Радиосистемы. Часть 2 r_system_2 Full view

Радиосистемы. Часть 2

 

Несмотря на то, что популярность радиомикрофонов продолжает расти, нельзя отрицать, что они предоставляют больше возможностей для возникновения проблем, чем их проводные коллеги. Вдобавок к обычным «акустическим» заботам, которые сопровождают работу с любым микрофоном, возникают осложнения с радиопередачей сигнала, помехами, выбором частоты, батарейками и прочими нюансами. И технические усовершенствования беспроводных систем совершенно не успевают за уплотнением (перегруженностью) частотного диапазона, внедрением цифрового телевидения и другими новыми сложностями.

Так, сотни тысяч беспроводных систем, эксплуатируемых в США, являются убедительным свидетельством того, что жизнь людей, использующих радиомикрофоны, не будет становиться легче. Несмотря на это, многие проблемы, с которыми сталкиваются пользователи радиосистем, в значительной мере решаемы и случаются преимущественно из-за недосмотров, ошибок и неправильного понимания.

Разрешение распространённых проблем, рассмотренных ниже, в значительной мере улучшит надежность беспроводных систем и во многом предопределит их уверенную безаварийную работу в будущем.

Проблема: планирование и координация частот

Радиосистемы делят частотный диапазон с ТВ-станциями и другими зарегистрированными пользователями участниками вещания разного типа. В результате весьма вероятно возникновение помех, если не были приняты соответствующие меры предосторожности.

Решение: первый шаг – определить телеканалы, вещающие в местном эфире. Когда станут известны местные частоты вещания телеканалов, их нужно сравнить с частотами радиомикрофонов. Если они пересекаются, частоту радиосистемы нужно сменить. Это довольно просто для систем с переключением частот, и ещё проще для систем, способных сканировать эфир в поисках свободной частоты. Но если у вас радиомикрофон с фиксированной частотой, сделать это довольно затруднительно.

Несмотря на все неудобства, радиосистемы не должны использоваться на частотах, занятых телеканалами. И не столько из-за практически неизбежных помех, сколько из-за незаконности подобной практики.

Проблема: интермодуляция

Радиосистемы могут испытывать серьезные помехи, даже когда работают на свободной частоте. Это происходит по вине интермодуляционных искажений – в основном, из-за двух сильных сигналов, «складывающихся» в приемнике радиосистемы с образованием помех.

intermod

Здесь показан один из вариантов интермодуляции: частоты сигналы от двух радиомикрофонов, работающих на разных частотах, складываются и «забивают» сигнал третьего.

В общем случае, этот тип помех встречается чаще, чем прямые помехи от другого передатчика на той же частоте. Возникновение интермодуляции обычно вызвано работой других радиосистем, или радиосистемой вкупе с сигналами местной телевещательной станции.

Даже одиночные системы могут быть подвержены этому явлению, но вероятность появления проблем растет в геометрической прогрессии с увеличением числа радиомикрофонов в одновременном использовании, плюс количество активных в данный момент телеканалов аналогового ТВ.
К тому моменту, когда работают уже 8+ радиосистем, и 6+ телеканалов, поиск пригодной к использованию частоты становится весьма серьёзным испытанием.

Решение: частоты одной или нескольких радиосистем нужно сменить. В общем-то, другого практического решения нет.

Опять-таки, радиомикрофоны с переключением частоты и радиосистемы с «автоподбором» частот могут быть весьма полезны. Однако, любая частота потенциально может взаимодействовать с любой другой, и смена одной частоты, решающая проблему в одном месте, может создать её в другом. Или сразу в нескольких местах.

Поэтому критически важно, чтобы при смене или поиске частоты, все источники радиосигналов в этом месте были включены и работали!
Как только свободная частота для одной радиосистемы найдена, эта система остается включенной и проверяется следующая, пока не заработают одновременно все. Иначе ситуация быстро превращается в путаницу настроек и перенастроек настроек, «фантомных» проблем, неразбериху и полный крах.

Некоторые производители предлагают поддержку в выборе частот для использования, и, как всегда, не стесняйтесь привлекать к помощи вашего поставщика звукового оборудования.

Вдобавок, существуют легкодоступные программные пакеты, разработанные для расчета рабочих частот во избежание интермодуляции.
Некоторые изготовители радиомикрофонов предлагают собственные программы такого рода, существуют варианты и от сторонних фирм. Часто, решения от последних обладают большей гибкостью – предлагают координацию нескольких типов систем от разных изготовителей.

Проблема: антенны заслонены или закрыты чем-либо

Для того, чтобы правильно излучить радиоволну, антеннам необходим значительный объем свободного пространства вокруг, они не должны быть загромождены.

Решение: для эффективной работы, антенны радиосистем следует держать подальше от металлических предметов, которые ослабляют и искажают радиосигнал, что уменьшает дальность действия. Что касается поясных передатчиков, антенну следует располагать подальше от микрофонного кабеля, корпуса передатчика, и, в идеале, от тела человека, на котором она закреплена.

Если примотать антенны к корпусу приемника или к кабелю, как это иногда делают «для надёжности», дальность уверенного приёма критически сокращается. Кожа и тело человека могут поглощать энергию радиоволн, поэтому лучше располагать корпус передатчика и антенну подальше от тела. Затем, антенны приёмника нужно вытянуть в сторону от его корпуса, впрочем, как и от других антенн, рэков, другого оборудования, и, опять-таки, металлических объектов.

Крупные металлоконструкции (например, трубопроводы) могут создавать серьёзные интерференционные проблемы. Лучше всего монтировать приёмники в верхней части рэковых стоек, чтобы антенны можно было вытянуть вверх подальше от самого рэка и прочего оборудования. Использование приёмников с антеннами, закрепленными сзади, внутри металлического рэка почти всегда имеет результатом очень слабый приём сигнала.

В случае установки нескольких приёмников обычная практика – расположить антенны на передней панели приёмников в форме буквы «V», причём все антенны параллельны. Это тоже ухудшает дальность действия. В этом случае все они работают вместе, и получается что-то вроде ТВ-антенны, направленной вверх.

Хуже всего, если антенны двух ресиверов соприкасаются. Это не только сокращает радиус уверенного приёма, но и значительно увеличивает вероятность появления помех. В подобной ситуации лучшим решением будет одна общая пара антенн, подключенных к антенному сплиттеру, раздающему сигнал на все приёмники в стойке.

Проблема: путь распространения радиосигнала

Путь сигнала от передатчика до приёмника должен быть свободен. Иногда говорят «свободная линия прямой видимости», но имейте в виду, что свет по прямой может пройти через маленькое отверстие, а вот радиоволна – нет.

Решение: необходимо свободное место вокруг антенн – для прохождения радиоволны необходимо значительное пространство. Количество необходимого пространства зависит от частоты – чем ниже частота, тем больше требуется пространства.

Вообразите пустой воздушный туннель, соединяющий передатчик с приёмником. Для UHF-систем достаточный диаметр этого туннеля составляет около трёх футов (?90 см), но для систем диапазона VHF он будет, по меньшей мере, вдвое больше. И не должно быть никаких металлических объектов – сценических конструкций, лесов, стальных балок, кабелей, стоек и шкафов, труб и пр. – в пределах этого пространства.

В частности, следует избегать крупных плоских металлических объектов вроде больших труб и воздуховодов, ряда из шкафов, кузова грузовика, и подобных вещей, расположенных параллельно пути распространения сигнала. Даже если они не преграждают прямой путь радиосигнала, они могут работать как зеркало, отражая радиоволны и создавая интерференцию. Системы с диверситивным приемом помогают избежать пропадания сигнала в этой ситуации, но радиус их действия всё равно может значительно уменьшиться.

Проблема: длинные антенные кабели

Иногда необходимо или желательно расположить антенны на удалении от приёмников. Для соединения удалённых антенн со входами приёмников используются радиочастотные коаксиальные кабели. Однако обычно эти кабели создают значительные потери сигнала, что уменьшает рабочую дистанцию радиосистем. Величина потерь зависит от длины, конструкции и качества кабеля и от рабочей частоты.

Потери даже в высококачественном кабеле RG-58 составляют около 8 дБ на 100 футов (?30,5 м) при 200 МГц, и около 17 дБ при 700 МГц. И так как каждые 6 дБ потерь уменьшают дальность приёма вдвое, дистанция уверенного приёма при использовании такого 100-футового кабеля составит 40% от нормальной на 200 МГц и лишь 14% от нормальной на 700 МГц.

Кабели RG-58 премиум-категории, например Belden 7086R, ведут себя лучше, ослабляя сигнал на 4,7 дБ при 200 МГц и на 8,9 дБ при 700 МГц. Тем не менее, на 700 МГц всего лишь 68 футов (?20,7 м) такого кабеля урежут рабочую дистанцию вдвое.

Решение: если прокладка длинного кабеля необходима для правильной работы вашей беспроводной системы, экономить на стоимости самых качественных из доступных кабелей – это плохое решение. Для наилучших результатов следует использовать кабели премиум-категории с пористым диэлектриком, вроде Belden 9913. Потери сигнала в этом кабеле на 100 футов составляют всего лишь 1,8 дБ при 200 МГц и 3,6 дБ при 700 МГц.
Вообще, предпочтительнее протянуть аудиокабели к удалённым приёмникам, оставляя радиочастотные кабели короткими. Это особенно верно для кабельных трасс длиной более 75 футов (?23 м). Если расположить приёмники на удалении не представляется возможным, выбирайте высококачественные кабели с низкими потерями, упомянутые выше.

Можно также использовать линейные радиочастотные усилители, чтобы усилить сигнал перед длинным участком кабельной трассы. Этим устройствам необходимо питание, и они стоят денег. Поэтому прежде чем думать о них, как о хорошей идее, продумайте, как можно скомпоновать систему так, чтобы избежать использования усилителей, и при этом свести потери в кабелях к минимуму.

Проблема: батарейки

BatteriesБанально, но факт и, конечно же, причина №1 проблем с радиомикрофонами по всему миру! К счастью, это проще всего исправить.
Самая распространенная причина маленького времени работы батареек — это их низкое качество или истекший срок годности, вместе с перемешиванием старых и новых батареек, или простой потерей счета времени, сколько используется эта батарейка.

Некоторые звукоинженеры не понимают того, что если передатчик включен, он расходует энергию даже если не используется, и кнопка «Mute» не влияет на потребление тока.

Решение: Проверяйте батарейки в передатчике перед каждым использованием. Заведите себе тестер для батареек, который поможет отличить хорошую батарейку от плохой. И если сомневаетесь – ставьте свежие!

Брендовые батарейки, вроде Duracell и Eveready, это беспроигрышный вариант. Несмотря на то, что батарейки под маркой торговой сети могут быть почти так же хороши, продолжительность их работы может значительно варьироваться от покупке к покупке. Убедитесь в том, что на батарейках, которые вы покупаете, проставлена дата, и не берите те, у которых осталось меньше трёх лет срока годности. И никогда не используйте угольно-цинковые или солевые батарейки; со многими из них современные радиомикрофоны даже не смогут включиться.

Обычно техники не рекомендуют использовать аккумуляторы, и на это есть веские основания. Аккумуляторы обычно имели более низкую ёмкость, чем щелочные батарейки, и их время работы было небольшим. Это особенно верно для 9-вольтовых аккумуляторов, время работы которых по сравнению с щелочными аналогами было просто ничтожным. За последние пять лет, технология аккумуляторных батарей значительно улучшилась. Современные NiMH (никель-металлгидридные) и LiPoly (литий-полимерные) аккумуляторы во всём так же хороши, как и щелочные батарейки, а в некоторых случаях даже лучше.

Тем не менее, важно понять, что использование аккумуляторов добавляет сложностей – необходим чёткий план действий, диктующий, как их заряжать, проверять, и утилизировать, когда придёт их время. Делая всё это, можно сэкономить значительные суммы, и так будет лучше для окружающей среды.

Окончание следует.

lsj16x16

По материалам профессиональной прессы. Перевод — Игорь Бурлак.

Часть 1.
Часть 3.

Обсуждение