PHANTOM POWER

Para Que Serve?

Phantom Power serve pra que? Alimentação fantasma? Meu Microfone precisa de 48V? Isso pode queimar meu Microfone?

Até pouco tempo atrás podia-se dizer que apenas microfones do tipo condensador precisavam ser energizados com o Phantom Power, mas a evolução e as diferentes tecnologias tornaram mais difícil perceber quais microfones exatamente precisam disso.

Por que “Fantasma”?

Porque essa tensão, tipicamente de 48V, na verdade não existe do ponto de vista do circuito interno de amplificação do sinal, ela só é percebida para fora do circuito de amplificação. Ou seja, faz parte do circuito do Microfone ou do acessório plugado diretamente à entrada que fornece o Phantom Power.

Um dos acessórios que se vale desses 48V é o meu PRE4FET, um pré-amplificador inline para Microfones passivos (Dinâmicos e de Fita) que aumenta em até 50% o ganho do pré-amplificador da sua interface de audio e diminui drasticamente o ruído analógico gerado na amplificação do sinal.

E como pode existir uma tensão de 48V que sai de dentro da interface, chega ao microfone, ou em algo conectado à entrada e mesmo assim o Phantom Power não atua sobre o circuito interno?

São artifícios da eletrônica analógica.

Porque o Phantom Power é uma tensão de corrente contínua, DC. Enquanto que o sinal que vem do microfone é um sinal de corrente alternada, AC.

Mas sim, eles se misturam em alguns pontos tornando-se um sinal AC+DC, mas basta utilizarmos as artimanhas da eletrônica analógica para isolar o sinal AC, do sinal DC, e assim mantê-los separados.

Como Isolar o Phantom Power?

As duas formas mais simples de fazermos isso é: ou utilizar um transformador que isola completamente o sinal de entrada do circuito de amplificação, ou apenas bloquear o sinal DC de corrente contínua, com a utilização de capacitores em série que suportem essa tensão elevada, porque um capacitor em série com o sinal vai atuar como se fosse um curto-circuito quando o sinal é de corrente alternada AC e uma interrupção do circuito quando o sinal é de corrente contínua DC.

E usar capacitores em série é a forma mais utilizada nos circuitos que possuem Phantom Power, pois é a forma mais simples e mais barata.

Porque para utilizar um transformador na entrada, é necessário que esse transformador responda linearmente a todas (ou quase todas) as frequências entre 20 e 20 kilo hertz e que também seja blindado devido ao fato de que a amplitude do sinal que vem do microfone é muito baixa e qualquer perturbação eletro magnética ao redor do transformador vai modificar o sinal.

E em alguns circuitos com transformador ainda há enrolamentos extras para compensar possíveis distorções causadas por ele.

E esse é um dos motivos pelo qual os equipamentos que isolam o Phantom Power com transformador são bem mais caros, porque é mais difícil desenvolver, e um transformador blindado custa muito mais que um simples capacitor. Pelo menos vinte vezes mais.

Porque assim, essa blindagem não é uma blindagem qualquer. Ela precisa ser feita com uma liga de metal chamada MU metal.

Que é composta principalmente de níquel e ferro. Esse Mu metal é um composto industrial que possuiu um elevadíssimo coeficiente de permeabilidade magnética. E sem essa super blindagem magnética o transformador fica muito susceptível à qualquer variação eletromagnética que aconteça ao seu redor.

E o Mu metal não é algo barato.

E falando em itens caros, os caríssimos equipamentos da Rupert Neve Designs, que não são caros à toa, são ótimos exemplos de circuitos que isolam o Phantom Power com transformador e utilizam um circuito de controle para compensar distorções.

Para que serve o Phantom na prática?

Tá, mas se o Phantom Power não é utilizado internamente no circuito da sua interface de audio ou do seu pré-amplificador, pra que que ele serve e por que nem sempre precisamos dele?

Essa é a parte mais interessante sobre o Phantom Power! Porque ele serve para alimentar um circuito eletrônico externo numa conexão que não foi pensada incialmente para isso!

Veja o esquema de ligação do conector XLR que vai para o microfone, ele utiliza os mesmos dois pinos do conector que recebe o sinal que vem do microfone.

E perceba que mesmo com a tensão de 48 Volts se juntando a um sinal AC na casa dos micro volts, o sinal que vem do microfone não é distorcido! Foi uma sacada muito interessante dos Engenheiros Eletrônicos lá da década de 60!

E se não fosse assim, você teria que ter dois conectores quando fosse utilizar um microfone que precisasse de phantom power. Ou mais pinos.

E talvez você deva estar pensando: “eu não uso um circuito externo, mas mesmo assim meu microfone precisa dos 48V pra funcionar!” Sim você usa, porque existe um circuito dentro do seu microfone neste caso.

Praticamente todos os microfones do tipo condensador precisam receber o Phantom Power da interface de audio porque dentro deles sempre há um circuito que já amplifica um pouco o sinal antes de enviá-lo à interface.

A mesma coisa ocorre com os ditos microfones ativos de fita, como é o caso do microfone Røde NTR, que também possui um circuito que amplifica um pouco o sinal antes de envia-lo.

E caso você já tenha visto algum circuito com os ditos “microfones de eletreto”, que funcionam de forma semelhante aos sensores do tipo condensador, é importante perceber que a dita tensão de bias é diferente da tensão de Phantom Power.

Dificilmente você vai precisar utilizar uma tensão tão alta assim para a tensão de bias do microfone de eletreto.

Aliás, por que será que escolheram o valor de 48 volts para o Phantom Power se geralmente os circuitos analógicos são alimentados com tensões entre 24 e 30 volts?

Lá no começo disso, no início dos anos 60, não havia um padrão definido para o valor em volts do Phantom Power, tanto que o primeiro microfone comercial fabricado, que usou Phantom Power foi o modelo CMT 20 da marca alemã Schops, o qual podia receber uma tensão de Phantom Power entre 9 e 12 volts.

Mas, dois anos depois, em 1966, a também fabricante alemã Neumann, estava desenvolvendo um microfone para uma rádio Norueguesa da época. Só que não foi a Neumann quem definiu a tensão de Phantom Power desse projeto de microfone, mas sim própria Rádio Norueguesa que exigiu que essa tensão de Phantom Power fosse de 48 volts, porque a rádio já possuía uma rede de luzes de emergência que funcionavam com a tensão de 48 volts!

Assim seria fácil fazer a instalação dos novos microfones na rádio. Lembrando que naquela época todo equipamento de audio profissional era desenvolvido sob medida, não existiam ainda lojas especializadas nesse segmento.

A Neumann então contente com o resultado obtido com esse novo microfone alimentado com Phantom power de 48 volts resolveu padronizar em seus microfones a tensão de 48 volts para toda sua linha de microfones condensadores que viria a ser desenvolvida.

E o fato da Neumann ter se tornado a referência número UM em fabricantes de microfone condensador fez com que todas as outras fabricantes também desenvolvessem microfones condensadores que funcionassem com a mesma tensão de Phantom Power.

Ou seja, o valor de 48V é culpa da rádio Norueguesa, da Neumann e de todas as fabricantes que queriam vender microfones para os mesmos clientes da Neumann.

Mas hoje em dia, o Phantom Power sempre é de 48v? De fato não, mas são raros os dispositivos e microfones que utilizam ou geram outro valor de tensão.

Essa possibilidade de selecionar o valor do Phantom Power é mais comum em gravadores portáteis, porque diminuir a tensão de Phantom Power é uma forma de economizar a bateria desses dispositivos.

Em alguns gravadores é possível selecionar o Phantom Power como sendo 12, 24 ou 48 volts.

E hoje em dia a maioria dos microfones funcionam com Phantom Power entre 24 e 48 volts. Inclusive, quanto menor o valor do Phantom Power, mais estável é essa tensão.

E por que um Phantom Power menor é mais estável? Porque a tensão de Phantom Power, quase sempre é obtida de uma tensão de 12 ou 15 volts, quando a sua interface de audio é daquelas que tem fonte de alimentação conectada à tomada.

Ou, como na maioria das vezes, precisa elevar a tensão a partir de 5 volts se a sua interface for alimentada diretamente pela porta USB do seu computador. E você pode imaginar que para transformar 5V em 48V será muito mais difícil, mais caro e mais ruidoso, do que gerar 24V desses mesmos 5V.

Por outro lado, quanto menor for a tensão do Phantom Power, menor será a capacidade de corrente elétrica fornecida ao circuito externo.

Já que na grande maioria dos equipamentos essa corrente é limitada por dois resistores de 6,81 kOhms, o que implica numa corrente máxima de 14mA no caso da tensão ser de 48 volts, 7mA se a tensão for 24 volts e apenas 3,5mA se a tensão phantom for de 12V

E justamente para se obter a máxima capacidade de corrente elétrica é preferível que os equipamentos gerem Phantom Power de 48V.

Assim é possível alimentar até mesmo circuitos com muitos componentes, ou ainda, alimentar o circuito do microfone e um circuito extra, como o PRE4FET, que nada mais é do que um amplificador diferencial com baixíssimo ruído e de ganho fixo. Em torno de 25 dB de ganho mais ou menos.

O PRE4FET bloqueia e consome todo o Phantom Power porque ele é feito para ser usado com microfones que não precisam ser alimentados ou seja, que não possuem um circuito internamente, possuem apenas o sensor e nada mais.

Caso você queira fazer essa ligação doida e o seu compressor ou equalizador não fornece phantom power, é possível fazer uma gambiarra muito comum em instalações de palcos, de shows ou eventos, que é a gambiarra de você injetar o Phantom Power com um adaptador XLR em Y com uma das pontas conectada numa fonte que gere os 48V, assim você garante que o sinal transmitido será mais imune a ruídos, uma vez que essas instalações precisam utilizar cabos que são muito extensos e estão sempre suscetíveis a serem afetados por diversos fatores.

E agora a grande questão, e se o seu microfone for do tipo bobina dinâmica os ditos, microfones dinâmicos, como o Shure MV7 ou o Shure SM7B ou o SM58, o SM57, etc? O Phantom Power pode danificar o seu microfone caso seja aplicado a ele?

Até pode, se você deixar por muito tempo fornecendo a corrente máxima de 14mA em 48V. Mas se for por um curto período, dificilmente haverá problemas… NOS MICROFONES DINÂMICOS DE QUALIDADE!

Porque nesses microfones são feitos testes de qualidade que levam em consideração a possibilidade dessa tensão de Phantom Power ser aplicada acidentalmente.

Entretanto, os microfones de fita passivos… ESSES SIM, podem ser danificados instantaneamente caso lhes sejam aplicado o Phantom Power. Porque eles funcionam com ímãs permanentes que por si só já geram um campo elétrico sobre uma finíssima fita metálica.

Ao aplicar o Phantom Power diretamente ao microfone de Fita, a tensão desse campo elétrico aumentaria drasticamente, seria muito intenso e ultrapassaria a resistência mecânica dessa finíssima fita e destruiria ela em vários pedacinhos de forma instantânea.

Por isso é sempre recomendado a utilização de um PRE4FET para bloquear o Phantom Power nesses microfones passivos de fita, assim você não corre o risco de destruir instantaneamente sem querer seu caríssimo microfone de fita.

E os microfones USB, precisam de Phantom Power? Calma, não vamos confundir as coisas. Por exemplo, o Shure MV7, nele existe uma porta USB que já envia o sinal digital e uma porta analógica XLR tradicional onde é possível aplicar “erradamente 48v”, já que esse é um microfone dinâmico, os quais não precisam da alimentação Phantom Power para nada.

Se aplicarmos o Phantom Power nele, e de fato eu já apliquei sem querer 48V nele, essa tensão não tem como chegar até o circuito digital que existe dentro dele.

Esse circuito digital interno só tem acesso à alimentação de 5V da porta USB, já que essa placa interna que converte o sinal em digital, conecta-se aos pinos do conector XLR com aqueles capacitores em série que bloqueiam qualquer tensão DC.

Qual o equipamento que gera o melhor Phantom Power? Ou o que é um bom Phantom Power? Um bom circuito ou equipmanto gerador de Phantom Power é aquele que possui os dois resistores limitadores de corrente com valores de resistência perfeitamente iguais ou o mais próximo possível.

Ou seja, se o valor nominal deles for 6,81 kOhms, você tem que ler precisamente no multímetro o mesmo valor ou um valor que tenha variação inferior a 0,5%.

Porque se um resistor tiver valor de 6,8 kOhm e o outro 6,81 kOhm, essa diferença de resistência resultará num desequilibrio de corrente o qual será lido pelo pré-amplificador como sendo o sinal que vem do microfone, mas na verdade é um Phantom Power desbalanceado.

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