Minden kondenzátor mikrofonhoz áramra van szükség. A fantomtáp a professzionális mikrofonok elsődleges szabványa. Itt találjuk a válaszokat a több mint 10 leggyakoribb kérdésre a fantomtápról és annak mikrofonokban való használatáról.
Mi az a fantomtáp?
A rövid változat: A fantomtáp a professzionális kondenzátor mikrofonok hárompólusú XLR csatlakozón és szimmetrikus kábeleken keresztüli tápellátásának szabványos módszere. Az XLR csatlakozó a 2-es és 3-as pólusán egyaránt +48 Volt ±4 Volt egyenfeszültséget vezet. Az 1-es pólus 0 voltos.
A „fantomtáp“ elnevezés a „láthatatlanságra“ utal, amikor olyan szimmetrikus mikrofonokat csatlakoztatunk, amelyeknek nincs szükségük külső tápellátásra, mint például a dinamikus (mozgó tekercses) mikrofonok. Röviden a név P48.
Miért van szükségük a mikrofonoknak áramra?
Csak a beépített elektronikával rendelkező mikrofonoknak van szükségük áramellátásra. Ezek elsősorban a kondenzátor mikrofonok. Azonban bizonyos elektronikával ellátott dinamikus mikrofonok (szalagmikrofonok) is alkalmaznak fantomtápot.
Szabványosítva van?
Egy nemzetközi szabvány írja le a fantomtápot, ez biztosítja, hogy a kapcsolat minden márkánál rendeltetésszerűen működjön. Az IEC 61938:2018 szabvány ismerteti a műszaki előírásokat. Ezek a specifikációk a feszültségre, az áramfelvételre, az impedanciára stb. vonatkoznak.
A fantomtáp mindig 48 V-os?
Az IEC szabványt figyelembe véve minden új, fantommal ellátott terméknek (felvevő bemenetek, keverőpult bemenetek, előerősítők stb.) 48 V-ot kell biztosítania. Korábban azonban a tervezőknek lehetőségük volt választani 12 vagy 24 Volt között. Tehát vannak olyan rendszerek, amelyek 48 V-nál kevesebbet biztosítanak. Még 15 V-os és 18 V-os rendszerek is léteznek. Előfordul, hogy egy eszköz csak a fantomfeszültség alkalmazását jelzi, de a tényleges feszültséget nem.
Mi van akkor, ha a feszültség kevesebb, mint 48 Volt?
A legtöbb professzionális fantomtáplálású mikrofonhoz 48 V-ra van szükség. (Néhány márka 9-52 V-os feszültséggel is működik). Ha P48-as mikrofonunk van, az még működhet alacsonyabb feszültségen is. Ennek tipikus eredménye azonban az, hogy a mikrofon teljesítménye romlik, csökken a maximális SPL kezelhetőség és nő a torzítás. Ha a feszültség túl alacsony, a mikrofon leáll.
Mekkora áramot vehet fel?
Az IEC szabvány szerint a P48 névleges áramerőssége 7 mA és 10 mA a maximum.
Ki kell-e kapcsolni a P48-at, ha nem használom?
Alapvetően nem szükséges kikapcsolni a fantomtápot (ezért hívják fantomnak). Ez azonban a bemeneti eszköz felépítésének kérdése is. Egyes készülékeknél csatornánként külön-külön vannak kapcsolók. Mások egyetlen, az összes csatornát egyszerre kapcsoló/leválasztó gombbal vannak felszerelve.
Mi van akkor, ha a készülékem nem rendelkezik fantomtáppal?
Többféle lehetőség kínálkozik, ha van egy olyan felvevőnk, keverőnk vagy erősítőnk, amely nem rendelkezik fantomtáppal, és van egy mikrofonunk, amelynek szüksége van rá. Ha úton vagyunk, akkor szükség lehet egy olyan tápegységre, amely elemmel működik. A stúdióban vagy a színpadon használhatunk egy hálózatra csatlakoztatott fantomtápegységet.
A miniatűr mikrofonoknak is szükségük van fantomtápra?
Igen is és nem is. A legtöbb miniatűr mikrofont úgy tervezték, hogy vezeték nélküli adókkal együtt működjön, amelyek csak kevesebb mint 10 voltot szolgáltatnak. Továbbá az adók nem rendelkeznek XLR-csatlakozókkal, így nem lehet P48-at biztosítani. Kaphatóak azonban olyan adapterek, amelyek a P48 feszültséget a miniatűr mikrofon működéséhez szükséges feszültségre alakítják át. Az adapteren (DAD6001) keresztül csatlakoztatott DPA miniatűr mikrofonok 12-48 voltos tartományban működnek.
Hogyan lehetséges a váltakozó- és egyenáramot is szállítani?
A P48 egyik intelligens tulajdonsága, hogy a kábelezési séma egyenáramot visz a mikrofonhoz – és ugyanaz a vezeték viszi vissza a jelet a bemenetre. Gondoljunk erre úgy, mint a tengerre: van egy vízszintünk (az egyenáram, DC), és emellett vannak hullámaink (a váltakozó áram, AC, a jel). Tehát azt mondhatjuk, hogy az egyenáram felfelé vagy lefelé mozog, az AC által modulálva.
A P48 képes bármi mást is táplálni a mikrofonokon kívül?
A P48 a mikrofonokon kívül más eszközöket is képes táplálni, pl. line drivereket. Néha használják munkalámpák táplálására.
Mikor találták fel a fantomtápot?
A fantomtáplálást 1966-ban találta fel a Neumann az NRK (Norvég Műsorszolgáltató) számára történő speciális szállítással kapcsolatban, ahol 48 V-os feszültség állt rendelkezésre egy világítási rendszerhez. Az első szabvány a DIN 45 596 volt (ma már az IEC 61938:2018 szabvány váltotta fel).
A fantomtáp károsíthatja a mikrofont?
Ha egy nem szimmetrikus és érzékeny mikrofont – például egy szalagmikrofont – csatlakoztatunk, az károsodhat. Ezért soha ne csatlakoztassunk aszimmetrikus mikrofonokat vagy kábeleket fantomtáplálású bemenetekhez.
Hogyan ellenőrizhető a fantomtáp?
A fantomtáp ellenőrzésének egyszerű módja a feszültségmérő használata. Az egyik mérőszondát az 1. pólusra, a másikat a 2. vagy a 3. pólusra helyezzük. 48 Volt egyenfeszültséget (és 0 Volt váltakozó feszültséget) kell leolvasni mindkét esetben. A 2. és a 3. pólus között 0 Voltot kell látni. A 48 voltos érték a mikrofon csatlakoztatása előtti nyílt áramkörű feszültség. A mikrofon csatlakoztatásakor a feszültség alacsonyabb értékre csökken az ellenállásokon átfolyó áramfelvétel miatt.
Egy jelgenerátor, mint például az NTI-Audio MR Pro Minirator leolvassa, hogy a kimenet P48 bemenetre (azaz mikrofonbemenetre) „néz-e“. Emellett különféle „kütyük“ vagy eszközök is kaphatók, mint például a Canford P48-Check Phantom Power Tester.
A P48 áramkörnek van-e bármilyen hatása a bemeneti impedanciára?
Minden bemenetnek van bemeneti impedanciája. Ökölszabályként a terhelésnek (bemeneti impedanciának) 5-10-szer nagyobbnak kell lennie, mint a forrásimpedanciának. Például egy 100 Ω kimeneti impedanciájú mikrofon esetén a terhelésnek legalább 500-1000 Ω-nak kell lennie. Ez nem jelent problémát a fantomtáplálású bemenetnél, ahol a bemeneti impedancia 3,4 kΩ. Egy nemlineáris kimeneti impedanciával rendelkező dinamikus mikrofon (pl. egy tekercs) azonban általában sokkal nagyobb bemeneti impedanciát preferál. Így a különösen magas ohmikus impedancia jó ötlet a dinamikus mikrofonok esetében.
Mekkora áramfelvételre számíthatunk egy mikrofontól?
A mikrofon kialakítása határozza meg az áramfelvételt. Íme néhány tipikus érték:
| Mikrofon | Megadott feszültség (V) | Áramfelvétel (mA) |
| DPA 2006A | 48 | 2.8 |
| DPA 2006C | 48 | 2.8 |
| DPA 4006A | 48 | 2.8 |
| DPA 4006C | 48 | 2.8 |
| DPA 4006ES | 48 | 3.5 |
| DPA 4017B | 48 | 4.5 |
| DPA 4017C | 48 | 2.8 |
| DPA 4017ER/ES | 48 | 3.5 |
| DPA 4041-SP | 48 | 2.2 |
| DPA 4060 + DAD 6001 | 12-48 | 3.5 |
| Különféle márkák – az adatlapok alapján | ||
| AKG C414 XLS | 48 | 4.5 |
| AKG C451B | 9-52 | 2 |
| AKG P170 | 48 | 3 |
| Audio-Technica AT2020 | 48 | 2 |
| Audio-Technica ATM350U | 11-52 | 3.5 |
| Audio-Technica AE3300 | 11-52 | 3 |
| Crown (AKG) PCC-160 | 12-48 | n/a |
| Crown (AKG) PZM30D | 12-48 | n/a |
| Earthworks SR40V | 24-48 | 10.0 |
| Earthworks SR314 | 24-48 | 10.0 |
| Earthworks M23 | 24-48 | 10.0 |
| Neumann U87 | 48 | 0.8 |
| Neumann KM100 | 48 | 2.0 |
| Neumann KSM105 | 48 | 3.5 |
| Schoeps CCM2 | 12 48 | 3.6 4.0 |
| Schoeps CMIT 5 | 48 | 4.4 |
| Schoeps V4 | 48 | 3.3 |
| Sennheiser MKH40 | 48 | 2.0 |
| Sennheiser MKH416 | 48 | 2.0 |
| Sennheiser MKH 8040 | 48 | 3.3 |
| Shure KSM9 | 48 | 5.2 |
| Shure KSM44A | 11-52 | 5.8 |
| Shure SM-81 | 11-52 | 1.2 |
Hivatkozások
Benjamin et al – Performance of the Microphone-Preamp Interface. AES Convention e-Brief 176. October 2014.
Bortoni, Rosalfonso; Kirkwood, Wayne: The 48 Volt Phantom Menace Returns. AES Convention Paper 7909. October 2009.
Brixen & Voetmann: Electroacústica Práctica. ISBN 978-84-7360-625-7, 2018.
Chalupa, Rudolf: A Novel Topology for a DC-Coupled Phantom-Powered Preamplifier. AES Convention Paper 2820. October 1989.
DIN 45596 German Language – Microphones; Phantom Powering
Gaskell, Robert-Eric: Capacitor “Sound” in Microphone Preamplifier DC Blocking and HPF Applications: Comparing Measurements to Listening Test. AES Convention Paper 8350. May 2011.
Green, Steve: Microphone Preamplifier Design. Proceedings of the UK 24th AES Conference. June 2011.
Groner, Samuel: Reducing Transformerless Microphone Preamplifier Noise at Low Gain Settings. JAES Vol 63 Issue 2 pp 184-190. March 2015.
IEC 61938:2018 Multimedia systems – Guide to the recommended characteristics of analogue interfaces to achieve interoperability.
Josephson, David L: Nonlinearities in Condenser Microphone Electronics; Design Considerations for New Solid-State Microphones. AES Convention Paper 2983. September 1990.
Kist, Joost; Foley, Dan: Improving Audio Performance of Microphones Using a Novel Approach to Generating 48 Volt Phantom Powering. AES Convention Paper 10095. October 2018.
Peus, Stephan; Kern, Otmar: A Method of Remote-Controlling the Polar Pattern of a Condenser Microphone with Standard Phantom Powering. AES Convention Pater 3592. March 1993.
Thomas, Frank; Hebert Gary: The 48-Volt Phantom Menace. AES Convention Paper 5335. May 2001.
Wuttke, Jörg: The Analog Microphone Interface and Its History. AES Convention Paper 7733. May 2009.
Wuttke, Jörg: The feeble phantom. Microphone Data Ltd 2010.
Wuttke, Jörg: The pathetic phantom. Resolution, pp 56-58. Jan/Feb 2003.
Zaim, Mark: Phantom Powering the Modern Condenser Microphone Part II: The Effect of Load on Microphone Performance. AES Convention e-Brief. October 2011.
Zaim, Mark; Kikutani, Tadashi; Green, Jackie: Phantom Powering the Modern Condenser Microphone: A Practical Look at Conditions for Optimized Performance. AES Convention Paper 7594. October 2008