无线传声器系统的干扰因素

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随着数字便携设备的技术发展，现场演出中往往同时使用大量无线设备，尤其是当前大量的数字电视占用了UHF带宽。因此，在拥挤的射频环境中，如何使无线传声器和个人监听系统在兼容稳定的情况下工作，是音频工程师关注的重点问题。


以模拟无线传声器系统SHURE UHF-R为例，工作在UHF频段，RF发射功率为10 mW和50 mW（国家无线电管理局对短距离通信的无线设备有限定，最高发射功率为50 mW），RF信号强度为-70 dBm ～-90 dBm。相对于其他大功率无线设备，无线传声器系统的信号易受到干扰，因此，需要采取有效管理工作频段的措施，即接收机的音频键控（TONE KEY）静噪功能。该功能能够通过发射机中产生的导频信号来识别所需的音频信号，如图8所示，接收机只有在拾取到具有足够强度的音频信号和检测到存在TONE KEY音频键控时才会解除静音。这就有效地预防了所需发射机信号丢失，甚至是在同一频率下存在的干扰信号（非TONE KEY）对接收机产生噪声的可能性。同时，频率规划功能可以选择最佳信噪比的通道，并分配至无线传声器，也可以通过设定阀值来确定多大强度的干扰源可以干扰无线传声器，如在SHURE WWB6（Wireless Work Bench 6）软件中，见图9所示，通常-85 dBm是一个中间推荐值。要确定具体的阈值请参阅国家标准《GB/T 14431—1993 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强》，它是避免干扰的强大武器，它规定了1 400 MHz以下地面无线电业务的有用信号对干扰信号的射频保护比和最小可用场强。个最小可用场强就是最低阈值。确定最佳工作频率，要考虑避免来自于同信道或相邻信道的干扰和自身产生的干扰。


接收机的TONE KEY功能


WWB6 干扰源阈值设定（红线为设定值）

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1 外部干扰源


来自于外部的干扰源包括：其他无线传声器系统、内通系统、入耳式监听系统、中断式监听系统、大型动力电机系统、数据网络设备、LED墙。如LED墙对传声器信号的干扰，从图10显示的频谱扫描可以看出，演出中LED墙开启，并显示图像后，会产生大量的射频噪声干扰，严重地影响了无线传声器系统的信噪比。这些诸多设备作为潜在干扰源，都是无线传声器系统在进行频率规划与协调过程中需要规避的。

2 内在兼容性


2.1频道最小频率间隔

每个系统必须运行在独立的频率上，最小频率间隔取决于接收机隔离特性，需要考虑到相邻信道干扰和中频滤波IF Filter（如通过WWB6软件中“ selectivity”功能选择） ，大多数的无线传声器系统的频道最小频率间隔在0.3 MHz ～1.5 MHz之间。

2.2发射机的互调失真干扰

互调失真（intermodulation distortion，简称IMD）干扰为非线性无线电路的固有特性，在2个或以上的射频信号之间发生，射频信号相互混杂在非线性电路中形成“新”的频率即互调信号。IMD的大小与发射机功率平方数成正比，与发射机的间距平方成反比。

互调信号可同时产生于发射机之间和接收机内。当发射机彼此靠得很近时就会发生互调失真，来自每个发射机的信号在另一个发射机的输出级产生互调失真。这些新信号与原始信号一起发送，可以被以与互调失真相应频率工作的接收机拾取。最强的互调失真是由以工作频率分别为f1 和f2（f1
除了由2个发射机间的交互作用产生的互调失真产物外，还有由3个发射机间的交互作用产生的其他类似的互调失真产物。为了避免潜在的互调失真问题，大多数制造商都会推荐一个位于任何3阶互调失真产物和任何工作频率间隔之间的最低限度，这就进一步限制了随着同步系统数量的增加可用频率的选择，如SHURE Axient系统公布的数据，见图12，具有较高的线性度，可以提升30%的频谱利用效率。通过以上介绍可以看出，使用计算机程序预测由互调失真产生的潜在兼容性问题是很好的手段，特别是在新增系统的复杂性成指数增长的情况下，如包含一组10支传声器的系统涉及数千次计算。目前，大多数厂商提供了各自的频率规划软件。

2.3输出功率对射频稳定性的影响

大部分多通道应用中，较低的发射机射频功率会帮助降低发射机/接收机/天线前置放大器互调失真产物，可以降低整个RF环境中的噪声，从而达到最佳的信噪比；在单一或少量通道的远程传输应用中，当发射机有足够的空间和频率分隔时，可以使用高发射功率。

综上所述，无线传声器系统在使用时，除要留意外界的干扰源之外，也要做好本身的频率设定，减少内部产生的互相干扰。

节选自《演艺科技》2015年第4期。

haidun

哇！受用、学习了！太感谢楼主了…