無(wú)線話筒系統(tǒng).doc

精通你的領(lǐng)域，是贏得尊重最重要的因素。無(wú)線話筒的操作與設(shè)計(jì)概念第1節(jié)：無(wú)線話筒基本配置 P 2第2節(jié)：無(wú)線發(fā)射機(jī) P 5第3節(jié): 無(wú)線接受機(jī) P 9第4節(jié)：分集接受技術(shù) P 16第5節(jié)：音頻信號(hào)處理 P 19第6節(jié)：天線 P 24第7節(jié)：頻率合成 P 30第8節(jié)：干擾 P 35第9節(jié)：頻率協(xié)調(diào) P 44第10節(jié)：多通道使用環(huán)境設(shè)計(jì) P 48第11節(jié)：信噪比 P 53第12節(jié)：解讀無(wú)線話筒指標(biāo)的意義 P 55第13節(jié)：評(píng)估無(wú)線話筒系統(tǒng) P 58第14節(jié)：無(wú)線話筒術(shù)語(yǔ)詞匯 P 61第15節(jié)：無(wú)線話筒應(yīng)用 P 64一、無(wú)線話筒基礎(chǔ)配置前言隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛使用，無(wú)線話筒成為越來(lái)越多用戶首選的對(duì)象，為了便于您了解和選購(gòu)我們的產(chǎn)品，我們翻譯了一些無(wú)線話筒的相關(guān)資料供您參考，同時(shí)希望能夠收到您的寶貴意見(jiàn)！ 無(wú)線話筒系統(tǒng)在廣播、電影、戲劇和舞臺(tái)制作以及公司、宗教和教育場(chǎng)所都是一個(gè)重要的組成部分。隨著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的設(shè)備使廣播頻率變得擁擠以及用戶對(duì)無(wú)線話筒系統(tǒng)需求的增加，理解無(wú)線話筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作的概念經(jīng)成為專業(yè)用戶所關(guān)注的問(wèn)題。 由于可用的頻譜越來(lái)越少，在北美DTV（數(shù)字電視）廣播的出現(xiàn)使得無(wú)線系統(tǒng)的運(yùn)行更加復(fù)雜困難。DTV也同樣出現(xiàn)在歐洲,它已成為未來(lái)可能出現(xiàn)的頻譜擁擠現(xiàn)象的另一標(biāo)志.。 鑒于以上這些事實(shí)，隨著無(wú)線話筒、內(nèi)部通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、耳內(nèi)監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)和其他應(yīng)用在各類制作的無(wú)線電通訊設(shè)備的日益普及，對(duì)于無(wú)線系統(tǒng)扎實(shí)的，技術(shù)性理解需求是前所未有的。該指南意在揭開(kāi)隱藏在無(wú)線系統(tǒng)運(yùn)行原則背后的神秘面紗，并幫助讀者為特殊應(yīng)用場(chǎng)合選擇無(wú)線系統(tǒng)時(shí)分清良莠。不同廠商分別作了大量的宣傳，夸大其所提供的產(chǎn)品的質(zhì)量，有的甚至難以置信。只有充分掌握無(wú)線話筒系統(tǒng)的基本工作原理，才有可能看穿迷霧，作出明智的選擇。 Lectrosonics 的處世哲學(xué)就是制造最好的產(chǎn)品，并且盡可能提供最好的服務(wù)支持。這包括諸如此指南一樣的出版物、以及保持對(duì)市場(chǎng)的迅速響應(yīng)。關(guān)于該指南中的任何問(wèn)題，如果您有什么意見(jiàn)，請(qǐng)隨時(shí)與我們聯(lián)系。您的建議，想法和經(jīng)驗(yàn)對(duì)我們都非常有價(jià)值。第1節(jié):無(wú)線系統(tǒng)的基本組成部分無(wú)線話筒系統(tǒng)為射頻和音頻電子設(shè)備高度專業(yè)化的集成，它代替了傳統(tǒng)的用于連接話筒到音頻設(shè)備的纜線。無(wú)線話筒系統(tǒng)的三個(gè)組成部分為： 話筒 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 術(shù)語(yǔ)“system”是指三個(gè)組件的協(xié)同工作的體系：話筒-發(fā)射機(jī)-接收機(jī)-音頻輸出 在無(wú)線系統(tǒng)中的話筒是發(fā)射機(jī)的一個(gè)集成部分，或者是一個(gè)單獨(dú)的組件。因此在許多情況下，話筒可以單獨(dú)購(gòu)買。種類繁多的話筒可適應(yīng)任何應(yīng)用。特殊的應(yīng)用一般對(duì)接收機(jī)類型有明確要求，而話筒一般對(duì)發(fā)射機(jī)規(guī)格也有明確要求。 為了適應(yīng)各種應(yīng)用，無(wú)線發(fā)射機(jī)有三種不同的類型：腰包式手持式發(fā)射機(jī)/話筒集成外接插式對(duì)于不同應(yīng)用，無(wú)線接收機(jī)也有各種不同的配置：用于現(xiàn)場(chǎng)同期錄音的小型接收機(jī)用于擴(kuò)聲的臺(tái)式接收機(jī)用于錄音室和舞臺(tái)表演的架式接收機(jī) 某場(chǎng)地所需的無(wú)線系統(tǒng)的數(shù)量的多少，通常還需要射頻分配器、天線、電纜、接收機(jī)裝配套件以及其他諸如以下的附件來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)：天線分配器Quad-pak背包式接收機(jī)系統(tǒng)遙控天線和電纜“在線式的”同軸射頻濾波器/放大器和分離器/頻率合成器頻譜使用和頻率 絕大多數(shù)高質(zhì)量的無(wú)線話筒系統(tǒng)使用一種稱作“FM”（按照頻率調(diào)制）的無(wú)線電傳輸方法。在FM系統(tǒng)中，無(wú)線電信號(hào)（載波信號(hào)）就是隨著源自話筒的音頻信號(hào)（頻率的增加和減少）的變化調(diào)制而成的。另一種無(wú)線電傳輸?shù)姆椒ǎ?AM（按照振幅調(diào)制）在通信和聲頻信號(hào)應(yīng)用上較為普遍。FM一般比AM產(chǎn)生的音頻信號(hào)要好，因此無(wú)線話筒幾乎都是用FM調(diào)頻技術(shù)。 在美國(guó)，無(wú)線話筒的操作頻率是由FCC（聯(lián)邦通訊委員會(huì)）所詳細(xì)規(guī)定的。分配給無(wú)線話筒的VHF頻段為150到216MHz，而對(duì)于UHF頻段來(lái)說(shuō)則是從470到806MHz。除了從169到172MHz的一小部分VHF頻段以外，這些頻段幾乎只是用于電視轉(zhuǎn)播。DTV（數(shù)字電視）廣播則被分配在UHF頻譜上的空通道。UHF頻譜的上段和下段部分也劃分出來(lái)，并重新分配給其他附加的設(shè)備。隨著無(wú)線話筒可用的頻譜空間逐漸減小，對(duì)較高質(zhì)量的無(wú)線話筒系統(tǒng)的需求也顯著地增加了。 在相鄰?fù)ǖ赖母吣茈娨晱V播信號(hào)會(huì)造成先前運(yùn)行良好的無(wú)線系統(tǒng)根本無(wú)法使用。這就需要高性能的接收機(jī)和天線分配器，以及專業(yè)天線和電纜設(shè)備來(lái)滿足越來(lái)越多的無(wú)線話筒系統(tǒng)的需求。 正如你可能預(yù)見(jiàn)的那樣，在這個(gè)“數(shù)字”世界中，我們?cè)诠こ谭矫嬉沧鞒隽舜罅颗?lái)開(kāi)發(fā)數(shù)字調(diào)頻技術(shù)在無(wú)線話筒方面的應(yīng)用，希望數(shù)字系統(tǒng)可以減輕當(dāng)前模擬調(diào)頻所遇到的諸多問(wèn)題，并擁有同等的或是更高質(zhì)量的音頻性能。至于深入研究數(shù)字無(wú)線電技術(shù)的錯(cuò)綜復(fù)雜部分，現(xiàn)在還為時(shí)過(guò)早，因此這篇手冊(cè)主要是圍繞FM原理而展開(kāi)的。當(dāng)前的數(shù)字技術(shù)制造了高品質(zhì)的移動(dòng)電話系統(tǒng)，但是，即使是最高品質(zhì)的電話系統(tǒng)，其有限的音頻帶寬也不能產(chǎn)生最低無(wú)線話筒應(yīng)用所需的音頻質(zhì)量。隨著科技的飛速發(fā)展，無(wú)線發(fā)射機(jī)的應(yīng)用之勢(shì)迅速蔓延，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域；從電影到電視制作，現(xiàn)場(chǎng)舞臺(tái)到劇場(chǎng)演出，體育賽事直播等都離不開(kāi)無(wú)線發(fā)射機(jī)，它取代了傳統(tǒng)的線纜，有著可靠的質(zhì)量，給用戶帶來(lái)了極大的方便，擁有它會(huì)使您的工作事半功倍，是您成功的保障，我們會(huì)持續(xù)提供一些相關(guān)資料供您參考。第2節(jié)：無(wú)線發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)可以分成三個(gè)基本類型： 腰包式“腰包式”發(fā)射機(jī)配合領(lǐng)夾話筒，適用于耳嘜，樂(lè)器，調(diào)音臺(tái)，磁帶座等外接插式“外接插式”發(fā)射機(jī)適合于手持話筒，吊桿，調(diào)音臺(tái)以及其他帶XLR接口的設(shè)備上手持式“手持式”發(fā)射機(jī)帶有一個(gè)集成的話筒頭，主要為手持時(shí)使用。 腰包式發(fā)射機(jī)由金屬和塑料制成。它們可以利用話筒線或輸入電纜作天線（常見(jiàn)于VHF設(shè)計(jì)中），也可使用“鞭狀”天線。輸入增益必須在大范圍中具有可調(diào)性，以便精確匹配來(lái)自話筒和其他設(shè)備的不同輸出電平。 絕大多數(shù)的腰包式發(fā)射機(jī)使用9伏的堿性或鋰電池供電，同時(shí)還包括一個(gè)電池狀態(tài)指示燈。最佳的設(shè)計(jì)有低電量報(bào)警功能，這樣可以有充分的時(shí)間及時(shí)更換電池。 電池艙門(mén)的設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要的考慮因素。如果電池艙門(mén)與發(fā)射機(jī)分離，很容易丟失或損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法使用。此外發(fā)射機(jī)電池艙必須可匹配不同品牌的電池。 在眾多的腰包式設(shè)計(jì)中，腰夾總是一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)。它不但要固定性好，而且在諸如電影或舞臺(tái)制作的應(yīng)用中必需易于隱藏。 “外接插式”發(fā)射機(jī)適用于任何帶有XLR接口的話筒。大多廠商提供的越來(lái)越多的型號(hào)足可以證明它的有效性。專業(yè)類型的發(fā)射機(jī)主要是靠9伏的堿性或鋰電池供電，有較大的輸入調(diào)整范圍以適應(yīng)不同型號(hào)的話筒。良好的機(jī)械構(gòu)造，尤其在牢固連接的輸入接口設(shè)計(jì)，是該類型的發(fā)射機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵。 幾乎所有的無(wú)線話筒制造商都提供帶有集成話筒頭的手持發(fā)射機(jī)。手持式發(fā)射機(jī)最普遍的應(yīng)用為音樂(lè)表演，它必須舒適且不易脫落，并且提供必須的強(qiáng)度和頻率調(diào)整，但控制開(kāi)關(guān)必須隱藏或放置在凹進(jìn)處以避免在正常應(yīng)用場(chǎng)所中誤操作。 在合成的發(fā)射機(jī)中有多種頻率選擇控制模式，從帶有LCD讀數(shù)的按鈕到隱藏的旋轉(zhuǎn)控制開(kāi)關(guān)。在此列出的實(shí)例提供兩個(gè)旋轉(zhuǎn)按鈕，可以選擇在25.6MHz頻段上的256個(gè)頻點(diǎn)中的任何一個(gè)。左手邊的旋鈕以1.6MHz為間隔改變頻率，而右手邊的旋鈕則以100千赫茲為間隔。每一個(gè)旋鈕有16個(gè)位置可供選擇，總共提供256個(gè)頻點(diǎn)。用戶調(diào)節(jié)和顯示燈 對(duì)于所有類型的發(fā)射機(jī)，根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，用戶調(diào)節(jié)和指示燈成了它的“必備而且關(guān)鍵的”設(shè)計(jì)。 例如：如果一臺(tái)發(fā)射機(jī)要被諸多用戶使用，為匹配不同用戶的聲音強(qiáng)度而提供精確的補(bǔ)償調(diào)整就顯得勢(shì)在必行。適當(dāng)?shù)脑鲆嬲{(diào)整是其關(guān)鍵，因?yàn)樗鼪Q定系統(tǒng)的最終信噪比。如果不能通過(guò)視覺(jué)上的提示（指顯示燈）來(lái)檢測(cè)音頻信號(hào)強(qiáng)度，就很難正確地調(diào)整發(fā)射機(jī)的輸入增益。 盡管可以通過(guò)觀看接收機(jī)上的音頻信號(hào)強(qiáng)度的指示來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但從發(fā)射機(jī)端檢測(cè)并調(diào)節(jié)輸入增益更加可行，因?yàn)樵诒姸嗟膽?yīng)用中，很難在發(fā)射機(jī)的位置上看到接收機(jī)上的表頭顯示。 在某些設(shè)計(jì)中，一個(gè)普遍存在的問(wèn)題就是功能按鈕很容易被誤動(dòng)。這會(huì)造成許多問(wèn)題，甚至在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中完全“關(guān)閉”系統(tǒng)。操作中按鈕的位置和調(diào)節(jié)方式將決定發(fā)射機(jī)對(duì)特殊用戶的有效性。例如：公眾廣播應(yīng)用場(chǎng)合下，即使當(dāng)發(fā)射機(jī)佩戴在衣服以下也要求發(fā)射機(jī)可被輕易地設(shè)為靜音。在這種情況下，如果按鈕很難碰到，會(huì)造成操作困難。在許多舞臺(tái)制作中，音響公司可能不讓使用者改變發(fā)射機(jī)上的任何按鈕和控制鈕。在此的兩個(gè)例子是相對(duì)極端的。 Lectrosonics的手持式發(fā)射機(jī)擁有內(nèi)置控制開(kāi)關(guān)，比外置開(kāi)關(guān)更勝一籌。這便允許根據(jù)應(yīng)用環(huán)境對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行配置。天線配置 比較不同發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，天線配置是另一個(gè)考慮因素。如果無(wú)線系統(tǒng)的每一個(gè)用戶能夠忍受在他們肩膀上架上金屬“樹(shù)枝”，或者架在他們頭上，那么發(fā)射機(jī)將會(huì)十分有效地發(fā)射射頻能量，從而提供意想不到的工作范圍和較低的失真率。然而，很少有人愿意在公共場(chǎng)合佩戴這樣的裝置。因此，在現(xiàn)實(shí)生活中，發(fā)射機(jī)天線既要隱蔽，而且仍要釋放足夠的射頻能量以使接收機(jī)可以正常地工作。無(wú)線話筒系統(tǒng)可以像其所描述的那樣工作的唯一原因就是其操作范圍通常較近（幾百英尺，或更近），并且FCC允許足夠的射頻功率輸出和調(diào)制（頻偏）以使得系統(tǒng)在可接收的信噪比下運(yùn)行。 腰包式發(fā)射機(jī)天線的一個(gè)普遍存在的問(wèn)題就是它們通常是貼著身體佩戴的，尤其在它們被藏在衣服里時(shí)。當(dāng)天線接觸到人體時(shí)，大多數(shù)射頻能量因無(wú)法進(jìn)入空氣中而丟失。這將降低無(wú)線系統(tǒng)的可操作范圍。使用便攜式調(diào)音臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)同期錄音時(shí)，可以將發(fā)射機(jī)放置遠(yuǎn)離身體和其他設(shè)備的地方以得到最大的輻射功率和操作范圍。 在手持式發(fā)射機(jī)的情況下，通常將其遠(yuǎn)離身體，而使用者的手則扮演天線的角色。突出的“桿式”天線可以避免和人體的直接接觸，但是這樣會(huì)影響視覺(jué)效果且容易被損壞。 內(nèi)置天線的手持式發(fā)射機(jī)克服了這種弱點(diǎn)，普遍視覺(jué)效果也較好。 外接插式發(fā)射機(jī)使用發(fā)射機(jī)本身的金屬外殼作為天線，外接的話筒和使用者的手組成了理想的偶極子天線的另一部分。在UHF操作頻率中，外殼的長(zhǎng)度非常接近于理想的1/4波長(zhǎng)，它提供了最大的輻射功率并增大了操作范圍。輸入增益調(diào)節(jié) 不同制造廠商發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)有很大差異。簡(jiǎn)單地說(shuō)，設(shè)置適當(dāng)?shù)妮斎朐鲆嬖跓o(wú)線話筒系統(tǒng)中十分重要，不過(guò)在許多設(shè)計(jì)中這卻經(jīng)常被忽視。如果設(shè)置得太低，系統(tǒng)的信噪比就會(huì)影響。如果設(shè)置得太高，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的失真或是動(dòng)態(tài)范圍壓縮。設(shè)置發(fā)射機(jī)輸入增益就好像在模擬磁帶錄制機(jī)上的設(shè)置錄制音量一樣。 如何在無(wú)線發(fā)射機(jī)上進(jìn)行準(zhǔn)確增益調(diào)整和設(shè)定，是十分重要的功能。在發(fā)射機(jī)上通過(guò)一些LED（發(fā)光二極管）的組合顯示可以相對(duì)準(zhǔn)確地顯示輸入增益的大小。 當(dāng)然最好在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上同時(shí)擁有顯示燈，從而既可以從發(fā)射機(jī)端又可以從接收機(jī)端得到精確的信號(hào)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)，以適用多種場(chǎng)合的應(yīng)用。輸出功率 FCC規(guī)定了無(wú)線發(fā)射機(jī)的最終射頻放大器所產(chǎn)生的最大可輸出射頻功率。例如：在174到216MHz的VHF頻段中，發(fā)射機(jī)最大的可輸出功率是50毫瓦。在UHF頻段中，發(fā)射機(jī)的最大可輸出功率為250毫瓦。 發(fā)射機(jī)的高輸出功率可以避免跑頻問(wèn)題并同時(shí)增加操作范圍，但同時(shí)也使得電池的壽命縮短了。實(shí)際使用中，發(fā)射機(jī)所連接的天線形式、位置以及是否接觸到人體才是影響著有效輻射功率的最為重要的因素，所以，較高輸出功率并不一定永遠(yuǎn)意味著較大的操作范圍。 絕大多數(shù)高品質(zhì)的VHF發(fā)射機(jī)為了得到可信賴的操作范圍和合理的電池壽命而產(chǎn)生50毫瓦的功率。不過(guò)，有某些制造廠商提供只產(chǎn)生30毫瓦功率的VHF設(shè)計(jì)，而在對(duì)這些型號(hào)的詳細(xì)說(shuō)明上卻表明它們是為達(dá)到全功率設(shè)計(jì)的。 與VHF相比，UHF不同品牌之間的輸出功率變化更大。當(dāng)最大操作范圍為首先考慮的因素時(shí)，在UHF頻段250毫瓦的最大容限是有用的，但所換來(lái)的就是電池壽命的減少。通常選擇100毫瓦輸出功率，使UHF發(fā)射機(jī)在操作范圍和電池壽命之間達(dá)成一種較好的平衡。 一些UHF型號(hào)的發(fā)射機(jī)宣稱可以輻射150毫瓦的功率，但實(shí)際上，它們只能產(chǎn)生30或40毫瓦的功率。制造廠商為掩蓋競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的缺乏，或本身固有缺陷的事實(shí)而刊出產(chǎn)品的虛假信息。有趣的是，這些制造廠商還經(jīng)常忘記在說(shuō)明中注明電池的使用壽命或耗電量。電源和電池壽命 發(fā)射機(jī)在特殊場(chǎng)合的應(yīng)用時(shí)，電池壽命通常都是一個(gè)最為關(guān)心的話題。在例如電影制作和劇院中應(yīng)用時(shí)，發(fā)射機(jī)通常被精心的隱藏在衣服以下，更換電池將是一件麻煩的事情。對(duì)于這種類型的應(yīng)用，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都應(yīng)該提供一個(gè)精準(zhǔn)的發(fā)射機(jī)電池狀態(tài)顯示燈。 9伏的堿性電池（普遍應(yīng)用在無(wú)線話筒發(fā)射機(jī)上）開(kāi)始工作時(shí)電平稍高于9伏，但隨著不斷使用而電壓逐漸降低。高品質(zhì)的發(fā)射機(jī)包括內(nèi)部電壓管理器，它可以在電壓下降時(shí)保持發(fā)射機(jī)穩(wěn)定工作。 該設(shè)計(jì)允許電路可以在低電壓的情況下持續(xù)工作，在獲得延長(zhǎng)的操作時(shí)間的同時(shí)，又不犧牲輸出功率。最佳的設(shè)計(jì)可在電壓降至約6.5伏時(shí)還可以繼續(xù)工作。 高端無(wú)線系統(tǒng)通常在接收機(jī)端提供一個(gè)發(fā)射機(jī)電量指示燈，在發(fā)射機(jī)停止工作之前及時(shí)提醒使用者更換電池。第3節(jié): 無(wú)線接受機(jī) 無(wú)線話筒系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境決定接收機(jī)類型。通常，可將接收機(jī)分為幾大類： 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)同期錄音時(shí)，攝像機(jī)，便攜式背包，錄音車上小型接收機(jī)，也包括電影制作的多通道集成。如圖一： 圖一 普遍使用在擴(kuò)音方面上的“獨(dú)立”應(yīng)用的臺(tái)式接收機(jī)，如圖二：圖二 用于高端錄音室，舞臺(tái)和移動(dòng)制作車的機(jī)架安裝式接收機(jī)，如圖三：圖三這些類型之間的差別是與物理尺寸、供電選項(xiàng)、射頻性能以及音頻性能有關(guān)。每個(gè)類型，都有許多制造商提供各種各樣不同的型號(hào)，其價(jià)位也變化較大。一些基礎(chǔ)知識(shí) 為了在各種不同接收機(jī)之間進(jìn)行比較，對(duì)接收機(jī)的設(shè)計(jì)的基本了解是十分必要的。當(dāng)在頭腦中對(duì)接收機(jī)的不同部分有了一個(gè)基本的了解時(shí)，兩臺(tái)不同型號(hào)的接收機(jī)之間的價(jià)格和性能表現(xiàn)就一目了然了。這將對(duì)評(píng)估系統(tǒng)和作出購(gòu)買決定起有極大地幫助。 無(wú)線話筒系統(tǒng)的FM接收機(jī)都使用一種超外差設(shè)計(jì)。超外差過(guò)程包括在接收機(jī)端產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào)，并與接收到的載頻信號(hào)混合或“外差”。當(dāng)信號(hào)混合時(shí)，互調(diào)會(huì)產(chǎn)生“疊頻”和“差頻”信號(hào)。將信號(hào)混合在一起的目的是獲取可被常規(guī)電路處理的低頻信號(hào)。通過(guò)濾波器“疊頻”信號(hào)被濾掉，而只讓“差頻”信號(hào)通過(guò)（“IF”，中頻信號(hào)）。中頻信號(hào)在解調(diào)階段轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)，然后送至音頻輸出放大器。這樣無(wú)線電信號(hào)就轉(zhuǎn)變成了音頻信號(hào)。 整個(gè)過(guò)程看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但事實(shí)上，設(shè)計(jì)一個(gè)真正高品質(zhì)的調(diào)頻接收機(jī)有點(diǎn)像變魔術(shù)。 三重轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)只是簡(jiǎn)單的加了一個(gè)振蕩器和一個(gè)混頻器。事實(shí)上，每個(gè)環(huán)節(jié)通常都由許多獨(dú)立的電路和子電路構(gòu)成，有些提供基本的功能，而其它的卻提供附加的修正和控制功能。正如你所想象的那樣，接收機(jī)的每一個(gè)階段都向設(shè)計(jì)工程師提出了的性能和成本雙重挑戰(zhàn)。為了在電路的某些部分提供必要的屏蔽，一臺(tái)好接收機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)還必須考慮無(wú)線電方面的因素。 接收機(jī)前級(jí)設(shè)計(jì) 在一連串的濾波，增益和轉(zhuǎn)換中，接收機(jī)的前級(jí)是第一步。前級(jí)基本上是一個(gè)以無(wú)線系統(tǒng)的載波頻率上工作的帶狀濾波器。前級(jí)的工作就是過(guò)濾掉在工作頻點(diǎn)通道以外的高能射頻信號(hào)并提供強(qiáng)大的“鏡像及衍生頻率干擾抑制“（鏡像及衍生頻率干擾抑制在隨后的章節(jié)中討論）性能。前級(jí)可由簡(jiǎn)單的低成本線圈構(gòu)成簡(jiǎn)單的過(guò)濾器，或者為提高性能使用螺旋形諧振器或可調(diào)節(jié)式陶瓷諧振器。 在前級(jí)部分的簡(jiǎn)單線圈只能過(guò)濾寬頻信號(hào)，但經(jīng)常無(wú)法阻止來(lái)自無(wú)線系統(tǒng)臨近操作頻率的高能射頻信號(hào)的干擾。對(duì)UHF無(wú)線話筒系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電視廣播是最普通的高能信號(hào)干擾源。由于DTV（數(shù)字電視廣播）占據(jù)了以前為空的頻段，對(duì)于高質(zhì)量窄帶寬前級(jí)的需求增加了。多級(jí)使用螺旋式和可調(diào)節(jié)式陶瓷諧振器配合高品質(zhì)放大器可最大程度的降低和減少來(lái)自電視廣播信號(hào)的干擾。 各種前級(jí)設(shè)計(jì)之間性能主要有兩方面的區(qū)別： 選擇性 互調(diào)干擾抑制 前級(jí)所能提供的選擇性是由可抑制操作通道以外的信號(hào)數(shù)量來(lái)表示。濾波器的斜率越大，對(duì)相鄰頻率的能量抑制就越強(qiáng)。 不同類型的前級(jí)組件（線圈，諧振器等）會(huì)產(chǎn)生不同的濾波器斜率，但是所有的高品質(zhì)接收機(jī)都采用多級(jí)過(guò)濾前級(jí)并綜合使用其中任何幾款組件。這些多級(jí)過(guò)濾前級(jí)設(shè)計(jì)顯著地增加了濾波器的斜率，但也的確增加了成本。 互調(diào)就是對(duì)信號(hào)的混合以產(chǎn)生新的信號(hào)。例如，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)在有源電路中（如放大器）混合時(shí)，放大器的輸出將包括兩個(gè)信號(hào)，加上其所產(chǎn)生的疊加及差頻信號(hào)。疊加和差頻信號(hào)被稱作為“互調(diào)信號(hào)“。簡(jiǎn)單地說(shuō)，三次互調(diào)諧波的意思是原信號(hào)中的一個(gè)（Fa）二次諧波（二階）與原信號(hào)中的另一個(gè)信號(hào)（Fb）（一階）相混合而產(chǎn)生一個(gè)新的差頻信號(hào)（Fc）。 2(Fa) - Fb = Fc 避免三次互調(diào)諧波尤為重要，因?yàn)閮蓚€(gè)原始信號(hào)的三次互調(diào)諧波頻率通常相對(duì)接近于原始信號(hào)頻率，可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾。如果三次互調(diào)諧波頻率碰巧與工作頻率十分接近，那么前級(jí)過(guò)濾便失效了。能在互調(diào)干擾中避免這種情況的唯一方法就是在接收機(jī)端配備高過(guò)載負(fù)荷的放大器和混頻器。例如：給定兩個(gè)頻率分別為645和650MHz那么645 MHz x 2 = 1290 MHz以及1290 MHz - 650 MHz = 640 MHz（三次互調(diào)諧波頻率） 因此，工作頻點(diǎn)設(shè)定在640MHz的接收機(jī)將受到來(lái)自頻率為645MHz和650MHz的兩臺(tái)發(fā)射機(jī)的所產(chǎn)生的三次互調(diào)諧波的直接干擾。這種等間距的頻率分配在無(wú)線話筒系統(tǒng)中是不允許的?；フ{(diào)表現(xiàn)性能是由一個(gè)稱作“三次諧波抑制“的指標(biāo)來(lái)評(píng)定的。這個(gè)指標(biāo)表示為一個(gè)用分貝（Dbm）代表的數(shù)字，這個(gè)數(shù)字代表的是當(dāng)輸入信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到這個(gè)數(shù)字所代表的強(qiáng)度時(shí)，輸入信號(hào)足以導(dǎo)致接收機(jī)產(chǎn)生互調(diào)失真，所產(chǎn)生的互調(diào)失真的強(qiáng)度與接收機(jī)內(nèi)部的工作信號(hào)強(qiáng)度相等。進(jìn)入接收機(jī)的兩個(gè)信號(hào)在接收機(jī)的載波頻點(diǎn)上產(chǎn)生三次互調(diào)波，隨后測(cè)量輸出的互調(diào)失真信號(hào)強(qiáng)度。通過(guò)不同的測(cè)試技術(shù)，可以精確的計(jì)算產(chǎn)生如此效應(yīng)所需的輸入強(qiáng)度。 三次諧波抑制指標(biāo)是測(cè)量接收機(jī)互調(diào)抑制的最佳方法。 使用的放大器類型對(duì)接收機(jī)三次諧波抑制性能產(chǎn)生重大影響，有出色的三次諧波互調(diào)性能的放大器會(huì)要求較大功率，因此會(huì)對(duì)接收機(jī)電池使用壽命形成不利影響。前級(jí)濾波器帶寬越窄（費(fèi)用會(huì)更高），接收機(jī)拾取的能夠產(chǎn)生互調(diào)的信號(hào)就越少 。鏡像及衍生頻率干擾抑制 鏡像及衍生頻率干擾抑制是衡量接收機(jī)的主要性能指標(biāo)。理論上存在兩個(gè)射頻信號(hào)可以與接收機(jī)內(nèi)的振蕩器結(jié)合從而產(chǎn)生相同的互調(diào)頻率。其中一個(gè)是源自發(fā)射機(jī)的理想信號(hào)，另一個(gè)信號(hào)頻率與本地振蕩器的頻率差值與理想信號(hào)與本地振蕩器的頻率差值相同，但是方向相反，在此稱為鏡像頻率。在接收機(jī)鏡像及其周圍的射頻能量通常是主要的干擾來(lái)源。 通常在空出的電視通道上操作的無(wú)線話筒系統(tǒng)的鏡像及衍生頻率可能與另外一個(gè)電視臺(tái)的信號(hào)相同。除了選擇性最強(qiáng)的前級(jí)設(shè)計(jì)以外，這都會(huì)產(chǎn)生干擾問(wèn)題。敏銳的前級(jí)過(guò)濾抵制鏡像及衍生頻率上的能量使之無(wú)法進(jìn)入接收機(jī)。捕捉效應(yīng) 調(diào)頻接收器得益于捕捉效應(yīng)。也就是說(shuō)，調(diào)頻接收機(jī)從強(qiáng)信號(hào)中捕捉的音頻信號(hào)要多于從弱信號(hào)中捕捉的音頻信號(hào)。 較強(qiáng)信號(hào)中的音頻信號(hào)將成為接收機(jī)輸出音頻的主要部分。但是弱信號(hào)依然會(huì)提高背景噪音并增加跑頻機(jī)會(huì)。這種意義上的較弱信號(hào)可能是另一種無(wú)線發(fā)射機(jī)信號(hào)或?qū)拵П尘霸胍簟Ｉ漕l混頻器 在接收機(jī)內(nèi)的混頻器把到達(dá)的射頻信號(hào)和振蕩器信號(hào)結(jié)合起來(lái)，從而產(chǎn)生 “疊加”和 “差頻”信號(hào)。 “差頻”信號(hào)位于理想的中頻頻點(diǎn)上。低成本的射頻混頻器通常在產(chǎn)生出理想的疊頻和差頻信號(hào)之外，同時(shí)還會(huì)衍生出很多偽信號(hào)（諧波）。如果偽信號(hào)發(fā)生在靠近接收機(jī)中頻頻點(diǎn)的地方，中頻濾波器通常無(wú)法抑制，這會(huì)在最終音頻輸出時(shí)造成噪音和失真。好品質(zhì)的射頻混頻器只產(chǎn)生一個(gè)疊加和差頻信號(hào)，而沒(méi)有諧波。疊加信號(hào)頻點(diǎn)很高，足以被混頻器后的濾波器完全濾掉，而只留下所需的差頻信號(hào)以待后續(xù)處理。 混頻器也必須有很高的過(guò)載閾值。在供給混頻器的全部射頻能量超過(guò)其自身的容量時(shí)，會(huì)發(fā)生過(guò)載。敏銳的前級(jí)過(guò)濾減少了出現(xiàn)該問(wèn)題的可能性，但與載頻信號(hào)只有幾兆赫茲之差的強(qiáng)大信號(hào)仍然可以通過(guò)前級(jí)過(guò)濾器，從而造成混頻器過(guò)載。在前級(jí)設(shè)計(jì)中最有效的方法就是在每一級(jí)濾波器之間只提升適當(dāng)?shù)脑鲆嬉匝a(bǔ)償相應(yīng)的損失?；舅枷刖褪潜M可能地通過(guò)各種濾波手段首先得到所需要的干凈的頻率，然后再進(jìn)行增益放大，以便將噪聲和各種干擾信號(hào)降到最低。中頻過(guò)濾 在影響接收機(jī)的選擇性指標(biāo)的因素中，中頻過(guò)濾器性能的高低是最為重要的。標(biāo)準(zhǔn)的多極陶瓷中頻過(guò)濾器提供了約為300K赫茲的帶寬。6極水晶中頻濾波器只提供45到50千赫茲的帶寬。在中頻階段，過(guò)濾帶寬越窄越好。水晶濾波器要比陶瓷濾波器貴很多，但在干擾嚴(yán)重情況下，物有所值。 然而，窄頻段水晶過(guò)濾器要求振蕩器不能有頻點(diǎn)漂移現(xiàn)象，這就要求振蕩器不能是溫度敏感類型的。而對(duì)于低成本、寬頻段接收機(jī)而言，可使用“頻點(diǎn)漂移”的振蕩器，因?yàn)楸M管振蕩器頻點(diǎn)不穩(wěn)定，但它所產(chǎn)生的中頻頻點(diǎn)仍舊可以保持在中頻濾波器處理范圍內(nèi)。 第三種開(kāi)始廣泛應(yīng)用在接收機(jī)上的濾波器類型是SAW濾波器（表面聲波濾波器）。這些濾波器在石英或其他壓電材質(zhì)上使用表面波將射頻能量從輸入端傳輸?shù)捷敵龆?，并在表面通過(guò)交叉指狀轉(zhuǎn)換器的精確間隙而使某些頻率通過(guò)并同時(shí)濾過(guò)其他頻率。SAW濾波器在高出通常中頻的頻點(diǎn)進(jìn)行過(guò)濾，同時(shí)也提供用其他方法難以取得的最小相位移動(dòng)（組延遲）。當(dāng)無(wú)線話筒使用越來(lái)越高的UHF頻率時(shí)，設(shè)計(jì)者的工作就變得相對(duì)容易，但它們?cè)趽碛休^高的選擇性的同時(shí)，價(jià)格也比其它類型的濾波器貴很多。 毋庸置疑，只有穩(wěn)定的振蕩器和窄頻段的中頻過(guò)濾器才能最大限度的抑制干擾，像用水晶濾波器功能一樣。水晶濾波器的唯一缺點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)經(jīng)過(guò)高度的調(diào)制時(shí)，水晶濾波器失真率比陶瓷濾波器或SAW濾波器稍高。鑒于這種原因，你會(huì)經(jīng)常在高端接收機(jī)上看到陶瓷濾波器或SAW濾波器而不是水晶濾波器，因?yàn)橹饕P(guān)心的是音頻保真度。調(diào)頻解調(diào)電路（解調(diào)器） 在接收機(jī)中的解調(diào)器或解調(diào)電路是一種將調(diào)頻無(wú)線電信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)的電路。不同制造廠商使用不同的電路，但是在無(wú)線話筒接收機(jī)中的所有的解調(diào)器都可分為兩大類：1) 求積式解調(diào)器2) 脈沖計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路 求積式解調(diào)器是一種利用相位移動(dòng)產(chǎn)生變化直流電壓的電路，從而生成音頻信號(hào)。中頻部分經(jīng)放大產(chǎn)生方波。然后信號(hào)分成兩個(gè)部分，其中一路信號(hào)經(jīng)相位偏移電路。然后信號(hào)在與其中的一個(gè)延遲了90度相位的信號(hào)（該信號(hào)都是正交的）混合在一起。所產(chǎn)生的信號(hào)平均強(qiáng)度直接與無(wú)線信號(hào)的相位偏移（頻率變化）有關(guān)。 數(shù)字式的脈沖計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路不同于求積式解調(diào)器，但它是一種將調(diào)頻無(wú)線電信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)的更加有效的方法。計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路按照無(wú)線電信號(hào)頻率產(chǎn)生固定間隔的脈沖。 當(dāng)無(wú)線電信號(hào)頻率增加時(shí)，脈沖間距變?。活l率降低時(shí)，脈沖間距加大。在任何時(shí)間，脈沖的平均電壓強(qiáng)度根據(jù)調(diào)頻信號(hào)的頻率成正比而上下波動(dòng)，產(chǎn)生變化的低頻電壓（音頻信號(hào)） 計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路通常在1MHz以下頻率工作，這就意味著它們只能在二級(jí)轉(zhuǎn)換接收機(jī)中發(fā)揮效能。在一級(jí)轉(zhuǎn)換接收機(jī)中使用計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路會(huì)使振蕩器的頻率十分接近于載波信號(hào)的頻率而無(wú)法正常工作。必須將信號(hào)混合差頻到足夠低的頻率，解調(diào)電路才能正常工作且無(wú)失真現(xiàn)象（還記得變頻超外差法是如何工作的嗎？）。第一級(jí)中頻頻點(diǎn)與載波信號(hào)十分接近，只差幾百K赫茲，從而能將信號(hào)混合到幾百K赫茲，但同時(shí)這會(huì)導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行充分的前級(jí)過(guò)濾和必要的鏡像及衍生頻率干擾抑制（鏡像及衍生頻率干擾抑制將在隨后的段落中加以討論）。計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路擁有良好的耐高溫性和高調(diào)幅波抑制性能。在寫(xiě)這本手冊(cè)之時(shí)，計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路只用在最先進(jìn)的無(wú)線接收機(jī)設(shè)計(jì)中。穩(wěn)定性和熱漂移 在求積式解調(diào)器電路中，使用雙感應(yīng)器和電容器的另一個(gè)問(wèn)題是它會(huì)隨不同因素（通常是溫度）而發(fā)生變化，無(wú)線電信號(hào)將會(huì)嚴(yán)重的失真。例如，在10.7MHz為中頻工作的單一轉(zhuǎn)換接收機(jī)中，在解調(diào)電路電路調(diào)整中僅百分之0.5的漂移就會(huì)使解調(diào)電路原有頻率減少53千赫茲，會(huì)造成嚴(yán)重的失真。而在二次轉(zhuǎn)換中頻接收機(jī)中，二次中頻頻率為1MHZ, 同樣百分之0.5的偏移，在調(diào)制過(guò)程中將只會(huì)產(chǎn)生5千赫的偏移。從而，就熱漂移來(lái)說(shuō)，采用1MHz作為解調(diào)頻率的解調(diào)電路的頻率漂移百分比是以10.7MHz為解調(diào)電路的十倍。 那么，為什么不是所有的接收機(jī)都使用解調(diào)電路為1MHz的雙重轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)呢？首先，由于存在兩個(gè)振蕩器和兩組中頻濾波器，雙重轉(zhuǎn)換接收機(jī)包括許多組件，并且制作和排列的成本更高。其次，由于振蕩器信號(hào)可以泄漏進(jìn)其他電路甚至彼此之間相互影響，造成各種不同的“奇怪”效應(yīng) ，因此使用兩個(gè)振蕩器可能產(chǎn)生更多的內(nèi)部互調(diào)問(wèn)題。盡管設(shè)計(jì)難度大，適當(dāng)設(shè)計(jì)的雙重甚至是三重轉(zhuǎn)換接收機(jī)在最終性能的分析時(shí)，性能表現(xiàn)會(huì)更為優(yōu)秀。壓縮擴(kuò)展器 在接收機(jī)內(nèi)部的解調(diào)電路后的擴(kuò)展器一定是發(fā)射機(jī)壓縮器的“完美鏡象”。其目的在于完成噪音抑制壓縮擴(kuò)展過(guò)程，也就是將音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍加倍放大，這和發(fā)射機(jī)中壓縮的處理相對(duì)應(yīng)。音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍在發(fā)射機(jī)中以2：1比率壓縮，在接收機(jī)中以 1：2的比率 放大還原為原始音頻信號(hào)。在“音頻信號(hào)處理”一章中將詳細(xì)介紹壓縮擴(kuò)展器。 調(diào)幅抑制 改善接收機(jī)調(diào)幅抑制的主要方法就是在解調(diào)電路之前采用強(qiáng)烈的限幅處理。限幅處理幾乎將信號(hào)轉(zhuǎn)換成完全的方波，因而調(diào)幅強(qiáng)度波動(dòng)將不會(huì)改變進(jìn)入解調(diào)電路的波形。 有些類型的解調(diào)電路也提供調(diào)幅抑制。求積式解調(diào)器沒(méi)有內(nèi)在的調(diào)幅抑制，不過(guò)脈沖計(jì)數(shù)器式解調(diào)電路卻提供額外的調(diào)幅抑制。音頻輸出部分 接收機(jī)的音頻部分必須提供超低噪音增益，同時(shí)將失真降低到最小限度。它也要有正確的輸出連接器，平衡或非平衡的配置以及根據(jù)應(yīng)用環(huán)境設(shè)定輸出電平。低成本的接收機(jī)主要只提供單一的輸出端，并通常是非平衡配置。而高品質(zhì)的，多用途接收機(jī)為連接各種音響和錄音設(shè)備，提供了各種不同電平的輸出接口。靜默技術(shù) 當(dāng)匹配的發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)，或信號(hào)條件太弱不能產(chǎn)生可用的信噪比時(shí)，接收機(jī)中的 “靜默”電路便用使音頻輸出啞音。有以下幾種不同的方法：1. 固定的射頻強(qiáng)度閾值靜默2. 由高頻音頻噪聲控制的可變閥值靜默3. 導(dǎo)頻信號(hào)控制靜默4. 數(shù)字代碼控制靜默5. 微處理器控制算法 （智能靜默技術(shù)）的靜默處理有兩種相反的情況要求不同的靜默處理方法1. 近距離時(shí)，具有很大的平均射頻強(qiáng)度2. 遠(yuǎn)距離時(shí)，具有微弱平均射頻強(qiáng)度 在具有很大射頻強(qiáng)度的近距離操作范圍內(nèi)，理想的靜默處理應(yīng)該是活躍的，不允許音頻信號(hào)產(chǎn)生任何噪音，又能將導(dǎo)致多路徑跑頻的潛在噪聲啞音。這種方法的問(wèn)題在于活躍的靜默處理將會(huì)明顯降低操作范圍。 在具有較低的射頻信號(hào)強(qiáng)度的遠(yuǎn)距離操作范圍上，理想的靜默將不會(huì)那么活躍，為了擴(kuò)大操作范圍，它允許射頻信號(hào)降至接近背景噪聲的水平后才開(kāi)始靜默。然而，在近距離、強(qiáng)射頻信號(hào)時(shí)該方法會(huì)導(dǎo)致多路徑信號(hào)傳輸所造成的短暫的“噪聲加強(qiáng)”。 固定射頻強(qiáng)度閥值靜默系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)視到來(lái)的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)決定是否需要靜默。這種類型的設(shè)計(jì)中，盡管靜默閾值經(jīng)常是可調(diào)節(jié)的，由于特定條件下平均射頻強(qiáng)度難以預(yù)測(cè)，所以選擇最優(yōu)設(shè)置十分困難。當(dāng)匹配的發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)，接收機(jī)也可能會(huì)被干擾信號(hào)誤觸發(fā)。 當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)，可以利用高頻噪聲來(lái)控制靜默閾值，從而使接收機(jī)啞音靜默。該方法也假設(shè)跑頻是在高頻噪聲逐漸升高之后可以預(yù)測(cè)發(fā)生的，盡管這種類型的靜默技術(shù)在絕大多數(shù)情況下相當(dāng)有效，它也可能被包含大量高頻的音頻信號(hào)所 “欺騙”，比如，使車鑰匙或硬幣發(fā)出叮當(dāng)聲。 導(dǎo)頻信號(hào)控制的靜默系統(tǒng)通常使用在發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的連續(xù)超聲波導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)控制接收機(jī)的音頻輸出。接收機(jī)對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)必須比對(duì)射頻載波信號(hào)更加敏感，當(dāng)載波信號(hào)很弱但仍然可以產(chǎn)生可用的音頻信號(hào)時(shí)，可以避免意外的靜默。當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)，用該方法使接收機(jī)啞音是十分有效的，但是當(dāng)發(fā)射機(jī)很近或有一定距離時(shí)，這并不能解決射頻信號(hào)強(qiáng)弱的問(wèn)題。 當(dāng)發(fā)射機(jī)開(kāi)著時(shí)，數(shù)字代碼靜默技術(shù)利用由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生、包含8比特代碼的超聲波音頻信號(hào)來(lái)通知接收機(jī)打開(kāi)音頻輸出通道。代碼在發(fā)射機(jī)開(kāi)啟后重復(fù)發(fā)送幾次以確保接收機(jī)接到代碼。發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)首先發(fā)出另一個(gè)代碼以通知接收機(jī)將音頻系統(tǒng)啞音，然后在簡(jiǎn)短的延遲以后，關(guān)閉發(fā)射機(jī)的電源。在每個(gè)系統(tǒng)中使用不同的代碼以避免與多通道無(wú)線系統(tǒng)的沖突。當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)，該方法在使接收機(jī)啞音方面是非常有效的，并且消除了開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)的噪音，但仍然不能兼顧解決射頻信號(hào)強(qiáng)與弱兩種情況下的問(wèn)題。 在一些Lectrosonics接收機(jī)中引入了一種稱作SmartSquelchTM（智能靜默技術(shù)）的獨(dú)特技術(shù)。這是一種由微處理器控制的技術(shù)，它在幾秒里通過(guò)監(jiān)測(cè)射頻強(qiáng)度，音頻強(qiáng)度和近期的靜默歷史而自動(dòng)控制靜默操作。系統(tǒng)在強(qiáng)大的射頻信號(hào)的情況下提供活躍的靜默功能以消除在近距離的多路徑傳輸環(huán)境所造成的噪音。當(dāng)射頻信號(hào)比較微弱的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)提供相對(duì)“不活躍”的靜默功能，以便在盡可能遠(yuǎn)的距離范圍內(nèi)盡可能傳輸更多可用的音頻信號(hào)，通過(guò)遮蔽效應(yīng)來(lái)盡可能消除本底噪聲。射頻信號(hào)ACE 計(jì)算機(jī)界面 隨著微處理控制的出現(xiàn)，可以利用強(qiáng)大的工具來(lái)協(xié)助識(shí)別無(wú)線電頻率干擾和找出無(wú)干擾的操作頻段。Lectrosonics UDR200B接收機(jī)隨機(jī)附帶軟件提供了可對(duì)所有內(nèi)部設(shè)置和狀態(tài)以及各種不同操作模式進(jìn)行調(diào)節(jié)的圖形界面。如果要安裝一套新的無(wú)線系統(tǒng)，接收機(jī)可以通過(guò)與RS232兼容的Windows PC 接口來(lái)進(jìn)行實(shí)地的頻率掃描。 顯示界面的下半部顯示了一個(gè)用于進(jìn)行頻率掃描的圖像的掃描頻譜分析器。在掃描期間，接收機(jī)在調(diào)制范圍上分步調(diào)諧，位于屏幕上的指示器會(huì)顯示所找到的頻率和信號(hào)強(qiáng)度。如圖四：圖四 對(duì)于多通道無(wú)線系統(tǒng)，軟件也提供一個(gè)概括一覽屏，它可以同時(shí)實(shí)時(shí)顯示25個(gè)或42個(gè)接收機(jī)最為關(guān)鍵的幾個(gè)狀態(tài)。射頻和音頻強(qiáng)度，發(fā)射機(jī)的內(nèi)部溫度和剩余電量都能同時(shí)在彩屏中顯示出來(lái)。第4節(jié)：分集接受技術(shù) “分集式接收”是無(wú)線系統(tǒng)中最容易被廣泛誤解的概念之一。這個(gè)詞源于詞根“diverse”,意思是“無(wú)關(guān)聯(lián)的”。應(yīng)用在話筒接收機(jī)上時(shí)，該術(shù)語(yǔ)指使用兩個(gè)天線來(lái)消除由多路徑傳輸中因相位相互抵消（多路徑傳輸空值）所造成的“跑頻”現(xiàn)象。 下面介紹一下多路徑傳輸空值。在這個(gè)例子中，來(lái)自于發(fā)射機(jī)的信號(hào)經(jīng)直接路徑和反射路徑到達(dá)接收機(jī)的天線。反射信號(hào)路徑要略長(zhǎng)于直接路徑，這樣它們?cè)诮邮諜C(jī)天線上混合時(shí)，會(huì)造成兩個(gè)信號(hào)的相位不一致。產(chǎn)生的弱信號(hào)就是我們所說(shuō)的跑頻。多徑跑頻 最常見(jiàn)的跑頻類型可能更適合被稱作“噪音增強(qiáng)”接收機(jī)音頻輸出保持打開(kāi)狀態(tài)，可以聽(tīng)到短暫的嘶嘶聲，滴答聲，砰砰聲以及其它與音頻信號(hào)夾雜在一起。如果多路徑傳輸?shù)男盘?hào)過(guò)弱使接收機(jī)啞音，也可能發(fā)生音頻信號(hào)的完全丟失的情況。VHF跑頻時(shí)通常聽(tīng)起來(lái)更像瞬間的嗖嗖聲或嘶嘶聲，有時(shí)還夾雜著嗡嗡的聲音。由于UHF具有更高的頻率和更短波長(zhǎng)，其跑頻時(shí)間上比VHF要短得多，有時(shí)聽(tīng)起來(lái)更像噗噗聲或滴答聲。 由于無(wú)線發(fā)射機(jī)的輸出向四周輻射，并在室內(nèi)各種不同的界面上折射返回，因此多路徑傳輸跑頻現(xiàn)象在室內(nèi)時(shí)更為常見(jiàn)。事實(shí)上，工作在室內(nèi)的無(wú)線系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量反射，但由于直接信號(hào)最強(qiáng)，系統(tǒng)將繼續(xù)工作而不收影響。金屬是很好的反射體，發(fā)射機(jī)信號(hào)可以從汽車，卡車，拖車，金屬建筑物上有效地反射，因此多路徑傳輸跑頻現(xiàn)象也會(huì)在戶外發(fā)生。 當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)天線處于一個(gè)特殊的相對(duì)位置時(shí)，失真就會(huì)發(fā)生。將發(fā)射機(jī)或接收機(jī)移至另一個(gè)不同位置后，經(jīng)?？梢越档突蛳д?。在房屋周圍的其它可移動(dòng)物體，如人的身體，也會(huì)改變反射和直達(dá)信號(hào)，這或多或少的影響失真的發(fā)生。 在VHF頻率上無(wú)線電載波信號(hào)的波長(zhǎng)在5到6.5英尺的范圍內(nèi)。在UHF頻率上，波長(zhǎng)約為12到20英寸。所以在VHF頻率上的 “跑頻帶”（跑頻產(chǎn)生的區(qū)域）要比UHF頻率上的大，因此為了防止跑頻，使用VHF系統(tǒng)時(shí)天線要比使用UHF系統(tǒng)時(shí)移的更遠(yuǎn)。這也意味著，在行走測(cè)試中，定位和識(shí)別VHF系統(tǒng)的跑頻帶要比UHF系統(tǒng)的容易。 在分集接收的簡(jiǎn)單說(shuō)明中，到達(dá)天線A的信號(hào)在很大程度上被多路徑傳輸空值給抵消了，留給接收機(jī)的只有一小部分信號(hào)。在天線B的信號(hào)仍舊很強(qiáng)，為接收機(jī)提供足夠的信號(hào)以產(chǎn)生可用的音頻信噪比。分集接收 注意，圖示中把天線B顯示為“遠(yuǎn)程”天線，與同軸電纜連接。兩根天線之間的距離至少要保持操作頻率的二分之一波長(zhǎng)以確保天線接收到無(wú)關(guān)聯(lián)的（也就是“分集的”）信號(hào)，從而獲得分集接收發(fā)揮至最佳表現(xiàn)。 想象一下，如果天線B安裝在接收機(jī)上會(huì)有什么情況發(fā)生呢？如果系統(tǒng)是按VHF設(shè)計(jì)的，很有可能多路徑傳輸空值發(fā)生同時(shí)發(fā)生在兩個(gè)天線上。那么嘗試在接收相同信號(hào)的兩根天線之間切換的好處是什么呢？?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的相位差異不存在或者很小，以至于對(duì)接收不會(huì)有任何影響。當(dāng)兩根天線安裝在接收機(jī)上時(shí)，具有較短波長(zhǎng)的UHF頻率在天線之間將有足夠的寬度空間以獲得分集式接收的益處。 在具有出色靈敏度的高品質(zhì)接收機(jī)上的分集電路可以降低或消除多路徑傳輸跑頻，在某些情況下會(huì)增加操作范圍。接收改進(jìn)的程度隨設(shè)計(jì)者選擇的分集接收方法而變化。 在接收機(jī)設(shè)計(jì)中選擇的分集接收電路的類型需要考慮許多因素，如成本，大小和重量，性能表現(xiàn)和特定應(yīng)用時(shí)每個(gè)電路類型的實(shí)用性。 由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，成本往往是主要標(biāo)準(zhǔn)。大小和重量在為現(xiàn)場(chǎng)同期錄音而設(shè)計(jì)的接收機(jī)中最為重要。性能表現(xiàn)在高端錄音室和舞臺(tái)接收機(jī)中是主要關(guān)心的焦點(diǎn)。在電影制作的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，無(wú)線系統(tǒng)的價(jià)格與一天的制作成本比較起來(lái)就顯得無(wú)足輕重了，因此在這種情況下，音頻和射頻性能就成為關(guān)注的焦點(diǎn)。 當(dāng)它們進(jìn)入接收機(jī)以后，接收機(jī)如何處理來(lái)自兩根不同天線的信號(hào)就成為區(qū)分接收機(jī)設(shè)計(jì)好壞的重要分水嶺。除非使用高品質(zhì)設(shè)計(jì)的接收機(jī)，否則利用分集接收將毫無(wú)意義。低靈敏度的分集接收機(jī)在使用單天線的地方會(huì)時(shí)常出現(xiàn)問(wèn)題，高性能的接收機(jī)工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生噪音或跑頻現(xiàn)象。任何類型的 “分集”接收都不會(huì)對(duì)低性能的接收機(jī)的性能提升有太多幫助。事實(shí)上，它可能會(huì)使情況變得更糟。 以下就用圖示來(lái)說(shuō)明并討論使用在各種設(shè)計(jì)中分集接收的不同技術(shù)。 無(wú)源分集接收 這只是簡(jiǎn)單地在單一接收機(jī)上增加額外的天線，放置在二分之一波長(zhǎng)或更遠(yuǎn)的地方?？梢允褂猛庵妙l率合成器和第二根天線很容易地實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)結(jié)合的天線將會(huì)收集更多的射頻信號(hào)并同時(shí)將跑頻降至最低限度。 天線相位切換分集 該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)就是尺寸小，這解釋了為什么這種小型接收機(jī)被設(shè)計(jì)應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)同期錄音上。將兩根天線結(jié)合來(lái)為一個(gè)接收機(jī)，和其中一根天線輸入上加上了相位反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。當(dāng)信號(hào)狀況變?cè)銜r(shí)，其中的一個(gè)天線相位發(fā)生翻轉(zhuǎn)，然后邏輯電路決定切換行為是否改進(jìn)了信噪比，再?zèng)Q定是否鎖住該位置或再一次進(jìn)行切換和采樣。 天線將保持在較佳位置上，信號(hào)狀況再出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，重復(fù)以上操作。 該方法潛在的邏輯是：1.如果任一天線可接收到較強(qiáng)的信號(hào)，接收端就沒(méi)有問(wèn)題2.當(dāng)兩根天線擁有一個(gè)同相微弱信號(hào)時(shí)，信號(hào)彼此間相互疊加并產(chǎn)生更強(qiáng)的射頻信號(hào)3.兩根天線都有較強(qiáng)的信號(hào)，但它們彼此間相位相異，在這種情況下它們之間相位抵制將降低到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度。當(dāng)發(fā)生上述情況時(shí)，接收機(jī)將其中一個(gè)天線的相位翻轉(zhuǎn)，在絕大多數(shù)情況下可以恢復(fù)射頻信號(hào)。 這種技術(shù)的邏輯性就是簡(jiǎn)單地利用相位差別。在同一時(shí)間兩根天線都出現(xiàn)多路徑傳輸空值的機(jī)會(huì)可能很小，但當(dāng)兩根天線都能接收到很好的信號(hào)時(shí)，信號(hào)間的相位差異又會(huì)導(dǎo)致相位抵消，跑頻現(xiàn)象仍舊可能發(fā)生?，F(xiàn)實(shí)世界的試驗(yàn)表明簡(jiǎn)單地使用兩根天線在避免跑頻現(xiàn)象的發(fā)生并不能起到實(shí)際的改善。 該方法的存在的問(wèn)題是:1.直到接收機(jī)遇到麻煩時(shí)才做出反應(yīng)2.變換相位經(jīng)常會(huì)使借乎邊緣的問(wèn)題變得嚴(yán)重。3.由于切換電路位于射頻信號(hào)路徑中且只在低射頻強(qiáng)度情況下進(jìn)行切換，所以當(dāng)切換發(fā)生時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生“滴答聲” 這種分集接收技術(shù)的一種特殊改進(jìn)即使用微處理器控制的被稱作“智能分集接收”技術(shù)的算法，由Lectrosonics提供，應(yīng)用在小型接收機(jī)上。在接收機(jī)中的嵌入的芯片通過(guò)分析射頻強(qiáng)度和射頻強(qiáng)度變化率，控制分集接收信號(hào)測(cè)控和切換。芯片決定切換和采樣的最優(yōu)時(shí)間選擇以將失真最小化，并消除可能由切換活動(dòng)而造成的音頻中的噪音。該“智能”算法也與接收機(jī)中的智能靜默芯片集成整體以進(jìn)行隨機(jī)抽取和切換。系統(tǒng)將利用短暫的靜默活動(dòng)進(jìn)行切換，當(dāng)靜默系統(tǒng)將音頻啞音時(shí)，通過(guò)抽取樣本來(lái)決定最佳的相位設(shè)置。第5節(jié)：音頻信號(hào)處理 為使源信號(hào)的均衡和動(dòng)態(tài)范圍與錄制和擴(kuò)聲系統(tǒng)相匹配，幾乎所有的聲音錄制和增強(qiáng)系統(tǒng)都使用音頻信號(hào)處理電路。從電影光學(xué)聲軌錄制、音樂(lè)錄制到聲音增強(qiáng)和電話系統(tǒng)的應(yīng)用范圍內(nèi)，使用了各種不同的方法。無(wú)線話筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也致力于傳送最大的動(dòng)態(tài)范圍同時(shí)將噪聲和失真降到最低限度，這需要幾種類型的音頻信號(hào)處理。 未壓縮的音頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍是源自實(shí)況轉(zhuǎn)播中的講話者或樂(lè)器所產(chǎn)生的話筒信號(hào)，該動(dòng)態(tài)范圍通常會(huì)超出無(wú)線系統(tǒng)所能處理的范圍。如果沒(méi)有壓縮和限幅，就會(huì)聽(tīng)到任何無(wú)線系統(tǒng)其固有的背景噪音。當(dāng)發(fā)射機(jī)隨講話者移動(dòng)時(shí)，背景噪音強(qiáng)度也隨之變化。當(dāng)音頻信號(hào)處于相當(dāng)高的強(qiáng)度時(shí)，音頻掩蓋了背景噪音。然而，在演講期間的停頓或帶有低強(qiáng)度的音頻時(shí)，會(huì)很清楚地聽(tīng)到背景噪音。另外，除非在發(fā)射機(jī)中提供某種形式的完全限制，否則發(fā)射機(jī)的高輸入強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生失真。 在無(wú)線話筒系統(tǒng)中應(yīng)用的音頻信號(hào)處理也致力于降低噪聲和失真。信號(hào)處理包含幾個(gè)基本的過(guò)程：1. 預(yù)加重/去加重（用于增加信號(hào)以達(dá)到系統(tǒng)的信噪比要求）2. 輸入限幅（將過(guò)載失真降低到最小程度）3. 壓縮擴(kuò)展器（壓縮器/擴(kuò)展器噪音衰減）4. DNR過(guò)濾（動(dòng)態(tài)高頻噪聲衰減） 預(yù)加重/去加重 絕大多數(shù)的無(wú)線話筒系統(tǒng)通常在發(fā)射機(jī)中進(jìn)行高頻提升（預(yù)加重），然后在接收機(jī)中的進(jìn)行相應(yīng)的高頻衰減處理（去加重）。此過(guò)程與使用在某些磁帶錄制機(jī)上的簡(jiǎn)單噪音抑制很相似，并且顯著地將無(wú)線系統(tǒng)的信噪比提高了大約10個(gè)分貝。 如果應(yīng)用了過(guò)多的預(yù)加重，在整個(gè)調(diào)制期間，由窄帶接收機(jī)中的中頻濾波器所引發(fā)的失真（高頻的絲音）很有可能發(fā)生。寬帶中頻濾波器在犧牲選擇性的情況下可以減少或消除這種問(wèn)題。 輸入限幅 我們應(yīng)該在輸入限幅器和壓縮器（整體壓縮擴(kuò)展器電路的一部分）之間明確加以區(qū)分。這是兩個(gè)操作不同并為不同目的而應(yīng)用的獨(dú)立電路。輸入限幅器使用在發(fā)射機(jī)輸入電路中，它在最大的信號(hào)強(qiáng)度上加個(gè)“最高限額”以抑制增益放大器的過(guò)載并保持無(wú)線頻偏保持在允許的限度內(nèi)。而壓縮器是作為壓縮擴(kuò)展器電路的一部分，作為整體噪音抑制過(guò)程的一部分，通過(guò)接收機(jī)中的接收鏡像進(jìn)行反向擴(kuò)展過(guò)程加以實(shí)現(xiàn)。輸入限幅器在發(fā)射機(jī)輸入端，緊跟著的是壓縮器。圖一 有幾種很好的原因必須在發(fā)射機(jī)上使用輸入限幅器電路。首先，不管輸入信號(hào)強(qiáng)度有多大，政府的規(guī)定限制了可允許的最大調(diào)頻偏移。其次，如果在音頻鏈路的第一階段向音頻放大器發(fā)送過(guò)多的信號(hào)，過(guò)載失真（削波）將會(huì)發(fā)生。有趣的是，盡管這是一個(gè)能夠極大提升系統(tǒng)表現(xiàn)性能的很有價(jià)值的設(shè)計(jì) “工具”，仍舊只有很少的制造廠商會(huì)將限幅器放在輸入階段。 入階段中一個(gè)優(yōu)秀的限幅器將顯著地提高系統(tǒng)的信噪比，并防止信號(hào)峰值失真。一個(gè)優(yōu)秀的限幅器可以處理在最大頻偏之上的約12分貝的信號(hào)峰值。更好的設(shè)計(jì)將可處理至高出20分貝的峰值。目前最好的系統(tǒng)在任何增益設(shè)置上可以處理超過(guò)最大頻偏的30分貝的峰值。 在大部分設(shè)計(jì)中，使用輸入過(guò)載來(lái)限制最大偏離。雖然這使得系統(tǒng)符合政府相關(guān)使用規(guī)定，但產(chǎn)生了嚴(yán)重失真并同時(shí)犧牲了系統(tǒng)的信噪比。在沒(méi)有限幅器的情況下，唯一避免過(guò)載失真的辦法就是降低輸入增益，從而信號(hào)峰值不會(huì)被削波。然而，使用此方法的問(wèn)題在于，平均信號(hào)強(qiáng)度在正常操作中太低以至于不能產(chǎn)生良好的信噪比。這就是為什么在某些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中背景噪音總是可以聽(tīng)到或失真頻繁地發(fā)生的原因之一。 在某些電路設(shè)計(jì)中，限幅器的工作范圍隨著增益設(shè)置而發(fā)生變化，因此限幅器直接對(duì)輸入增益電路做出反應(yīng)。這將限幅器的范圍與增益控制的量基本保持在同一范圍內(nèi)。換句話說(shuō)，限幅器在高峰值時(shí)把增益控制簡(jiǎn)單地調(diào)低。這種聯(lián)動(dòng)的動(dòng)態(tài)限幅閥值技術(shù)對(duì)于大嗓子歌手來(lái)講就是一個(gè)大問(wèn)題，通常他們的演唱需要一個(gè)精確不變的壓限處理。在這種情況下，輸入增益通常被設(shè)置成最小值，此時(shí)在輸入處沒(méi)有增益，來(lái)確保較少的限幅或不限幅。最佳的限幅器設(shè)計(jì)使用獨(dú)立于輸入增益電路設(shè)定的獨(dú)立的電路模塊。 壓縮擴(kuò)展器 在稱作“壓縮擴(kuò)展器”的信號(hào)處理電路的幫助下，無(wú)線話筒系統(tǒng)可以察覺(jué)的信噪比得到了極大的提高。術(shù)語(yǔ)“壓縮擴(kuò)展器”是 “壓縮器”和“擴(kuò)展器”的合成詞。 壓縮擴(kuò)展是一種依靠“掩蔽”效應(yīng)來(lái)提高無(wú)線系統(tǒng)信噪比的雙重音頻處理過(guò)程。掩蔽就是利用人耳聽(tīng)事物的方式，用較大的聲音掩蓋較弱的聲音過(guò)程。當(dāng)音頻信號(hào)足夠高時(shí)