無(wú)線話筒系統(tǒng)的操作和設(shè)計(jì)概念

無(wú)線話筒系統(tǒng)的操作和設(shè)計(jì)概念

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)隱臧在無(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。

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)一一接收機(jī)一

音頻輸出

在無(wú)線系統(tǒng)中的話筒是發(fā)射機(jī)的個(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(mǎi)。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?，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股比AM產(chǎn)生的音頻信號(hào)要好，因此無(wú)線話筒兒乎都是用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VIIF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，這些頻段兒乎只是用于電視轉(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)迅速要延，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，體育賽事宜播等都離不開(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。

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，適用于耳唆，樂(lè)器，調(diào)音臺(tái)，磁帶座等

--1

H

^一

^

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?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)中有多種頻率選擇捽制模式，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

不。

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?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（兒百英尺，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。

背包式發(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VIIF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。

整體配置

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-

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(mǎi)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)匕設(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

645MIlzx2=1290MIIz

以及

1290MHz-650MHz=640MHz（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)的投波頻點(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

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?/p>

射頻混頻器

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)?！安铑l”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抻，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?/p>

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”?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。有以卜幾種不同的方法:

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。LectrosonicsUDR200B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?套新的無(wú)線系統(tǒng)，接收機(jī)可以通

過(guò)bRS232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)。

分集接收技術(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

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)”一一接收機(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

的信號(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。VIIF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)常可以降低或消除失真。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UUF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。可

以使用外置頻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)一一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。

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。

INPUTLEVEL-OB

圖一

有兒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?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).，人耳

不會(huì)聽(tīng)到射頻鏈路所產(chǎn)生的、較小強(qiáng)度的潛在背景噪音，掩蔽的工作理論便是如此。

發(fā)射機(jī)中進(jìn)行的壓縮處理參照個(gè)參考強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行,壓縮處理會(huì)降低高強(qiáng)度信號(hào)并提升

低強(qiáng)度信號(hào)。此壓縮效果就是要降低音頻信號(hào)整體的動(dòng)態(tài)工作范圍，有效地提高平均強(qiáng)度。

使平均音頻強(qiáng)度遠(yuǎn)高于背景噪音的強(qiáng)度，以極大提高系統(tǒng)射頻鏈路中信號(hào)的信噪比。

電話行業(yè)第一次使用了壓縮擴(kuò)展器來(lái)為長(zhǎng)距離的電話線提供噪聲抑制，電話線上過(guò)多的

噪音積累可能比音頻信號(hào)本身大許多。在模擬磁帶錄制過(guò)程中的也使用壓縮擴(kuò)展器來(lái)杜絕磁

帶發(fā)出的嘶嘶聲。在工程設(shè)計(jì)上，我們花費(fèi)大部分時(shí)間來(lái)來(lái)改進(jìn)壓縮擴(kuò)展過(guò)程。

無(wú)線話筒系統(tǒng)的壓縮擴(kuò)展器操作比率為2：1。發(fā)射機(jī)中的壓縮器將動(dòng)態(tài)范圍按照2:1的

比例壓縮，然后接收機(jī)中的擴(kuò)展器以1:2的反比率放大以恢復(fù)音頻信號(hào)的原始動(dòng)態(tài)。如下

圖你會(huì)注意到，在壓縮之前最低的音頻強(qiáng)度只高于噪聲本底之上40分貝。壓縮以后，最低

音頻信號(hào)在噪聲本底之上60分貝，信噪比有20分貝的提高。使用壓縮處理過(guò)的音頻信號(hào)

與載波信號(hào)調(diào)制發(fā)射會(huì)在射頻鏈路中獲得輸出信噪比的顯著改善。

FIRSTMAUOFCOMPANDINGPROCESSSECONDMAUOFCOMPANDINGRftOCBSS

a1COMMf-MTKAJMMinFCti(Tl

圖二

有許多制造廠商大力宣揚(yáng)他們壓縮擴(kuò)展電路的功能。壓縮擴(kuò)展器對(duì)無(wú)線系統(tǒng)產(chǎn)生的音頻

質(zhì)量來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的，但只有無(wú)線系統(tǒng)的其他部分都是高品質(zhì)的設(shè)計(jì)這個(gè)前提條件得到保

證之后，這種說(shuō)法才是成立的。如果射頻性能表現(xiàn)有問(wèn)題或系統(tǒng)遭受失真以及干擾的困擾，

無(wú)論音頻處理電路質(zhì)量多好并不重要。另外，較差的射頻表現(xiàn)會(huì)使射頻鏈路發(fā)生異常，接收

機(jī)會(huì)輸出發(fā)射機(jī)根本沒(méi)有傳輸?shù)囊纛l信號(hào)。

射頻鏈路產(chǎn)生的高頻噪音會(huì)造成壓縮擴(kuò)展器的錯(cuò)誤跟蹤。盡管該噪音并沒(méi)有在發(fā)射機(jī)的

原音頻信號(hào)中，高頻噪音會(huì)連同音頻信號(hào)一起出現(xiàn)在接收機(jī)中。絕大多數(shù)由于射頻性能不

過(guò)硬而在鏈路產(chǎn)生的噪音是超聲波，雖然人耳無(wú)法聽(tīng)見(jiàn)，仍舊能夠誤導(dǎo)壓縮擴(kuò)展器，從而在

可聽(tīng)到的聲音中造成“呼吸效應(yīng)”或者“活塞效應(yīng)”。最佳的設(shè)計(jì)中，在壓縮擴(kuò)展器之前，

接收機(jī)應(yīng)該有一個(gè)有源濾波器電路，它可以提供的高頻衰減過(guò)濾功能，會(huì)將這種誤導(dǎo)跟蹤降

至最低限度。

壓縮擴(kuò)展器設(shè)計(jì)中首先要考慮的因素之一就是如何在壓縮器和擴(kuò)展器上最優(yōu)化地設(shè)置

不同啟動(dòng)和衰減延遲的時(shí)間常量。必須仔細(xì)控制啟動(dòng)和衰減延遲時(shí)間以將預(yù)期應(yīng)用的動(dòng)態(tài)操

作最優(yōu)化。發(fā)射機(jī)中的壓縮器與接收機(jī)中的擴(kuò)展器必須以一種完美的互補(bǔ)方式進(jìn)行。由于在

每一個(gè)低頻音頻波形的循環(huán)周期上電壓強(qiáng)度的改變將會(huì)影響到增益的大小，所以對(duì)于高頻信

號(hào)最理想的壓縮擴(kuò)展設(shè)置會(huì)同時(shí)造成大量的低頻信號(hào)失真。具有慢啟動(dòng)和釋放時(shí)間的壓縮擴(kuò)

展器會(huì)產(chǎn)生無(wú)失真的低頻（例如，對(duì)于具有較低基頻的低音吉他來(lái)說(shuō)是理想的），但是這將

不能夠及時(shí)并準(zhǔn)確地處理較高頻率的聲音。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中更多的要考慮兩方面的因素來(lái)

進(jìn)行折衷。

注意：特殊值只用于描述壓縮擴(kuò)展器的概念，這些值在不同設(shè)計(jì)中以及各種發(fā)射機(jī)輸入

信號(hào)強(qiáng)度上將會(huì)發(fā)生如果壓縮擴(kuò)展器有快速的啟動(dòng)時(shí)間和慢速的釋放時(shí)間的功能，在相當(dāng)長(zhǎng)

的時(shí)間段內(nèi)，音頻信號(hào)中的短暫瞬間效應(yīng)將會(huì)控制壓縮擴(kuò)展器的增益。所產(chǎn)生的問(wèn)題就是

“呼吸聲”，你會(huì)在每個(gè)字或聲響之后聽(tīng)到嘶嘶的背景噪音。擁有較快的釋放時(shí)間是處理該

問(wèn)題的一個(gè)好辦法，不過(guò)，這會(huì)增加低頻失真的可能性，因?yàn)殡娐吩谀菚r(shí)會(huì)作用于低頻波形

的拖尾階段,從而造成失真情況的發(fā)生。重大地改變。

具有單一啟動(dòng)時(shí)間和合理釋放時(shí)間的常規(guī)壓縮擴(kuò)展器會(huì)同樣增加系統(tǒng)失真，200赫茲時(shí)

大約失真0.5%,100赫茲時(shí)大約1%。常規(guī)壓縮擴(kuò)展器對(duì)于此問(wèn)題無(wú)能為力。

存在于高頻和低頻的失真問(wèn)題促進(jìn)了新一代壓縮擴(kuò)展器的誕生，音頻信號(hào)的高頻部分與

低頻部分得到分別處理。該過(guò)程，被稱作“雙頻段壓縮擴(kuò)展”，只應(yīng)用于最先進(jìn)的無(wú)線話筒

系統(tǒng)中，它的引進(jìn)極大地增加了設(shè)計(jì)和制造該系統(tǒng)的成本。

雙頻段壓縮擴(kuò)展過(guò)程的使用有點(diǎn)像揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分頻電路。音頻信號(hào)劃分成高低頻段，

然后每個(gè)頻段對(duì)其各自理想的開(kāi)啟和延遲時(shí)間分別進(jìn)行處理。高頻信號(hào)部分使用較快的啟動(dòng)

和延遲時(shí)間常量，而低頻信號(hào)部分則以較長(zhǎng)的時(shí)間常量進(jìn)行處理。兩個(gè)壓縮擴(kuò)展器之間相互

作用以確保音頻信號(hào)的線性輸出。

圖三

注意：壓縮擴(kuò)展器只對(duì)音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍起作用，而不影響整體系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。以

上圖示只描述了如何對(duì)于可影響壓縮擴(kuò)展器的控制信號(hào)進(jìn)行分離處理。在顯示為1千赫茲的

分頻點(diǎn)上，壓縮擴(kuò)展器電路的高頻和低頻部分平等地捽制動(dòng)態(tài)范圍。

動(dòng)態(tài)降噪過(guò)濾

作為一整套完全音頻信號(hào)處理過(guò)程的最后一步,在很差的信號(hào)情況下，加入DNR過(guò)濾（動(dòng)

態(tài)降噪）可以提供最佳信噪比。

雙頻段壓縮擴(kuò)展器提供出色的低失真降噪性能，但在特殊情況下，異常仍有可能發(fā)生。

當(dāng)只出現(xiàn)的唯?的一個(gè)音頻信號(hào)是低強(qiáng)度，包含低頻瞬變而組成時(shí)，一種稱作“呼吸”失真

效應(yīng)依舊會(huì)發(fā)生。這種情況是指在低頻音頻信號(hào)瞬變之后，可以斷續(xù)地聽(tīng)到環(huán)境或射頻鏈路

中的高頻噪音。在這種情況下，低音壓縮擴(kuò)展器應(yīng)用較長(zhǎng)的時(shí)間常量，使短暫的“噪聲聲

尾”在音頻信號(hào)之后發(fā)生。在音頻信號(hào)處于低強(qiáng)度，低頻率并且收聽(tīng)環(huán)境十分安靜時(shí)（例

如，在錄音室設(shè)置中使用耳機(jī)），該效應(yīng)是最值得留意的。在這些環(huán)境下，所有的壓縮擴(kuò)展

器設(shè)計(jì)顯示了或多或少的呼吸效應(yīng)。這不是雙壓縮擴(kuò)展器所獨(dú)有的問(wèn)題。

為了在該種情形下抑制噪音，需要使用一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)態(tài)濾波器電路。DNR包括一個(gè)動(dòng)態(tài)

的各種各樣分頻點(diǎn)的低通濾波器，在信號(hào)不好的情況下，可以自動(dòng)減小高頻噪音變量。通過(guò)

對(duì)射頻強(qiáng)度、音頻強(qiáng)度以及音頻信號(hào)的高頻容量的分析和組合，不間斷地調(diào)整濾波器的分頻

點(diǎn)。

當(dāng)出現(xiàn)微弱的射頻信號(hào)和低強(qiáng)度的音頻時(shí)，濾波器的閥值動(dòng)態(tài)的向低頻方向調(diào)整以去除

高頻噪音。這是完全發(fā)生在接收機(jī)內(nèi)部單方向的處理過(guò)程。

DNR的使用有點(diǎn)像壓縮擴(kuò)展器的掩蔽效應(yīng)。當(dāng)音頻存在時(shí)，即使只有中等強(qiáng)度，或存

在具有高頻的音頻，背景噪音將會(huì)被掩蔽，因此濾波器將不再進(jìn)行濾波處理以避免改變?cè)?/p>

音頻信號(hào)。DNR電路極其靈敏而且響應(yīng)速度快，它不改變整體無(wú)線話筒系統(tǒng)的原有的頻率響

應(yīng)指標(biāo)。

音頻性能表現(xiàn)測(cè)試

某些出色的音頻性能測(cè)試在這篇無(wú)線手冊(cè)標(biāo)題為“評(píng)估無(wú)線話筒系統(tǒng)”的章節(jié)中有相

關(guān)介紹。該部分描述的測(cè)試甚至向更高性能的無(wú)線話筒設(shè)計(jì)發(fā)出挑戰(zhàn)，并生動(dòng)地顯示了本

章所描述的設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)和無(wú)線話筒的性能。

無(wú)線話筒系統(tǒng)的操作和設(shè)計(jì)概念一天線

載波信號(hào)的頻率決定著無(wú)線信號(hào)的波長(zhǎng)。無(wú)線信號(hào)和光以同樣的速度傳播。如果你取無(wú)

線信號(hào)在一秒鐘內(nèi)傳播的距離，并將其按載波頻點(diǎn)加以劃分，你就會(huì)得到載波頻率一個(gè)周期

的實(shí)際長(zhǎng)度。絕大多數(shù)無(wú)線話筒發(fā)射機(jī)和接收機(jī)使用“四分之一波長(zhǎng)”作為天線長(zhǎng)度。

發(fā)射機(jī)通常握在手中或戴在身上，因此在天線上總有受人身體的影響。不同生產(chǎn)廠商對(duì)

于發(fā)射機(jī)的天線設(shè)計(jì)變化很大。

接收機(jī)經(jīng)常安裝在其他設(shè)備或鄰近的大型金屬表面上，任何形式的安裝將會(huì)影響到天線

的功率。通常為四分之一波長(zhǎng)的鞭狀天線，直接安裝在接收機(jī)的底部，它使用接收機(jī)的外殼

為天線提供一個(gè)接地面。在關(guān)鍵場(chǎng)合或?yàn)槿〉米畲蟛僮鞣秶膽?yīng)用中，不同類型的遙控天線

被普遍使用。

我們不想深入研究天線理論和設(shè)計(jì)的復(fù)雜問(wèn)題，以下的信息只是簡(jiǎn)單地強(qiáng)調(diào)大家主要關(guān)

心的問(wèn)題和被廣泛應(yīng)用的設(shè)計(jì)的操作優(yōu)勢(shì)。

腰包式發(fā)射機(jī)的天線

VHF腰包式發(fā)射機(jī)通常使用話筒電線的護(hù)罩作為其天線，盡管某些老式的設(shè)計(jì)仍舊沿用

“垂吊式天線”。UHF腰包式設(shè)計(jì)普遍使用一個(gè)分開(kāi)的1/4波長(zhǎng)的鞭狀天線來(lái)將有效的射頻

功率輸出最大化。值得注意的是，當(dāng)天線放置在使用者身上時(shí)，到達(dá)接收機(jī)的輻射信號(hào)變少，

天線的輻射輸出也同時(shí)降低。?般來(lái)說(shuō)，把帶有天線的發(fā)射機(jī)垂直地放置以進(jìn)行環(huán)狀輻射是

最佳的想法。在垂直定位中，使用者可以隨意移動(dòng)，但仍能輻射足夠強(qiáng)的信號(hào)給匹配的接收

機(jī)。

TYPICALUHF

BELT-PACK

TRANSMITTER

腰包式發(fā)射機(jī)的天線

手持式發(fā)射機(jī)用天線

絕大多數(shù)手持式發(fā)射機(jī)使用一根可以通過(guò)塑料外殼來(lái)輻射射頻信號(hào)的內(nèi)部天線。許多手

持式發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)使用一個(gè)金屬外殼，該外殼就變成了天線電路的一部分。由于在UHF頻段

時(shí)只有幾英寸長(zhǎng)，通常也使用從話筒底部伸出的、有彈性的鞭狀天線來(lái)達(dá)到此目的。手持式

發(fā)射機(jī)的益處是，當(dāng)使用時(shí)，只有人手和話筒有直接接觸，這使得天線可以有效地輻射。在

使用突出鞭狀天線的設(shè)計(jì)中，使用者的手變成了準(zhǔn)地面的一部分。

對(duì)手持式發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，雙曲線的“啞鈴”形狀可以很好地工作。它有一個(gè)安全的握柄且

拿在手中很舒適。當(dāng)用一支手拿時(shí)，無(wú)論手是位于發(fā)射機(jī)之上還是之下，天線通常不受影響

并可以有效地輻射信號(hào)。當(dāng)兩只手拿時(shí)，由于之手在上而另一支在下，天線輸出將受到影

響。

ANTENNAANTENNA

ELEMENTELEMENT

INTERNAL

INSULATORSPCBOARDS

手持式發(fā)射機(jī)用天線

外接插式發(fā)射機(jī)用天線

帶有集成天線的外接插式發(fā)射機(jī)是使用電池艙周圍的外殼作為發(fā)射天線的極，話筒和

人手組成偶極子配置的另一半。輸入連接件之下的絕緣體將天線組件分離。該配置的輻射射

頻功率比標(biāo)準(zhǔn)手持發(fā)射機(jī)配置的要高。

Antenna

Element'

Microphone1

Insulator

外接插式發(fā)射機(jī)用天線

接收機(jī)用天線

對(duì)于發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，用戶沒(méi)有太多的設(shè)置和技巧可以顯著改變發(fā)射機(jī)天線的效率和設(shè)計(jì)。

不過(guò)，就接收機(jī)而論，有許多選擇可以應(yīng)用到接收機(jī)的天線上。不同的原料可應(yīng)用于各種不

同型號(hào)的天線上，也包括專業(yè)制造天線的生產(chǎn)廠商。該文的主旨只是強(qiáng)調(diào)在操作無(wú)線話筒系

統(tǒng)中?些通常使用的天線種類。我們不會(huì)討論天線的復(fù)雜理論知識(shí)，而代之以簡(jiǎn)化的某些基

本類型的描述，這包括哪些類型的天線適用于何應(yīng)用的一些建議。

在某些應(yīng)用中，天線的性能表現(xiàn)在與安裝的物理限制比較起來(lái)可能顯得不那么重要。例

如，在會(huì)議室，盡可能保持聲音系統(tǒng)組件的隱形是重要的。將高性能的天線放置在會(huì)議室的

一側(cè)墻上是不允許的。由于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)天線的距離通常很短，天線的有效作用不是主

要問(wèn)題。因此，融合在室內(nèi)裝飾中的天線，或不可見(jiàn)的天線對(duì)于該應(yīng)用是有意義的，但不能

使用理想接收類型的天線。

在其他應(yīng)用中，比如劇院和舞臺(tái)，雖然天線的物理外觀顯得不太重要，天線的性能表現(xiàn)

卻是主要關(guān)心的問(wèn)題。在該例中，天線可能必須放置在遠(yuǎn)離舞臺(tái)幾百英尺的地方。另外，在

天線位置可能存在大量的射頻噪音和干擾信號(hào)。因此，在這項(xiàng)應(yīng)用中有意義的做法就是使用

高頻指向天線，而忽略其外觀。由于觀眾看不見(jiàn)天線，所以它究竟看起來(lái)怎么樣沒(méi)有太大區(qū)

別。

1/4波長(zhǎng)

這是通常應(yīng)用在無(wú)線話筒接收機(jī)上的天線。鞭狀天線長(zhǎng)度可以是固定的，或伸縮式設(shè)計(jì)

的。長(zhǎng)度大約是系統(tǒng)操作頻率的1/4波長(zhǎng)。鞭狀天線作為輻射單元，接收機(jī)外殼作為接地面。

對(duì)于絕大多數(shù)的應(yīng)用來(lái)講,接收機(jī)上直接安裝的1/4波長(zhǎng)的鞭狀天線可以提供足夠的操作范

圍。垂直放置時(shí)，它提供具有水平方向上環(huán)形的平等接收靈敏度，上下方除外。

接收機(jī)用天線

在同場(chǎng)地架設(shè)多通道無(wú)線系統(tǒng)時(shí)，由于接收機(jī)彼此間很靠近，鞭狀天線之間也很靠近,

這時(shí)候?qū)?huì)產(chǎn)生問(wèn)題。不過(guò)，在絕大多數(shù)的應(yīng)用中，當(dāng)在同一個(gè)房間中架設(shè)3個(gè)通道左右的

無(wú)線系統(tǒng)時(shí)，鞭狀天線普遍上講就已足夠了。對(duì)于同一位置同時(shí)使用超過(guò)3個(gè)通道的多通道

無(wú)線系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最好使用射頻天線分配器和外部遙控天線。

螺旋式天線（橡皮鴨式）

與常規(guī)的鞭狀天線相似，該類型提供了較短的物理長(zhǎng)度，但