Phantomspeisung - dynamisches Verhalten.

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Startbeitrag#1
Moin,
mal ein Problem, das mir seit einigen Tagen durch den Kopf geht:
Phantomspeisungen sind ja als P48 genormt. Durch die 6.81kOhm Widerstände wird der Strom begrenzt und damit auch die Stabilität der Speisespannung am Mikrofon. Inwieweit geht jetzt das dynamische Verhalten der Mikrofone jetzt mit ein ?
Folgende Annahme: Mikrofonvorverstärker, dessen Phantomspeisung im statischen Betrieb (ohne Signal am Mikro) gerade so die spezifizierten 10mA liefert und ein Mikro, dass exakt diese 10mA 'Ruhestrom' benötigt. Soweit alles ok?
Was passiert nun, wenn im dynamischen Betrieb (z.B. Tuttistelle) jetzt das Mikro einen erhöhten Stromverbrauch hat ? Die Versorgungsspannung (P48) bricht ein und das müsste eigentlich zu hörbaren Problemen führen.
Gibt es über diese Thematik schon Untersuchungen ? Oder eine Messvorschrift für den dynamischen Betrieb? Ich kann mir vorstellen, dass unsauber designte P48 Versorgungen manch einen gut designten MVV sehr schlecht aussehen lassen.
Kann das der Grund sein dass manche Mikrofone an manchen MVV'e einfach Sch....e klingen?
Oder mache ich jetzt da einen Denkfehler ?
Gruss
Gerhard
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Antwort#2
Hallo Gerhard,

Die Mikrofone haben intern eine aufwendige Siebschaltung und da wird die Spannung nochmal mit einer Z-Diode auf eine niedrigere stabilisiert, sodaß evtl. Stromschwankungen damit ausgeregelt sind. Außerdem arbeiten die Impedanzwandler ja im A-Betrieb, sodaß da kaum Schwankungen zu erwarten sind.
Was aber oftmals festzustellen ist, daß in vielen Mischpulten die Phantomspeisung nicht exakt normgemäß ausgeführt ist. Z.B. nochmals ein Widerstand vor den 6,8 kOhm-Widerständen oder die Paarungstoleranz der beiden Speisewiderstände wird nicht auf die genormten 0,4% eingehalten. Das kann dann dazu führen, daß wenn obendrein die Siebung der P-Spannung vom Nezteil her noch mangelhaft ist (auch das habe ich schon gesehen) ein überlagerter Brumm entsteht.
In diesem Zusammenhang verweise ich auf die Aufsätze von Jörg Wuttke (Schoeps): "Die Phantomspeisung und ihre Geister".

Grüße
Rainer
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Antwort#3
Also,
so weit ein Mikrophonhersteller seinen MVV so baut, dass er mit dem Strom auskommt, den er vernünftigerweise von einer Phantomspeisung erwarten kann, sollte es kein Problem geben.
Wenn die Speisung nicht der Norm entspricht (oft), dann kann das natürlich zu einem Problem führen. Hierzu braucht es aber keine gesonderten Messvorschriften.
Es gibt auch solche und solche Verstärker. Bei einem Class-A ist meines Wissens der Ruhestrom bereits so hoch, dass nicht mehr viel passiert, wenn das Nutzsignal einen höheren Pegel erreicht. Dann gibt es wieder andere, die dynamischer an der Versorgung nuckeln.
Insgesamt überbewertest Du das Problem wahrscheinlich, denn die MVVs sind ja keine Leistungsverstärker.
/Tonmaus
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Antwort#4
Hallo Rainer,
...Die Mikrofone haben intern eine aufwendige Siebschaltung und da wird die Spannung nochmal mit einer Z-Diode auf eine niedrigere stabilisiert, sodaß evtl. Stromschwankungen damit ausgeregelt sind....
Das würde ich sicher so für einige Hersteller (fast) ungeprüft stehenlassen aber sicher nicht für alle (Kosten!) Nur ist diese Tatsache für einen Mikrofonkäufer nicht nachprüfbar und er muss hoffen, dass dem so ist.
...Außerdem arbeiten die Impedanzwandler ja im A-Betrieb, sodaß da kaum Schwankungen zu erwarten sind...
Das mag für Impedanzwandler ok sein, aber ist das auch so für alle nachgeschalteten Verstärkerstufen? Meist ist dem Impedanzwandler doch noch eine Verstärkerstufe und ein Symmetrierer (Trafo's kommen ja aus der Mode) nachgeschaltet.
...Was aber oftmals festzustellen ist, daß in vielen Mischpulten die Phantomspeisung nicht exakt normgemäß ausgeführt ist. Z.B. nochmals ein Widerstand vor den 6,8 kOhm-Widerständen oder die Paarungstoleranz der beiden Speisewiderstände wird nicht auf die genormten 0,4% eingehalten. Das kann dann dazu führen, daß wenn obendrein die Siebung der P-Spannung vom Nezteil her noch mangelhaft ist (auch das habe ich schon gesehen) ein überlagerter Brumm entsteht....
Kann ich so absolut unterschreiben. Habe genau das Problem vor einigen Wochen bei einem 8-Kanal Preamp erlebt, der mit 2 -3 Mikros's ganz ok war und auch klangmässig sehr gut war, aber dann bei 8 Mikros doch so massiv brummte, dass er für Aufnahmen nicht zu gebrauchen war. (Gottseidank gibt es das Fernabsatzgesetz)
Gruss
Gerhard
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Antwort#5
Habe genau das Problem ... bei einem 8-Kanal Preamp erlebt,
der mit 2 -3 Mikros's ganz ok war und auch klangmässig sehr gut war,
aber dann bei 8 Mikros doch so massiv brummte, dass er ...
An dieser Stelle hätte ich nichts gegen die Produktnennung.
Besonders skeptisch bin ich bei Geräten, die mit einer "Wandwarze" betrieben werden, wo aus einer Sekundärwechselspannung drei Versorgungsspannungen erzeugt werde: +/- Betriebsspannungen und über eine Kaskade aus Dioden und Widerständen die Phantomspeisung. Gerade bei der Kaskadenschaltung fließen so hohe (Eingangs-)Ströme, daß bei knapp dimensionierten Elkos keine ausreichende Glättung gewährleistet sein kann. Wer "sparsame" Mikrofone mit 1 mA Strombedarf einsetzt mag keie Probleme haben, aber bei 4 mA Speisestrom und mehr pro Kanal kann's schon mal knapp werden ...
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Antwort#6
Äh, ja... aber das geschilderte Problem scheint ja auch bei "leisen Stellen" aufgetreten zu sein, und führt ja eher zu der Erkenntnis, dass der Strombedarf von Mikrofonen weitgehend signalunabhängig ist. Das Problem sind nicht die Mikrofone, sondern die Speisungen. Aber das wussten wir doch...? Odr? ;-)
/Tonmaus
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Antwort#7
... Gerhard und ich hatten zeitgleich den Studio Projects 828 getestet und beide bei Vollbelegung einen deutlich hörbaren Brumm. Da wir beide das Problem hatten, konnten wir ein zufälliges Montagsprodukt ausschließen. Auch ich habe den Preamp zurückgeschickt und dafür jetzt einen Octamic im Einsatz.
Als Havariegerät habe ich mir übrigens einen SM PR8 MKII zugelegt. Reicht klangmäßig natürlich nicht an den RME heran, ist für meine Reserve-Zwecke aber ok. Er bietet noch die hübsche Möglichkeit, das Siggnal jeweils 3-fach zu splitten: XLR out, Klinke (unsymm.) out und Insert.


Studio 12
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Antwort#8
Was passiert nun, wenn im dynamischen Betrieb (z.B. Tuttistelle) jetzt das Mikro einen erhöhten Stromverbrauch hat?
Die Versorgungsspannung (P48) bricht ein und das müsste eigentlich zu hörbaren Problemen führen.

Auf dieses Edel-Hochspannungs-Welle reitet ja DPA:
With the HMA5000 and one of our "hi-voltage microphones", you have the most serious signal path from sound source directly to track. With an impressive frequency range from 10 Hz to 100 kHz (+0 dB/-1 dB) and an extremely wide dynamic range of 140 dB, the HMA5000 carries the clean and undistorted microphone pickup through the amplification link without any disturbance - the finest challenge for a mic amp.
Es ist ärgerlich, dass fälschlichserweise suggeriert wird, eine hohe Spannung sei angeblich gut für eine große Dynamik.
Neumann sagt das Gegenteil:
"Änderung des Grenzschalldruckpegels bei Mikrofonen"
http://www.sengpielaudio.com/AenderungDesGrenzschalldruckpegelsBeiMikrofonen.pdf



http://www.dpamicrophones.com/
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Antwort#9
Moin...
"Es ist ärgerlich, dass fälschlichserweise suggeriert wird, eine hohe Spannung sei angeblich gut für eine große Dynamik.
Neumann sagt das Gegenteil:"
Wo? Sie sagen nur, dass der Grenzschalldruck sich vergrößert bei niedrigerer Pol.-Spannung. Dass dadurch die Dynamik vergrößert wird steht da nirgends. Was da steht, ist sinngemäß das gleiche wie die Aussage: "Halbiert man bei einem Verstärker den Verstärkungsfaktor, verdoppelt sich die maximale Eingangsspannung" (vorausgesetzt, die obere Grenze ist durch das Erreichen der Railspannung am Ausgang begrenzt).
Außerdem betrifft das, was da in dem PDF steht, zunächst mal nur die Variation der Polarisationsspannung bei gegebener Kapsel bzw. unverändertem Schaltungsdesign.
Wenn ein Mikrofon für ganz andere Spannungen von Grund auf neu designt wird, ist aus diesem PDF nichts, aber auch gar nichts herauszulesen, was irgendwelche Prognosen über die Eigenschaften eines konstruktiv anderen Mikrofons betrifft.
Jens
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Antwort#10
[dpa-mikrofone]
Um das zu beurteilen, müßten wir das Konzept incl. der Details der HV-Mikrofone kennen.
Nicht zu vergessen, daß in vielen Kondensatormikrofonen ein Spannungswandler arbeitet, der aus der Betriebsspannung des Mikrofons (die auch in Abhängigkeit vom Speisestrom wesentlich niedriger als 48 V ist) eine Polarisationsspannung von meist 60 V erzeugt.
DPA-Mikrofone haben (zumeist) vorpolarisierte Kapseln ( = Elektret ), also dürfte nur der Impendanzwandler im Mikrofon mit der hohen Betriebsspannung laufen.
Mich interessiert am Rande eher die Frage, wie DPA die Spannungsregelung für 130 V realisiert - bei den geringen Strömen und dieser Spannung ist die Konstruktion einer Stabilisierung mit guten Regeleigenschaften und geringen Störungen nicht mehr trivial, unabhängig von den zu beachtenden Sicherheitsvorschriften bei Spannungen > 100 V ...
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Antwort#11
Wie, was? Brauchen wir jetzt Hochspannung auf Mikrofonen?
Damit sie besser werden?
Wer erkärt mir den Nutzen von "High Voltage" gegenüber schlapper P48-Speisung?
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Antwort#12
abgesehen davon ist die Zuleitung ja unsymmetrisch (schon der Hammer irgendwie). Ich hatte bei einem Konzertmitschnitt mal üble Knackser (erst im nachhinein gemerkt und später mehr schlecht als recht manuell rausmachen müssen, waren viele hunderte, alle paar Sekunden einer :-( ) - eine Vermutung war Einstreuung der (vllt. nicht gut funkentstörten) elektr. Orgeltraktur in die (auch noch recht lange, ca. 10 m) Leitung.
Man spart sich so halt die Symmetrierstufen - ob dieser Vorteil (so er klanglich einer ist, kann ein Fachmann was dazu sagen?) evtl. Nachteile aufwiegt?
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Antwort#13
dpa benennt ihn mit 10 dB höherem SPL, weiters war es früher die einzige Möglichkeit einer transformatorlosen Kette, die 4006 sind tarfo-symmetriert. Ich denke, leichte Klangunterschiede sind da prinzipbedingt durchaus vorhanden (Kapseln sind identisch)
Seit neuestem gibt es aber auch die 4006TL (transformerless).
Was mich auch interessieren würde: ist es nicht denkbar, dass die Elektret-Ladung irgendwann mal nachlässt? Diese Mikros sind ja eigentlich für die Ewigkeit gebaut...
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Antwort#14
Hallo,
die 4006 sind schon immer als transformatorlose Variante erhältlich gewesen, meist direkt von Brüel&Kjaer. Sie hatten dann den Impedanzwandler der 4011. Dies wurde bloss nach einiger Zeit reklamemässig nicht mehr so deutlich zu kennen gegeben.
Was das Abfallen der Vorspannung angeht, so meinte ich, dass ich mal von B&K gelesen habe, dass dies in der Tat der Fall ist - geht ja auch nicht anders - aber dass man dann über eine für Menschen nicht allzu relevante Zeitspanne spricht...
Gr.
Dirk
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Antwort#15
Hallo,
also ich finde eine nicht-symmetrische Leitung gar nicht so schlimm, wenn man sie nur möglichst kurz hält.
Das Problem, dass symmetrische Signalführung hat, muss ja der Gleichlauf der beiden Phasen sein. Mich würde mal interessieren, wie gross die Toleranzen bei der symmetrierung und der nachfolgenden Addierung sind und wie sich das auf die Signale überträgt. Ich erinnere mich an einen Kommentar von Rainer vor längerer Zeit hierzu, vielleicht weiss er mehr?
Gr.
Dirk
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Antwort#16
DPA-Spannungsregelung 130 V:
Da hier schon schonungslos der Hersteller genannt wurde (was ich gut finde!) möchte ich mal einen "Grand Ouvert" spielen:
Ich hatte mal ein Netzteil für 130-Volt-DPA-Mikrofone auf meinem Meßtisch gehabt und ich habe die Hände über dem Kopf zusammengeschlagen als ich mit dem Oszilloskop die Brummspannung gemessen hatte! Ich habe zwar nicht mehr den genauen Wert im Kopf, aber es waren mehrere Volt und nicht Millivolt! So etwas würde bestenfalls noch ein Anfänger machen der sich zum ersten Mal als Heimbastler versucht....
Ich verstehe einfach nicht, daß ein Hersteller wie DPA sich so etwas erlaubt. Ganz davon abgesehen, daß die Werbung von DPA mit den technischen Daten sehr unfair ist, worüber die Firmen Neumann und Schoeps zu Recht schimpfen! Ich habe von Neumann Meßergebnisse wo ein Neumann-Mikrofon mit einem DPA verglichen wird und die von DPA so beschönigten Werte ganz klar widerlegt wurden und das DPA eindeutig schlechter abschnitt als das Neumann.
DPA hält sich nicht an die üblichen Normen für die Messung von Mikrofonen und dadurch werden dem Kunden geradezu phantstisch klingende Meßwerte suggeriert.

Grüße
Rainer
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Antwort#17
also ich finde eine nicht-symmetrische Leitung gar nicht so schlimm, wenn man sie nur möglichst kurz hält.
Klar wird sich dpa ja was dabei gedacht/bewusst so gemacht haben - trotzdem: seitdem habe ich immer ein dummes Gefühl dabei (die Knackser waren seehr leise, trotzdem natürlich inakzeptabel - btw. "fehlende Funkenlöschung" von elektr. Trakturen bei Orgeln ist gar nicht so selten, das geht dann hin bis zu abgebrannten Kontakten und dementspr. Kontaktproblemen...).
"On-location" gibt's ja soviele Störquellen, alleine schon dimmbare Lampen in Kirchen (Triacs), da wird mir immer ganz schlecht. Das Problem ist, dass man dieses HMA-Teil halt nicht irgendwie auf ein Stativ hieven kann - wenn man ein Hochstativ ausfährt, sind das locker mal 7,8 m (auch wenn sich dort noch nie ein Intonateurenohr befand, aber wir wissen ja: Mikros hören anders als Menschen ;-) )
Gruß,
m.
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Antwort#18
Hallo Dirk,

ich verstehe nicht, daß Du immer so auf dem "Phasengleichlauf" bei symmetrischen Schaltungen herum reitest. Wir hatten das doch schon mal ausführlich erläutert.
Es gibt für alle symmetrischen Schaltungen eine Forderung nach der Unsymmetriedämpfung und die wird auch bei allen Mikrofonen und bei allen nach dem IRT-Pflichtenheft konzipierten Anlagen eingehalten.
Wenn zwischen den beiden Phasen einer symmetrischen Schaltung kein exakter Gleichlauf herrscht - also keine exakte Gegenphasigkeit vorhanden ist - dann wirkt sich das auf die Amplitude aus und sonst nichts. Weicht also die Phasensymmetrie bei z.B. 20 kHz um 1° el. ab, dann ist dies kaum meßbar.
Solange das System linear ist, führen sowohl Amplituden- als auch Phasenunsymmetrieen ("Ungleichläufe" wenn Du es so bezeichnen willst) nur zur Abnahme der Amplitude, nicht aber zu irgendwelchen Verzerrungen.
Auf jeden Fall rechtfertigt dieses Argument keine unsymmetrischen Schaltungen. Die Störempfindlichkeit unsymmetrischer Schaltungen ist viel schlimmer, als Phasenunsymmetrieen von symmetrischen Schaltungen die - wenn sie denn auftreten - nur bei sehr hohen Frequenzen auftreten.
Für besonders kritische Fälle hat man bei allen Studiobaugruppen auch noch kapazitive Trimmer, um die Symmetrie bei hohen Frequenzen abzugleichen.

MfG
Rainer
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Antwort#19
Hallo,
Meine Überlegungen dazu:
Die zwei 6k8 dienen ja auch dazu, das Signal nicht kurzzuschliessen. Abgesehen davon wird damit halt eine "schlechte" Stromquelle gebaut -- idealerweise hätte man auch zwei echte Stromquellen (also mit Ri=unendlich statt 6k8), die auf 48V im Leerlauf begrenzt sind, nehmen können. Dann könnte ein Mikro auch bei maximalem Stromverbrauch trotzdem den vollen Spannungshub ausfahren.
So ist es ein Kompromiss (natürlich ein praktisch sinnvoller, sonst hätte man es nicht so gemacht). Mit 48V sind an 3.4kOhm nicht mehr wie 14mA zu saugen, bei Kurzschluss. Dann bleibt aber keine Speisespannung am Mikro mehr übrig. Sollen es noch z.B. 12V sein, gehen deshalb nicht mehr als 10.6mA (32V/3.4kOhm), so wird auch man diesen Wert festgelegt haben, nehme ich an. Und auch von den 12V am Mikro-XLR bleiben geht noch was weg, wenn die Versorgungschaltung intern nicht für DC extrem niederohmig gemacht ist -- das geht nur, wenn z.B. zwei Drosseln oder ein Übertrager mit Mittelanzapfung verbaut wurde, was ja nicht mehr üblich ist. Also sind da auch wieder zwei (exakt gleiche) Widerstände, die ausreichend groß sein müssen, damit sie das Signal ebenfalls nicht kurzschliessen. Oder (@Rainer), gibt es da aktive Trickschaltungen?...
Also, mehr wie 10mA darf ein Mikro weder statisch noch dynamisch saugen, direkt am XLR-gemessen, zum einen wegen der reinen Spezifikation, zum anderen weil es sich sonst seine Versorgung selber wegfrisst. Bei kurzen Peaks kann es zwar schon mehr Strom ins Kabel treiben (z.B. bei hoher kapazitiver Last), was dann vom internen Pufferkondensator abhängt, wielange das gutgeht, 10000µF kann man aber schlecht in ein Kleinmembran einbauen und das wäre auch nicht besonders sinnvoll... genauso wie zuwenig Puffer: dann schiebt jeder dynamische Lastpeak die Potentiale durch die Gegend, was die Gleichtaktunterdrückung von Mikro, Kabel und Preamp unnötig zusätzlich herausfordert. Am besten ist ohne Zweifel eine konstante Stromaufnahme des Mikros.
Dass es eine Sauerei ist, Mischpulte/Preamps verkaufen zu dürfen, die bei Vollbelegung pro Kanal diese 14mA oder 10mA nicht problemlos liefern können, finde ich auch. Bei den Wandwarzen-gespeisten sehe ich das noch halbwegs ein (obwohl ein DC/DC-Wandler + Siebung auch kein Akt wäre, bei AC-Wandwarzen würde sogar ein kleiner Trafo+Gemüse reichen). Bei einem Gerät mit direktem Netzanschluss darf man das aber erwarten, und ab einer gewissen Preisklasse würde ich auch erwarten, dass die Phantom-Speisung pro Kanal einzeln, präzise stabilisiert und intern floatend erzeugt wird -- also nur am XLR-Pin1 galvanische Verbindung zum System hat, speziell dann, wenn es trafosymmetrierte Eingänge sind.
Grüße, Klaus
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Antwort#20
Da Du Kirchen erwähnst: In Kirchen existiert oftmals auch noch das Knacken des Minutenimpulses von elektrischen Turmuhren, oder die Wendeschaltung von Glockenläutemotoren....
Das ist bei unsymmetrischen Leitungen manchmal schon ein Graus.

Grüße
Rainer
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