无线麦克风种类与性质介绍

torrado0 · 发表于 2010-7-9

1．无线麦克风
无线麦克风，或称无线话筒，是传输声音信号的音响器材，由发射机和接收机两大部分组成，通常称为无线麦克风系统。
发射机由电池供电，咪头将声音转换为音频电信号，经过内部电路的处理后，将包含音频信息的无线电波发射到周围的空间。
接收机一般由市电供电，由接收天线接收到发射机发出的无线电波，经过内部电路的处理，提取出音频信号，并通过输出信号线送到扩声系统中，完成音频信号的无线传输。一台接收机内通常可包含1套、2套或4套接收电路，分别接收1支、2支或4支无线麦克风的信号，分别被称为“一拖一”、“一拖二”或“一拖四”机型。其中以一拖二机型最为常见。
无线麦克风实质上是单向式无线通信系统。

1.1．UHF频段
无线麦克风系统是通过无线电波传输声音信号的设备，根据无线麦克风与接收机之间收发频率的高低，可将其划分为不同的频段，一般常用FM、VHF、UHF几个频段。
FM频段是指公共调频广播所用的88-108MHz频段及其附近的频段，一般只有一些简易的无线麦克风产品采用该频段。
VHF频段，按照国际标准的划分，是指30-300MHz频段，上面所述的FM频段其实包含在VHF频段，只是由于其接近公共调频广播(简称FM)频段，所以称为FM频段。VHF频段无线麦克风多采用170-260MHz频段，又常称为VHF高波段(VHF HIGH BAND)。
UHF频段，是指300-3000 MHz频段，无线麦克风一般采用400-870MHz频段，超过870MHz的频段较少采用，因为870-960MHz频段有GSM和CDMA手机干扰，960MHz以上的频段绕射能力逐渐变差，所以目前国际上最流行的UHF频段是800MHz频段(740-870MHz)。

2．几个名词术语
要了解无线麦克风的性能特点，有必要先了解无线麦克风的基本名词术语和主要性能指标的具体含义。无线话筒除了具有与有线话筒相同的音频指标外，还有一些特有的名词术语和性能指标，以下逐一介绍。
静噪：无线话筒的接收机在未接收到信号，或信号较弱时，为避免输出噪音，将会自动切断输出信号，这种功能称为静噪。如果无静噪功能，或静噪功能不良，则音箱喇叭中将放出噪音。噪音会影响音质效果，破坏现场气氛，甚至损坏扩音器材。
死点：又称死区。无线话筒在移动过程中，接收机接收到的信号会因距离、相对位置的不同或者障碍物的阻隔而有强弱的变化。在正常使用距离内的某些位置，过弱的信号会使接收机内的静噪电路动作，切断输出信号；而离开该位置后，则又能正常接收和输出。该位置就称为死点或死区。
分集接收：指无线话筒接收机内可以从2支天线分别接收同一支无线话筒的信号，通过内部电路选择使用较强的一路信号。这种方式可大幅度消除接收死区，避免哑音或产生死点噪音。分集接收又有两种方式：天线分集和中放分集。
在天线分集方式中，有两支接收天线、一套控制电路和一套接收电路，当工作中接收信号较弱时，控制电路会自动切换使用另外一条天线。
在中放分集方式中，则除了有两支天线和一套控制电路外，还有两套完整的接收电路，同时工作，由控制电路跟踪切换，输出较好的一路音频信号。这种方式由于是随时跟踪较强信号，因而效果比前一种方式好，但电路复杂，成本高。这种分集方式又经常被称为双调谐、真分集等。
多信道：一般的无线话筒，其载波频率是固定的，用户在使用过程中不可改变。由于无线话筒是通过无线电波传送声音信号的，所以当工作环境中存在与其载波频率相同或接近的外界信号时，就会发生干扰，使接收机的接收距离减小、输出噪音，甚至接收不到话筒的信号。
针对这种情况，生产厂家又开发出多信道的无线话筒系统。其发射机 (无线话筒)和接收机的工作频率是可调的，这样用户就可以在遇到外来频率干扰时，改变系统的载波频率，以避开干扰信号而正常工作；另外，如果在同一场地使用多台无线话筒时，还可以方便地将每支话筒调节在不同的工作频率，使其互不干扰，协调工作。大型专业舞台演出使用的无线话筒多数是多信道系统，有8信道、16信道，甚至更多的信道，其中最常见的是16信道。多信道系统一般要采用锁相环 (PLL)频率合成技术、微电脑控制技术和其它一些相关技术。其生产技术要求、设备要求、生产成本以及产品性能等，均远高于其它普通机型。
目前市场上有些产品，是固定频率的，但同型号的一批产品，可以生产成不同频率的产品，用户在购买时可以选择，但不能调节其工作频率，有些厂家也标为“多信道”、“32个信道可任意选择”，这是不准确的，或者是有意误导消费者的。这种情况需要特别留意，有几个方法可以区分：一是观察接收机面板上是否有调节信道的开关或按钮；二是看其宣传资料或说明书是否标有“可调频率”、“用户可调信道”等字样；三是实际操作，看看是否可调。
信噪比：指接收机接收到某一指定强度的信号(一般是60dBμV)时，其输出信号中原来的音频信号与噪声信号的比例，以分贝(dB)来表示。该值越大，表示信号越纯净，机器性能越好。
接收灵敏度：在收音机或对讲机中，接收灵敏度是指当接收机输出规定信噪比的信号时，所需要输入的最小射频信号的大小。其值越小，说明接收机的接收灵敏度越高。而在无线麦克风中，应该是以接收机临界静噪时的输入射频信号的值来表示，因为当输入信号低于静噪点，接收机处于静噪状态时，是不输出信号的。
例如，某产品接收灵敏度标注为“-90dBm”，表示当天线输入信号低于-90dBm(即7μV)时，接收机将进入静噪状态，这样的标注可以准确地反应接收机的接收能力。
有些产品，其灵敏度指标采用类似收音机、对讲机的标示方法，例如标示为“2μV/12dB”，其含义为当天线输入信号为2μV时(即-101 dBm)，接收机输出信号可以达到12dB的信噪比。而无线麦克风的信噪比指标要求远远高于12dB，所以这种标示方法不能正确地表达接收机的接收能力。
射频输出功率：指无线麦克风发射机向空间发射信号能量的大小，通常用毫瓦(mW)来表示，一般在5-50 mW之间。
有效工作距离：指无线麦克风能正常传输信号的最大距离。一般产品上标示的该参数，多数指明是在开阔地或理想条件下。因为无线麦克风的实际传输距离，要受到实际环境的影响，无法确切地标示。只有在开阔地或理想条件下的指标，可以提供参考，并且可以互相比较。
其实，要衡量无线麦克风的传输能力，要看发射功率和临界静噪时的接收灵敏度，这2个指标折算为同一单位后，其差值越大，则同等环境下的有效工作距离越远。再结合接收机是否为分集式，以及是哪种分集方式，就可以明确地估计和比较不同产品的有效传输距离。一般来说，分集式接收机的有效距离大于非分集式的接收机，中放分集的接收机又大于天线分集的接收机。

3．市场产品分类
UHF频段无线麦克风是目前市场的热门产品，国内生产的该类产品均是近几年开发的，目前自有开发和生产能力的厂家为数不多，但市面上的品牌则很多，其中大部分是以OEM方式上市的。
在UHF频段无线麦克风产品中，又可以分为多种不同的类型，以下逐一简述各类U段产品的方案构成与性能特点。
3.1．倍频式产品
倍频式U段话筒是在VHF频段产品的基础上，利用倍频电路，将发射和接收频率均增加到原来的2~4倍，则工作频率进入UHF频段，产品随之升级。该类产品生产较容易，成本增加不多，音质有所提升；但由于增加倍频数后，发射电路总效率有所下降，容易导致耗电过快或操作距离减少，且该类产品的杂散发射多，抗干扰能力也不强，其工作频率是用户不可改变的。该类型的产品目前市面上主要有550MHz频段和750MHz频段。该类型产品属于U段产品的入门级产品。
3.2．倍频分集式产品
倍频分集式产品是在上述倍频式产品的基础上，增加天线分集电路，即构成倍频分集式产品。技术上也可以设计成中放分集式产品，但鉴于该类产品的总体档次不高，一般不会这样设计。这种天线分集方式，是采用2支接收天线，通过高频电子开关将其切换接入内部接收电路，信号足够强时，固定使用其中一支天线，若内部电路检测到信号较弱，即将进入静噪状态时，自动将开关切换到另一支天线上，若该支天线此时信号足够，则可以继续接收；若不够，则进入静噪状态。这种方式可以减少近距离操作时的死点，拓展有效操作距离。常有宣传资料将这种天线分集方式称作“微电脑控制分集”、“预测式分集”等。该类产品由于是采用天线分集方式，所以操作距离优于普通无分集功能的产品，但又比不上中放分集的产品；另外，由于工作频率不可调，其使用方便性和环境适应性仍不佳。
3.3．可调多信道产品
该类产品是采用锁相环(PLL)技术，微电脑(MCU)技术等开发生产的，具备多个用户可调频道，典型的有16、32个等。用户使用该类产品时，若发现遇到外来干扰，可通过改变系统的工作信道来避开干扰；另外，多套系统在同一场合使用时，可通过选择互不干扰的信道，来达到同时使用的目的，而前面2类固定频率的产品则没有这些优点。该类产品中，可调信道的数量也是一个重要指标，因为有时需要比较多的无线麦克风在同一区域同时使用，例如卡拉OK包房，可能有几十甚至上百个房间同时使用。有些产品虽然具备多达数百个甚至上千个可调信道，但信道间隔太小，通常为25KHz，则其实用信道数将大打折扣。由于无线话筒需要工作频率间隔250KHz-300KHz，才能互不干扰，因此，若信道间隔为25KHz，则需要间隔10个信道左右，才能不互相干扰。
该类产品因为不具备分集功能，所以操作距离不太远，空旷地操作距离约在100米左右，实际环境的操作距离约20-40米，已能满足多数场合的需要。由于功能较齐全，价格相对低廉，该类产品是目前市场的主流产品。
3.4．可调多信道天线分集式产品
该类产品同时具备可调多信道功能和天线分集接收功能，自然同时具备该2种功能的优点，也比较受市场欢迎。
3.5．可调多信道双调谐分集式产品
该类产品同时具备可调多信道功能和中放分集接收功能，而且其双调谐分集方式具有优良的性能。所谓双调谐分集方式，是指对应于1支麦克风，在接收机内有2套接收电路，通过2支天线，同时接收该支麦克风的信号，并由内部的控制电路进行检测和比较，切换使用较强的一路信号，即随时跟踪强信号，这种分集方式，在消除死点和拓展操作距离方面，其性能比天线分集方式更好，但成本则比较高，因为其对应于同一支无线麦克风，有2套相同的接收电路。通常所说的“单发双收”、“双发四收”，即是指这种分集式产品。
该类产品多数用于要求较高的专业舞台演出场合。因为大型舞台演出时，决不能容许有死点断音的现象，在彩排时都要进行试验，找出并标明出现死点的演出区域，要求演员不得进入该区域。这种场合使用双调谐真分集(又叫真分集)产品，就可以基本上不出现死点，能很好地保证演出效果。

4．结束语
无线麦克风产品丰富多彩，有各种类型和各种档次，成本和价格也有很大差别。前面介绍的几类UHF频段产品，是按照成本、性能和价格从低到高排列的。另外，同一类别的产品，采用不同的生产工艺，其成本和性能也是不同的。采用表面安装技术(SMT)生产的产品，其性能指标、可靠性、成本均要高于采用普通插件技术生产的产品。
随着技术的日益发展，UHF频段无线麦克风又开始普遍应用音码锁定、红外对频、自动信号扫描等一系列新技术。可以预料，无线麦克风将向更高的性能、更好的使用方便性、更强的环境适应性方向发展。

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