione per far funzionare i loro transistor e PCB attivi.
Ora alcuni microfoni da studio a elettrete(come il Rode NT1-A) richiedono l’alimentazione phantom per funzionare.
Tuttavia, i microfoni a elettrete di tipo lavalier più piccoli hanno componenti più piccoli e funzionano perfettamente con la tensione di polarizzazione CC.
Alimentatori esterni
Sono necessari alimentatori esterni per i microfoni a valvole, poiché le valvole richiedono più potenza di quella che può fornire il phantom.
Gli alimentatori sono spesso collegati in linea tra il microfono e il preamplificatore del microfono. Forniscono potenza sufficiente per tutti i componenti attivi all’interno del microfono.
Si noti che questi alimentatori richiedono più pin rispetto al tipico XLR a 3 pin per connettersi ai microfoni per trasportare questa alimentazione.
Alimentazione USB
L’alimentazione USB è un +5 V CC che viene trasportato sul pin 1 del connettore USB.
L’alimentazione USB viene utilizzata per alimentare i FET e gli ADC dei microfoni a condensatore USB(tutti hanno capsule electret). Con i microfoni USB dinamici, l’alimentazione USB viene semplicemente utilizzata per alimentare l’ADC.
Quali microfoni necessitano di alimentazione phantom?
In sintesi, ho creato un elenco di tipi di microfoni che richiedono e non richiedono alimentazione phantom. Per quelli nell’area grigia, fornisco i layout che richiederebbero l’alimentazione phantom e i layout che non lo farebbero.
| tipo di microfono | Richiede alimentazione phantom? |
| dinamica della bobina mobile | No |
| Nastro dinamico(passivo) | No |
| Nastro dinamico(FET attivo) | sì |
| Nastro dinamico(tubo attivo) | No(PS esterno) |
| Condensatore a elettrete(FET) | Sì(se i componenti sono abbastanza grandi) |
| Condensatore a elettrete(FET) | No(bias DC se i componenti sono sufficientemente piccoli) |
| Vero condensatore(FET) | sì |
| Vero condensatore(tubo) | No(alimentazione esterna) |
| USB | No(alimentato tramite USB) |
Nota che i microfoni electret sono i più comuni nella «zona grigia» dell’alimentazione phantom. Come regola generale, se il microfono electret ha un’uscita XLR, è progettato per funzionare con alimentazione phantom. Se il microfono electret è progettato con qualsiasi altro tipo di connettore, non lo è.
Il primo microfono con alimentazione phantom
Il Neumann KM 84 è stato il primo microfono a condensatore a stato solido progettato per funzionare con alimentazione phantom. È stato lanciato sul mercato nel 1966.
Domande correlate
L’alimentazione phantom danneggerà un microfono che non ne ha bisogno? Applicare l’alimentazione phantom a un microfono che non lo richiede è sicuro nella stragrande maggioranza dei casi. Detto questo, l’alimentazione phantom può danneggiare alcuni vecchi microfoni a nastro o microfoni dinamici senza trasformatore. Anche l’hot patching con l’alimentazione phantom attiva dovrebbe essere evitato per mantenere i tuoi microfoni al sicuro.
Puoi inviare alimentazione phantom tramite TRS? Sebbene l’alimentazione phantom venga normalmente inviata tramite un cavo XLR(sui pin 2 e 3 rispetto al pin 1), può essere inviata anche tramite cavi TRS bilanciati(sulla punta e sull’anello rispetto al manicotto). Questo è in genere il caso quando l’alimentazione phantom viene inviata attraverso un patch bay.
