Požiadavky na hlavný zdroj energie pre vákuové kondenzátorové mikrofóny
Štruktúra napájania vákuových elektrónkových kondenzátorových mikrofónov sa zásadne líši od štruktúry tradičných tranzistorových kondenzátorových mikrofónov. Hlavný rozdiel spočíva v potrebe súčasne splniť požiadavky dvoch komponentov obvodu:
Vysokonapäťové napájanie anódy: Vákuové elektrónky vyžadujú stabilné vysokonapäťové napájanie jednosmerným prúdom (zvyčajne 60 V – 120 V) na napájanie elektrónky a zosilnenie zvukového signálu. Napríklad klasický mikrofón Neumann U47 má anódové napätie 105V, kým AKG C12 približne 60V (údaje z *Microphone Engineering Handbook*). Nedostatočné napätie povedie k skresleniu signálu alebo kompresii dynamického rozsahu.
Napájací zdroj vyhrievania vlákna: Katóda vákuovej trubice sa musí zahriať na vysokú teplotu pomocou nízkeho napätia (zvyčajne 6,3 V alebo 12 V), aby sa emitovali elektróny. Požiadavka na prúd vlákna je relatívne vysoká (približne 0,3A-1A), čo si vyžaduje nezávislý obvod regulátora napätia, aby sa zabránilo interferencii so zvukovým signálom.
Typický návrh štruktúry napájacieho zdroja
Napájanie elektrónkových kondenzátorových mikrofónov sa zvyčajne dosahuje pomocou externého napájacieho boxu, ktorého konštrukčné vlastnosti možno rozdeliť do nasledujúcich modulov:
Adaptácia fantómového napájania: Väčšina elektrónkových mikrofónov je kompatibilná s 48V fantómovým napájaním, ale toto je potrebné premeniť na vysokonapäťové jednosmerné napätie pomocou zosilňovacieho obvodu v napájacej skrinke. Napríklad napájací box Telefunken ELA M 251 zvyšuje 48V až 120V pre anódu.
Viackanálový izolovaný výstup: Skriňa napájacieho zdroja musí prísne izolovať vysokonapäťové napájanie anódy od vláknového napájacieho zdroja, aby sa predišlo presluchom. Typické konštrukcie používajú toroidný transformátor a filtračné kondenzátory (napr. 100μF alebo vyššie) na potlačenie zvlnenia.
Bezpečnostný ochranný mechanizmus: Vysokonapäťový obvod musí obsahovať poistky alebo ochranné diódy proti prepätiu (napr. 1N4007), aby sa zabránilo poškodeniu elektrónok v dôsledku náhlych zmien napätia.
Vplyv napájania na tón
„Teplý“ tón elektrónkového kondenzátorového mikrofónu priamo súvisí s charakteristikami jeho napájania:
Mäkké orezanie pri vysokom{0}}napätí: Keď sa elektrónka priblíži k saturačnému napätiu (napr. 90 % menovitej hodnoty), vytvára harmonické skreslenie rovnomerného-rádu, čím sa zvyšuje plynulosť zvuku.
Stabilita vlákna: Kolísanie napätia vlákna ±0,1 V môže spôsobiť zmeny v emisnom prúde katódy, čo ovplyvní krivku frekvenčnej odozvy (namerané údaje možno nájsť v *JAES* Vol. 45).
Moderné vylepšenia a trendy
Aplikácie spínaných zdrojov napájania: Niektoré nové konštrukcie používajú vysokofrekvenčné spínané zdroje napájania (ako sú moduly jednosmerného prúdu-jednosmerného prúdu) na nahradenie tradičných lineárnych zdrojov napájania, čím sa zmenšila veľkosť o 50 %, ale je potrebné vyriešiť problémy s EMI.
Hybridné napájacie riešenia: Niekoľko produktov (napríklad Warm Audio WA-47) má optimalizované obvody, ktoré umožňujú priame použitie 48V fantómového napájania, čím sa eliminuje potreba externého napájacieho boxu.
