第二章 音响工程技术音源设备2——无线话筒.ppt

无线话筒,北京联合大学 音响工程技术课程组,无线话筒的组成,无线传声器，实际上是指无线传声器系统。它是由无线传声器、小型发射机和接收机组成的。 工作原理是：传声器把声音信号变成电信号，通过发射机调制成高频信号以电磁波形式从天线辐射出去，再由接收机接收并还原成声频信号。,调制器,振荡器,天线,接收机,声 频 输 出,传声器,无线话筒的组成,无线传声器中有驻极体传声器、电容传声器和动圈传声器。 无线传声器与小型发射机的配接，一般有 内装式和外装式两种。,无线话筒的优点,不使用传送电缆，设施简单省事，解脱了话筒线对演员的束缚。 特别适用于移动声源，如讲课、歌手、歌剧、话剧。 在画面转播时，可以把话筒架，线缆等多余物件去除。,无线话筒的缺点,由于它是射频传送，保密性差，同时也易引进外来干扰信号。并对其他设备产生干扰。 有信号失落现象（掉频），既发射器与接收机位置发生变化时，会出现信号跌落，音质变劣，甚至无法接受的现象。,无线话筒的适用范围,歌舞厅：主持人和歌手的演唱。 体育馆大型文艺演出：由于演唱者的表演区与调音台的距离很远，所以使用无线话筒则是很方便的。 露天演出：每年五一劳动节和国庆节在中山公园，劳动人民文化宫和颐和园都举行游园演出活动。由于是临时搭起的舞台，表演区很大，使用有线话筒时，话筒线都不够长，最适合使用无线话筒。 文艺舞台：歌剧、话剧、戏曲的舞台艺术演出的主要演员都需佩带无线话筒，才能达到完美的艺术表现。,无线话筒的适用范围,特殊场合：有时有临时装配的声场，使用无线话筒最为合适。例如，每年一度的单位体育运动会，人民大会堂宴会厅的演出活动等。宴会厅平时是为宴会使用的，所以没有固定的音响系统。当举办演出、伴宴等活动时，需要临时加装很多话筒，线多，线长，很容易搅乱在一起，很不方便，使用无线话筒最为适宜。 特殊用途：建筑工程、塔吊调度、电力工程、消防指挥、出租车调度等均可使用无线话筒系统进行工作。,领夹式无线话筒工作示意图,1声源 2话筒音头 3领夹 4腰式发射机 5接收机 6调音台 7电源,无线话筒发射机各单元的功能,话筒拾取空间的声波。 音放音频放大电路将由话筒极头拾取的音频信号电平加以放大并进行调制，成为调频信号，送入混频电路。 本振本机振荡器采用石英晶体振荡器，产生甚高频载波信号，送人混频电路。 混频混频电路将音频信号和载波信号叠加混合，送入高频放大电路中。 高放高频放大电路将带有音频信号的载波的电平加以放大。 发射隔离发射电路把载波信号的电流即功率加以放大，才能够通过无线向空间辐射。,无线传声器接收机的组成,天线通过天线接收空间的甚高频载波信号。 高放通过天线接收的高频信号是很微弱的，需要通过电子电路加以放大。 本振本机振荡器采用石英晶体振荡器，产生比发射机高465khz的截波信号，送人混频电路中去。 混频混频电路把带音频信号的载波信号和本振载波通过混频电路在相位上进行相差，即把载波信号差掉，留下中频的信号。,中频电子电路对中频信号效率最佳，所以通过一级、二级和三级中放把音频信号进行高倍数放大。 鉴频鉴频电路把调频方式的音频信号转换成为调幅方式的音频信号。 前置前置放大级把音频信号再加以放大以满足下一级工作的要求。 功放小型功率放大电路，将音频信号的能量加以放大，使音频信号的电压达到0db 4db的电平，送到调音台的输入端。,无线麦克风使用的频率,vhf高频 very high frequency 88-108 mhz fm电台频道范围 174-216 mhz 电视频率范围 150-216 mhz是较佳的vhf无线麦克风频率 uhf超高频 ultra high frequency 450-530 mhz uhf 无线麦克风频率 944-952 mhz较不易受干扰，价格比较高,无线话筒的分类方法,根据发射使用频率而区分 根据接收方式而区分 根据振荡方式而区分 根据接收机频道数而区分,根据发射使用频率而区分,a. fm 无线话筒： 俗称fm是指fm 88-108mhz国际调频广播频段。 早期消费性无线话筒是利用fm收音机来接收，系统简单，成本低廉，但因使用效果，不能满足专业品质的要求，目前只能成为小孩或学生的玩具。,根据发射使用频率而区分,b. vhf无线话筒： 又分为低频及高频段两类型 低频段型使用vhf50mhz的频段，因频率较低，使用天线长度太长，又最容易受到各种电器杂波的干扰，因此这一类型的产品，目前已经被高频段所取代而逐渐从市场上消失。 高频段型使用vhf200mhz的频段，因频率较高，使用天线较短，甚至可以设计成隐藏式天线，方便，安全又美观，受电器的杂波干扰又大为减少，电路设计极为成熟，零件普及价格低廉，所以成为当今市场上的热门机型。,无线话筒输出类型,单发单收 双发双收,无线话筒输出类型,c. 双发单收 d. 单发双收,根据接收方式而区分,a. 自动选择信号接收无线话筒（true diversity receiving wireless system） 由于电波频率中会产生“死角”（dead-point）的物理现象使接收机的声音输出，产生断断续续或不稳定的缺点。 为了解决这种缺陷，专业用的机型必须采用 双天线及双调谐器的“自动选择信号接收“（automatic switching diversity receiving）方式来改善。,根据接收方式而区分,b. 非自动选择信号无线话筒系统 （nondiversity receiving wireless system）由于上述机型的电路设计复杂精密，装配较难，成本较高，一般低价的机型就没有采用自动选择信号的设计，所以也无法消除无线话筒在使用中产生声音中断的缺点。 这种机型当然不能符合专业场合使用的基本要求。,问题,无线话筒的接收方式有几种？ 为何要采用双头双接收的方式？,根据振荡方式而区分,a. 石英锁定（quart locked）机型： 以石英振荡器产生发射与接收精确稳定的固定频率，电路简单，成本低廉，是当今无线话筒的标准电路设计。这种类型的话筒及接收机只固定单个频率配对使用，无法改变或调整使用频率。 b. 相位锁定频率合成（pll synthesized）机型： 为了避免无线话筒在使用中遇到其他信号的干扰而无法使用，或为了同时使用多支话筒的场合，需要随时方便又快速的改变频道，于是采用pll的电路设计，来达到这种功能的要求。,根据接收机频道数而区分,a. 单频道机型： 在一个接收机的机箱内只装配一个频道的非自动选择信号或自动选择信号接收机。 非自动选择信号单频道机型在台湾几乎没有市场，但是外销市场因价格最便宜，却占有一定市场。 自动选择信号单频道机型因使用简单，特性稳定，是适合专业场合多频道同时使用，避免信号干扰的最佳机型。,根据接收机频道数而区分,b. 双频道机型： 在一个接收机的机箱内，装配两个频道的非自动选择信号或自动选择信号接收机，充分利用机箱的空间，降低成本。 非自动双频道机型就是所谓“亚洲战斗机型”的机型，因为设计简单，成为台湾量产低价位厂商的主要机型。 自动双频道机型因为机构及电路复杂，内部互相干扰的处理及天线混合匹配不易，只有少数在生产专业机型的厂商才有的机型。,根据接收机频道数而区分,c. 多频道机型型： 在一个接收机的机箱内，装配四个频道以上的接收机，大都采用模组化接收模组的机构设计。主要适用于装架式专业机型的使用场合。,无线话筒的技术要求,音色：要有足够宽的频率响应，音质上与有线传声器无大的差异； 频率的稳定性：要有可靠的接收功能，不可漂移； 抗干扰性和适应性：抗空间其他电源的各种干扰与噪声； 发射机：体积要小，易于配戴，如领夹式；,无线话筒的技术要求,要有足够的动态范围：因为传声器距嘴部较近，有时声级很高，在大信号时要保证不产生失真，所以要有足够的动态范围。 选用无线传声器时，发射功率要尽量大一些，这样，它的接收距离范围也就大一些，可相对地减少盲点的出现。一般大于50mw就可以。,无线传声器的使用要点,（1） 舞台上使用的无线传声器载频都选在甚高频或超高频频段，所以接收机的天线尽量要与发射机近一些。 （2）其间最好没有障碍物，尤其要避开金属结构、通风管道等金属框架，否则信号会被吸收掉或引起超短波的反射，使接收机上的天线感应场强下降，使噪声增大。 （3）发射机天线一定要顺着人体垂直于地面。 （4）所有发射机天线不能与外壳相碰，否则会产生“喀喀”声。 （5）避开盲点区。,（6）双接收式无线传声器有利于提高无线传声器的质量。 （7）同时使用无线传声器（指发射机部分）不要过多：一般不超过4只。 （8） 音响师不仅要自己会使用无线传声器，而且要指导演员，如佩戴传声器时如何操作，包括位置、距离、角度等。 （9）传声器拾取声音的大小与传声器和声源之间的距离平方成反比，所以演员在演唱时，嘴部和传声器之间要保持一定的距离，以保证语言、歌声动听而又不模糊。,无线传声器的使用要点,无线话筒使用中的距离问题,如果距离不合适，会产生以下几个方面的缺陷： 距离太远：传声器输出信号电压过低，噪声相对增大。声音轻微，其音色细节难以表现，缺乏亲切感。 距离过近：低音容易失控，产生近讲效应，造成声音模糊不清，在大信号时，喷口容易使传声器过载，而使音色严重失真。 合适距离：一般距离取1020cm范围内。传声器与声源的距离还需通过对不同演员进行不同歌曲的试听来选定。,无线话筒电池的使用,操作人员可在无线传声器正常使用中，适时地使用调音台fpl预听功能，用耳机监听无线传声器的信号，若声音清晰度稍有降低或噪声稍有增大时，就应马上更换电池，尽可能避免由于电池能量不足给操作者带来的心理压力,制造厂商的技术背景决定产品的品质,无线话筒产品是结合音响与无线通讯技术设计出来的产品，与制造有线话筒的技术及设备是完全不同的领域，因此同样制造“话筒“的有线话筒厂商不一定能制造无线话筒，制造无线通讯产品的厂商，不一定能制造好的无线话筒，唯有兼具长期的专业音响技术及无线高频技术背景的厂商才能制造优良的无线话筒。,制造厂商的技术背景决定产品的品质,无线话筒产品与其他有线产品最大的不同，是使用效果受到环境条件的影响非常密切。 所以一支品质优良的无线话筒，不是短期内能在实验室内设计出来的，它还需要长期与使用者在各种不同环境的实际使用之后，将得失回馈给设计工程师，再经过不断不研发改良，才能制造出一个真正完美的产品。 所以选择优良的无线话筒产品，就要选择有专业技术背景及长期制造经验者。,优良的无线话筒应具有的优良特性,1外观造型具有符合人体工学及美学依据的设计： 手握式无线话筒的管身必须具有适合手掌握持的尺寸及优美的造型，一般传统的管身都呈竹筒或梯形，不但没有美感，也不太适合手掌握持，尤其对容易流汗的使用者，更不容易紧握而滑落。最适合手握的造型是中间直径比两端细小的双内曲线造型，不但造型优美，而且易于握紧。,优良的无线话筒应具有的优良特性,2手握式话筒要采用先进的隐藏式天线 设计： 人与猴子最大的不同就是没有那支尾巴。早期的无线话筒尾端都外接一支天线，而先进的无线话筒克服了技术上的困难，不再使用落伍的外接式设计，而采用最完美的隐藏式天线设计，让无线话筒拥有使用方便、安全、美观又不会折断故障的优点。,优良的无线话筒应具有的优良特性,3要装配优良的拾音头：拾音头的品质决定无线话筒音质优劣的第一关。 拾音头有动圈式及电容式两种类型，动圈式以负载于振动膜上的线圈，在高密度的磁场间将声能转换为电能信号。这种音头的音圈特性上有一定的极限。但基本上的结构简单，价格便宜，是市面上最普遍流行的机型。,优良的无线话筒应具有的优良特性,电容式话筒是技术层次较高的话筒，其发音是利用极间电容的变化，以超薄的镀金振动膜，直接将声音转换成电能信号。 高级电容式话筒最主要的特点是能展现极为清晰的原音音质，高低频率响应非常宽广平坦，灵敏度非常高，指向性及动态范围大，失真率小，体积轻巧耐摔，触摸杂音低，目前广泛使用在录音室、专业舞台、测试仪器等。唯一的缺点就是需要幻像供电，但因为无线话筒本身有电源供应，电容拾音头是无线话筒最佳的搭配。,优良的无线话筒应具有的优良特性,4 话筒要具有低触摸杂音的优越特点： 手握式无线话筒因使用时与手掌之间产生磨擦的触摸杂音，对正常音质产生影响，尤其无线话筒本身具有灵敏的前置放大器，使这种触摸杂音表现更为严重，成为技术上的瓶颈。 一般的无线话筒因为没有专业设计经验，而且为降低制造成本，采用简陋的电路，选用廉价音头、避震不良的悬挂设计及廉价的管身表面处理，因此音质不清晰也无法克服话筒显著的触摸杂音而使原音劣化，所以选择品质优良的无线话筒，必须特别注意选择具有极清晰的音质及超低触摸杂音的特性。,优良的无线话筒应具有的优良特性,5具有消除声音中断或不稳定的功能： 无线话筒发射的信号因受到周遭环境的吸引与反射，导致接收天线收到的信号发生死角的现象，使输出的声音产生中断或不稳定的缺点，尤其在专业场合使用下这种现象是不容许发生。为了解决这种缺点，只有采用具有最先进的自动选择信号接收系统，才能获得最完美的效果。,优良的无线话筒应具有的优良特性,一般市面流行的廉价双频道接收机，都没有这种自动选择信号接收功能，而无法避免上述缺点，所以只能适合在短距离的家庭卡拉ok场合使用。在专业的场所或重视音响品质的使用者，必须选用自动选择信号接收系统的机型，才能满足音质上的要求，获得完美的演出。,优良的无线话筒应具有的优良特性,6具有防止待机时受到干扰而产生杂音 巨响的功能 一般接收机大都具有静音控制功能，当电源打开而没有话筒信号输入或信号强度低于某一信噪比时，静音控制电路就会关闭输出电路，主接收机完全静音，防止噪音输出。当话筒信号打开的时候，接收机立即启动静音电路，让音频电路输出话筒的声音。 但当话筒电源打开及关闭的瞬间，或在话筒信号关闭时，偶尔遇到超越静音控制强度以上的信号干扰，接收机静音电路也会被这些冲击杂音及干扰杂音启动输出杂音巨响。,优良的无线话筒应具有的优良特性,为了解决这种缺失，在高级机型便加装所谓“音响锁定静音电路”加以抑制。其原理是在话筒的发射信号中加入一个固定超音频的调变信号：同时在接收机内部也加装一个鉴别器，如此，接收机必须接收到含有这种固定超音频调变信号的话筒信号时，才能启动输出电路，达到防止其它信号或杂音干扰的功能。为了保护贵重的音响系统不被杂音巨响损坏，必须选择具有音码锁定静音功能的机型。,优良的无线话筒应具有的优良特性,7 具有多频道使用互不干扰功能： 无线话筒的使用最大的技术瓶颈就是信号干扰的问题，尤其是使用频率越多，干扰的问题越严重，所以在同一地点同时使用多支无线话筒的情况下，要避免干扰， 除了要慎选物理上互不干扰的频率及避开邻接的外界信号干扰外，接收机要有极佳的选择性，发射与接收的辐射谐波要滤除到非常干净，才能避免信号的互相干扰。,优良的无线话筒应具有的优良特性,一般vhf频段的接收机，大概能作到12个频率同时使用已经很不错了，而现在有些产品，可以做到24个频率同时使用互不干扰，甚至在