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评测报告

科普 | 什么是幻象电源?它如何与麦克风配合使用?





什么是幻象电源?



幻象电源是一种直流电压(通常为 +48 V),可为某些有源麦克风内的有源组件供电。该电力通过承载音频信号的相同平衡音频电缆传输。术语“幻象”源于没有明显的电源线这一事实。


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幻象电源



如上所述,幻象电源是一种为麦克风供电的方法。它由麦克风前置放大器、混音控制台、音频接口和独立幻象电源提供。

幻象电源通过同一根电缆从信号源(在麦克风输入处)传输到麦克风,该电缆将麦克风的音频信号从麦克风发送到麦克风输入。

幻象供电麦克风没有专用电源线。相反,麦克风通过传输音频信号的同一根电缆供电,因此得名“幻象供电”。

标准幻象电源为 +48 伏特直流电,通常可从专业幻象电源获得。但是,幻象电源的技术范围为 12-48 伏特,电流额定值在 4 至 22 毫安之间。


幻象电源用于为有源麦克风的有源元件供电。一般来说,它用于为有源麦克风的阻抗转换器和内部前置放大器以及其他有源电路供电。它还用于对需要外部极化的电容式麦克风的音头进行极化。

请注意,并非所有有源麦克风都使用幻象电源。直流偏置和外部电源也很常见,具体取决于麦克风的类型。


幻象电源如何工作



现在我们对幻象电源有了表面的了解,让我们看看它是如何工作的。

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幻象电源最终是使用电源或电池为幻象电源供电的电力产生的。幻象电源包括:


•独立幻象电源装置

•麦克风前置放大器

•音频接口

•音频混音控制台

上面列出的电源包含有源装置,可将主电源或电池电源转换为麦克风的幻象电源。

如上所述,幻象电源通常是 +48 伏直流电。此 48 V DC 旨在通过音频线路上的平衡音频电缆传输。

使用典型的 XLR 麦克风线,幻象电源相对于引脚 1(返回)在引脚 2 和 3(分别为正音频和负音频)上发送 +48 伏电压。


麦克风通常通过其连接的 XLR 电缆接收幻象电源。不过,在某些布线情况下,幻象电源可能会通过接线板(通过 TRS 电缆)发送,然后再到达麦克风。


幻象电源和平衡音频线



为简单起见,我们将通过常见的(典型的)平衡 3 针 XLR 电缆讨论幻象电源。XLR 电缆的接线如下:

引脚1:接地/屏蔽线

引脚2:正音频信号线

引脚3:负极音频信号线

基本上,麦克风音头的音频通过 XLR 电缆的 2 针和 3 针(相对于 1 针)发送。音频信号是交流电,2 针传输正极性麦克风 信号,3 针传输相同信号的翻转负极性版本。


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3 针 XLR 母头和公头连接


因此,引脚 2 和 3 上的音频信号彼此完全不同相。在平衡麦克风输入(前置放大器、接口、混频器等)处,差分放大器将引脚 2 和 3 之间的差值相加。这意味着产生的音频信号实际上是两个同相音频信号的总和。


此接线设置允许共模抑制 (CMR)。CMR 是指在引脚 2 和 3 上消除相似信号。


例如,电缆中的任何噪音或电磁干扰都会同样影响引脚 2 和 3。同样,幻象电源在引脚 2 和 3 上施加相同的 48 伏直流电。

这和幻象电源有什么关系?因为幻象电源是通过平衡电缆传输的,所以它不会影响音频的声音,也不会给信号增加噪音!



使用幻象电源为麦克风供电



所以我们知道幻象电源是平衡电缆音频线上的直流电压(XLR 的 2 和 3 针)。该电压由麦克风输入电路提供,并通过电缆传输到麦克风的输出连接器,供麦克风使用。

无论麦克风是否需要幻象电源才能工作,其设计都能有效地从所提供的幻象电源中获取所需的信号并阻止不需要的信号。


对于无源麦克风,直流电压通常会在麦克风主体内部停止。这种阻断可以通过输出变压器实现,就像无源带状麦克风的情况一样。它也可以通过使用麦克风输出电路中的阻断电容器来实现。


动圈式麦克风有时没有输出变压器。但是,幻象电源通常不会对动圈式麦克风的音头产生负面影响。


需要幻象电源才能正常工作的麦克风设计有适当的电路,可将幻象电源发送到需要的地方。同样,电路设计用于阻止直流幻象电源电压进入不需要的电路或到达可能损坏的组件。


本质上,需要幻象电源的麦克风会接受它,而不需要幻象电源的麦克风则会忽略它。


对于需要幻象电源的麦克风,幻象电源可用于以下功能:


•为阻抗转换器供电

•为有源电路板元件供电

•对外部极化的麦克风振膜进行极化


虽然 +48 V DC 是幻象电源的标准电压,但并非所有幻象供电麦克风都需要完整的 48 伏电压。有些可能只需要 9 V DC,而有些甚至可能需要超过完整的 48 伏电压。

无论所需电压是多少,麦克风都会设计适当的电路来升高或降低幻象电源以实现正确的供电。

一些低端和消费级接口、控制台或其他电源为了降低成本不会提供完整的 48 伏电压。较低的幻象电源电压可能会对麦克风的性能产生负面影响。

要了解幻象电源的真实电压输出,请查看产品的规格表。或者,使用电压表检查针脚 2 和 1 以及针脚 3 和 1 之间的电压。


幻象电源源自电源总管。有多种电源可以有效产生幻象电源。两种主要的幻象电源是:麦克风前置放大器和独立单位。

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哪些类型的麦克风需要幻象电源?

有源麦克风需要电源才能正常工作。许多麦克风都使用幻象电源,但并非全部。


不需要幻象电源的麦克风:

•动圈麦克风

•无源带状动圈麦克风

•直流偏置驻极体微型麦克风

•电子管麦克风


需要幻象电源的麦克风:

•驻极体 FET 电容式麦克风

•真正的(外部极化)电容式麦克风

•有源带式动圈麦克风