在無(wú)線系統(tǒng)中,即使導(dǎo)致接收機(jī)較差信噪比輸出還有其它一些普遍的原因,無(wú)經(jīng)驗(yàn)的用戶經(jīng)常抱怨“干擾信號(hào)”是引發(fā)噪音的關(guān)鍵。射頻信號(hào)(無(wú)線電射頻干擾)是最模糊不清的一個(gè)過(guò)程。關(guān)于無(wú)線話筒系統(tǒng),干擾通常定義為引發(fā)失真或噪音的非預(yù)期性射頻信號(hào)。它也會(huì)限制操作范圍和失真。干擾會(huì)從外部射頻信號(hào)源,比如電視廣播中產(chǎn)生,或者可在無(wú)線系統(tǒng)本身中產(chǎn)生。在同一位置操作多個(gè)系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生干擾。對(duì)于更加復(fù)雜的問(wèn)題,干擾也可能是由所有這些干擾源相結(jié)合所產(chǎn)生出來(lái)的。
在單一通道的無(wú)線系統(tǒng)中,干擾通常來(lái)自于一個(gè)外部射頻信號(hào)或靠近接收機(jī)的射頻噪音。這種類型的音頻射頻干擾通常源自系統(tǒng)載頻上的信號(hào),或位于接收機(jī)內(nèi)部工作的中頻頻點(diǎn)上。在多通道無(wú)線系統(tǒng)中,由于無(wú)線系統(tǒng)自身在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)可以產(chǎn)生射頻干擾,無(wú)線電信號(hào)干擾是相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題。
多通道無(wú)線系統(tǒng)總是需要較高性能的設(shè)備,而不同于簡(jiǎn)單的一兩個(gè)通道系統(tǒng),原因如下:
1.不論是單通道還是多通道配置,來(lái)自外部信息源的干擾對(duì)任何無(wú)線系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)問(wèn)題。在多個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)中,存在許多外部射頻頻率干擾的可能性。
2.除了外部射頻頻率干擾問(wèn)題,存在由多個(gè)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)自身產(chǎn)生的“系統(tǒng)內(nèi)部”射頻頻率干擾問(wèn)題。這些“系統(tǒng)內(nèi)部”射頻頻率干擾問(wèn)題通常很多,并且比外部射頻頻率干擾問(wèn)題更難解決。
3.此外,外部干擾源與系統(tǒng)內(nèi)的正常射頻信號(hào)相結(jié)合以引發(fā)額外的問(wèn)題。
理論上講將無(wú)線頻率的間距加大來(lái)避免諸多問(wèn)題是可能的,然而這也同時(shí)限制了任意位置中無(wú)線系統(tǒng)最大可同時(shí)使用的頻點(diǎn)數(shù)量。如果在某一位置使用者需要大量的通道,那么其中的某些通道將會(huì)被放置得非常緊湊。就單獨(dú)的無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),這將劃分得清晰明了。
頻率干擾的外部來(lái)源
無(wú)線話筒系統(tǒng)在FCC(聯(lián)邦通訊委員會(huì))分配的特殊說(shuō)明的頻段中工作。每個(gè)人都想獲得更多的頻段空間,各種射頻設(shè)備在任何允許的功率強(qiáng)度下為他們工作。這類應(yīng)用包括無(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),遙控系統(tǒng),通信系統(tǒng),視頻信號(hào),數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)鹊。?jiǎn)單的事實(shí)是,可用的頻譜也是一種有限資源,無(wú)法滿足所有的需求。因此,留給我們的就只剩下“共享的頻譜空間”,在那里,無(wú)線話筒系統(tǒng)使用與其它“重要”用戶一樣的頻段。
無(wú)線話筒系統(tǒng)通常工作在從150MHz到216MHz的幾個(gè)頻段中,這包括VHF電視通道7至13,或在470MHz到806MHz的UHF頻段(電視通道14到69)。在撰寫(xiě)這本手冊(cè)之時(shí),電視通道60到69(746到806MHz)重新劃分給其他應(yīng)用設(shè)備。另外,從470到約516MHz的頻段也重新劃分給公用安全應(yīng)用設(shè)備。更多頻譜使用的需求逐漸增加,而無(wú)線話筒的可用頻譜卻日漸減少。
電視頻段之上是UHF頻譜的另一部分,從902到928MHz。此上部UHF頻段是由大多數(shù)不同應(yīng)用設(shè)備(從車庫(kù)開(kāi)門器和業(yè)余無(wú)線電到家庭用無(wú)線電話)所使用的“通用”頻段。一般上來(lái)說(shuō),902到928MHz之間的頻段對(duì)無(wú)線話筒系統(tǒng)不是一個(gè)很好的選擇,尤其是頻繁更換地點(diǎn)的專業(yè)音頻應(yīng)用。實(shí)質(zhì)上,該頻段中肯定有干擾。
由于多通道無(wú)線話筒系統(tǒng)經(jīng)常使用不活躍的電視通道,在特殊地區(qū)運(yùn)行多通道系統(tǒng)時(shí),你首先要考慮的一個(gè)因素通常包括分析本地電視臺(tái)。如果你嘗試用無(wú)線話筒系統(tǒng)與本地電視臺(tái)傳輸以相同的頻點(diǎn)工作,靠電池供電的發(fā)射機(jī)信號(hào)不太可能會(huì)壓過(guò)本地電視臺(tái)發(fā)出的信號(hào)(它可是靠胡佛大壩供電的!)。由于數(shù)字電視在廣播中出現(xiàn),加上模擬電視廣播信號(hào)保持活躍,可用的頻段極大地減少了。
也有許多商業(yè)無(wú)線廣播服務(wù)共享非廣播VHF頻譜,在頻率上與無(wú)線話筒分配的頻率相當(dāng)接近。這種類型的干擾幾率較少,通常會(huì)導(dǎo)致某種程度的頻率互調(diào),而不太會(huì)對(duì)無(wú)線話筒的工作頻率形成直接干擾。外部直接干擾源還可以出自雙向?qū)χv機(jī)通話系統(tǒng),CCTV系統(tǒng)中有漏縫的電纜,臨時(shí)安裝的無(wú)線系統(tǒng),無(wú)線內(nèi)部通訊系統(tǒng)以及許多其它的無(wú)線設(shè)備。
頻率干擾的外部來(lái)源
除了來(lái)自外部無(wú)線電設(shè)備的直接信號(hào),也存在大量其他的頻率干擾源、這種干擾源被稱作“人類產(chǎn)生的噪聲”。這種干擾通常是寬頻段射頻噪音,它由許多不同類型的設(shè)備所產(chǎn)生,其中包括切換電源、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備以及各種類型的電力設(shè)備。定位出自這些類型的干擾源的方法通常是一次關(guān)掉一個(gè)設(shè)備,并且在排除過(guò)程中找出事故原因。
對(duì)無(wú)線系統(tǒng)做“聲音檢測(cè)”就像檢測(cè)聲音系統(tǒng)本身一樣必要。通常電視臺(tái)每天以連續(xù)的載頻信號(hào)24小時(shí)進(jìn)行工作,因此,如果射頻信號(hào)是由本地電視傳輸所引發(fā)的問(wèn)題,它將是個(gè)常量。然而,商業(yè)無(wú)線電服務(wù)通常在晚上5點(diǎn)到8點(diǎn)的上班時(shí)間進(jìn)行工作,因此晚上的時(shí)間普遍沒(méi)有無(wú)線電信號(hào)的干擾。地區(qū)中其它無(wú)線電信號(hào)(存在許多這樣的信號(hào))可能會(huì)在任何時(shí)刻工作,所以你不能簡(jiǎn)單地預(yù)測(cè)它們何時(shí)會(huì)產(chǎn)生干擾射頻信號(hào)。
最好的方法就是選擇不受干擾的電視通道,制訂完善的系統(tǒng)頻率協(xié)調(diào)方案并且只使用最高選擇性的、可以提供很好的互調(diào)和鏡像及衍生頻率干擾抑制的接收機(jī)進(jìn)行工作。如果你不了解如何評(píng)價(jià)一臺(tái)特殊接收機(jī)的選擇性或IM抑制能力,可以打電話給生產(chǎn)廠商。如果他們不能給你詳盡的解釋,你應(yīng)該尋求其它的解決辦法,因?yàn)檫@是任何無(wú)線話筒接收機(jī)最基本的方面之一。在廣告中做“大肆宣傳”是一件事,而值得信賴的射頻性能表現(xiàn)則是另一回事。
互調(diào)
所有的有源設(shè)備,比如晶體管,都是非線性的。當(dāng)兩個(gè)或更多的信號(hào)以任何強(qiáng)度同時(shí)出現(xiàn)在非線性的電子設(shè)備中時(shí),就會(huì)發(fā)生“互調(diào)”現(xiàn)象。在音頻放大器中,可以稱之為“互調(diào)失真”或“IM失真”。例如,如果兩個(gè)信號(hào)在電路組件中位于同一個(gè)點(diǎn)上,一個(gè)疊加和差頻信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生。這稱作二次互調(diào),由于包含兩個(gè)信號(hào),每個(gè)頻率的一次諧波就是其頻率本身。
互調(diào)
在這個(gè)二次互調(diào)的例子中,頻率(89和98MHz)屬于商業(yè)調(diào)頻無(wú)線電頻段。一般來(lái)說(shuō),即使商業(yè)調(diào)頻無(wú)線電頻段已經(jīng)十分飽和,發(fā)射機(jī)通常發(fā)射出50千瓦的功率,但由于這些頻點(diǎn)離無(wú)線接收機(jī)的工作頻點(diǎn)很遠(yuǎn),所以接收機(jī)前級(jí)IF濾波器可以很輕松地將其過(guò)濾掉。因此,在該例子中185MHz的理論信號(hào)事實(shí)上從未在接收機(jī)上產(chǎn)生。除了在兩種例外的情況下(這兩種情況將在這章題為RFINSYSTEM中予以討論),像這樣來(lái)自兩個(gè)外部干擾源的二次互調(diào)很少在接收機(jī)上引發(fā)問(wèn)題。
即使具有很高選擇性的接收機(jī)接收前級(jí)也不能絕對(duì)避免“三次互調(diào)諧波”所造成的問(wèn)題。在三次互調(diào)諧波的情況下,很多干擾信號(hào)同時(shí)離得很近并且接近于接收機(jī)的工作頻點(diǎn)。這種情況下,干擾頻率會(huì)恰好通過(guò)接收機(jī)上的前級(jí)濾波器并在第一個(gè)混頻器中產(chǎn)生互調(diào)信號(hào)。
三次互調(diào)諧波會(huì)發(fā)生在三個(gè)信號(hào)的進(jìn)行混合的過(guò)程中,或者一個(gè)信號(hào)與另一個(gè)信號(hào)的二次諧波的混合中。在無(wú)線系統(tǒng)中這主要出現(xiàn)在兩種地方;接收機(jī)的第一個(gè)混頻器上和幾個(gè)發(fā)射機(jī)之間。如果兩個(gè)發(fā)射機(jī)彼此間距只有幾英尺,發(fā)射機(jī)的輸出階段會(huì)將兩個(gè)信號(hào)混合而產(chǎn)生有趣的結(jié)果。
三次互調(diào)諧波
在這個(gè)三次互調(diào)諧波例子中,184MHz的二次諧波與185MHz進(jìn)行混合,產(chǎn)生一個(gè)剛好是183MHz的信號(hào)。由于183MHz的接收機(jī)會(huì)對(duì)這個(gè)互調(diào)信號(hào)和其自身發(fā)射機(jī)所發(fā)出的183MHZ信號(hào)同時(shí)做出響應(yīng),顯然這將對(duì)工作頻率為183MHz的無(wú)線系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。無(wú)線電信號(hào)通過(guò)第二次、第三次、第四次、第五次、第六次、甚至是第七次組合以產(chǎn)生不同互調(diào)信號(hào)。
在花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)頻率協(xié)調(diào)并根據(jù)產(chǎn)地情況將天線最優(yōu)化的進(jìn)行安裝固定后,多通道無(wú)線系統(tǒng)能可靠地工作。如果你只使用專為多通道環(huán)境設(shè)計(jì)的高品質(zhì)接收機(jī),可靠性因素會(huì)得到顯著提高。接收機(jī)上的性能說(shuō)明會(huì)有點(diǎn)含糊,但是,在最重要的說(shuō)明中,多通道能力主要是通過(guò)選擇性和三次諧波抑制兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)的。
選擇性是一個(gè)衡量接收機(jī)前級(jí)濾波器帶寬和IF濾波器性能的指標(biāo)。一個(gè)出色的接收機(jī)前級(jí)接收帶寬指標(biāo)是在載頻信號(hào)周圍+/-7MHz范圍內(nèi),可以抑制超過(guò)的20分貝的射頻干擾。通常,使用位于IF頻率兩邊的、半功率(-3dB)點(diǎn)之間的帶寬數(shù)值來(lái)評(píng)價(jià)IF濾波器的性能。目前市面上可以見(jiàn)到的最高選擇性、固定頻點(diǎn)的接收機(jī)具有少于50KHz的IF帶寬和在帶寬為90KHz時(shí)60分貝的干擾抑制能力。高性能的寬頻帶系統(tǒng)使用寬頻偏,如+/-75kHz,這要求IF濾波器帶寬應(yīng)有幾百赫茲以避免失真。
“三次諧波抑制”是指需要導(dǎo)致與接收機(jī)內(nèi)部工作信號(hào)相同強(qiáng)度(三次互調(diào)諧波)的干擾信號(hào)的輸入強(qiáng)度。不錯(cuò)的接收機(jī)會(huì)有一個(gè)三次諧波抑制規(guī)定,大約為-15dBm。目前市面上可以見(jiàn)到的最佳接收機(jī)的三次諧波抑制規(guī)定約為+10dBm或更高。
發(fā)射機(jī)中的射頻信號(hào)
顯然,如果兩個(gè)無(wú)線系統(tǒng)的頻率彼此很接近(少于400KHz),它們會(huì)在接收機(jī)中產(chǎn)生可聽(tīng)見(jiàn)的干擾信號(hào),或者會(huì)極大地減少一個(gè)或兩個(gè)系統(tǒng)的操作范圍。然而,即使在頻點(diǎn)上分得很開(kāi)的接收機(jī)也會(huì)產(chǎn)生噪音。晶體控制、非合成頻率的發(fā)射機(jī)不但會(huì)產(chǎn)生理想的載波信號(hào),而且也同樣產(chǎn)生許多位于載頻信號(hào)頻點(diǎn)之上和之下的、較低功率級(jí)的“偽輻射”(偽傳播)。對(duì)180.000MHz的發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō),載頻信號(hào)的兩側(cè)將會(huì)存在以15MHz為間隔的偽輻射波,也就是,135,150,165,180,195,210和225。
干擾將會(huì)發(fā)生在操作于或接近于其中一個(gè)偽頻率的接收機(jī)中。
發(fā)射機(jī)中的射頻信號(hào)
你可以通過(guò)打開(kāi)所有的接收機(jī),并同時(shí)打開(kāi)一臺(tái)發(fā)射機(jī)測(cè)試接收機(jī)的偽輻射波。如果兩臺(tái)接收機(jī)同時(shí)打開(kāi),關(guān)掉匹配發(fā)射機(jī)的那臺(tái)接收機(jī),并查看另一個(gè)接收機(jī)是否仍然有信號(hào)。如果是,你可能已經(jīng)從那臺(tái)發(fā)射機(jī)上得到了偽輻射波。如果當(dāng)發(fā)射機(jī)移至遠(yuǎn)處時(shí),并且發(fā)射機(jī)總是在較遠(yuǎn)的距離處使用(或者更遠(yuǎn)),該問(wèn)題消失了,你可能在使用中也可能不會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題。高品質(zhì)的發(fā)射機(jī)擁有降低偽輻射波的輸出過(guò)濾功能,但是很難將它們?nèi)肯。適當(dāng)?shù)念l率協(xié)調(diào)是最好的解決方案。
如果兩臺(tái)發(fā)射機(jī)彼此在幾英尺之內(nèi),發(fā)射機(jī)也能產(chǎn)生干擾。射頻信號(hào)可以以許多有趣的方式組合,某些方式會(huì)給你制造大問(wèn)題。三次互調(diào)諧波就是一個(gè)共同的問(wèn)題。其它問(wèn)題是在一個(gè)或兩個(gè)發(fā)射機(jī)中射頻輸出段的過(guò)載。
三次互調(diào)諧波的征兆就是接收機(jī)中的干擾并不在兩臺(tái)發(fā)射機(jī)頻點(diǎn)的任何一方。例如,如果發(fā)射機(jī)彼此間只有幾英尺,頻點(diǎn)為183MHz和184MHz的兩臺(tái)發(fā)射機(jī)會(huì)在頻點(diǎn)為182MHz的接收機(jī)中產(chǎn)生干擾。由于三次互調(diào)諧波會(huì)在處理接收機(jī)的問(wèn)題中做詳細(xì)的討論,在此只要記住它即會(huì)在發(fā)射機(jī)也會(huì)在接收機(jī)中發(fā)生。適當(dāng)?shù)念l率協(xié)調(diào)總是最好的解決方案。
另一個(gè)與發(fā)射機(jī)相關(guān)的問(wèn)題是由射頻能量造成的,從一個(gè)發(fā)射機(jī)天線輸出的射頻能量進(jìn)入相鄰的另一臺(tái)發(fā)射機(jī),引發(fā)射頻輸出階段的不穩(wěn)定或過(guò)載。此處的癥狀為一個(gè)或兩個(gè)匹配接收機(jī)被靜默啞音或產(chǎn)生非常令人討厭的噪音。
如果這些癥狀中的任意一個(gè)發(fā)生在發(fā)射機(jī)之間,你的解決方案就是把發(fā)射機(jī)彼此移開(kāi)或改變其中的一臺(tái)發(fā)射機(jī)的頻率。將發(fā)射機(jī)移至人體的另一側(cè)可以解決這個(gè)問(wèn)題。記住要核實(shí)這些注意事項(xiàng),否則舞臺(tái)上兩個(gè)表演者之間的激情擁抱聽(tīng)起來(lái)可能會(huì)像“RobbietheRobotmeetsR2D2”。
接收機(jī)中的射頻信號(hào)I
所有的無(wú)線話筒接收機(jī)都按照“超外差法”進(jìn)行工作。接收機(jī)內(nèi)的本地振蕩器產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的參考信號(hào),該參考信號(hào)與到來(lái)的射頻信號(hào)在接收機(jī)的混頻器階段中進(jìn)行混合。結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)“疊加”和“差頻”信號(hào)。然后,將“差頻”信號(hào)(稱作中頻或“IF”信號(hào))密集地加以過(guò)濾并把它轉(zhuǎn)換成一個(gè)音頻信號(hào)(解調(diào))。使用此過(guò)程來(lái)降低無(wú)線電信號(hào)的頻率,會(huì)使過(guò)濾和解調(diào)變得更叫容易。例如,194.7MHz的載頻信號(hào)與184.000MHz的本地振蕩器相混合而產(chǎn)生一個(gè)為10.7MHz的標(biāo)準(zhǔn)IF頻點(diǎn)。
接收機(jī)中的射頻信號(hào)I
超外差式接收機(jī)中的振蕩器能將能量輻射出接收機(jī)外殼,通常通過(guò)天線接口。此輻射的能量會(huì)輕松地進(jìn)入另外一個(gè)鄰近的接收機(jī),并同時(shí)將信號(hào)注入該接收機(jī)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),鄰近的接收機(jī)會(huì)對(duì)來(lái)自于第一臺(tái)接收機(jī)的信號(hào)做出響應(yīng)。換句話來(lái)說(shuō),即使兩臺(tái)接收機(jī)所匹配的發(fā)射機(jī)都沒(méi)有打開(kāi),一臺(tái)接收機(jī)可以對(duì)其鄰近的另一臺(tái)接收機(jī)產(chǎn)生干擾。安裝在同一個(gè)架子上的頻點(diǎn)為184.000MHz的接收機(jī)與頻點(diǎn)為194.700MHz的接收機(jī)會(huì)輕易地獲取第一臺(tái)接收機(jī)中的本地振蕩器信號(hào)。
經(jīng)過(guò)仔細(xì)的設(shè)計(jì),可以將諸如此類的LO串音干擾減小到最低程度或完全消除。FCC規(guī)定最大多少LO是允許的。然而,在實(shí)際多通道無(wú)線系統(tǒng)中,盡管LO值比FCC規(guī)定的強(qiáng)度小的多,卻已經(jīng)足以產(chǎn)生問(wèn)題了。接收機(jī)中設(shè)計(jì)良好的前級(jí)有助于將來(lái)自于天線接口的LO輻射降到最低限度。簡(jiǎn)單測(cè)試是,將兩臺(tái)接收機(jī)挨著擺放并觀察靜默指示燈(通常標(biāo)記為“射頻信號(hào)”)會(huì)告訴你是否存在LO串音干擾的問(wèn)題。
接收機(jī)中的本地振蕩器也可以產(chǎn)生其它偽射頻信號(hào),該信號(hào)并不像先前例子中的那樣明顯。絕大多數(shù)無(wú)線接收機(jī)的生產(chǎn)廠商選擇可與多種安裝模式兼容的操作頻率。在同一安裝模式下使用不同生產(chǎn)廠商的接收機(jī)會(huì)導(dǎo)致許多意外的發(fā)生。
你可以通過(guò)實(shí)際安裝所有的接收機(jī)來(lái)測(cè)試LO串話干擾(架子、音頻線、天線、地面等等)。打開(kāi)所有的接收機(jī)并同時(shí)關(guān)閉所有的發(fā)射機(jī)。如果一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)表明它/它們正在接收信號(hào),將其它的所有接收機(jī)關(guān)閉。如果信號(hào)消失了,你可能遇到串話干擾了。因而,試著將其它接收機(jī)一個(gè)個(gè)地打開(kāi)以定位干擾信號(hào)產(chǎn)生的位置。最簡(jiǎn)單的解決方案就是改變?nèi)我粋(gè)干擾或被干擾的接收機(jī)或重新定位它們其中的一個(gè)。當(dāng)然,你必須再做一次以上所說(shuō)的測(cè)試。
系統(tǒng)中的射頻信號(hào)I
由于產(chǎn)生問(wèn)題的信號(hào)相對(duì)遠(yuǎn)離操作頻率,前級(jí)濾波器會(huì)將它們輕易地過(guò)濾掉,所以接收機(jī)通?梢缘种贫位フ{(diào)諧波的干擾。記住,二次互調(diào)信號(hào)的頻率由兩個(gè)信號(hào)頻率的簡(jiǎn)單和與差所產(chǎn)生。例如,為了生成一個(gè)185MHz的干擾信號(hào),將需要差值為185MHz或可以產(chǎn)生疊加為185MHz的兩個(gè)信號(hào)。從數(shù)學(xué)角度上看,只要其中的一個(gè)通道的頻率至少遠(yuǎn)離另外一個(gè)頻點(diǎn)92.5MHz(載頻信號(hào)頻率的一半),即使是標(biāo)準(zhǔn)前級(jí)過(guò)濾都很容易將二次互調(diào)的干擾屏蔽掉。
如果你有兩個(gè)發(fā)射機(jī),它們頻點(diǎn)按接收機(jī)的IF頻點(diǎn)予以分隔(通常是10.7MHz),二次互調(diào)諧波就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。例如,你有兩臺(tái)接收機(jī),一個(gè)工作頻點(diǎn)為185MHz,另一個(gè)為195.7MHz,兩者之間的差頻為10.7MHz。此差頻信號(hào)可能會(huì)對(duì)任何IF為10.7MHz的、操作在5到10MHz的頻率范圍內(nèi)的接收機(jī)產(chǎn)生干擾。
例如,頻點(diǎn)為193MHz的接收機(jī)離195.7MHz只有2.7MHz,距離185MHz的頻點(diǎn)也只有8MHz。對(duì)于頻點(diǎn)如此接近的信號(hào),一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的前級(jí)或許只有少量抑制,信號(hào)會(huì)通過(guò)前級(jí)而到達(dá)混頻器階段,在那兒將從這些信號(hào)中產(chǎn)生一個(gè)頻點(diǎn)為10.7MHz的信號(hào)。注意,接收機(jī)的頻點(diǎn)為多少已不太重要。只要接近或在185到195.7之間,這兩臺(tái)接收機(jī)將會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。顯然,在系統(tǒng)中你不想讓發(fā)射機(jī)以任何接收機(jī)的IF頻點(diǎn)來(lái)劃分間隔。具有非常高選擇性的前級(jí)和高級(jí)混頻器的接收機(jī)會(huì)避免此類問(wèn)題的發(fā)生。最終,適當(dāng)?shù)念l率協(xié)調(diào)會(huì)較少此問(wèn)題。
在任何多通道無(wú)線系統(tǒng)中也會(huì)出現(xiàn)難解的問(wèn)題,無(wú)論選擇什么操作頻率,與剛才討論的接收機(jī)傳話干擾很相似。假設(shè)兩個(gè)無(wú)線系統(tǒng)工作在183.000MHz和185.000MHz頻點(diǎn)上(你可以選擇任何兩個(gè)彼此間相差10MHz左右的頻率),假設(shè)兩臺(tái)接收機(jī)都有10.7MHz的IF頻率(絕大多數(shù)使用的),為了簡(jiǎn)化說(shuō)明,我們將系統(tǒng)的設(shè)備編號(hào)為183和185。
更難解決的問(wèn)題如圖1例所示
圖1
接收機(jī)183有一個(gè)本地振蕩器,頻率為172.300MHz(那么183.000-172.300=10.7MHz)。如果這個(gè)振蕩器向接收機(jī)185泄漏信號(hào),由于任何強(qiáng)大的接收機(jī)可以消去12.7MHz的信號(hào)頻率,因此將不會(huì)有問(wèn)題。但是,當(dāng)發(fā)射機(jī)183也處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí),可能問(wèn)題會(huì)突然出現(xiàn)。發(fā)射機(jī)183的載頻信號(hào)和接收機(jī)183的本地振蕩器在接收機(jī)185的混頻器中組合以產(chǎn)生10.7MHz的信號(hào)(也就是183.000-172.300=10.7MHz)。這時(shí)候,兩臺(tái)接收機(jī)將會(huì)對(duì)同一臺(tái)發(fā)射機(jī)做出響應(yīng),即使它們工作在不同的頻點(diǎn)。
相反的情況也可能發(fā)生:接收機(jī)185的本地振蕩器會(huì)在174.300MHz的頻點(diǎn)工作,并可以和發(fā)射機(jī)185的載頻信號(hào)組合從而在接收機(jī)183上產(chǎn)生10.7MHz的IF信號(hào)。在設(shè)計(jì)良好的接收機(jī)中,本地振蕩器遺漏將會(huì)減小到最低程度,此問(wèn)題只會(huì)當(dāng)相應(yīng)的發(fā)射機(jī)信號(hào)很強(qiáng)時(shí)現(xiàn)。如果接收機(jī)擁有一個(gè)高選擇性前級(jí),此問(wèn)題會(huì)進(jìn)一步減小。由于兩個(gè)干擾信號(hào)以IF頻點(diǎn)加以分隔(在此例子中為10.7MHz),高選擇性前級(jí)至少會(huì)將其中的一個(gè)信號(hào)進(jìn)行衰減。
為了檢測(cè)該問(wèn)題,打開(kāi)所有的接收機(jī),將它們準(zhǔn)確地按其使用方式擺放并連接,并依次打開(kāi)發(fā)射機(jī),每次打開(kāi)一臺(tái)。發(fā)射機(jī)與接收機(jī)天線彼此應(yīng)該距離10或12英尺遠(yuǎn)。當(dāng)然,匹配的接收機(jī)(射頻信號(hào)燈點(diǎn)亮)將解除靜默,但也監(jiān)視其它接收機(jī)是否同時(shí)進(jìn)行靜默解除。如果一個(gè)或更多的其他接收機(jī)也同時(shí)解除靜默,關(guān)閉匹配該發(fā)射機(jī)的接收機(jī)。如果當(dāng)匹配的接收機(jī)關(guān)閉時(shí),其他接收機(jī)就能正確地進(jìn)行靜默,證明有此種問(wèn)題發(fā)生。
你可以試著將發(fā)射機(jī)移至遠(yuǎn)處。在實(shí)際的操作距離上,該問(wèn)題可能會(huì)自動(dòng)消失。如果在30英尺或更遠(yuǎn)處仍舊存在問(wèn)題,你可能要對(duì)系統(tǒng)頻率做主要替換。簡(jiǎn)單的替換不能解決此問(wèn)題。如果一臺(tái)接收機(jī)和匹配發(fā)射機(jī)造成所有這些問(wèn)題,很可能是來(lái)自接收機(jī)的多余本地振蕩器輻射。你可以簡(jiǎn)單地嘗試用不同的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)來(lái)替換。
一些減少該問(wèn)題的方法:
1.使用天線分配器將接收機(jī)彼此間的天線孤立
2.使用低本地振蕩器輻射接收機(jī)
3.使用高選擇性前端接收機(jī)
4.保持接收機(jī)間距在幾英尺或更遠(yuǎn)的距離
經(jīng)常發(fā)生在多通道無(wú)線系統(tǒng)中的另一個(gè)基本問(wèn)題是載頻信號(hào)的三階組合。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,假設(shè)你有三個(gè)工作在183.000、184.000和185.000MHz頻點(diǎn)上的系統(tǒng)。由于在頻率之間只有一個(gè)2MHz的區(qū)域,如圖2
圖2
所以接收機(jī)的射頻前級(jí)只能提供小部分的衰減。所有這些信號(hào)將會(huì)通過(guò)三個(gè)接收機(jī)的前級(jí)濾波器。
假設(shè)來(lái)自發(fā)射機(jī)184的信號(hào)在接收機(jī)183的混頻器處產(chǎn)生一個(gè)二次諧波(2x184MHz)。來(lái)自184的二次諧波信號(hào)會(huì)減去來(lái)自發(fā)射極185的信號(hào)(它也會(huì)進(jìn)入接收機(jī)183),而所得的結(jié)果信號(hào)就像來(lái)自183發(fā)射機(jī)的信號(hào)一樣有效。
(184.000x2)-185.000=183.000MHZ
顯然,你可以通過(guò)改變?nèi)N頻率的任何一種而避免此問(wèn)題。在大型多通道無(wú)線系統(tǒng)安裝中,由于可能的組合使我們不知如何開(kāi)始,事情并不是十分容易解決的。在一個(gè)24通道的系統(tǒng)中,會(huì)存在552個(gè)三次互調(diào)諧波。為了消除一個(gè)干擾問(wèn)題而改變一個(gè)頻率會(huì)同時(shí)引發(fā)5種新干擾。
如果你將三臺(tái)發(fā)射機(jī)連接到一臺(tái)接收機(jī)的情況也考慮進(jìn)來(lái),計(jì)算量甚至變得更加繁重,因此計(jì)算機(jī)程序就顯得尤為必要了。實(shí)際上問(wèn)題會(huì)變得更加不可預(yù)測(cè),無(wú)線系統(tǒng)載波信號(hào)也可以與外部干擾源的信號(hào)混合,或者外部信號(hào)自身混合而產(chǎn)生同種互調(diào)干擾問(wèn)題。事實(shí)上,預(yù)測(cè)可能發(fā)生在任何場(chǎng)所的所有組合是不太可能的。最佳的建議就是只使用高互調(diào)干擾抵抗力和高選擇性的接收機(jī)來(lái)搭建無(wú)線系統(tǒng)。一個(gè)計(jì)算機(jī)化的頻率協(xié)調(diào)程序?qū)τ?到24個(gè)通道的任何中、大型多通道無(wú)線系統(tǒng)是來(lái)說(shuō)是必須的。
射頻信號(hào)問(wèn)題的解決方案由于絕大多數(shù)多通道無(wú)線系統(tǒng)使用不活躍的電視通道,要求在開(kāi)始之前決定地區(qū)位置。首先需要考慮附近的電視臺(tái),接著通過(guò)至少幾次計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行而確定在可能頻率的特殊組內(nèi)什么樣的互調(diào)問(wèn)題會(huì)發(fā)生。比較好的計(jì)算機(jī)程序包括自動(dòng)選擇和在所有可用頻段內(nèi)進(jìn)行頻率測(cè)試,最終會(huì)提供測(cè)試結(jié)果的綜合報(bào)告。在大部分情況下,需要考慮特定場(chǎng)所特殊的音頻系統(tǒng)應(yīng)用要求,選擇最低潛在互調(diào)問(wèn)題的頻率段、以及如何快速方便設(shè)定的實(shí)用性等因素綜合考慮。即使你有處理計(jì)算的某些計(jì)算機(jī)程序,仍舊需要進(jìn)行大量的選擇和判斷。另外,必須考慮每一個(gè)系統(tǒng)的特殊過(guò)濾性能。
任何真正專心研究高端無(wú)線系統(tǒng)的無(wú)線話筒生產(chǎn)廠商將有一個(gè)計(jì)算機(jī)化頻率協(xié)調(diào)程序。大多數(shù)情況下,由于使這些軟件的有效參數(shù)會(huì)隨無(wú)線系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)而改變,這些程序不可作為“大眾”軟件來(lái)使用。為了選擇對(duì)任何特殊位置都適用的一組頻率,必須做上千次的計(jì)算。這就是為什么必須是用計(jì)算機(jī)的原因。根本不存你可以用手及時(shí)地做出所有計(jì)算這種可能。在你被多通道無(wú)線系統(tǒng)糾纏之前,所以要經(jīng)常與精于此工作流程的有經(jīng)驗(yàn)的人保持聯(lián)系并設(shè)計(jì)出一個(gè)頻率協(xié)調(diào)方案。
盡量使用同樣生產(chǎn)廠商的相同無(wú)線系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)多通道無(wú)線系統(tǒng),在頻率協(xié)調(diào)處理方面總是最好的建議之一。每一個(gè)無(wú)線生產(chǎn)廠商在設(shè)計(jì)無(wú)線系統(tǒng)中有其各自的方法。在為任何特定場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的過(guò)程中,無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師可以做出許多選擇來(lái)決定振蕩器的基礎(chǔ)頻率,乘數(shù),和IF頻率。嘗試在多通道系統(tǒng)中將不同品牌和型號(hào)的設(shè)備混合在一起使用只會(huì)帶來(lái)更多的問(wèn)題。
在特殊環(huán)境下,需要改變頻率以取得頻率兼容的分組,而使用頻率合成、可調(diào)頻點(diǎn)的無(wú)線系統(tǒng)可以使頻率改變變得更加容易,但也有不利的一面。
合成頻率的發(fā)射機(jī)產(chǎn)生比較少而低的偽輻射,這使協(xié)調(diào)的復(fù)雜性減輕了一點(diǎn),但是剛剛討論過(guò)的串話和互調(diào)問(wèn)題仍舊存在。設(shè)想一個(gè)擁擠的新聞集會(huì),有十幾個(gè)無(wú)線系統(tǒng)同時(shí)工作。顯然,沒(méi)時(shí)間將每個(gè)人聚集到一起并設(shè)計(jì)出一個(gè)可用頻率的混合方案。即使你能,遲到的工作人員或許會(huì)帶進(jìn)另外一個(gè)頻率,這使得所有的頻段都要再次設(shè)置。如果每一個(gè)使用可選頻系統(tǒng)的人隨意轉(zhuǎn)換頻率以尋求一個(gè)未受干擾的通道的話,在合理的短期時(shí)間段內(nèi)你很可能會(huì)面對(duì)頻率兼容無(wú)法解決的情況。在這種情況下,頻率可調(diào)整也許會(huì)使事情變得更糟。
計(jì)算機(jī)界面
隨著微處理器控制的出現(xiàn),在高端接收機(jī)領(lǐng)域,由Lectrosonics提供的強(qiáng)大軟件工具可以用來(lái)協(xié)助鑒別射頻信號(hào)I并搜尋無(wú)干擾的操作頻譜。與接收機(jī)一起的軟件提供所有內(nèi)部設(shè)置、狀態(tài)的圖形顯示,并且能夠不斷地給接收機(jī)下載和上傳頻率組,也能夠?qū)υS多操作模式進(jìn)行調(diào)整。使用一個(gè)RS-232兼容PCWindows操作系統(tǒng)的界面,當(dāng)在一個(gè)新位置設(shè)置一個(gè)無(wú)線系統(tǒng)時(shí),接收機(jī)也可用于完成“地區(qū)掃描”。
計(jì)算機(jī)界面
顯示屏的下半部分提供了一個(gè)圖形顯示、掃描頻譜分析信息以進(jìn)行實(shí)地掃描分析。在掃描期間,接收機(jī)在其調(diào)制范圍內(nèi)按頻段掃描,在顯示屏上的標(biāo)記指明當(dāng)前所處頻率和發(fā)現(xiàn)的信號(hào)強(qiáng)度。使用這種接收機(jī)而非其它獨(dú)立的測(cè)試設(shè)備來(lái)掃描的優(yōu)點(diǎn)是,接收機(jī)不但會(huì)顯示臨近外部信號(hào),而且還顯示由出現(xiàn)在接收機(jī)內(nèi)部的互調(diào)所產(chǎn)生的射頻信號(hào)。此結(jié)果是對(duì)區(qū)域的徹底分析,呈現(xiàn)出可用頻譜的清晰畫(huà)面。
兼容性的測(cè)試
在現(xiàn)實(shí)世界中,一個(gè)流動(dòng)演出公司在每次移至一個(gè)新的環(huán)境并安裝完一套多通道無(wú)線系統(tǒng)時(shí),很少會(huì)去購(gòu)買或租借一整套全新的無(wú)線話筒系統(tǒng)。核實(shí)所有的步驟并檢查提及的每個(gè)工作的程序十分常不錯(cuò)的想法,但現(xiàn)實(shí)生活并非如此簡(jiǎn)單。
以下過(guò)程在決定多通道無(wú)線系統(tǒng)的基本兼容性上,對(duì)流動(dòng)演出公司和固定的音頻應(yīng)用是有幫助的。
1)檢查接收機(jī)的交互性
打開(kāi)所有的接收機(jī)并把它們放在實(shí)際應(yīng)用中相同的位置。使發(fā)射機(jī)保持關(guān)閉的狀態(tài)。檢查所有接收機(jī)上的靜默顯示燈(通常標(biāo)為“RF”)被點(diǎn)亮。如果接收機(jī)靜默開(kāi)啟,一次關(guān)閉一個(gè)接收機(jī)以確定產(chǎn)生干擾信號(hào)的接收機(jī)的位置。通過(guò)重新擺放產(chǎn)生干擾信號(hào)的接收機(jī),你或許能夠減少射頻信號(hào)I問(wèn)題。在這種情況下,可能是由LO串話干擾所引發(fā)的結(jié)果。
如果重新擺放接收機(jī)并沒(méi)有改變問(wèn)題,或許外部射頻信號(hào)與其中的一個(gè)接收機(jī)振蕩器發(fā)生了混合。如果是這種情況,打開(kāi)靜默開(kāi)啟的接收機(jī)所匹配的發(fā)射機(jī),查看音頻是否沒(méi)有問(wèn)題。如果外部信號(hào)相當(dāng)微弱,發(fā)射機(jī)信號(hào)會(huì)將其掩蓋,并且系統(tǒng)仍然工作正常。然而,即使接收機(jī)匹配的發(fā)射機(jī)處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí),一個(gè)強(qiáng)度足夠大的外部干擾信號(hào)仍然可以引起噪音。
2)檢查發(fā)射機(jī)偽輻射波和二次互調(diào)打開(kāi)所有的接收機(jī)。
然后,依次打開(kāi)發(fā)射機(jī)。每一個(gè)發(fā)射機(jī)打開(kāi)時(shí),其對(duì)應(yīng)的接收機(jī)會(huì)解除靜默(射頻信號(hào)燈點(diǎn)亮)。查看是否其它接收機(jī)也同時(shí)解除靜默。如果一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)射頻信號(hào)燈同時(shí)被點(diǎn)亮,關(guān)閉與發(fā)射機(jī)匹配的接收機(jī),再檢查是否其它的接收機(jī)保持解除靜默狀態(tài)。如果靜默還是維持開(kāi)啟狀態(tài),很可能你已使發(fā)射機(jī)偽輻射波進(jìn)入其它接收機(jī)了。如果當(dāng)匹配發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí)它們可以進(jìn)行正常地靜默并關(guān)閉,您的系統(tǒng)就出現(xiàn)了本節(jié)題為“系統(tǒng)中的射頻信號(hào)”所早先討論過(guò)的二次互調(diào)問(wèn)題。
3)檢查三次互調(diào)諧波打開(kāi)所有的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。
按照實(shí)際使用狀態(tài)把發(fā)射機(jī)盡可能靠近接收機(jī)天線。每一次只針對(duì)一臺(tái)發(fā)射機(jī),先關(guān)閉發(fā)射機(jī),然后再打開(kāi)。對(duì)于每臺(tái)發(fā)射機(jī),當(dāng)你移動(dòng)發(fā)射機(jī)位置時(shí),按上述所說(shuō)至少做5或6次。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合,邊移動(dòng)邊打開(kāi)和關(guān)閉發(fā)射機(jī)、同時(shí)檢查系統(tǒng)工作情況,為的是確保你的無(wú)線系統(tǒng)在實(shí)際使用場(chǎng)合移動(dòng)時(shí)不會(huì)有接收0信號(hào)強(qiáng)度的位置,即防止有跑頻點(diǎn)。請(qǐng)仔細(xì)查看當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)閉時(shí),對(duì)應(yīng)的接收機(jī)是否在正常靜默(射頻信號(hào)燈不點(diǎn)亮)。如果不是這樣,你要找出是什么發(fā)射機(jī)組合引起了射頻干擾信號(hào)。
通過(guò)有時(shí)可能會(huì)是相當(dāng)冗長(zhǎng)的消除過(guò)程,你可以將問(wèn)題的范圍縮小,并且確定哪一種發(fā)射機(jī)的特別組合會(huì)引發(fā)煩人的互調(diào)信號(hào)。此種類型的互調(diào)問(wèn)題的解決方案經(jīng)常包括改變一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)的頻率。有時(shí),把接收機(jī)的天線移至遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)的地方可以減小互調(diào)問(wèn)題。
4)最終系統(tǒng)核實(shí)
將所有設(shè)備打開(kāi)。依次傾聽(tīng)每一個(gè)系統(tǒng)的輸出。此步驟的思想就是核查錯(cuò)誤連接,發(fā)射機(jī)增益調(diào)節(jié)和接收機(jī)輸出強(qiáng)度。