La alimentación fantasma , en el contexto de un equipo de audio profesional , es energía eléctrica de CC transmitida a través de cables de micrófono para operar micrófonos que contienen circuitos electrónicos activos. [1] Es más conocido como una fuente de alimentación conveniente para micrófonos de condensador , aunque muchas cajas directas activas también lo usan. La técnica también se utiliza en otras aplicaciones donde la fuente de alimentación y la comunicación de señales tienen lugar a través de los mismos cables.
Las fuentes de alimentación fantasma suelen estar integradas en consolas de mezclas , preamplificadores de micrófono y equipos similares. Además de alimentar los circuitos de un micrófono, los micrófonos de condensador tradicionales también utilizan alimentación fantasma para polarizar el elemento transductor del micrófono.
Historia [ editar ]
La alimentación fantasma se utilizó por primera vez (y todavía se utiliza) en sistemas de telefonía fija con cable de cobre desde la introducción del teléfono de marcación rotativa en 1919. Una de esas aplicaciones en el sistema telefónico era proporcionar una ruta de señalización de CC alrededor de los amplificadores conectados por transformador en analógico sistemas de transmisión de línea.
El primer micrófono con alimentación fantasma disponible comercialmente fue el modelo CMT 20 de Schoeps , que salió a la luz en 1964, construido según las especificaciones de la radio francesa con alimentación fantasma de 9 a 12 voltios CC; el polo positivo de este poder estaba conectado a tierra. Los preamplificadores de micrófono de las grabadoras de cinta de la serie Nagra IV ofrecieron este tipo de alimentación como una opción durante muchos años y Schoeps continuó admitiendo el "fantasma negativo" hasta que la serie CMT se suspendió a mediados de la década de 1970, pero ahora está obsoleta.
En 1966, Neumann GmbH presentó un nuevo tipo de micrófono transistorizado a la Norwegian Broadcasting Corporation , NRK. Norwegian Radio había solicitado una operación con alimentación fantasma. Dado que NRK ya disponía de alimentación de 48 voltios en sus estudios para sus sistemas de iluminación de emergencia, este voltaje se utilizó para alimentar los nuevos micrófonos (modelo KM 84) y es el origen de la alimentación fantasma de 48 voltios. Esta disposición se estandarizó posteriormente en DIN 45596.
Estándares [ editar ]
El Comité de Normas de la Comisión Electrotécnica Internacional "Sistemas multimedia - Guía de las características recomendadas de las interfaces analógicas para lograr la interoperabilidad" (IEC 61938: 2018) especifica parámetros para la entrega de alimentación fantasma de micrófono. [2] El documento define tres variantes: P12, P24 y P48. Además, se mencionan dos variantes adicionales (P12L y SP48) para aplicaciones especializadas. [3] [4] La mayoría de los micrófonos ahora usan el estándar P48 (la potencia máxima disponible es 240 mW). Aunque todavía se utilizan sistemas de 12 y 48 voltios, la norma recomienda un suministro de 24 voltios para los sistemas nuevos. [5]
Información técnica [ editar ]
La alimentación fantasma consiste en un circuito fantasma donde la corriente continua se aplica por igual a través de las dos líneas de señal de un conector de audio balanceado (en equipos modernos, los dos pines 2 y 3 de un conector XLR ). El voltaje de suministro se refiere a la clavija de tierra del conector (clavija 1 de un XLR), que normalmente está conectada al blindaje del cable o un cable de tierra en el cable o ambos. Cuando se introdujo la alimentación fantasma, una de sus ventajas fue que el mismo tipo de cable de micrófono blindado y balanceado que los estudios ya estaban usando para micrófonos dinámicos podría usarse para micrófonos de condensador. Esto contrasta con los micrófonos con tubo de vacío.circuitos, la mayoría de los cuales requieren cables especiales multiconductores. [nota 1]
Con la alimentación fantasma, la tensión de alimentación es efectivamente invisible para los micrófonos balanceados que no la utilizan, lo que incluye la mayoría de los micrófonos dinámicos. Una señal balanceada consta únicamente de las diferencias de voltaje entre dos líneas de señal; La alimentación fantasma coloca el mismo voltaje de CC en ambas líneas de señal de una conexión balanceada. Esto contrasta notablemente con otro método de alimentación ligeramente anterior conocido como "alimentación en paralelo" o "alimentación en T" (del término alemán Tonaderspeisung ), en el que la CC se superponía directamente a la señal en modo diferencial. Conectar un micrófono convencional a una entrada que tenga habilitada la alimentación en paralelo podría dañar el micrófono.
La norma IEC 61938 define la alimentación fantasma de 48 voltios, 24 voltios y 12 voltios. Los conductores de señal son positivos, ambos alimentados a través de resistencias de igual valor (6,81 kΩ para 48 V, 1,2 kΩ para 24 V y 680 Ω para 12 V) y el blindaje está conectado a tierra . El valor de 6,81 kΩ no es crítico, pero las resistencias deben ajustarse dentro de un 0,1% [6] o mejor para mantener un buen rechazo de modo común en el circuito. La versión de 24 voltios de alimentación fantasma, propuesta bastantes años después de las versiones de 12 y 48 V, también se incluyó en el estándar DIN y está en el estándar IEC, pero nunca fue ampliamente adoptada por los fabricantes de equipos.
Casi todas las mesas de mezclas modernas tienen un interruptor para encender o apagar la alimentación fantasma; en la mayoría de los equipos de gama alta, esto se puede hacer individualmente por canal, mientras que en mezcladores más pequeños un solo interruptor principal puede controlar la entrega de energía a todos los canales. La alimentación fantasma se puede bloquear en cualquier canal con un transformador de aislamiento 1: 1 o condensadores de bloqueo. La alimentación fantasma puede causar un mal funcionamiento del equipo o incluso daños si se usa con cables o adaptadores que conectan un lado de la entrada a tierra, o si se conectan ciertos equipos que no sean micrófonos.
Los amplificadores de instrumentos rara vez proporcionan alimentación fantasma. Para utilizar equipos que lo requieran con estos amplificadores, se debe insertar una fuente de alimentación separada en la línea. Estos están disponibles comercialmente o, alternativamente, son uno de los proyectos más fáciles para el constructor de electrónica aficionado.
Advertencias [ editar ]
Algunos micrófonos ofrecen una opción de alimentación por batería interna o alimentación fantasma (externa). En algunos de estos micrófonos, es aconsejable quitar las baterías internas cuando se utiliza alimentación fantasma, ya que las baterías pueden corroerse y derramar productos químicos. Otros micrófonos están diseñados específicamente para cambiar a las baterías internas si falla una fuente externa, lo que puede ser útil.
La alimentación fantasma no siempre se implementa correcta o adecuadamente, incluso en preamplificadores, mezcladores y grabadoras de calidad profesional. En parte, esto se debe a que los micrófonos de condensador de 48 voltios alimentados por fantasmas de primera generación (desde finales de la década de 1960 hasta mediados de la de 1970) tenían circuitos simples y solo requerían pequeñas cantidades de corriente de funcionamiento (generalmente menos de 1 mA).por micrófono), por lo que los circuitos de suministro fantasma típicamente integrados en grabadoras, mezcladores y preamplificadores de ese tiempo se diseñaron asumiendo que esta corriente sería adecuada. La especificación original de alimentación fantasma DIN 45596 requería un máximo de 2 mA. Esta práctica se ha trasladado hasta el presente; Muchos circuitos de suministro de energía fantasma de 48 voltios, especialmente en equipos portátiles y de bajo costo, simplemente no pueden suministrar más de 1 o 2 mA en total sin romperse. Algunos circuitos también tienen una resistencia adicional significativa en serie con el par estándar de resistencias de suministro para cada entrada de micrófono; es posible que esto no afecte mucho a los micrófonos de baja corriente, pero puede desactivar los micrófonos que necesitan más corriente.
Los micrófonos de condensador de mediados de la década de 1970 y posteriores diseñados para alimentación fantasma de 48 voltios a menudo requieren mucha más corriente (p. Ej., 2–4 mA para los micrófonos sin transformador Neumann, 4–5 mA para la serie Schoeps CMC ("Colette") y micrófonos Josephson, 5 –6 mA para la mayoría de ShureMicrófonos de la serie KSM, 8 mA para CAD Equiteks y 10 mA para movimiento de tierras). El estándar IEC da 10 mA como la corriente máxima permitida por micrófono. Si la corriente requerida no está disponible, un micrófono aún puede emitir una señal, pero no puede entregar el nivel de rendimiento deseado. Los síntomas específicos varían algo, pero el resultado más común será la reducción del nivel máximo de presión sonora que el micrófono puede manejar sin sobrecarga (distorsión). Algunos micrófonos también mostrarán una sensibilidad más baja (nivel de salida para un nivel de presión sonora dado).
La mayoría de los interruptores de elevación de tierra tienen el efecto no deseado de desconectar la alimentación fantasma. Siempre debe haber una ruta de corriente continua entre la clavija 1 del micrófono y el lado negativo de la fuente de 48 voltios, si la energía debe llegar a los componentes electrónicos del micrófono. Levantar el suelo, que normalmente es el pin 1, rompe este camino y desactiva la fuente de alimentación fantasma.
Existe la creencia común de que conectar un micrófono dinámico o de cinta a una entrada con alimentación fantasma lo dañará. Hay tres posibilidades de que ocurra este daño. Si hay una falla en el cable, la alimentación fantasma puede dañar algunos micrófonos al aplicar voltaje a través de la salida del micrófono. [7] También es posible dañar el equipo si una entrada con alimentación fantasma está conectada a un micrófono dinámico no balanceado [8] o instrumentos musicales electrónicos. [9] El transitorio generado cuando un micrófono se conecta en caliente a una entrada con alimentación fantasma activa puede dañar el micrófono y posiblemente el circuito de preamplificador de la entrada [10]porque no todas las clavijas del conector del micrófono hacen contacto al mismo tiempo, y hay un instante en el que la corriente puede fluir para cargar la capacitancia del cable de un lado de la entrada con alimentación fantasma y no del otro. Esto es particularmente un problema con los cables de micrófono largos. Se considera una buena práctica deshabilitar la alimentación fantasma en dispositivos que no la requieren. [11] [12]
Alimentación fantasma digital [ editar ]
Los micrófonos digitales que cumplen con el estándar AES 42 pueden estar provistos de alimentación fantasma a 10 voltios, impresa tanto en los cables de audio como en la tierra. Este suministro puede suministrar hasta 250 mA a micrófonos digitales. Se puede utilizar una variación codificada del conector XLR habitual , el conector XLD , para evitar el intercambio accidental de dispositivos analógicos y digitales. [13]
Otras técnicas de encendido del micrófono [ editar ]
T-power, también conocida como alimentación AB [14] o T12, descrita en DIN 45595, es una alternativa a la alimentación fantasma que todavía se utiliza ampliamente en el mundo del sonido de películas de producción. Muchos mezcladores y grabadoras destinados a ese mercado tienen una opción de T-power. Muchos micrófonos Sennheiser y Schoeps más antiguos usan este método de alimentación, aunque los grabadores y mezcladores más nuevos están eliminando esta opción. Los cilindros adaptadores y las fuentes de alimentación dedicadas están hechos para acomodar micrófonos con alimentación T. A menudo, no hay una diferencia audible entre los micrófonos con este método y los micrófonos con alimentación P48. En este esquema, se aplican 12 voltios a través de 180 resistencias de ohmios entre el terminal "activo" del micrófono (XLR pin 2) y el terminal "frío" del micrófono (XLR pin 3). Esto da como resultado una diferencia de potencial de 12 voltios con una capacidad de corriente significativa a través de los pines 2 y 3, que probablemente causaría daños permanentes si se aplicara a un micrófono dinámico o de cinta.
Plug-in-power (PiP), es el suministro de 3–5 V de baja corriente que se proporciona en el conector del micrófono de algunos equipos de consumo, como grabadoras portátiles y tarjetas de sonido de computadora . También se define en IEC 61938. [15] Es diferente a la alimentación fantasma ya que es una interfaz no balanceada con un voltaje bajo (alrededor de +5 voltios) conectado al conductor de señal con retorno a través del manguito; la alimentación de CC es común con la señal de audio del micrófono. Se utiliza un condensador para bloquear la CC de los circuitos de frecuencia de audio posteriores. Se utiliza a menudo para alimentar micrófonos electret., que no funcionará sin energía. Solo es adecuado para alimentar micrófonos diseñados específicamente para su uso con este tipo de fuente de alimentación. Pueden producirse daños si estos micrófonos están conectados a una alimentación fantasma real (48 V) a través de un adaptador de 3,5 mm a XLR que conecta el protector XLR a la funda de 3,5 mm. [16] La alimentación enchufable está cubierta por la norma japonesa CP-1203A: 2007 [17]
Un esquema similar de alimentación de línea se encuentra en las tarjetas de sonido de las computadoras. Tanto la alimentación por enchufe como la alimentación de la tarjeta de sonido se definen en la segunda edición de IEC 61938. [18]
Estos esquemas de alimentación alternativos a veces se denominan incorrectamente "alimentación fantasma" y no deben confundirse con la alimentación fantasma verdadera de 48 voltios descrita anteriormente.
Algunos micrófonos de condensador se pueden alimentar con una celda de 1,5 voltios contenida en un pequeño compartimento en el micrófono o en una carcasa externa.
A veces, los trabajadores de aviónica utilizan la alimentación fantasma para describir el voltaje de polarización de CC que se utiliza para alimentar los micrófonos de aviación, que utilizan un voltaje más bajo que los micrófonos de audio profesionales. La alimentación fantasma utilizada en este contexto es de 8 a 16 voltios CC en serie con una resistencia de 470 ohmios (nominal) como se especifica en el estándar DO-214 de RTCA Inc. [19] Estos micrófonos evolucionaron a partir de los micrófonos de carbono utilizados en los primeros días de la aviación y el teléfono que dependía de un voltaje de polarización de CC a través del elemento del micrófono de carbono.
Otros usos [ editar ]
La alimentación fantasma también se utiliza en aplicaciones distintas de los micrófonos:
- Antenas activas
- Convertidor reductor de bloque de bajo ruido
- Alimentación a través de Ethernet
Notas [ editar ]
- ^ Hay micrófonos de tubo de vacío con alimentación fantasma, como el Microtech Gefell UM900 y Audio-Technica AT3060
Ver también [ editar ]
- Camiseta al sesgo
- Circuito fantasma
- Comunicación por línea eléctrica, comunicación de datos a través de la red eléctrica.
Referencias [ editar ]
- ^ David Miles Huber, Robert E. Runstein Modern Recording Techniques , Focal Press 2009 ISBN 0-240-81069-4 , página 117
- ^ "IEC 61938: 2018 | Tienda web de IEC" . webstore.iec.ch . Consultado el 19 de abril de 2016 .
- ^ "Fuentes de alimentación fantasma alimentadas por batería" . Prosoundtraining . 2012-09-07 . Consultado el 17 de marzo de 2018 .
- ↑ Rayburn, Ray A. (12 de noviembre de 2012). El libro de micrófonos de Eargle: de mono a estéreo y envolvente: una guía para el diseño y la aplicación de micrófonos . Taylor y Francis. ISBN 9781136118135.
- ^ Oficina de estándares indios (1 de enero de 2005). IS 15572: Sistemas de audio, video y audiovisuales - Interconexiones y valores coincidentes - Valores coincidentes preferidos de señales analógicas .
Esta norma india que es idéntica a la IEC 61938 (1996) ... Aunque todavía se utilizan sistemas de 12 y 48 voltios, se prefieren los sistemas de 24 voltios para nuevos desarrollos.
- ^ http://sound.whsites.net/project96.htm
- ^ "¿Puede la alimentación fantasma dañar sus micrófonos?" . 2012-05-24 . Consultado el 5 de junio de 2013 .
Enviar alimentación fantasma a un micrófono de cinta antiguo (anterior al diseño de 1970) sin un transformador de aislamiento, mientras se usa un cable defectuoso, que tiene la conexión a tierra (pin 1) en cortocircuito con la patilla 2 o la patilla 3 del XLR.
Este es el ejemplo clásico por el que todo el mundo dice: no envíe alimentación fantasma a los micrófonos de cinta, pero las posibilidades de que ocurra esta "tormenta perfecta" no son tan grandes.
- ^ Gary Davis (1989). El manual de refuerzo de sonido . Hal Leonard Corporation. pag. 130. ISBN 9781617745454.
- ^ "P. ¿La alimentación fantasma ha dañado este teclado?" . Sonido sobre sonido . Enero de 2013 . Consultado el 5 de junio de 2013 .
- ^ Bortoni, Rosalfonso; Kirkwood, Wayne (marzo de 2010). "Vuelve la amenaza fantasma de 48 voltios" . Sociedad de Ingeniería de Audio . Cite journal requiere
|journal=( ayuda ) - ^ "Ribbon Mics y Phantom Power" . Royer . Consultado el 5 de junio de 2013 .
- ↑ Tomlinson Holman (12 de noviembre de 2012). Sonido para Cine y Televisión . Prensa CRC. pag. 304. ISBN 9781136046094.
- ^ Francis Rumsey; John Watkinson (2004). Tercera edición del manual de interfaz digital . Elsevier. pag. 204. ISBN 0-240-51909-4.
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- ^ "Estándares JEITA / JEITA / Estandarización de tecnología AV & IT / Interfaz" . www.jeita.or.jp . Consultado el 19 de abril de 2016 .
- ^ "IEC 61938: 2013 | Tienda web de IEC" . webstore.iec.ch . Consultado el 19 de abril de 2016 .
- ^ http://www.rtca.org/ RTCA DO-214
Enlaces externos [ editar ]
- El micrófono Schoeps CMT 20 de 1964: el primer micrófono con alimentación fantasma del mundo
- Alimentación fantasma: líneas equilibradas, alimentación fantasma, puesta a tierra y otros misterios arcanos . Loud Technologies Inc, 2003
- Alimentación de micrófonos: una colección de información y circuitos para alimentar cápsulas de micrófonos electret
- Diseño y funcionamiento del micrófono: contiene técnicas alternativas de alimentación de micrófonos de condensador que incluyen T-power / 12T / AB powering / DIN 45595
- Probador de bricolaje: para la presencia de alimentación fantasma y pruebas de cableado limitadas
