專業無線話筒(二)

2021-02-14 北京昆光學校


     XX大劇院同時使用45套森海塞爾革命二代500系列無線話筒。森海的帶寬是36MHz,頻道解析度25KHz,那麼就有1440個可調頻點,共有9個預設庫,前8個庫每個庫有20個預設頻率,第九個是用戶庫,可以從預設頻率中只有選擇。理論上一個區就已經綽綽有餘。但是由於話筒數量比較多,除了要慎選物理上互不幹擾的頻率外還要避開鄰接的外界訊號幹擾。位置發生改變時就會有訊號衰減的可能,加上各種燈光音響等電子設備,所以環境顯得比較惡劣。

    但是越是惡劣的環境,使用話筒數量越多,越能突顯森海的優越性和可靠性。工程師具體的做法是:先打開一臺接收機對現場的環境進行掃描,找出可用沒有幹擾的頻率選擇一個確定,再打開發射器對應調好。保持發射器打開,再用同樣的方法逐一打開第二支,第三支。如果採用NET1進行電腦監控,就可以對所聯的全部接收機進行全面掃描,合理分配頻率。操作起來非常方便、快捷。監控界面也直觀、明了。


   在一百多平方的會議室裡同時使用三套話筒,都是雙通道的,會議沒開始時試音基本正常,可是客人坐滿後,在十米外就會斷頻。當時用戶是三臺疊在一起的,三套話筒頻點都是錯開互不幹擾的,而且都已經裝上天線,天線交不交叉不知道。為什麼會造成這種情況呢?是不是人多造成的影響?這個是有但是影響不大(因為人多物多會吸收一定的電波),最主要的就是他直接把接收機疊在一塊。解決方案有兩個,

  1、裝上天線調到最佳位置(天線與接收機平面保持垂直),把接收機一字排開,天線在同一直線上,機與機之間最好保持15cm以上,這樣對於一兩百平方米的會議廳絕對沒問題。

  2、增加一臺天線分配器再共用一對天線即可(註:每臺話筒都要同是U頻或V頻,因為頻段不同天線是不同的,都是取1/2波長)總結:發射功率30mw的射頻在無障礙物的情況下接收距離至少會在70m外,為什麼會造成這種現象呢?因為當接收器附近有金屬物時就會產生高頻反射,當反射波和直射反向時,就會引起波全部抵消或局部抵消,從而會產生斷頻現象(接收機疊在一塊時多餘的天線和接收機都成了金屬反射物)


   廣州某一學校的校園廣播,接收機是放在廣播室裡面,話筒每周一要在操場舞臺上使用,廣播室離舞臺有一段相當遠的距離,直接使用話筒那肯定是不可能,只能通過採用同軸纜線來接延長天線,當用戶拉了150m到達目的地接上天線放大器,再接上定向接收天線,沒有信號。為什麼會出現這種現象呢?象這種情況我們必須通過各種指標參數進行計算,設計一個可行的天線系統,天線系統的增利益=天線放大器增益+天線增益-同軸電纜線損耗。

    一般天線放大器的增益是10到14dB,,天線增益是5dB左右,50Ω同軸電纜在傳輸信號為900MHz損耗信號一般為10到30dB/100m,不同廠家不同規格參數不同,傳輸頻率越高損耗越大。接收機允許接受的損耗在-4 dB左右,在傳輸距離比較遠時必須根據計算在適當的地方加天線放大器。如果用戶在60或70米處再加一個天線放大器就能達到很好的效果。不過值得注意的是增益也不能提得過高,如果太高可能會造成接收機失真或產生幹擾。

   

  話筒的最大輸入聲壓級、靈敏度和最大輸出電平對於聲源和調音臺來說,是特別重要的。最大輸入聲壓級是話筒所能承受的達到0.5%總諧波失真的最大聲壓級的度量,它與聲壓的關係是: 0dB SPL=2×10-5Pa
專業話筒的最大輸入聲壓級一般定得比較高,一般都在130—155 dB之間。不過森海MD5235Ni咪頭最大聲壓達到163dB。所以專業話筒,一般都不會產生可聞的失真。因此我們這裡只需討論靈敏度和最大輸出電平。

靈敏度是話筒在單位聲壓激勵下輸出電壓與輸入聲壓的比值,其單位是mV/Pa。為與電路中電平的度量一致,靈敏度也可以分貝值表示。早期分貝多以單位dBm和dBV表示:


0dBm=1mW/Pa,即把1Pa輸入聲壓下給600Ω負載帶來的1mW功率輸出定義為0dB;
0dBV=1V/μbar,把在1μbar輸入聲壓下產生的1V電壓輸出定義為0dB。
現在的分貝則以單位dBμ表示:
0dBμ=0.775V/Pa,即將1Pa輸入聲壓下話筒0.775V電壓輸出定義為0dB (這樣就把話筒聲壓—電壓轉換後的電平度量,統一到電路中普遍採用的0dBμ= 0.775V這一參考單位)。
顯然,不論靈敏度如何表示,我們都可將它轉換為dBμ,前提是行輸入統一到Pa這個單位。
例如:NEUMANN U89話筒的靈敏度是8mV/Pa,可直接由
20lg[(0.008V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
得出其靈敏度約為-40dBμ。
再如:Sennheiser e865話筒的靈敏度為-48dBV,由
0dBV=1V/μbar=10V/Pa
先求出1Pa聲壓下-48dBV的輸出電壓X:
20lg[(X V/Pa)÷(10V/Pa)]=-60
得出X=0.003(V),即它的靈敏度為3mV/Pa。再由式
20lg[(0.003V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
可得其靈敏度約為-48dBμ。

    話筒在最大輸入聲壓級下的輸出電平即最大輸出電平。如同最大輸入聲壓級限定了話筒與聲源間的距離一樣,最大輸出電平直接決定了調音臺的輸入工作電平。對於一個給定的話筒來說,只要已知其靈敏度與最高聲壓級,就可算出它的最大輸出電平。


    仍以NEUMANN U89話筒為例:其靈敏度為8mV/Pa,最大輸入聲壓級為134dB SPL(在10dB輸入衰減檔)。先將輸入聲壓級轉換成聲壓,再由靈敏度求出最大輸出電平:因為0dB SPL= 2×10-5Pa,則最大輸入聲壓X可由
134dB SPL=20lgX/2×10-5Pa
得出X=100(Pa)。由靈敏度8mV/Pa知,100Pa時最大輸出為800mV,化成輸出電平即:
20lg[(0.8V/Pa)÷(0.775V/Pa)]
約為0dBμ。此即U89話筒理論上的最大輸出電平。實際上,正常使用時一般不選擇10dB衰減檔(以減少輸入噪聲),所以只要話筒的擺放距離合適,U89前的最大聲壓級一般不會超過其正常檔位下的134dB SPL,因此它的最大輸出電平一般遠低於0dBμ。

     技術上講,調音臺的工作電平是以其上最大信號電平不超過廠家設定的最大動態餘量上限來規定的(實際中工作電平還得根據節目的需要才能確定)。這裡,最大動態餘量指總諧波失真指標下最大電平與0dBμ之上的一段電平範圍。這樣,只要在話筒端已知聲源可能的最大聲壓級與話筒的靈敏度,就可算出其相應的最大輸出電平;這一電平與調音臺動態餘量上限的差值,便是調音臺輸入級,即話筒放大器(簡稱話放)的輸入增益;在此增益下的信號電平就是調音臺的工作電平。


   
以U89話筒和AMEK RemBandt調音臺為例,對此進行說明:假如距離話筒70cm處聲源的最大聲壓級是112dB SPL(峰值,A加權),話筒所能承受的最大輸入聲壓級是134dB、靈敏度是8mV/Pa,由式
112dB SPL=20lgX/2×10-5
可知112dB聲壓級相當於8Pa聲壓,它可有8Pa×8mV/Pa=64mV的電壓輸出,也即有電平輸出:
20lg[(0.064V/Pa)÷(0.775V/Pa)]=-22dBμ
這個電平聯接到70dB話放增益、話放級的動態餘量在總諧波失真是0.017%時為12dBμ的調音臺後(該調音臺線路放大級的動態餘量為28dBμ),與+12dBμ的上限尚有34dB的餘量(+12dB-(-22dB)=34dB),這便是調音臺應有的輸入增益。由此便確定了調音臺的工作電平。

現在佔中國主流市場的無線話筒主要是森海塞爾、舒爾、鐵三角、咪寶、AKG,
咪寶由原來中低端市場也慢慢向高端發展,特別是新近推出採用數位調變傳輸的ACT-81和ACT-82凸顯一定技術和創新。

森海塞爾5000系列是頂級無線話筒受到國際巨星和世界各大電視臺的追捧,特別是SKM5200,可以達到5KHz的頻率調頻解析度,精確到1dB的可調靈敏度,響應頻率是40Hz-20KHz,總諧波失真小於0.5%,信噪比達到117dB世界上沒有一個廠家可以做得到的。

舒爾UHF-R系列,帶寬60M,響應頻率是40Hz-18KHz,諧波失真小於1%,信噪比最高達到110dB,可調頻解析度25KHz

鐵三角AEW5000系列,帶寬24.875M,響應頻率是70Hz-15KHz,諧波失真小於1%,信噪比最高達到115dB,可調頻解析度125KHz。

咪寶是ACT-82,帶寬24M,響應頻率是20Hz-20KHz,總諧波失真小於0.03%,信噪比最高達到110dB,可調頻解析度25KHz。

     AKG的是WMS450系列,帶寬30M,響應頻率是35Hz-20KHz,諧波失真小於0.7%,信噪比最高達到120dB,可調頻解析度25KHz。他最大的優勢是非常省電,只使用一節AA電池就能使用較長的時間,從技術上講,他也算是一流的,但是他缺少的就是象錦藝公司這樣強大的合作夥伴,因為錦藝公司在注重宣傳的同時,更注重售前售後服務。可謂做到了「一流的質量,一流的宣傳,一流的服務」。森海人打造世界最好的質量,錦藝人則創造最好的服務環境。這也是森海塞爾產品年年銷量攀升的原因。


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