Praktischer Umgang mit drahtlosen Mikrofonsystemen SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle...
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Praktischer UmgangPraktischer Umgang mit mit drahtlosen Mikrofonsystemendrahtlosen Mikrofonsystemen
SHURE Europe GmbHSHURE Europe GmbHHeadquarters Europe, Middle East & AfricaHeadquarters Europe, Middle East & Africa
Applications Applications Wannenäckerstraße 28Wannenäckerstraße 28
D-74078 HeilbronnD-74078 Heilbronn
Tel: +49-7131-7214 - 0Tel: +49-7131-7214 - 0
Fax: +49-7131-7214 - 14Fax: +49-7131-7214 - 14
Email: [email protected]: [email protected]
Funktionsblöcke SenderFunktionsblöcke Sender
MikrofonvorverstärkerMikrofonvorverstärker bei Shure Bestandteil der abnehmbaren bei Shure Bestandteil der abnehmbaren
MikrofonkapselMikrofonkapsel
Pegel- und ImpedanzanpassungPegel- und Impedanzanpassung
Gleichspannung für KondensatorelementeGleichspannung für Kondensatorelemente
““Pre-emphasis” (Vorverzerrung / Höhenanhebung) Pre-emphasis” (Vorverzerrung / Höhenanhebung)
für Rauschunterdrückungssystemfür Rauschunterdrückungssystem
Pre-Emphasis zur RauschunterdrückungPre-Emphasis zur Rauschunterdrückung
Ein typisches Audiosignal enthält mehr Ein typisches Audiosignal enthält mehr tieffrequente Energie.tieffrequente Energie.
Im Gegensatz dazu enthält typisches Rauschen Im Gegensatz dazu enthält typisches Rauschen mehr Energie im hochfrequenten Bereich.mehr Energie im hochfrequenten Bereich.
Der Signal-Rausch-Abstand nimmt bei höherer Der Signal-Rausch-Abstand nimmt bei höherer Frequenz abFrequenz ab
Erster Teil des "companding"-SystemsErster Teil des "companding"-Systems
Ursprüngl.Ursprüngl.
Dynamik-Dynamik- 2:1 Kompression 2:1 Kompression
bereich bereich
Ziel ist eine Anhebung des Trägersignals Ziel ist eine Anhebung des Trägersignals gegenüber dem gegenüber dem RauschpegelRauschpegel im HF im HF
SchaltungsteilSchaltungsteil
ReduzierterReduzierterDynamikbereichDynamikbereich
Sender: KompressorSender: Kompressor
Kompressor - ExpanderKompressor - Expander
PLL-SenderPLL-Sender
BlockschaltbildBlockschaltbild
ANTENNA
+9V IN
AUDIO
Limiter
MicAmp Compander
FrequenzSynthesizer
VoltageControlledOscillator
BatterySensorCircuit
SpannungsRegler
RF FilterRFAmp
Funktionsblöcke eines EmpfängersFunktionsblöcke eines Empfängers
Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger
Interner Oszillator (LO = Local Oscillator)Interner Oszillator (LO = Local Oscillator)
Schwingt in einem festen Abstand über oder unter der Schwingt in einem festen Abstand über oder unter der
Trägerfrequenz Trägerfrequenz (z.B. VHF: 10,7MHz unter der Trägerfrequenz; (z.B. VHF: 10,7MHz unter der Trägerfrequenz;
PSM700: 110,6 MHz über der Trägerfrequenz)PSM700: 110,6 MHz über der Trägerfrequenz)
Wird entweder Quarz- oder PLL- gesteuert gebildetWird entweder Quarz- oder PLL- gesteuert gebildet
ANTENNA
FrontEnd
MixerZFAmp
ZFFilter
FMDetector
Expander
LocalOscillator
AudioAmp
Audio-Signal
Berechenbare Störungen Berechenbare Störungen
IntermodulationseffekteIntermodulationseffekte
Ursprung:Ursprung: Ein Signal in einem nicht linearen Übertragungssystem Ein Signal in einem nicht linearen Übertragungssystem
produziert Vielfache seiner Eigenfrequenz produziert Vielfache seiner Eigenfrequenz
(Oberschwingungen, Harmonische)(Oberschwingungen, Harmonische)
Mehrere Signale rufen zusätzlich Summen- und Mehrere Signale rufen zusätzlich Summen- und
Differenzsignale hervor.Differenzsignale hervor.
Die Harmonischen können ihrerseits mit den Summen- Die Harmonischen können ihrerseits mit den Summen-
und Differenzsignalen weitere Kombinationen bilden.und Differenzsignalen weitere Kombinationen bilden.
ÜbertragungssystemeÜbertragungssysteme
Input Input
Output
Output
nicht linearnicht linear linearlinear
Nichtlineares SystemNichtlineares System
Erzeugung von harmonischen SchwingungenErzeugung von harmonischen Schwingungen
IntermodulationseffekteIntermodulationseffekte
Intermodulationseffekte “2. Ordnung”:Intermodulationseffekte “2. Ordnung”:
werden durch zwei Signale produziert oder sie sind das werden durch zwei Signale produziert oder sie sind das
zweifache (zweite Harmonische) der Grundfrequenz:zweifache (zweite Harmonische) der Grundfrequenz:
- z.B.:z.B.: ff11 + f + f22 = f = fintermod intermod
- oderoder f f11 + f + f11 = 2 • f = 2 • f11 = f = fintermodintermod
IntermodulationseffekteIntermodulationseffekte
Intermodulationseffekte “3. Ordnung”:Intermodulationseffekte “3. Ordnung”: werdenwerden
- entweder durch drei Signale hervorgerufen entweder durch drei Signale hervorgerufen
z.B.:z.B.: ff11 + f + f22 - f - f33 = f = fintermodintermod
- oder durch Signale und Harmonische verursacht oder durch Signale und Harmonische verursacht
z.B.:z.B.: 2 2 • f• f11 - f - f22 = f = fintermodintermod
- oder sie sind das dreifache (dritte Harmonische) der oder sie sind das dreifache (dritte Harmonische) der
GrundfrequenzGrundfrequenz
Intermodulation 2. OrdnungIntermodulation 2. Ordnung
nicht linearerSchaltkreis
800 MHz
801 MHz
Summe
Differenz
1601 MHz
1 MHz
Beispiel: Summen- und Differenzsignal bei zwei Beispiel: Summen- und Differenzsignal bei zwei FrequenzenFrequenzen
Intermodulation 3. OrdnungIntermodulation 3. Ordnung
Signale bei zwei FrequenzenSignale bei zwei Frequenzen
nicht linearer Schaltkreis(800x2+801)(800x2-801)(801x2-800)(801x2+800)
800 MHz
801 MHz
2401 MHz
799 MHz
802 MHz
2402 MHz
IntermodulationIntermodulation
Einspeisung zweier Sender in einen EmpfängerEinspeisung zweier Sender in einen Empfänger
800 MHz
801 MHz
802 MHz
800 MHz
801 MHz
802 MHz
801 x 2 = 1602
1602 – 800 = 802 !
Intermodulation bei SendernIntermodulation bei Sendern
Eng benachbarte Sender können ineinander Eng benachbarte Sender können ineinander Intermodulationseffekte hervorrufen.Intermodulationseffekte hervorrufen.
Das Intermodulationsprodukt wird zusammen mit Das Intermodulationsprodukt wird zusammen mit dem Originalsignal gesendet.dem Originalsignal gesendet.
Instabilität oder Verstimmung des Ausgangs stört Instabilität oder Verstimmung des Ausgangs stört den Sendebetrieb.den Sendebetrieb.
Abstand [m]
Peg
el [
dB]
IM3 Produkt
Intermodulation 3. OrdnungIntermodulation 3. Ordnung
Abhängigkeit vom Abstand zweier SenderAbhängigkeit vom Abstand zweier Sender
IntermodulationIntermodulation
KonsequenzenKonsequenzen IM-Produkte können in IM-Produkte können in
- Sendern,Sendern,
- Antennenverstärkern und Antennenverstärkern und
- Empfängern generiert werden. Empfängern generiert werden.
IM-Produkte 3. Ordnung sind am kritischstenIM-Produkte 3. Ordnung sind am kritischsten
IM-Produkte sind vorhersehbarIM-Produkte sind vorhersehbar
IntermodulationIntermodulation
Anzahl der Intermodulationsprodukte 3. Ordnung:Anzahl der Intermodulationsprodukte 3. Ordnung:
Verwendete Verwendete FrequenzenFrequenzen
Intermodulations-Intermodulations-Produkte N(N – 1)Produkte N(N – 1)
11 00
22 22
33 66
44 1212
55 2020
66 3030
77 4242
Intermodulation bei SendernIntermodulation bei Sendern
Abhilfe:Abhilfe: Gut abgeschirmte Sender benutzenGut abgeschirmte Sender benutzen
Enges räumliches Platzieren von Sendern vermeiden. Enges räumliches Platzieren von Sendern vermeiden.
(Sender immer mindestens 0,5 m voneinander entfernt (Sender immer mindestens 0,5 m voneinander entfernt
platzieren)platzieren)
IntermodulationIntermodulation
Wie verhält sich UHF-R?Wie verhält sich UHF-R?=> Beispiel=> Beispiel
IntermodulationIntermodulation
Track TuningTrack Tuning
60 MHz
Selected frequency
filter
Effective bandwidth
60 MHz
Selected frequency
filter
Effective bandwidth
IntermodulationIntermodulation
BeispielBeispiel
800; 801; 802 MHz800; 801; 802 MHz
790; 805; 820 MHz790; 805; 820 MHz
IntermodulationIntermodulation
Wie werden die Parameter bestimmt?Wie werden die Parameter bestimmt?
IntermodulationIntermodulation
Wie werden die Parameter bestimmt?Wie werden die Parameter bestimmt?
Weitere EffekteWeitere Effekte
Störstrahlungen Störstrahlungen Summen- und Differenzprodukte zwischen Summen- und Differenzprodukte zwischen
Harmonischen der Basis- oder Quarzfrequenz (15-30 Harmonischen der Basis- oder Quarzfrequenz (15-30
MHz) und “Resten” der Basisfrequenz werden MHz) und “Resten” der Basisfrequenz werden
unbeabsichtigt in den Vervielfacherstufen erzeugtunbeabsichtigt in den Vervielfacherstufen erzeugt
Jene Harmonische knapp über- und unterhalb der Jene Harmonische knapp über- und unterhalb der
Trägerfrequenzen sind kritischTrägerfrequenzen sind kritisch
Empfänger, welche auf diese Harmonische Empfänger, welche auf diese Harmonische
abgestimmt sind, werden empfindlich gestörtabgestimmt sind, werden empfindlich gestört
Störstrahlungen von QuarzschwingungenStörstrahlungen von Quarzschwingungen
Weitere EffekteWeitere Effekte
AbhilfenAbhilfen
Moderaten Abstand zwischen Sender und Moderaten Abstand zwischen Sender und
Empfangsantennen einhaltenEmpfangsantennen einhalten
““Harmonische” bei der Auswahl der Trägerfrequenzen Harmonische” bei der Auswahl der Trägerfrequenzen
vermeidenvermeiden
Kompatibilität der Trägerfrequenzen durch Kompatibilität der Trägerfrequenzen durch
Rechnerprogramm überprüfen lassenRechnerprogramm überprüfen lassen
Störungen bei EmpfängernStörungen bei Empfängern
Interferenzen mit dem internen Oszillator:Interferenzen mit dem internen Oszillator:
Oszillator eines Empfängers (LO = Local Oscillator) Oszillator eines Empfängers (LO = Local Oscillator)
schwingt z.B. 10,7 MHz unterhalb der Trägerfrequenzschwingt z.B. 10,7 MHz unterhalb der Trägerfrequenz
LO-Frequenz wird aus diesem Empfänger abgestrahltLO-Frequenz wird aus diesem Empfänger abgestrahlt
Übersprechen in anderen Empfänger, welcher auf Übersprechen in anderen Empfänger, welcher auf
dieser Frequenz arbeitetdieser Frequenz arbeitet
Störungen bei EmpfängernStörungen bei Empfängern
Interner Oszillator streut in benachbartes GerätInterner Oszillator streut in benachbartes Gerät
Störungen bei EmpfängernStörungen bei Empfängern
AbhilfenAbhilfen Empfänger getrennt aufstellenEmpfänger getrennt aufstellen
Empfangsantennen räumlich getrennt aufstellenEmpfangsantennen räumlich getrennt aufstellen
Aktive Antennensplitter benutzen, um Aktive Antennensplitter benutzen, um
Antennenanschlüsse voneinander zu isolierenAntennenanschlüsse voneinander zu isolieren
AntennentechnikAntennentechnik
Antennen absorbieren einen Teil der elektrischen Antennen absorbieren einen Teil der elektrischen Feldlinien (T3 Demo)Feldlinien (T3 Demo)
AntennenanzahlAntennenanzahl minimieren minimieren
AntennenspitterAntennenspitter
RichtantennenRichtantennen
„„logarithmisch-logarithmisch-
periodisch“periodisch“
Antennen - AccessoiresAntennen - Accessoires
UA845 UA220
UA870
AntennencombinerAntennencombiner
Wie viel bringt eigentlich ein Antennencombiner ?Wie viel bringt eigentlich ein Antennencombiner ?
T-Stück ?!?T-Stück ?!?
UA220 ?!?UA220 ?!?
PA765 ?!?PA765 ?!?
VergleichsmessungVergleichsmessung
Absetzbare AntennenAbsetzbare Antennen
Antennen brauchen immer einen Massebezug.Antennen brauchen immer einen Massebezug.
Deshalb sind nur Antennen mit integriertem Deshalb sind nur Antennen mit integriertem Massebezug abgesetzt werden.Massebezug abgesetzt werden.
Richtcharakteristik von AntennenRichtcharakteristik von Antennen
Wie Mikrofone haben auch Antennen Wie Mikrofone haben auch Antennen unterschiedliche Richtcharakteristikenunterschiedliche Richtcharakteristiken
Typische VHF AntenneTypische VHF Antenne
Typische UHF AntenneTypische UHF Antenne
RichtantennenRichtantennen
Aktive RichtantenneAktive RichtantenneUA870UA870 Logarithmisch-Logarithmisch-
PeriodischePeriodische
DipolanordnungDipolanordnung
Gewinn etwa 7 dBGewinn etwa 7 dB
3 dB Strahl-breite:3 dB Strahl-breite:
100° (±50°)100° (±50°)- SupernierencharakteristikSupernierencharakteristik
Verstärkung einstellbar (3 oder 10 dB)Verstärkung einstellbar (3 oder 10 dB)
RichtantennenRichtantennen
RichtantenneRichtantennePA705PA705
620 - 870 MHz620 - 870 MHz
7 dB mehr7 dB mehr
Gewinn alsGewinn als
λ /4 - Antenneλ /4 - Antenne
StativadapterStativadapter
( 5/8 in. ) im( 5/8 in. ) im
LieferumfangLieferumfang
RichtantenneRichtantenne
AufstellungAufstellung
AntennenpolarisationAntennenpolarisation
Ähnlich wie bei Lautsprecher Arrays, gibt es auch Ähnlich wie bei Lautsprecher Arrays, gibt es auch bei Antennen Polarisationseffektebei Antennen Polarisationseffekte
Für uns interessant:Für uns interessant: Horizontale PolarisationHorizontale Polarisation
Vertikale Polarisation Vertikale Polarisation
Abgestrahlte LeistungAbgestrahlte Leistung
Die im Datenblatt angegebene abgestrahlte Die im Datenblatt angegebene abgestrahlte Leistung ist kein oder nur ein sehr bedingtes Maß Leistung ist kein oder nur ein sehr bedingtes Maß für die Reichweitefür die Reichweite
Angaben meist in mW, im HF Bereich sind aber Angaben meist in mW, im HF Bereich sind aber Angaben in dB sinnvoller.Angaben in dB sinnvoller.
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER RECEIVER
Antennen in Vertikale oder 45° Position bringen
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER
WA470
RECEIVERRECEIVER RECEIVER
Passive Antennenweiche bei zwei Empfängern verwenden
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
WA440
WA404E
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
Aktive Antennenweiche bei mehrerenEmpfängern verwenden
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
Minimalen Abstand (¼ λ) zwischen abgesetzten Antennen in Diversity Systemen nicht unterschreiten:– Optimal ist 1/2 bis 1 Wellenlänge λ des Signals:– Beispiel VHF: 0,9 m - 1,8 m bei 170 MHz
0,65 m - 1,3 m bei 230 MHz
Bei zu großen Abständen der Antennen geht der Diversity-Effekt verloren, die zweite Antenne ist keine Alternative mehr.
Immer hochwertige Antennenkabel verwenden
RECEIVER RECEIVER
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER
RECEIVER
Empfänger möglichst weit oben im Rack montieren
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER RECEIVER
DIGITALPROCESSOR
COMPUTER
LIGHTCONTROLLER
DIGITALPROCESSOR
COMPUTER
LIGHTCONTROLLER
Abstand zu Störquellenmaximieren
Sender auf gleicher FrequenzSender auf gleicher Frequenz
Niemals zwei Sender gleichzeitig auf identischen Niemals zwei Sender gleichzeitig auf identischen Frequenzen betreiben.Frequenzen betreiben.
Abstand Antennen zu MetallAbstand Antennen zu Metall
Mindestabstand Mindestabstand der Antennen zu der Antennen zu Metall-Metall-konstruktionen konstruktionen Traversen, Traversen, Stahlbetonwände: Stahlbetonwände:
1m1m min. 1 m
Sender Sender Empfänger Empfänger
Abstand immer Abstand immer geringst möglich, aber geringst möglich, aber nicht näher als 3m. nicht näher als 3m. Sonst können Sonst können vermehrt IM-Produkte vermehrt IM-Produkte generiert werden.generiert werden.
min. 3m
Praktischer UmgangPraktischer Umgang mit mit drahtlosen Mikrofonsystemedrahtlosen Mikrofonsysteme
SHURE Europe GmbHSHURE Europe GmbHHeadquarters Europe, Middle East & AfricaHeadquarters Europe, Middle East & Africa
ApplicationsApplications
Wannenäckerstraße 28Wannenäckerstraße 28
D-74078 HeilbronnD-74078 Heilbronn
Tel: +49-7131-7214 - 0Tel: +49-7131-7214 - 0
Fax: +49-7131-7214 - 14Fax: +49-7131-7214 - 14
Email: [email protected]: [email protected]