Введение
В телекоммуникациях и электротехнике фантомная цепь — это электрическая цепь, образованная правильно расположенными проводами, где один или несколько проводящих путей сами по себе образуют цепь и одновременно служат одним из проводников другой цепи.
Фантомная группа
Фантомная группа состоит из трех цепей, образованных из двух одноканальных цепей для формирования фантомной цепи. Фантомная цепь представляет собой третью цепь, полученную из двух правильно расположенных пар проводов, называемых боковыми цепями, при этом каждая пара проводов является цепью сама по себе и одновременно служит одним проводником третьей цепи. "Боковые цепи" внутри фантомных цепей могут быть подключены к соответствующим падениям напряжения с помощью центральных трансформаторов, обычно называемых "повторительными катушками". Центральные отводы расположены со стороны линии боковых цепей. Ток от фантомной цепи равномерно разделяется центральными отводами. Это подавляет перекрестные помехи от фантомной цепи к боковым цепям. Фантомная работа увеличила количество цепей на линиях большой протяженности в начале 20-го века без необходимости прокладки дополнительных проводов. Использование фантомных цепей сократилось с внедрением систем передачи по несущей частоте. Теоретически возможно создать фантомную цепь из двух других фантомных цепей и так далее, образуя пирамиду, из которой можно получить максимум 2n-1 цепей из n исходных цепей. Однако, более одного уровня фантомирования обычно непрактичен. Изоляция между фантомной цепью и боковыми цепями зависит от точной балансировки линии и трансформаторов. Несовершенная балансировка приводит к перекрестным помехам между фантомной и боковыми цепями, и этот эффект накапливается с каждым добавленным уровнем фантомных цепей. Даже небольшие уровни перекрестных помех недопустимы в аналоговых телекоммуникационных цепях, поскольку речь остается различимой даже при довольно низких уровнях помех.
Включение фантомного микрофона
Конденсаторные микрофоны содержат схему преобразователя импеданса (усилителя тока), требующую питания; кроме того, капсула любого неэлектретного, не радиочастотного конденсаторного микрофона требует подачи поляризующего напряжения. Начиная с середины – конца 1960-х годов, большинство сбалансированных профессиональных конденсаторных микрофонов, используемых для записи и вещания, применяют фантомное питание. Оно может обеспечиваться внешними источниками переменного тока или батареями, но в настоящее время чаще всего встроено в микшерский пульт, рекордер или микрофонный предусилитель, к которым подключаются микрофоны. Наиболее распространенная схема использует +48 В постоянного тока, подаваемого через согласованную пару резисторов по 6,8 кОм для каждого входного канала. Эта схема стандартизирована IEC и ISO, наряду с менее распространенной схемой с +12 В постоянного тока и питающими резисторами 680 Ом. На практике фантомное питание позволяет использовать одни и те же двухпроводные экранированные кабели как для динамических, так и для конденсаторных микрофонов, не нанося вреда сбалансированным микрофонам, не рассчитанным на его потребление, поскольку баланс схемы предотвращает существенный поток постоянного тока через выходную цепь этих микрофонов.
Фантом постоянного тока
Простая передача сигналов постоянного тока может быть реализована на телекоммуникационной линии аналогично принципу фантомного питания микрофонов. Переключатель, подключенный к средней точке обмотки трансформатора на одном конце линии, может управлять аналогично подключенным реле на другом конце. Возвратный путь осуществляется через заземление. Такая схема может использоваться для дистанционного управления оборудованием.
Фантомы переносных схем
С 1950-х до примерно 1980-х годов использование фантомов на магистральных кабелях "звезда-четыре провода" было распространенным способом создания высококачественного аудиоканала для вещания. Многоканальная телекоммуникационная система FDM обычно не использовала базовую полосу частот кабеля, поскольку было сложно разделять низкие частоты с помощью фильтров. В то же время, односторонний аудио-фантом можно было сформировать из двух пар проводов (прямого и обратного сигналов), составляющих кабель "звезда-четыре провода".
Незаряженный фантом
Фантомная линия без нагрузки – это фантомная конфигурация загруженных линий (схема, оснащенная загрузочными катушками). Цель здесь не в создании дополнительных схем, а в компенсации или значительном уменьшении эффекта загрузочных катушек, установленных на линии. Это необходимо, поскольку загруженные линии имеют определенную частоту среза, и может потребоваться выровнять линию по частоте выше этой, например, для использования в вещательном оборудовании. В идеале, нагрузку следует устранить или уменьшить для постоянного соединения, но это нецелесообразно для временных мероприятий, таких как требования к выездной трансляции. Вместо этого можно использовать две цепи в фантомной конфигурации, чтобы значительно снизить индуктивность, вносимую загрузочными катушками, и, следовательно, эффект нагрузки. Это работает, потому что загрузочные катушки, используемые на сбалансированных линиях, имеют две обмотки, по одной для каждой жилы цепи. Обе обмотки намотаны на общий сердечник, и расположены таким образом, чтобы магнитный поток, индуцированный ими обоими, был направлен в одну сторону. Обе обмотки индуцируют ЭДС друг в друге, а также собственную индукцию. Этот эффект значительно увеличивает индуктивность катушки и, следовательно, ее эффективность в качестве нагрузки. Напротив, в фантомной конфигурации токи в двух проводах каждой пары текут в одном направлении, что приводит к взаимному гашению магнитного потока. Это оказывает противоположный эффект, значительно снижая индуктивность. Эта конфигурация наиболее часто используется на двух парах кабеля "звезда". Она менее эффективна с другими парами проводов. Разница в траектории двух пар может легко нарушить баланс, вызывая перекрестные помехи и наводки. Эта конфигурация также может называться "сближенными парами". Однако термин "сближенные пары" также может относиться к простому параллельному соединению двух линий, которое не является фантомной схемой и не уменьшает нагрузку.