Praktischer Umgang mit drahtlosen Mikrofonsystemen

1. Praktischer Umgangmit drahtlosen Mikrofonsystemen SHURE Europe GmbHHeadquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214 - 0 Fax: +49-7131-7214 - 14 Email: support@shure.De

2. Funktionsblöcke Sender • Mikrofonvorverstärker • bei Shure Bestandteil der abnehmbaren Mikrofonkapsel • Pegel- und Impedanzanpassung • Gleichspannung für Kondensatorelemente • “Pre-emphasis” (Vorverzerrung / Höhenanhebung) für Rauschunterdrückungssystem

3. Pre-Emphasis zur Rauschunterdrückung • Ein typisches Audiosignal enthält mehr tieffrequente Energie. • Im Gegensatz dazu enthält typisches Rauschen mehr Energie im hochfrequenten Bereich.  Der Signal-Rausch-Abstand nimmt bei höherer Frequenz ab

4. Sender: Kompressor • Erster Teil des "companding"-Systems Ursprüngl.Dynamik- 2:1 Kompression bereich ReduzierterDynamikbereich • Ziel ist eine Anhebung des Trägersignals gegenüber dem Rauschpegelim HF Schaltungsteil 

5. Kompressor - Expander

6. PLL-Sender ANTENNA Limiter FrequenzSynthesizer AUDIO RF Filter RF Amp Compander VoltageControlledOscillator MicAmp BatterySensorCircuit Spannungs Regler +9V IN • Blockschaltbild

7. Funktionsblöcke eines Empfängers

8. Funktionsblöcke Empfänger • Interner Oszillator (LO = Local Oscillator) • Schwingt in einem festen Abstand über oder unter der Trägerfrequenz (z.B. VHF: 10,7MHz unter der Trägerfrequenz; PSM700: 110,6 MHz über der Trägerfrequenz) • Wird entweder Quarz- oder PLL- gesteuert gebildet

9. ANTENNA Front End Mixer ZFFilter FMDetector ZF Amp LocalOscillator Expander Audio Amp Audio-Signal

10. Berechenbare Störungen

11. Intermodulationseffekte • Ursprung: • Ein Signal in einem nicht linearen Übertragungssystem produziert Vielfache seiner Eigenfrequenz (Oberschwingungen, Harmonische) • Mehrere Signale rufen zusätzlich Summen- und Differenzsignale hervor. • Die Harmonischen können ihrerseits mit den Summen- und Differenzsignalen weitere Kombinationen bilden.

12. Übertragungssysteme • linear • nicht linear Output Output Input Input

13. Nichtlineares System • Erzeugung von harmonischen Schwingungen

14. Intermodulationseffekte • Intermodulationseffekte “2. Ordnung”: • werden durch zwei Signale produziert oder sie sind das zweifache (zweite Harmonische) der Grundfrequenz: • z.B.: f1 + f2 = fintermod • oder f1 + f1 = 2 • f1 = fintermod

15. Intermodulationseffekte • Intermodulationseffekte “3. Ordnung”: • werden • entweder durch drei Signale hervorgerufen z.B.: f1 + f2 - f3 = fintermod • oder durch Signale und Harmonische verursacht z.B.: 2 • f1 - f2 = fintermod • oder sie sind das dreifache (dritte Harmonische) der Grundfrequenz

16. Intermodulation 2. Ordnung • Beispiel: Summen- und Differenzsignal bei zwei Frequenzen 800 MHz Summe nicht linearer Schaltkreis 1601 MHz 801 MHz Differenz 1 MHz

17. Intermodulation 3. Ordnung • Signale bei zwei Frequenzen 2401 MHz nicht linearer Schaltkreis (800x2+801) (800x2-801) (801x2-800) (801x2+800) 800 MHz 799 MHz 802 MHz 801 MHz 2402 MHz

18. Intermodulation 801 x 2 = 1602 800 MHz 1602 – 800 = 802 ! 800 MHz 801 MHz 801 MHz 802 MHz 802 MHz • Einspeisung zweier Sender in einen Empfänger

19. Intermodulation bei Sendern • Eng benachbarte Sender können ineinander Intermodulationseffekte hervorrufen. • Das Intermodulationsprodukt wird zusammen mit dem Originalsignal gesendet. • Instabilität oder Verstimmung des Ausgangs stört den Sendebetrieb.

20. Intermodulation 3. Ordnung Pegel [dB] IM3 Produkt Abstand [m] • Abhängigkeit vom Abstand zweier Sender

21. Intermodulation • Konsequenzen • IM-Produkte können in • Sendern, • Antennenverstärkern und • Empfängern generiert werden. • IM-Produkte 3. Ordnung sind am kritischsten • IM-Produkte sind vorhersehbar

22. Intermodulation • Anzahl der Intermodulationsprodukte 3. Ordnung:

23. Intermodulation bei Sendern • Abhilfe: • Gut abgeschirmte Sender benutzen • Enges räumliches Platzieren von Sendern vermeiden. (Sender immer mindestens 0,5 m voneinander entfernt platzieren)

24. Intermodulation • Wie verhält sich UHF-R?=> Beispiel

25. Intermodulation Selected frequency Selected frequency filter filter Effective bandwidth Effective bandwidth 60 MHz 60 MHz • Track Tuning

26. Intermodulation • Beispiel800; 801; 802 MHz790; 805; 820 MHz

27. Intermodulation • Wie werden die Parameter bestimmt?

28. Intermodulation • Wie werden die Parameter bestimmt?

29. Weitere Effekte • Störstrahlungen • Summen- und Differenzprodukte zwischen Harmonischen der Basis- oder Quarzfrequenz (15-30 MHz) und “Resten” der Basisfrequenz werden unbeabsichtigt in den Vervielfacherstufen erzeugt • Jene Harmonische knapp über- und unterhalb der Trägerfrequenzen sind kritisch • Empfänger, welche auf diese Harmonische abgestimmt sind, werden empfindlich gestört

30. Störstrahlungen von Quarzschwingungen

31. Weitere Effekte • Abhilfen • Moderaten Abstand zwischen Sender und Empfangsantennen einhalten • “Harmonische” bei der Auswahl der Trägerfrequenzen vermeiden • Kompatibilität der Trägerfrequenzen durch Rechnerprogramm überprüfen lassen

32. Störungen bei Empfängern • Interferenzen mit dem internen Oszillator: • Oszillator eines Empfängers (LO = Local Oscillator) schwingt z.B. 10,7 MHz unterhalb der Trägerfrequenz • LO-Frequenz wird aus diesem Empfänger abgestrahlt • Übersprechen in anderen Empfänger, welcher auf dieser Frequenz arbeitet

33. Störungen bei Empfängern • Interner Oszillator streut in benachbartes Gerät

34. Störungen bei Empfängern • Abhilfen • Empfänger getrennt aufstellen • Empfangsantennen räumlich getrennt aufstellen • Aktive Antennensplitter benutzen, um Antennenanschlüsse voneinander zu isolieren

35. Antennentechnik • Antennen absorbieren einen Teil der elektrischen Feldlinien (T3 Demo)  Antennenanzahl minimieren

36. Antennen - Accessoires • Antennenspitter • Richtantennen „logarithmisch-periodisch“ UA845 UA220 UA870

37. Antennencombiner • Wie viel bringt eigentlich ein Antennencombiner ? • T-Stück ?!? • UA220 ?!? • PA765 ?!?  Vergleichsmessung

38. Absetzbare Antennen • Antennen brauchen immer einen Massebezug. • Deshalb sind nur Antennen mit integriertem Massebezug abgesetzt werden.

39. Richtcharakteristik von Antennen • Wie Mikrofone haben auch Antennen unterschiedliche Richtcharakteristiken

40. Typische VHF Antenne

41. Typische UHF Antenne

42. Richtantennen • Aktive RichtantenneUA870 • Logarithmisch-PeriodischeDipolanordnung • Gewinn etwa 7 dB • 3 dB Strahl-breite:100° (±50°) • Supernierencharakteristik • Verstärkung einstellbar (3 oder 10 dB)

43. Richtantennen • RichtantennePA705 • 620 - 870 MHz • 7 dB mehrGewinn alsλ /4 - Antenne • Stativadapter( 5/8 in. ) imLieferumfang

44. Richtantenne

45. Aufstellung

46. Antennenpolarisation • Ähnlich wie bei Lautsprecher Arrays, gibt es auch bei Antennen Polarisationseffekte • Für uns interessant: • Horizontale Polarisation • Vertikale Polarisation

47. Abgestrahlte Leistung • Die im Datenblatt angegebene abgestrahlte Leistung ist kein oder nur ein sehr bedingtes Maß für die Reichweite • Angaben meist in mW, im HF Bereich sind aber Angaben in dB sinnvoller.

48. Häufige Fehler beim Betrieb  Antennen in Vertikale oder 45° Position bringen  RECEIVER RECEIVER

49. Häufige Fehler beim Betrieb  WA470 RECEIVER RECEIVER RECEIVER RECEIVER Passive Antennenweiche bei zwei Empfängern verwenden 

50. Häufige Fehler beim Betrieb  Aktive Antennenweiche bei mehrerenEmpfängern verwenden  WA440 WA404E RECEIVER RECEIVER RECEIVER RECEIVER RECEIVER RECEIVER RECEIVER RECEIVER