Wie können einige USB 2.0-Audiointerfaces Phantomspeisung allein über USB unterstützen?

Ich plane, ein Audio-Interface zu kaufen, und es muss ausschließlich über den Bus mit Strom versorgt werden. Allerdings verwende ich auch Kondensatormikrofone, die Phantomspeisung benötigen. Jetzt bin ich etwas verwirrt darüber, warum einige busgespeiste Schnittstellen ein zusätzliches Netzteil für die Phantomspeisung benötigen und andere nicht. Zum Beispiel erfordern Audio-Interfaces wie Audient ID4 den Anschluss eines externen Netzteils, wenn Phantomspeisung verwendet wird, was logisch erscheint. Was ich nicht verstehen kann, ist, wie andere USB 2.0-Bus-betriebene Schnittstellen wie SSL2 / SSL2 + Phantomspeisung nur mit USB-Spannung bereitstellen - Phantomspeisung beträgt 48 V und USB 2.0 liefert nur 5 V, wenn ich mich nicht irre. Der Grund, warum ich frage, ist, dass ich mich für das Audio-Interface entscheide und in Zukunft böse Überraschungen vermeiden möchte. Irgendwelche Einblicke würden sehr geschätzt.

Ich weiß nichts über Phantomspeisung, aber ich kann Ihnen sagen, dass es elektrisch durchaus möglich ist, eine niedrigere Spannung in eine höhere umzuwandeln (natürlich bei reduziertem Strom, damit die Gesamtleistung gleich bleibt).
Genauso wie ein 3,7-V-Lithium-Ionen-Akku einen 5-V-USB-Anschluss mit Strom versorgt.
Können Sie uns bitte sagen, warum es ausschließlich über den Bus mit Strom versorgt werden muss? Wenn Sie die Mikrofone an das Audio-Interface, das Audio-Interface an den Laptop und den Laptop an das Stromnetz angeschlossen haben, scheint ein zusätzliches DC-Netzteil keine große Unannehmlichkeit zu sein? Wie Sie sagen, möchten Sie böse Überraschungen vermeiden, und wenn Sie Ihre Auswahl unnötig einschränken, könnten Sie leicht mit etwas weniger Gutem landen.
„Was ich nicht verstehe, ist, wie […] Schnittstellen wie SSL2/SSL2+ Phantomspeisung nur mit USB-Spannung bereitstellen – Phantomspeisung beträgt 48 V und USB 2.0 liefert nur 5 V, wenn ich mich nicht irre“ – Genauso wie USB 5V, obwohl der Steckernetzteil nur 220V liefert: durch Wandlung der Spannung.
@Graham mains ist eine Annahme in Ihrem Kommentar - und wenn kein Strom verfügbar ist, wäre eine USB-Batteriebank nur geringfügig hilfreicher als der USB-Anschluss eines Laptops
@ChrisH Es ist sicherlich eine Annahme, und wenn das OP beabsichtigt, viele Feldaufnahmen zu machen, würde ich der Notwendigkeit einer Busversorgung zustimmen. Aber wenn er Feldaufnahmen macht, ist er wahrscheinlich besser dran mit so etwas wie einem Zoom-Rekorder als mit einem zerbrechlichen Laptop und einer USB-Schnittstelle. Und wenn er von einem Lieferwagen mit einer 12-V-Batterie, aber ohne Stromnetz arbeitet, kann er anstelle der Steckdose einen 12-V-zu-irgendeiner-anderen-Spannungsadapter verwenden. Die Teilmenge, keine externe Stromquelle zu haben und einen Laptop, USB-Adapter und Kondensatormikrofone sicher einzurichten, ist eher klein, daher lohnt es sich, die Frage zu stellen.
@Graham - Ich brauche nur ein Audio-Interface mit ein paar Eingängen (Mikrofon und Instrumental), und ich habe bereits eine Menge Zeug angeschlossen. Außerdem erinnere ich mich an mein letztes Interface, das MOTU Ultralite war, das eine sperrige Wandwarze hatte, also würde ich lieber vermeiden Sie den Ärger ganz. Ich dachte, dass seit dem Erscheinen von USB 3.0 mit seiner höheren Ausgangsleistung Audio-Interfaces anfangen werden, die Wandwarzen vollständig abzuwerfen, aber das scheint nicht der Fall zu sein, was mich verwirrt. TL;DR: Sich um zusätzliche Stromversorgung kümmern zu müssen, ist ein "kumulativer Ärger", den ich lieber vermeiden möchte.
@Graham Ich besitze sowohl einen Zoom H6 als auch einen SSL 2+. Sie sind beide gute Geräte – aber das SSL 2+ hat eine viel bessere Leistung. Wie in, lässt mein Grundrauschen kristallklar durchkommen. :'(
@AndreiSch. Übrigens, ich habe einen USB-C-Leistungsmesser und habe die zusätzliche Belastung gemessen, die 48-V-Phantomspeisung an meinem Zoom H6 erfordert, und kann das nachschlagen oder auf dem 2+ erneut ausführen, wenn Sie neugierig sind. Das heißt, weil es 48 V bei einer sehr niedrigen Stromstärke sind, ist dieser zusätzliche Stromverbrauch nicht viel - denken Sie daran, dass der Zoom Phantomspeisung an vier XLR-Ports gleichzeitig betreiben kann, indem er nur USB-Bus-Power verwendet (von einer älteren Version der USB-Spezifikation, dabei); Das SSL steuert weniger Ports und verwendet USB-C. Wenn es also mehr Strom verbrauchen müsste, als der Basisstandard anfordert, könnte es einfach die PD-Erweiterung des Standards nutzen.
@CharlesDuffy wow, danke für das Angebot, das wäre in der Tat cool, wenn Sie es messen könnten, da ich gerade ernsthaft über SSL2 nachdenke. Sie sagen also, dass SSL2 zwar intern USB 2.0 verwendet, die Tatsache, dass es auch einen USB-C-Anschluss verwendet, es jedoch ermöglicht, neuere USB-Funktionen wie Power Delivery zu verwenden? Diese Technologie scheint cooler zu sein, als ich dachte.
Oh – nein, ich sage nicht, dass es PD verwendet , ich sage, dass, wenn es so viel Leistung benötigt hätte , seine Designer es hätten tun können. Wie auch immer - lassen Sie mich das Messgerät finden, und ich werde eine Antwort hinzufügen, sobald ich einige Messungen vorgenommen habe.
@AndreiSch. USB-C kann theoretisch mehr, aber man hat das praktische Problem, dass der PC des Nutzers USB-C-Ports haben muss. Bis die meisten PCs es sind, ist es nicht im Interesse eines Herstellers, seine Schnittstellen dafür zu entwerfen. Aber selbst dann sind die meisten Schnittstellen ältere Designs, und sie werden sicherlich nicht zurückgehen und ihr altes Kit neu gestalten. Ich widerspreche nicht, dass es praktisch ist, die Wandwarze nicht zu benötigen (obwohl sie heutzutage sowieso viel kleiner sind), aber es wird Ihre Auswahl einschränken.
@CharlesDuffy Oh sicher, sie haben nicht die gleiche Aufnahmequalität. Aber wenn das OP Feldaufnahmen gemacht hat, ist die Überlebensfähigkeit eine große Sache. Ich würde gerne einen Zoom-Rekorder in einen Reißverschlussbeutel in einen Rucksack stecken und erwarten, dass er am anderen Ende einfach funktioniert. Ich könnte nicht dasselbe über einen Laptop, eine USB-Schnittstelle und separate Mikrofone sagen, ohne eine ernsthafte Verpackung. Es stellt sich heraus, dass es das nicht ist, aber es war trotzdem eine Überprüfung wert.
@Graham, ... stimmte so ziemlich allem zu, was Sie sagen. Das heißt, speziell für das SSL2, obwohl USB 2.0 auf Protokollebene darüber läuft, wird es mit einem USB-C-Anschluss geliefert, sodass USB-C zum Zeitpunkt des Designs und der Entwicklung sicherlich als akzeptabel angesehen wurde. (Solid State Logic hat in der Vergangenheit Produkte gebaut, die sich an Leute richten, die überhaupt nicht finanziell herausgefordert sind, dies scheint ihrer Positionierung zu entsprechen, selbst wenn sie etwas bauen, das sich an ein Einsteigerpublikum richtet).
@Graham laut SSL-Website SSL2/2+ wird mit zwei Kabeln geliefert, USB-C/USB-C und USB-C/USB-A, also eigentlich nein, Computer müssen keinen USB-C-Anschluss haben, um diese anzuschließen Art von Schnittstellen. AFAIK, USB-C ist nur ein Anschlusstyp, vielleicht meinten Sie USB 3.0/3.1.

Antworten (5)

Phantomspeisung hat sehr geringe Stromanforderungen, sodass ein Aufwärtsspannungswandler problemlos +48 V aus USB-Strom liefern kann.

Ein Grund, dies nicht zu tun (eine Wahl, die einige Interfaces treffen), könnte sein, dass es nicht trivial ist, einen Aufwärtswandler so zu entwerfen, dass er nicht mit hochempfindlichen Audioschaltkreisen im selben Gehäuse interferiert. Wenn Sie für einen Eingang Phantomspeisung benötigen und ein anderer Eingang ein hochohmiger, unsymmetrischer Instrumenteneingang ist, erfordert es eine sorgfältige Auslegung der internen Abschirmung und der Betriebsfrequenzen, damit letzterer kein Wandlerfiepen im Bereich der A/D-Wandler aufnimmt.

Das hatte ich auch in Betracht gezogen - aber so viele billige Schaltnetzteile sind schrecklich laut, ich sehe nicht, wie sie etwas gewinnen, es sei denn, es ist einfach eine physische Trennung, in der Hoffnung, dass die Distanzierung die Geizhals auf Schaltung überwiegt ;)
Was sie gewinnen, ist die Bequemlichkeit, alles mit einem Kabel zu erledigen und zu hoffen, dass der Benutzer sich nicht so viele Gedanken über Rauschen macht. Und ja, Spannungserhöhungen sind üblich. Das tun die 120-V-Wechselrichter, die an Ihren Zigarettenanzünderstecker angeschlossen werden.
@Tetsujin: Physische Distanzierung ist wichtig, ebenso wie die Möglichkeit, großzügig einige Ferritperlen einzuwerfen.
@Tetsujin ... sowie die Möglichkeit, dem Netzteil die Schuld für die schlechte Geräuschentwicklung zu geben
viele der billigen Netzteile regulieren die Spannung auch nicht richtig; Dies ist der Fall bei den Multi-Voltage-Modellen, bei denen die angegebene Spannung für eine bestimmte Last geliefert wird und alles andere ungefähr ist. Während die USB-Spannung stabil ist. Davon abgesehen hatte ich beim Laden Probleme mit USB und Laptop (mit MacBook Pro).
'USB-Spannung ist stabil'. Eigentlich ist es nicht auf der meisten Hardware. Es ist normalerweise stabiler als die meisten billigen externen Netzteile, aber fast alle Hardware erlaubt eine gewisse Abweichung basierend auf der tatsächlichen Last (der tatsächliche Bereich für USB 2.0 gemäß dem offiziellen Standard beträgt 4,4 bis 5,25 Volt, obwohl die meisten Systeme am unteren Ende etwas besser abschneiden). und sacken selten unter 4,5 oder 4,6 unter Volllast ab).

Manche funktionieren, manche nicht. Die Erzeugung von 48 V aus 5 V erfolgt durch einen Konverter. Bekannte Technologie, kann jedoch schwierig sein, um kein Rauschen in empfindlichen Audiosignalen zu induzieren.

Rückseite der Umschlagsberechnung:

P48 sollte dem Mikrofon 10mA versprechen. Wenn wir auf 10 mA x 48 V rechnen, ergibt sich 0,48 W. Zwei Mikrofone und ein Wirkungsgrad des Spannungswandlers von beispielsweise 80 %, die Mikrofone benötigen eine Leistungsbilanz von 1,2 W. Viele Mikrofone verbrauchen weniger, sagen wir 4 mA, also könnten wir das Strombudget etwas sparen, und die meisten Benutzer werden es nicht bemerken.

Der maximale Strom von USB2 beträgt 0,5 A, mal 5 V ergibt 2,5 W. In Wirklichkeit etwas weniger, da es einige Kabelverluste gibt.

Dies würde ein Leistungsbudget von beispielsweise 1,2 W für AD und DA und den Kopfhörerverstärker, beispielsweise 50 mW Ausgang, und den Rest der Schaltungen hinterlassen. Kann durchgeführt werden, erfordert jedoch möglicherweise entweder sehr gute Schaltungen oder einige "Abkürzungen".

Die häufigste „Abkürzung“ besteht darin, die USB-Strombegrenzung einfach zu ignorieren. USB-Festplatten benötigen normalerweise etwa 5 Watt zum Hochfahren, daher ist es üblich, dass USB2-Ports tatsächlich 1A oder mehr liefern können.
@ghellquist danke, basierend auf den Bewertungen denke ich, dass ich SSL2 als "mit sehr guten Schaltungen" betrachten kann, also kann ich es versuchen.

Es ist möglicherweise ein Maß für die interne Leistungseffizienz des Geräts. Wenn das Interface den größten Teil der Leistung für sich selbst benötigt, dann hat es auch nicht genug für Phantom übrig. Ich hatte noch nie Probleme, 2 High-End-Kondensatoren über eine einzige USB-Schnittstelle mit Strom zu versorgen.

Wie in den Kommentaren erwähnt, haben Leistungstransformatoren kein Problem damit, die Spannung sowohl nach oben als auch nach unten anzupassen, solange die Gesamtleistung / Stromstärke erhalten bleibt.
Sie können sogar 240 V in Ihrem Auto haben, googeln Sie "Wechselrichter".

Andere haben die theoretische Grundlage beschrieben - dass man mit einem entsprechenden Abfall der Stromstärke in eine höhere Spannung umwandeln kann. Um auf die Besonderheiten dieser Hardware einzugehen, ich besitze einen SSL 2+ und einen USB-C-Leistungsmesser, sodass ich tatsächliche Messungen der Leistungsaufnahme mit und ohne eingeschalteter Phantomspeisung durchführen kann. :)

Dies sind Momentaufnahmen – wenn wir solidere Zahlen wollten, würden wir die Nutzungsänderungen im Laufe der Zeit tatsächlich aufzeichnen wollen, aber wenn man die Zahlen betrachtet, sehen sie ziemlich stabil aus. Beachten Sie, dass ich zwar die Stromstärke- und Spannungszahlen auf zwei Dezimalstellen gerundet habe, die Wattzahlen jedoch auf den vollständigen Momentanmessungen basieren.

  • Betrieb ohne eingeschaltete Phantomspeisung an beiden Eingängen: ~0,56 A bei 4,96 V (~2,79 W)
  • Betrieb mit eingeschalteter Phantomspeisung für einen Eingang: ~0,62 A bei 4,95 V (~3,05 W)
  • Betrieb mit eingeschalteter Phantomspeisung für beide Eingänge: ~0,65 A bei 4,94 V (~3,22 W)
  • Aktive Aufzeichnung beider Eingänge mit eingeschalteter Phantomspeisung: ~0,65 A bei 4,93 V (~3,20 W)

...So:

  • Wenn wir von überhaupt keiner Verwendung von Phantomspeisung zu Phantomspeisung an einem Eingang übergehen, haben wir einen Anstieg des Stromverbrauchs von etwa 0,26 W; Hinzufügen des zweiten Eingangs, der um zusätzliche 0,17 W erhöht wird; und ob wir aktiv aufzeichnen oder nur überwachen, scheint keinen Einfluss auf die Leistungsaufnahme zu haben.

  • Die USB 2.0-Akkuladeerweiterung ermöglicht 1,5 A bei 5 V an einem Standard-USB-A-Anschluss; Wenn Ihr Laptop diese Erweiterung unterstützt – oder Sie auf einen Laptop mit USB 3.0-Unterstützung upgraden, der das 4,5-W-„High-Power-SuperSpeed“-Profil unterstützt – sind Sie mehr als in Ordnung. Wenn Ihr Laptop andererseits das 0,5-A-@-5-V-Profil „Hochleistungsgerät“ erreicht, könnten Sie Probleme bekommen.

Dieser Test wurde mit zwei angeschlossenen Mikrofonen durchgeführt: Ein Aston Origin am ersten Eingang und ein Movo LV8-C am zweiten. Die Stromquelle (relevant für die Spannungsabfallzahlen) war ein Dell XPS 13 9370, das an das bevorzugte 20-V-Upstream-Netzteil angeschlossen war.

Auf den Punkt gebracht, informativ und hilfreich, dafür gilt mein aufrichtiger Dank. OTOH, es scheint, dass mein 10 Jahre alter PC, der nur USB 2.0 hat, ein Upgrade benötigt. Ich werde SSL2 von ebay bald erhalten.

Das Problem ist nicht die Spannung (sie kann innerhalb der Schnittstelle von 5 auf 48 umgewandelt werden), sondern die verfügbare Gesamtleistung. Wenn der vom Computer an den USB gelieferte Strom ausreicht, kann das Ding funktionieren. Aber Sie haben Recht, sich Sorgen zu machen, ich denke, dies ist eine Grenzsituation, und obwohl die Dinge möglicherweise nur mit USB-Stromversorgung funktionieren, könnte es ratsam sein, eine Schnittstelle mit einem externen Netzteil zu erhalten, um sicherzugehen, dass Sie dies nie haben werden Problem.

Das SSL 2 verwendet USB-C – die 5 V/3 A, die der Basisstandard (ohne die Stromversorgungserweiterung) bietet, sind völlig ausreichend.
@Charles, die Frage ist, wie viel Strom der Computer liefert. Der USB-C-Anschluss eines neuen Computers liefert genügend Strom. Ein älterer Computer oder ein älterer Laptop mit einem USB-2-Anschluss, wie in der Frage erwähnt, kann ausreichen oder nicht.
Wie können einige USB 2.0-Audiointerfaces Phantomspeisung allein über USB unterstützen?
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