میکروفون های بی سیم

راه اندازی میکروفون های بی سیم و کارکرد صحیح آنها نسبتا آسان است. با این حال، فکر کردم درباره نحوه عملکرد سیستم های میکروفون بی سیم با جزئیات گفته بشه.

میکروفون های بی سیم سیگنال های خروجی خود را به صورت بی سیم از طریق فرستنده های داخلی خود ارسال می کنند. فرستنده سیگنال صوتی میکروفون را در یک سیگنال حامل رمز گذاری می کند و آن حامل را به صورت بی سیم به گیرنده ارسال می کند. سپس گیرنده سیگنال میکروفون اصلی را برای ورودی میکروفون متصل رمزگشایی می کند.

هدف یک مرور مختصر از نحوه عملکرد میکروفون ها به طور کلی است و به دنبال آن بازرسی دقیق تر از نحوه عملکرد سیستم های میکروفون بی سیم.

میکروفون های بی سیم چگونه کار می کنند؟

میکروفون های بی سیم تقریبا مانند میکروفون های سیمی کار می کنند. واقعا فقط یک تفاوت بزرگ بین این دو وجود دارد: میکروفون معمولی “سیمی” یک اتصال خروجی XLR دارد و برای انتقال سیگنال خود به ورودی میکروفون به کابل متکی است. در مقابل، میکروفون بی سیم به یک فرستنده رادیویی برای پخش سیگنال خروجی خود به گیرنده قبل از ارسال به ورودی میکروفون متکی است.

میکروفون های بی سیم با سیستم های میکروفون بی سیم کار می کنند. یک سیستم میکروفون بی سیم از سه قطعه زیر تشکیل شده است:

میکروفون
فرستنده
گیرنده

سیستم بی سیم قطعه 1: میکروفون

بخش میکروفون سیستم درست مانند هر میکروفون معمولی است. میکروفون‌ های بی‌سیم در اصول مبدل/کپسول مختلف (دینامیک سیم‌ پیچ متحرک، کندانسور و حتی دینامیک نواری) عرضه می‌ شوند.

درست مانند هر میکروفون، میکروفون های بی سیم به عنوان مبدل کار می کنند و انرژی موج صوتی/مکانیکی (صدا) را به انرژی الکتریکی (سیگنال صوتی) تبدیل می کنند.

امواج صوتی دیافراگم میکروفون را به ارتعاش در می آورند.
ارتعاش دیافراگم از طریق القای الکترو مغناطیسی (دینامیک) یا تغییر در ظرفیت کپسول (کندانسور) به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
این سیگنال ممکن است قبل از خروجی در میکروفون تقویت شود یا نباشد.
موارد فوق یک ساده سازی بیش از حد است. نکته این است که بخش میکروفون یک سیستم بی سیم مانند یک میکروفون معمولی است.

بدنه میکروفون

میکروفون‌ های بی‌ سیم معمولا به سبک دستی، lavalier یا هدست هستند (بی‌ سیم بودن یک میکروفون ثابت استودیویی فایده‌ ای ندارد، اگرچه هرگز نمی‌ دانید در شرایط خاص به چه چیزی نیاز دارید).

به طور کلی، بدنه میکروفون یک میکروفون بی سیم دستی بزرگتر از یک میکروفون دستی “سیمی” خواهد بود. دلیل این امر این است که میکروفون های بی سیم دستی دارای فرستنده داخلی هستند و این فرستنده ها برای عملکرد بی سیم به باتری نیاز دارند. هم فرستنده و هم باتری ها فضای فیزیکی را اشغال می کنند!

در مورد میکروفون های بی سیم و هدست، آنها واقعا بدون سیم نیستند. بدنه ریز میکروفون lavalier که روی لباس نزدیک دهان اجراکننده می‌ چسبد، بسیار کوچک است و نمی‌ توان یک فرستنده برقی به آن متصل کرد. به طور مشابه، اگر فرستنده داخلی باشد، هدست ها ممکن است خیلی سنگین یا حجیم شوند.

میکروفون های lav بی سیم دارای کابل نازکی هستند که به یک فرستنده منتهی می شود. معمولا این فرستنده های خارجی به شکل بسته های کمربند کوچک هستند. بنابراین lav های بی سیم واقعا بی سیم نیستند. با این حال، فرستنده بسته کمربند به میکروفون اجازه می دهد تا از اتصال فیزیکی به ورودی میکروفون مربوطه خود در یک کنسول صوتی عاری باشد.

مانند lav، هدست‌ های بی‌ سیم نیز معمولا کابل‌ هایی برای اتصال آن‌ ها به یک فرستنده بسته کمربند دارند.

فرستنده های پلاگین برای اثبات بیشتر شباهت های بین بخش های میکروفون سیمی در مقابل بی سیم وجود دارد. اینها فرستنده های مستقلی هستند که میکروفون های معمولی می توانند مستقیما به آنها وصل شوند. با فرستنده های پلاگین، می توانیم عملا هر میکروفونی را به یک میکروفون بی سیم تبدیل کنیم.

قطعات سیستم بی سیم 2 و 3: فرستنده و گیرنده

هنگام بحث در مورد سیستم های بی سیم، بهتر است در مورد فرستنده و گیرنده به عنوان یک واحد صحبت کنید (اگرچه آنها قطعات جداگانه ای هستند).

فرستنده سیگنال صوتی تولید شده توسط میکروفون بی سیم را از طریق یک فرکانس رادیویی خاص منتقل می کند. گیرنده این فرکانس رادیویی خاص و بنابراین سیگنال صوتی را دریافت می کند.

میکروفون و فرستنده بی سیم بدون کابل در اطراف هستند. گیرنده میکروفون بی سیم معمولا نزدیک به یک کنسول صوتی قرار می گیرد. خروجی گیرنده عموما از طریق کابل XLR به ورودی میکروفون کنسول صوتی متصل می شود.

فرستنده

فرستنده ها با انتقال سیگنال صوتی از میکروفون از طریق امواج رادیویی کار می کنند. فرستنده سیگنال صوتی خروجی میکروفون را می گیرد، آن را به سیگنال رادیویی تبدیل می کند و از طریق آنتن پخش می کند.

دولت قدرت سیگنال رادیویی یک فرستنده میکروفون بی سیم را تنظیم می کند تا از تداخل غیر ضروری خارج از فاصله عملی یک سیستم میکروفون بی سیم جلوگیری کند. فاصله اثر بخشی یک فرستنده بسته به شرایط معمولا بین 100 تا 1000 فوت است.

فرستنده های سیستم میکروفون بی سیم در 3 نوع کلی وجود دارند:

دستی
پلاگین
بسته کمربند

فرستنده های دستی شبیه دسته میکروفون های معمولی هستند و معمولا به کپسول های میکروفون خاصی متصل می شوند. در برخی موارد، ممکن است فرستنده های دستی و کپسول های میکروفون را با هم ترکیب کنیم.

فرستنده های پلاگین جعبه های فرستنده مستقلی هستند که ما میکروفون های معمولی را به آن وصل می کنیم. این فرستنده ها اساسا میکروفون های “معمول” ما را به میکروفون های بی سیم تبدیل می کنند. برخی از فرستنده های پلاگین حتی قدرت فانتوم را فراهم می کنند و با میکروفون های فعال سازگار هستند!

فرستنده های بسته کمربند براق هستند و می توان آنها را به راحتی در لباس پنهان کرد و آنها را برای فیلم و تلویزیون فوق العاده می کند. این ها معمولا به کابل (یک کابل کوچک) برای اتصال میکروفون (معمولا lavalier یا هدست) به فرستنده نیاز دارند.

تقریبا همه فرستنده‌ ها به جای برق از دوشاخه دیواری، با باتری کار می‌ کنند (چرا باید کابل صدا را جدا کنیم تا آن را با کابل برق جایگزین کنیم؟)

قبل از صحبت در مورد گیرنده ها، اجازه دهید در مورد چند اصل انتقال RF صحبت کنیم.

مبانی انتقال فرکانس رادیویی میکروفون بی سیم

تقریبا همه سیستم‌ های میکروفون بی‌ سیم از FM (مدولاسیون فرکانس) استفاده می‌ کنند و به پهنای باند تقریبا 200 کیلوهرتز (برای مدولاسیون در داخل) نیاز دارند. برای داشتن این پهنای باند، باند های فرکانس رادیویی مورد استفاده برای ارسال سیگنال های میکروفون بی سیم معمولا عبارتند از:

VHF (فرکانس بسیار بالا) = 30-300 مگاهرتز
UHF (فرکانس فوق العاده بالا) = 300 مگاهرتز – 3 گیگاهرتز
میکروفون های بی سیم که با VHF کار می کنند معمولا روی یک فرکانس سیگنال تنظیم می شوند. این امر تنظیم آنها را آسان می کند اما اگر تداخل RF در فرکانس تنظیم شده وجود داشته باشد، استفاده از آنها دشوار است.

میکروفون های بی سیم جدیدتر اغلب در UHF کار می کنند. با این حال، این فرکانس ها نیز در محدوده خود تنظیم می شوند، بنابراین 300 مگاهرتز – 3 گیگاهرتز به طور کامل در دسترس نیست. این محدوده تنظیم شده به عنوان “باند تلویزیون” شناخته می شود.

در ایالات متحده، باند تلویزیون تنظیم شده 470 مگاهرتز – 614 مگاهرتز است.
در اروپا، باند تلویزیونی تنظیم شده 470 مگاهرتز – 790 مگاهرتز است

مانند مقررات قدرت/فاصله رادیویی، این مقررات برای به حداقل رساندن تداخل با سایر ارتباطات RF وضع شده است.

میکروفون‌ های بی‌ سیمی که در این باند های تلویزیونی کار می‌ کنند اغلب این امکان را دارند که فرکانس ارسالی خود را تغییر دهند. این امر جلوگیری از تداخل RF در نزدیکی و استفاده همزمان از چندین میکروفون بی سیم را آسان می کند.

فرستنده و گیرنده باید روی یک فرکانس رادیویی تنظیم شوند تا سیگنال میکروفون بی سیم به درستی ارسال شود. فرستنده را می توان مانند ایستگاه رادیویی کوچک خود در نظر گرفت که صدا را از میکروفون ارسال می کند. گیرنده باید طوری تنظیم شود که امواج رادیویی خاص را برای “شنیدن” میکروفون بپذیرد.

اگر فرستنده های دیگر فرکانس رادیویی مشابهی را ارسال کنند، تداخل ممکن است رخ دهد. این تداخل RF نامیده می شود و می توان با سیستم های بی سیم با کیفیتی که به ما امکان تغییر فرکانس ارسالی را می دهند، اجتناب کرد.

گیرنده

گیرنده های میکروفون بی سیم به طور موثر فرکانس رادیویی فرستنده میکروفون را دریافت کرده و آن را به سیگنال صوتی تبدیل می کنند. گیرنده سیگنال صوتی مورد نظر را رمزگشایی می کند و باید به ورودی سطح میکروفون یک کنسول صوتی متصل شود.

یک بار دیگر، برای اینکه سیستم بی سیم به درستی کار کند، گیرنده باید طوری تنظیم شود که همان فرکانس رادیویی فرستنده را دریافت کند. در سیستم های VHF، این مقادیر معمولا به گونه ای تنظیم می شوند که یک فرستنده با گیرنده همزمان خود کار کند. در سیستم‌های UHF، این فرکانس‌ ها معمولا متغیر هستند و این به ما بستگی دارد که فرکانس ارسالی با فرکانس گیرنده مطابقت داشته باشد.

سیستم های بی سیم در 3 نوع اصلی وجود دارند و به نحوه دریافت سیگنال رادیویی ارسالی توسط گیرنده مربوط می شوند. آن ها هستند:

عدم تنوع
تنوع
تنوع واقعی

گیرنده های سیستم بدون تنوع یک آنتن برای دریافت سیگنال از فرستنده دارند. امروزه به ندرت در گیرنده های با کیفیت موجود در بازار یافت می شود.

گیرنده های سیستم تنوع دارای دو آنتن هستند که با فاصله کمی از هم فاصله دارند. هر دو به یک گیرنده متصل هستند. اتصال بی سیم فقط بین یک آنتن فرستنده (در انتهای میکروفون) و یک آنتن گیرنده (در انتهای گیرنده) اتفاق می افتد. اگر قدرت سیگنال در یک اتصال آنتن به کمتر از حد قابل قبول برسد، گیرنده به آنتن دیگر سوئیچ می کند. این سوئیچ کورکورانه انجام می شود و بنابراین اغلب اتصال سیگنال بد را بهبود می بخشد، اما گاهی اوقات اتصال بد را بدتر می کند.

گیرنده های سیستم True Diversity از دو آنتن مجزا استفاده می کنند که هر یک به یک ماژول گیرنده جداگانه متصل است. مدار گیرنده هر دو سیگنال آنتن را می خواند و بهتر از بین این دو را انتخاب می کند. حداقل یک آنتن باید یک سیگنال تمیز دریافت کند، که یک انتقال سیگنال تمیز با کاهش احتمال انصراف ایجاد می کند.

گیرنده ها تقریبا همیشه دستگاه های ثابتی هستند و بنابراین معمولا از طریق برق AC از دوشاخه دیواری تغذیه می شوند. با این حال، گیرنده های بسته تسمه ای با باتری نیز موجود است.

بیایید نحوه عملکرد میکروفون‌ های بی‌ سیم در مقابل میکروفون‌ های «سیمی» را مرور کنیم

سیگنال های میکروفون سیمی این مسیر اصلی را دنبال می کنند:

میکروفون سیمی سیگنال صوتی متعادلی را به کابل XLR ارسال می کند
کابل XLR سیگنال صوتی متعادل را به ورودی میکروفون می برد

سیگنال های میکروفون بی سیم این مسیر اصلی را دنبال می کنند:

میکروفون بی سیم یک سیگنال صوتی را به فرستنده متصل خود ارسال می کند
فرستنده این سیگنال صوتی را به صورت بی سیم از طریق امواج رادیویی ارسال می کند
گیرنده برای دریافت این امواج رادیویی و سیگنال های صوتی تنظیم شده است
گیرنده سیگنال صوتی متعادل را از طریق کابل XLR خارج می کند
کابل XLR سیگنال صوتی متعادل را به ورودی میکروفون می برد

از توضیحات اولیه بالا، می بینیم که سیستم های میکروفون بی سیم جایگزین کابل میکروفون می شوند.

نکته حرفه ای: هنگام استفاده از سیستم میکروفون بی سیم باتری ها را فراموش نکنید!

مزایای میکروفون بی سیم

استفاده از سیستم های میکروفون بی سیم نسبت به تنظیمات “سیمی” مزایای زیادی دارد.

از مزایای میکروفون های بی سیم می توان به موارد زیر اشاره کرد:

کابل کمتر/بدون (خطرات سفر کمتر و بدون کشش بالقوه بین میکروفون و کنسول)
افزایش تحرک میکروفون (هم برای یک مجری و هم برای انتقال میکروفون به افراد مختلف)
سیگنال تمیزتر، زیرا صدا از طول کابل عبور نمی کند.