Alimentación Phantom 48v

Phantom power es el método estándar para alimentar micrófonos de condensador profesionales a través del conector XLR3 y cables balanceados. Tanto el pin 2 como el pin 3 del conector XLR transportan +48 voltios ±4 voltios CC. El pin 1 es 0 voltios. El nombre "alimentación fantasma" se refiere a la "invisibilidad" cuando se conectan micrófonos balanceados que no necesitan alimentación externa, como los micrófonos dinámicos (de bobina móvil).

• ¿Por qué los micrófonos necesitan energía?

Sólo los micrófonos con componentes electrónicos incorporados necesitan alimentación. Se trata principalmente de micrófonos de condensador. Sin embargo, algunos micrófonos dinámicos específicos (micrófonos de cinta) con electrónica también aplican alimentación fantasma.

• ¿Está estandarizado?

Un estándar internacional describe la alimentación fantasma para garantizar que la conexión funcione según lo previsto en todas las marcas. La norma IEC 61938:2018 describe las especificaciones técnicas. Estas especificaciones se refieren al voltaje, el consumo de corriente, la impedancia, etc.

• ¿La alimentación fantasma es siempre de 48 voltios?

Según el estándar IEC, todos los productos nuevos equipados con phantom (entradas de grabadora, entradas de mezclador, preamplificadores, etc.) deben proporcionar 48 voltios. Sin embargo, anteriormente los diseñadores tenían la opción de elegir entre 12 voltios o 24 voltios. Entonces, existen sistemas que proporcionan menos de 48 voltios. Incluso existen sistemas de 15 voltios y 18 voltios. A veces un dispositivo sólo indica la aplicación de voltaje fantasma, pero no el voltaje real.

• ¿Qué pasa si el voltaje es inferior a 48 voltios?

La mayoría de los micrófonos profesionales con alimentación fantasma necesitan 48 voltios. Es posible que aún funcione a un voltaje más bajo. Sin embargo, el resultado típico es que el rendimiento del micrófono se ve afectado, lo que reduce el manejo del SPL máximo y aumenta la distorsión. Si el voltaje es demasiado bajo, el micrófono dejará de funcionar.

• ¿Cuánta corriente puedes consumir?

El estándar IEC especifica que la corriente nominal disponible de 48 es 7 mA y 10 mA es el máximo.

• ¿Debo apagar el Phantom 48v si no lo uso?
  

Básicamente, no es necesario desactivar la alimentación fantasma (por eso se llama Phantom). Sin embargo, también se trata de las posibilidades del dispositivo de entrada. Algunos dispositivos tienen interruptores individualmente por canal. Otros están equipados con un único botón que conecta/desconecta todos los canales simultáneamente.

• ¿Qué pasa si mi dispositivo no tiene Phantom 48v?
  

Hay varias opciones si tienes una grabadora, mezcladora o amplificador sin alimentación phantom y un micrófono que la necesita. Si está en movimiento, es posible que necesite una unidad de suministro que funcione con baterías. En el estudio o en el escenario, puedes utilizar una unidad de alimentación fantasma conectada a la red.

• ¿Cuándo se inventó el Phantom Power?
  

La energía fantasma fue inventada en 1966 por Neumann en relación con una entrega especial a NRK (Norwegian Broadcasting), donde se disponía de 48 voltios para un sistema de iluminación. La primera norma fue DIN 45 596 (ahora reemplazada por la IEC 61938:2018).

• ¿Cómo comprobar la Phantom Power?
  

Una forma sencilla de comprobar la alimentación fantasma es utilizar un medidor de voltaje. Una sonda de prueba al pin 1 y la otra al pin 2 o al pin 3. Debe leer 48 voltios CC (y 0 voltios CA) en ambos casos. Entre los pines 2 y 3, debería leer 0 voltios. La lectura de 48 voltios es el voltaje de circuito abierto antes de conectar el micrófono. Al conectar un micrófono, el voltaje cae a un valor más bajo debido al consumo de corriente a través de las resistencias de alimentación.

• ¿Puede la alimentación fantasma dañar un micrófono?

Si se conecta un micrófono sensible y desbalanceado, puede dañarse. Por lo tanto, nunca conecte micrófonos o cables no balanceados a entradas con alimentación fantasma. Los micrófonos dinámicos de salida balanceada no se ven afectados por la presencia de alimentación phantom, puesto que no hay conexión entre la pantalla y los hilos conductores de señal y, por tanto, no hay circuito para el voltaje de continua.

Ahora un poco de teoría

Conociendo el funcionamiento de los micrófonos de condensador, queda clara la necesidad de proporcionar una alimentación para los circuitos electrónicos alojados dentro de la propia carcasa del micrófono, así como para polarizar el diafragma en muchos de los tipos de condensador. Sería un claro inconveniente, y tal vez un problema, tener que incorporar conexiones adicionales al cable de micrófono para conectar esta tensión de alimentación. Se ha ideado para esto un ingenioso método que permite utilizar los propios conductores que transportan la señal de audio para aplicar el voltaje de CC necesario para el funcionamiento correcto del micrófono (de aquí el término «alimentación fantasma», puesto que la corriente continua resulta invisible para la señal de audio). Además, este sistema no impide que pueda conectarse a él un micrófono que no necesite circuito de alimentación.

Puede verse que si, por ejemplo, se conectase un micrófono de cinta en lugar de uno de condensador, no circularía corriente alguna por él, puesto que no existirá ninguna toma central en su transformador de salida. Por tanto, a esta línea podrá conectarse sin ningún problema cualquier otro tipo de micrófono balanceado. Las dos resistencias de 6k8 son absolutamente necesarias, puesto que si se sustituyeran por dos simples cables conectados directamente a las líneas de audio, éstas quedarían cortocircuitadas y se anularía cualquier señal en ellas. La alimentación fantasma podría aplicarse sobre una toma central del transformador de entrada, pero si hubiese un cortocircuito entre una de las líneas del audio y la pantalla podrían dañarse el transformador y la fuente de alimentación «phantom», así como fusibles o cualquier otro componente. Las resistencias de 6k8 limitan la corriente a unos 14 mA, la cual no suele producir mayores problemas. El valor 6k8 se ha elegido de forma que sea lo suficientemente alto como para no cargar excesivamente el micrófono, y al mis­mo tiempo lo suficientemente bajo como para que la caída de tensión en sus extremos no evite que se apliquen prácticamente la totalidad de los 48V. Veremos a continuación dos ejemplos reales que servirán para calcular cuál es la caída de tensión debida a esas dos resistencias.

En primer lugar, conviene hacer notar que la corriente circula por igual a través de las dos resistencias, por lo que puede decirse que están conectadas «en paralelo». Dos resis­tencias iguales en paralelo se comportan como una única resistencia de valor la mitad; por tanto, a efectos de la tensión de alimentación de 48 V, estas dos resistencias pueden verse como una sola de valor 3k4. La Ley de Ohm determina que la caí­da de tensión en un componente resistivo es igual a su resistencia multiplicada por la corrien­te que la atraviesa. En el caso de micrófono Calrec 1050C la corriente que atraviesa las resistencias es de 0’5 mA (= 0’0005 amperios), por tanto, la caída de tensión es de 3400 x 0’0005 = 1’7 voltios. Así pues, el micrófono recibe una tensión de 48 - 1’7 = 46’3 V. Si consideramos el caso de un micrófono Shoeps CMC-5 la corriente es de 4 mA y la caída de tensión de 3400 x 0’004 = 13’6 V. El micrófono recibe una alimentación de 48 - 13’6, o sea 34’4 V. El fabricante tiene normalmente en cuenta esta caída de tensión a la hora de diseñar el micrófono. Sin embargo, existen ejemplos de micrófonos que consumen tanta corriente que llegan a cargar la fuente de alimentación «phantom» del mezclador hasta el punto de no permitir un funcionamiento correcto del micrófono. En algunos de estos casos los micrófonos producen demasiado ruido o incluso oscilaciones, y en otros ni siquiera fun­cionan. La solución a este problema puede ser una fuente de alimentación independiente o una batería. El valor estándar universal es 48 voltios, pero algunos micrófonos de condensador son diseñados para operar con voltajes de hasta 9 voltios. Esto constituye una ventaja, por ejem­plo, cuando se utilizan equipos alimentados con baterías o se trabaja en exteriores lejos de una fuente de alimentación apropiada.

Figura 1. Configuración típica de una alimentación «phantom» de 48 V, en un circuito balanceado electrónicamente.

La figura 1 ilustra la situación de una alimentación fantasma para el caso de utilizar circuitos balanceados electrónicamente en lugar de mediante transformadores. Los conden­sadores que aparecen en el esquema bloquean el voltaje de continua procedente de la fuen­te de alimentación al mismo tiempo que presentan una baja impedancia frente a la señal de audio.

En el siguiente esquema ilustra el principio de la alimentación fantasma. Las flechas indican el camino que recorre la corriente de alimentación «phantom». En este caso se emplea una tensión continua (CC) de 48V de la siguiente manera: el voltaje se aplica, a través de sendas resistencias de 6800 (6k8) ohmios, entre las dos líneas que transportan audio dentro del cable de micrófono. La corriente de alimentación recorre estas líneas y llega al micrófono. El secundario del transformador de salida del micrófono debe disponer bien de una toma central en su devanado -según se muestra en el esquema-, o bien de dos resistencias, conectadas según se ha hecho para el otro extremo de la línea. De esta forma, la corriente circula por las dos líneas hacia el centro del devanado y de ahí hacia el diafragma y el circuito del preamplificador. La vía de retorno de la corriente se cierra a través del apantallado del cable de micrófono.

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