無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的構(gòu)建和頻率規(guī)劃

么利軍

（蘇州舒爾貿(mào)易有限公司上海分公司 ，上海 200001）

無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的構(gòu)建和頻率規(guī)劃

么利軍

（蘇州舒爾貿(mào)易有限公司上海分公司 ，上海 200001）

基于射頻理論，介紹在現(xiàn)場(chǎng)演出的應(yīng)用中無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建、設(shè)備部署和頻譜分析，為實(shí)現(xiàn)安全、高效的現(xiàn)場(chǎng)演出提供參考。

無(wú)線傳聲器系統(tǒng)；射頻；現(xiàn)場(chǎng)演出；頻率規(guī)劃

隨著現(xiàn)場(chǎng)演出和廣播技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)無(wú)線傳聲器系統(tǒng)和無(wú)線個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)需求不斷增加；與此同時(shí)，大量數(shù)字無(wú)線設(shè)備也不斷涌現(xiàn)。因此，在現(xiàn)場(chǎng)演出過(guò)程中，系統(tǒng)的構(gòu)建和無(wú)線設(shè)備的頻率規(guī)劃變得日益復(fù)雜。

1 射頻理論

1.1 什么是載波頻率

在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，并不是將信號(hào)直接進(jìn)行傳輸，而是將信號(hào)“調(diào)制”到一個(gè)固定頻率的波上，這個(gè)過(guò)程稱為加載，該固定頻率稱為載波頻率。每個(gè)信號(hào)的分配均使用單一載波頻率?！罢{(diào)制”包括調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相三種方式。

射頻波（無(wú)線電波）與聲音不同，不需要媒介/質(zhì)傳導(dǎo)（如在空氣），在真空狀態(tài)下傳導(dǎo)最快，與光速度相同（ 約3×108m/s），在某一特定媒介（如在空氣） 內(nèi)傳導(dǎo)時(shí)速度是恒定的，且小于光速；由于組成射頻波電磁場(chǎng)的渦旋電場(chǎng)與變化磁場(chǎng)具有相位差90°，渦旋電場(chǎng)的“極性”（方向）為射頻波的“極性”方向（傳播方向），如圖1所示，所以通常接收機(jī)天線應(yīng)與發(fā)射天線平行豎立。

圖1 射頻波的傳播方向

典型的無(wú)線傳聲器系統(tǒng)工作在以下幾個(gè)頻段：

174 MHz～250 MHz （VHF），好的波傳輸，該頻段有TV發(fā)射機(jī)，可能產(chǎn)生來(lái)自于數(shù)字設(shè)備RF（Radio Frequency，射頻）失真；

450 MHz～960 MHz （UHF），好的波傳輸，頻率范圍寬；

2 400 MHz～2 485 MHz（ISM），較差的波傳輸，無(wú)專屬的頻率（免費(fèi)頻率段），有來(lái)自于WI-FI（Wireless Fidelity， 基于IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)）的干擾。

頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系為：C= L×f，其中，光速C=3×108m/s，波長(zhǎng)L的單位為m，頻率f的單位為MHz。

目前大多數(shù)無(wú)線傳聲器系統(tǒng)工作在UHF頻段。

2005年9 月中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布了重新修訂的《微功率（短距離）無(wú)線電設(shè)備的技術(shù)要求》（以下簡(jiǎn)稱《要求》），自2005年10月1日起施行。《要求》中對(duì)“無(wú)線傳聲器和民用無(wú)線電計(jì)量?jī)x表等類型設(shè)備”明確規(guī)定使用470 MHz～510 MHz、630 MHz～787 MHz頻 段 ； 發(fā) 射 功 率 限值 ：50 mW(e.r.p)；占用帶寬：不大于200 kHz。因此，建議中國(guó)用戶按照《要求》規(guī)定使用無(wú)線傳聲器系統(tǒng)。

1.2 模擬無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的調(diào)制方式

1.2.1 頻率調(diào)制

目前大多數(shù)模擬無(wú)線 傳聲器系統(tǒng)采用頻率調(diào)制（Frequency Modulation，簡(jiǎn)稱FM）的方式進(jìn)行音頻信號(hào)的無(wú)線傳輸。

FM是一種以載波的瞬時(shí)頻率變化來(lái)表示信息的調(diào)制方式， 即通過(guò)RF 頻率偏差（Deviation）來(lái)傳輸音頻信號(hào)，載波頻率跟隨輸入信號(hào)幅度成等比例變化，如圖2所示。

FM 失真小、抗干擾能力強(qiáng)，使得FM無(wú)線傳聲器系統(tǒng)能提供高保真及高信噪比的音頻信號(hào)。在FM的系統(tǒng)中，由于頻率偏差與調(diào)制的音頻信號(hào)的幅度成正比，較大的頻率偏差會(huì)帶來(lái)更大的動(dòng)態(tài)范圍。

1.2.2 發(fā)射和接收

發(fā)射機(jī)端和接收機(jī)端的工作原理見(jiàn)圖3、圖4。發(fā)射機(jī)、接收機(jī)的頻率為可調(diào)式，可通過(guò)編程控制其工作頻率。

在接收機(jī)端，對(duì)于穩(wěn)定性要求高的系統(tǒng)通常采用分集天線接收系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行射頻信號(hào)的接收，如圖5所示。

1.3 數(shù)字無(wú)線傳聲器的調(diào)制方式

現(xiàn)在，在音頻系統(tǒng)中已有更多的數(shù)字音頻設(shè)備。在數(shù)字無(wú)線傳聲器系統(tǒng)中，數(shù)字調(diào)制一般指以連續(xù)的載波傳輸離散的調(diào)制信號(hào)，可通過(guò)振幅調(diào)制（幅移鍵控，ASK） 、頻率調(diào)制（頻移鍵控，F(xiàn)SK）或相位調(diào)制（相移鍵控，PSK）來(lái)完成；數(shù)字發(fā)射機(jī)和數(shù)字接收機(jī)原理見(jiàn)圖6、圖7。

圖2 頻率調(diào)制原理

圖3 發(fā)射機(jī)端

圖4 接收機(jī)端結(jié)構(gòu)

相對(duì)于模擬無(wú)線傳聲器系統(tǒng)，數(shù)字無(wú)線傳聲器系統(tǒng)具有更好的頻譜利用效率，在擁擠的射頻環(huán)境中可以顯著增加兼容通道的數(shù)量，并具有更小的互調(diào)失真特性，以及數(shù)據(jù)加密功能。如SHURE ULX-D數(shù)字傳聲器系統(tǒng)，在發(fā)射機(jī)處于高發(fā)射功率模式下（20 mW或10 mW發(fā)射功率），可以在8 MHz帶寬內(nèi)容納多達(dá)17個(gè)兼容通道；在高密度（HD）模式下（1 mW發(fā)射功率），在8 MHz的電視頻道帶寬內(nèi)，沒(méi)有干擾時(shí)，可降低調(diào)制帶寬，按 125 kHz 步進(jìn)進(jìn)行直接調(diào)諧，工作范圍達(dá) 30 m直線距離，所以可容納多達(dá)63個(gè)兼容通道，適合應(yīng)用于頻譜資源緊缺的現(xiàn)狀，如在會(huì)展中心、教育機(jī)構(gòu)等無(wú)線傳輸工作距離短且通道數(shù)量多的情況。

圖5 天線分集接收系統(tǒng)

圖6 頻率合成的數(shù)字發(fā)射機(jī)

2 無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的干擾因素

隨著數(shù)字便攜設(shè)備的技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)演出中往往同時(shí)使用大量無(wú)線設(shè)備，尤其是當(dāng)前大量的數(shù)字電視占用了UHF帶寬。因此，在擁擠的射頻環(huán)境中，如何使無(wú)線傳聲器和個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)在兼容穩(wěn)定的情況下工作，是音頻工程師關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

圖7 頻率合成的數(shù)字接收機(jī)

以模擬無(wú)線傳聲器系統(tǒng)SHURE UHF-R為例，工作在UHF頻段，RF發(fā)射功率為10 mW和50 mW（國(guó)家無(wú)線電管理局對(duì)短距離通信的無(wú)線設(shè)備有限定，最高發(fā)射功率為50 mW），RF信號(hào)強(qiáng)度為-70 dBm ～-90 dBm。相對(duì)于其他大功率無(wú)線設(shè)備，無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的信號(hào)易受到干擾，因此，需要采取有效管理工作頻段的措施，即接收機(jī)的音頻鍵控（TONE KEY）靜噪功能。該功能能夠通過(guò)發(fā)射機(jī)中產(chǎn)生的導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)識(shí)別所需的音頻信號(hào)，如圖8所示，接收機(jī)只有在拾取到具有足夠強(qiáng)度的音頻信號(hào)和檢測(cè)到存在TONE KEY音頻鍵控時(shí)才會(huì)解除靜音。這就有效地預(yù)防了所需發(fā)射機(jī)信號(hào)丟失，甚至是在同一頻率下存在的干擾信號(hào)（非TONE KEY）對(duì)接收機(jī)產(chǎn)生噪聲的可能性。同時(shí)，頻率規(guī)劃功能可以選擇最佳信噪比的通道，并分配至無(wú)線傳聲器，也可以通過(guò)設(shè)定閥值來(lái)確定多大強(qiáng)度的干擾源可以干擾無(wú)線傳聲器，如在SHURE WWB6（Wireless Work Bench 6）軟件中，見(jiàn)圖9所示，通常-85 dBm是一個(gè)中間推薦值。要確定具體的閾值請(qǐng)參閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 14431—1993 無(wú)線電業(yè)務(wù)要求的信號(hào)/干擾保護(hù)比和最小可用場(chǎng)強(qiáng)》，它是避免干擾的強(qiáng)大武器，它規(guī)定了1 400 MHz以下地面無(wú)線電業(yè)務(wù)的有用信號(hào)對(duì)干擾信號(hào)的射頻保護(hù)比和最小可用場(chǎng)強(qiáng)。這個(gè)最小可用場(chǎng)強(qiáng)就是最低閾值。

確定最佳工作頻率，要考慮避免來(lái)自于同信道或相鄰信道的干擾和自身產(chǎn)生的干擾。

2.1 外部干擾源

來(lái)自于外部的干擾源包括：其他無(wú)線傳聲器系統(tǒng)、內(nèi)通系統(tǒng)、入耳式監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)、中斷式監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)、大型動(dòng)力電機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、LED墻。如LED墻對(duì)傳聲器信號(hào)的干擾，從圖10顯示的頻譜掃描可以看出，演出中LED墻開(kāi)啟，并顯示圖像后，會(huì)產(chǎn)生大量的射頻噪聲干擾，嚴(yán)重地影響了無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的信噪比。這些諸多設(shè)備作為潛在干擾源，都是無(wú)線傳聲器系統(tǒng)在進(jìn)行頻率規(guī)劃與協(xié)調(diào)過(guò)程中需要規(guī)避的。

2.2 內(nèi)在兼容性

2.2.1 頻道最小頻率間隔

圖8 接收機(jī)的TONE KEY功能

圖9 WWB6 干擾源閾值設(shè)定（紅線為設(shè)定值）

圖10 LED墻對(duì)傳聲器信號(hào)的干擾

每個(gè)系統(tǒng)必須運(yùn)行在獨(dú)立的頻率上，最小頻率間隔取決于接收機(jī)隔離特性，需要考慮到相鄰信道干擾和中頻濾波IF Filter（如通過(guò)WWB6軟件中“ selectivity”功能選擇） ，大多數(shù)的無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的頻道最小頻率間隔在0.3 MHz ～1.5 MHz之間。

2.2.2 發(fā)射機(jī)的互調(diào)失真干擾

互調(diào)失真（intermodulation distortion，簡(jiǎn)稱IMD）干擾為非線性無(wú)線電路的固有特性，在2個(gè)或以上的射頻信號(hào)之間發(fā)生，射頻信號(hào)相互混雜在非線性電路中形成“新”的頻率即互調(diào)信號(hào)。IMD的大小與發(fā)射機(jī)功率平方數(shù)成正比，與發(fā)射機(jī)的間距平方成反比。

互調(diào)信號(hào)可同時(shí)產(chǎn)生于發(fā)射機(jī)之間和接收機(jī)內(nèi)。當(dāng)發(fā)射機(jī)彼此靠得很近時(shí)就會(huì)發(fā)生互調(diào)失真，來(lái)自每個(gè)發(fā)射機(jī)的信號(hào)在另一個(gè)發(fā)射機(jī)的輸出級(jí)產(chǎn)生互調(diào)失真。這些新信號(hào)與原始信號(hào)一起發(fā)送，可以被以與互調(diào)失真相應(yīng)頻率工作的接收機(jī)拾取。最強(qiáng)的互調(diào)失真是由以工作頻率分別為f1和f2（f1＜f2） 的2個(gè)相鄰發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的2個(gè)3階產(chǎn)物，以此類推5階、7階……，如圖11所示，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。多通道應(yīng)用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生眾多數(shù)量的3階互調(diào)失真，見(jiàn)表2。

圖11 2個(gè)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的互調(diào)失真

圖12 Axient系統(tǒng)中工作頻率間隔的限度

表1 2個(gè)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的互調(diào)失真計(jì)算結(jié)果

表2 多通道應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的3階互調(diào)失真的數(shù)量

除了由2個(gè)發(fā)射機(jī)間的交互作用產(chǎn)生的互調(diào)失真產(chǎn)物外，還有由3個(gè)發(fā)射機(jī)間的交互作用產(chǎn)生的其他類似的互調(diào)失真產(chǎn)物。為了避免潛在的互調(diào)失真問(wèn)題，大多數(shù)制造商都會(huì)推薦一個(gè)位于任何3階互調(diào)失真產(chǎn)物和任何工作頻率間隔之間的最低限度，這就進(jìn)一步限制了隨著同步系統(tǒng)數(shù)量的增加可用頻率的選擇，如SHURE Axient系統(tǒng)公布的數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖12，具有較高的線性度，可以提升30%的頻譜利用效率。通過(guò)以上介紹可以看出，使用計(jì)算機(jī)程序預(yù)測(cè)由互調(diào)失真產(chǎn)生的潛在兼容性問(wèn)題是很好的手段，特別是在新增系統(tǒng)的復(fù)雜性成指數(shù)增長(zhǎng)的情況下，如包含一組10支傳聲器的系統(tǒng)涉及數(shù)千次計(jì)算。目前，大多數(shù)廠商提供了各自的頻率規(guī)劃軟件。

2.2.3 輸出功率對(duì)射頻穩(wěn)定性的影響

大部分多通道應(yīng)用中，較低的發(fā)射機(jī)射頻功率會(huì)幫助降低發(fā)射機(jī)/接收機(jī)/天線前置放大器互調(diào)失真產(chǎn)物，可以降低整個(gè)RF環(huán)境中的噪聲，從而達(dá)到最佳的信噪比；在單一或少量通道的遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)用中，當(dāng)發(fā)射機(jī)有足夠的空間和頻率分隔時(shí)，可以使用高發(fā)射功率。

綜上所述，無(wú)線傳聲器系統(tǒng)在使用時(shí)，除要留意外界的干擾源之外，也要做好本身的頻率設(shè)定，減少內(nèi)部產(chǎn)生的互相干擾。

3 系統(tǒng)構(gòu)建和頻率規(guī)劃

基于無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的基本原理和干擾來(lái)源，通過(guò)科學(xué)合理的頻率規(guī)劃構(gòu)建系統(tǒng)，可以將射頻問(wèn)題最小化，確保演出的安全。在國(guó)外大型演出過(guò)程中，通常會(huì)配置1名射頻工程師，對(duì)整體系統(tǒng)的射頻工作頻率進(jìn)行集中規(guī)劃和協(xié)調(diào)?，F(xiàn)給出頻率規(guī)劃的步驟以借鑒。

3.1 合理構(gòu)建無(wú)線傳聲器系統(tǒng)

3.1.1 了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

對(duì)演出現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)地勘察，包括了解舞臺(tái)與無(wú)線接收機(jī)天線之間的間距，以及對(duì)個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)、無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的構(gòu)建環(huán)境；如果有可能，盡早拿到舞臺(tái)設(shè)計(jì)初稿，與現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人溝通好無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的要求，使得無(wú)線設(shè)備有較好的放置位置和使用空間。

圖13 使用天線分配器

圖14 使用接收機(jī)天線級(jí)聯(lián)方式

圖15 全向天線

圖16 具有4擋可調(diào)節(jié)增益的指向性天線

3.1.2 了解各種無(wú)線設(shè)備情況

現(xiàn)場(chǎng)演出的射頻設(shè)備通常包括：無(wú)線傳聲器系統(tǒng)、無(wú)線內(nèi)通系統(tǒng)、電視直播中使用的高達(dá) 250 mW的視頻發(fā)射器，以及工作功率在0.5 W ～5 W的雙工（地面移動(dòng)）無(wú)線廣播設(shè)備。現(xiàn)有的電視頻道與無(wú)線傳聲器系統(tǒng)一樣，工作頻率同樣屬于UHF頻段，包括模擬電視頻道和數(shù)字電視頻道，中國(guó)的電視頻道帶寬為8 MHz。所以，在對(duì)無(wú)線傳聲器系統(tǒng)和無(wú)線個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)進(jìn)行頻率規(guī)劃時(shí)，需要考慮上述設(shè)備的潛在干擾，把這些設(shè)備的工作頻率計(jì)算在內(nèi)，就可有效排除干擾源。

3.1.3 構(gòu)建無(wú)線傳聲器系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)演出提出使用需求，確定無(wú)線傳聲器系統(tǒng)和個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)的使用無(wú)線通道數(shù)量，并根據(jù)現(xiàn)有無(wú)線設(shè)備按如下方法配置系統(tǒng)。

（1）合理構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)

在需要多通道時(shí)，可以使用天線分配器（見(jiàn)圖13），可以使用遠(yuǎn)程天線，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸；在必要時(shí)使用指向性天線和接收機(jī)級(jí)聯(lián)式信號(hào)增益器（見(jiàn)圖14），確保射頻的穩(wěn)定性，減少天線的數(shù)量，降低射頻梳狀濾波的發(fā)生，也減少失真。

（2）確保無(wú)線傳聲器系統(tǒng)天線增益在合理范圍內(nèi)

天線增益問(wèn)題涉及到多個(gè)方面，要考慮發(fā)射機(jī)增益設(shè)置在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，一般設(shè)為補(bǔ)償線纜信號(hào)損失，不合理的射頻增益會(huì)出現(xiàn)射頻信號(hào)失真，帶來(lái)較低的信噪比和相關(guān)細(xì)節(jié)的丟失。更高的信號(hào)增益并不能獲得更好的射頻性能，只會(huì)放大射頻范圍內(nèi)的所有信號(hào)，其中也包括干擾信號(hào)和環(huán)境射頻噪聲，降低接收范圍和可用頻率數(shù)。

在使用遠(yuǎn)程天線（全向天線或?qū)掝l指向性天線，見(jiàn)圖15、圖16）的情況下，不可避免地要使用天線饋線，射頻信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的衰減，天線增益計(jì)算公式：射頻凈增益＝天線增益+（級(jí)聯(lián)式增益器/天線內(nèi)置增益）+饋線損耗。如天線正向增益=+7.5 dB，天線射頻增益器=+6 dB，30 m RG213饋線損耗=-7 dB，則凈增益=+6.5 dB。在合理的設(shè)置天線后，衰減值在凈損失-5 dB以內(nèi)，射頻凈增益在+10 dB以下的情況，一般都屬可接受的范圍。如要達(dá)到滿意的效果，還必須計(jì)算或測(cè)量解調(diào)后音頻信號(hào)的信噪比。

設(shè)置合理的天線增益需要做到以下幾點(diǎn)。

①使用最短距離線纜。

②使用衰減最低的射頻饋線，在有合理預(yù)算的的情況下，RG8/U以上規(guī)格的射頻線纜是推薦選擇，可以最大化降低射頻衰減；各個(gè)線材廠商都公布了在UHF頻段范圍內(nèi)信號(hào)線纜射頻衰減值，見(jiàn)表3。

③發(fā)射機(jī)設(shè)置一個(gè)較適合的發(fā)射機(jī)功率擋，在接收機(jī)視頻削波“Clipping ”指示燈狀態(tài)正常，以及“TONE KEY”指示燈也正常的情況下，即可穩(wěn)定地接收來(lái)自于發(fā)射機(jī)的信號(hào)。

（3）天線的合理放置

首先，進(jìn)行天線的合理的部署，足夠的高度可帶來(lái)優(yōu)化的可視范圍，確保天線可以覆蓋整個(gè)舞臺(tái)；射頻饋線的走線要盡量短。

第二，天線之間保持適當(dāng)?shù)姆旨g隔，即要保證發(fā)射機(jī)或天線分配器A、B 端口的2根天線之間有適當(dāng)間距，最小在1/4波長(zhǎng)，合理的間距是大于 1個(gè)波長(zhǎng)（40 cm以上）。接收機(jī)規(guī)律性地切換分集指示燈表明分集特性正常。

第三，接收機(jī)天線與入耳監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)的發(fā)射天線之間保持一定的間隔，使其干擾降到最低。物理上隔離發(fā)射天線和接收天線是必要的，可使互調(diào)失真最小化和提升接收機(jī)抗干擾特性。

最后，聯(lián)網(wǎng)所有的無(wú)線傳聲器接收機(jī)和個(gè)人監(jiān)聽(tīng)發(fā)射機(jī)，如圖 17所示，從而進(jìn)行頻率協(xié)調(diào)與規(guī)劃。

3.2 頻率規(guī)劃與協(xié)調(diào)

無(wú)線傳聲器系統(tǒng)和個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)都可以統(tǒng)一通過(guò)軟件管理系統(tǒng)進(jìn)行高效率的頻率規(guī)劃與協(xié)調(diào)。以WWB6為例，它可以訪問(wèn)同品牌所有無(wú)線產(chǎn)品和選擇的第三方設(shè)備的配置文件，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)對(duì)硬件進(jìn)行持續(xù)掃描，使用掃描數(shù)據(jù)文件進(jìn)行異地頻率規(guī)劃和協(xié)調(diào)，根據(jù)掃描結(jié)果創(chuàng)建兼容頻率列表，最后分配兼容頻率至各個(gè)聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線設(shè)備以及其他廠商的設(shè)備，下面給出具體操作步驟。

（1）獲取現(xiàn)場(chǎng)射頻數(shù)據(jù)

提前到現(xiàn)場(chǎng)做頻率掃描，尤其是在大通道數(shù)量使用時(shí)，了解現(xiàn)場(chǎng)的射頻情況；中國(guó)無(wú)線電管理局容許無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的工作范圍是470 MHz～510 MHz，638 MHz～787 MHz；每個(gè)無(wú)線設(shè)備廠商的發(fā)射機(jī)帶寬也有不同，如SHURE UHF-R系統(tǒng)，分為3個(gè)頻段：G7C，470 MHz～510 MHz；L3E，638 MHz～698 MHz；P9，710 MHz～787 MHz。綜合以上因素，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的頻譜分析，判斷哪個(gè)頻段干擾最小，哪個(gè)頻段的無(wú)線傳聲器設(shè)備最適合演出場(chǎng)地。射頻數(shù)據(jù)可以通過(guò)SHURE AXT600頻譜管理器（ Spectrum Manager）、可聯(lián)網(wǎng)的接收機(jī)（有效覆蓋射頻工作范圍）、Win Radio或其他品牌的頻譜掃描儀（ Spectrum Analyzer）、無(wú)線傳聲器系統(tǒng)管理軟件等設(shè)備獲取。

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)后，在WWB6的設(shè)備庫(kù)存視圖中可見(jiàn)所有的組件，如此，即可對(duì)無(wú)線傳聲器系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的頻率規(guī)劃。首先要開(kāi)啟所有存在潛在干擾的設(shè)備，包括無(wú)線內(nèi)通、個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)等，進(jìn)行頻譜掃描獲取系統(tǒng)使用環(huán)境的射頻數(shù)據(jù)，如通過(guò)AXT600頻譜管理器，可以獲取UHF頻段的頻譜數(shù)據(jù)，如圖18所示，從而可以提供給到頻譜分析使用。

對(duì)于射頻應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)，在演出期間會(huì)使用專業(yè)小型頻譜儀（如羅德·施瓦茨、安捷倫等），通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)射頻的變化了解現(xiàn)場(chǎng)的射頻情況，從而更好地進(jìn)行無(wú)線系統(tǒng)管理。

表3 幾種線纜（阻抗為50 Ω，長(zhǎng)度30 m）的射頻衰減值

圖17 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)接駁的無(wú)線傳聲器系統(tǒng)

圖18 通過(guò)AXT600頻譜管理器獲取UHF頻段掃描數(shù)據(jù)

圖19 無(wú)線傳聲器系統(tǒng)和個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)工作頻率的分隔狀態(tài)

圖20 獲取更多的兼容頻率的調(diào)整

圖21 頻率分配情況

（2）頻率計(jì)算

①在有個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)同時(shí)使用的情況。

隨著個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)的大量應(yīng)用，其發(fā)射機(jī)也需要進(jìn)行頻率計(jì)算，通常建議把無(wú)線個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)和無(wú)線傳聲器系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)使用頻段盡量分隔開(kāi)來(lái)，間距在4 MHz以上是相對(duì)安全的距離，可以減少互相干擾的可能性。WWB6中的“Inclusion group（包含組）”選項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)分隔的功能，如圖19所示。

②進(jìn)行兼容頻率的計(jì)算

獲取射頻數(shù)據(jù)后，就可通過(guò)WWB6內(nèi)置的優(yōu)化算法進(jìn)行兼容頻率的計(jì)算，有效地規(guī)避干擾源。如出現(xiàn)計(jì)算兼容通道數(shù)量不夠的情況，在現(xiàn)場(chǎng)射頻條件較好和干擾源相對(duì)穩(wěn)定的情況下，可將“compatibility（頻道兼容性）” 中的參數(shù)調(diào)整為“More frequency（更多頻率）”，如圖20所示，從而獲取更多的兼容頻率。

③部署頻率

圖22 RF history plot（射頻歷史圖示）

把計(jì)算好的頻率設(shè)置分配到聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳聲器系統(tǒng)接收機(jī)和個(gè)人監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)。在庫(kù)存視圖中，就可以看到計(jì)算好的頻率分配了，如圖21所示。另外，可以把所有的頻率計(jì)算，生成一份報(bào)告，留待日后參考使用。

（3）所有發(fā)射機(jī)的射頻監(jiān)測(cè)

走動(dòng)測(cè)試（Walk test）：通過(guò)WWB6的“RF history plot（射頻歷史圖示）”，如圖22所示，來(lái)監(jiān)控A/B兩路天線接收射頻信號(hào)的強(qiáng)度，在-70 dBm～-90 dBm之間是可接受的范圍；若是在舞臺(tái)上出現(xiàn)接收信號(hào)急劇衰減的盲點(diǎn)，需要重新審查天線的覆蓋范圍，或調(diào)整發(fā)射機(jī)功率值，來(lái)確保信號(hào)的穩(wěn)定接收。

演出期間的監(jiān)控：通過(guò)WWB6的“Monitor（監(jiān)控）”功能，可以查看豐富的系統(tǒng)工作信息，如圖23所示，包括射頻電平、音頻電平和電池電量等，幫助全面監(jiān)控?zé)o線傳聲器系統(tǒng)的實(shí)施工作狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)無(wú)線傳聲器系統(tǒng)硬件的構(gòu)建和工作頻率的合理規(guī)劃，使得系統(tǒng)在復(fù)雜的射頻環(huán)境下得以穩(wěn)定的工作。 在整個(gè)構(gòu)建和規(guī)劃過(guò)程中，需注意以下幾個(gè)方面的事項(xiàng)：

圖2 3實(shí)時(shí)監(jiān)控

（1）了解射頻環(huán)境（頻譜儀或掃描）

（2）適當(dāng)?shù)奶炀€選擇和部署（位置）

（3）合適的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和頻譜段選擇

（4）確定所有的設(shè)備工作正常

（5）頻譜分析與計(jì)算

（6）所有發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的射頻測(cè)試

（7）監(jiān)控和監(jiān)聽(tīng)

無(wú)線傳聲器系統(tǒng)正常、穩(wěn)定的工作，可以使得音響團(tuán)隊(duì)將更多的精力放在聲音的處理和制作上，從而順利完成現(xiàn)場(chǎng)演出。

[1] Tim Wear. 無(wú)線話筒系統(tǒng)選擇與操作. 舒爾公司.

[2] Gino Sigismondi , Crispin Tapia. 無(wú)線話筒系統(tǒng)的安裝與操作. 舒爾公司.

（編輯 杜 青）

Construction and Frequency Planning of Wireless Microphone System

YAO Li-jun
(Shanghai Branch, SuZhou Shure Trading, Co., Ltd., Shanghai 200001, China)

Based the RF theory, this paper describes the system construction , equipment deployment and spectrum analysis of wireless microphone systems in the applications of a live performance, to provide a reference for the realization of safe and effective live performances.

wireless microphone system; radio frequency; live performances; frequency planning

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.04.006