无线麦克风的选择与安装

Shure公司

自其被推出60年以来，无线话筒系统已经从实验设备发展成目前具备成熟技术的系列产品。同时，它们的使用也已经从单纯的性能演变为型号众多并且功能新颖。最后，性价比的稳步提高让无线话筒在质量可靠的同时也越来越便宜。然而，即使无线产品已经变得功能越来越强大，它们仍然被用于更复杂的应用中。另外，无线电环境已经变得比以前更加拥挤，问题也更多。数字技术的进步帮助满足了这些不断变化的需求，但面临的挑战很可能会增加。因此，甚至简单的无线话筒应用也必须小心地设计和安装才能保证其正常工作。

系统选择

无线话筒系统的正确选择包括基于预期应用和该应用所需设备的能力和限制的若干个步骤。应该记住，无线话筒系统最终也不能像有线系统那样一致和可靠，目前可用的无线系统性能非常好，可以获得出色的效果。按照这些步骤进行，就会确保为特定的应用选择到最好的系统。

1）定义应用。该定义应包括预期的声源（语音、乐器等）和预期的声音目的地（音响系统、录音或广播）。它还必须包括物理设置（架构及声学特征）的描述。还应注意任何特殊要求或限制：装饰、范围、维护、其他可能的射频干扰源等。最后，必须定义期望的性能水平：广播质量、音频质量和整体可靠性。

2）选择话筒（或其他信号源）的类型。应用通常会决定需要采用哪种话筒物理设计：装在衣服上的领夹式或别针式、或头戴式等均为免持使用的；手持式，用于歌手或话筒必须在不同用户间传递时；连接电缆式，用于使用电子乐器或其他非话筒音源时。其他话筒特点（拾音头类型、频率响应和指向性）由声学因素来决定。如前所述，无线应用的话筒选择应采用与有线应用相同的标准。

3）选择发射机的类型。话筒选择通常会确定所需的发射机类型（手持式、腰包式或插入式），同样是基于应用。要考虑的一般特点包括：天线类型（内置或外置）、控制功能和位置（功率、静音、增益、调谐）、指示灯（电源、电池状态）、电池（使用寿命、类型、可用性）、物理描述（尺寸、形状、重量、光洁度、材料）。对于手持式和插入式，话筒拾音头的可互换性可能也是一个选项；对于腰包式发射机，输入可拆卸；多用输入往往是必要的，可能以接插件类型、接线方式和电气性能（阻抗、电平、偏置电压等）为特征。

4）选择接收机类型。基本选择在于分集和非分集。基于上面接收机部分所述的原因，建议最精打细算的应用以外的所有应用采用分集接收机。虽然非分集型在许多情况下都能正常工作，但分集接收机针对多路径问题提供的保险性通常很值得多花些钱。其他应予以考虑的接收机特点有：控制（电源、输出电平、静噪、调谐）、显示装置（电源、RF电平、音频电平、频率）、天线（类型、接插件）、电气输出（接插件、阻抗、线路/话筒/头戴式耳机音量、平衡/非平衡）。在有些应用中，可能需要电池供电。

5）确定拟同时使用的系统总数。日后向无线系统新增组件时也需要将其考虑进去：选择只适用几种频率的无线系统类型可能被证明是最终的限制。当然，该总数应包括任何现有的无线话筒系统，而新设备必须使用它来工作。

6）确定拟使用这些系统的地理位置。该信息在下一步中为避免可能与广播电视频率发生冲突时是必要的。如果是移动应用，这也可能包括美国以内和以外的城市。

7）协调系统兼容频率和避免已知的非系统干扰源。向制造商或资深的专业人员咨询计划数量的系统的频率选择和集成问题。这即使对于单系统都是应该做的，对于多系统安装就必须要做，才能避免潜在的干扰问题。频率协调包括选择工作频段（VHF或UHF）和选择单独的工作频率（用于兼容和避免其他传输）。对于固定的地点，在未使用的电视频道中选择频率。对于移动应用，可能需要携带其他备用频率的系统，虽然这只适用于少数频道。巡演的首选方案是使用“频率捷变”（可调谐）的设备，以保证所有场馆都有所需数量的系统。

8）根据需要确定辅助设备。这可能包括远程天线（1/2波长、5/8波长、指向性）、安装硬件（支架）、天线分配器（无源、有源）和天线馈线（便携式、固定式）。这些选择依赖于工作频率和单独的应用。

系统设置：发射机

发射机设置首先要求优化信号源到发射机的接口。信号源包括动圈话筒和电容话筒、电子乐器和一般的音频信号源（如混音器输出）、播放设备等。其中每个源的输出信号具有提供电平、阻抗和配置（平衡或非平衡）的特征。对于像电容话筒这样的音源，可能需要某些类型的电源（幻像或偏置）。

发射机可以为手持式、腰包式、插入式，其输入具有特征电平、阻抗和配置（平衡/非平衡）。它可能能够向这些源供电。接口可以包括某类型的接插件。（见图1）

最简单的接口是手持式发射机。这种设计应该保证话筒拾音头已经被理想地与发射机集成（通过电子或机械方法）在一起。唯一的选择涉及到提供话筒拾音头选择系统。应根据预期应用的话筒拾音头的性能特征来做决定。

插入式发射机提供了各种接口连接的可能性。机械上，3-针XLR式接插件是标准配置，但是选定的话筒和发射机组合的电气特点必须加以考虑。发射机的输入阻抗应高于话筒输出的阻抗。所有这类发射机都会与典型的低阻抗动圈话筒搭配工作。如果发射机输入阻抗足够高（>10，000欧姆），则高阻抗话筒也可以使用。大多数插入式发射机可同时适合平衡或非平衡话筒输出。

有些插入式发射机也能够为电容话筒提供“幻像电源”。这只有在平衡的发射机输入和平衡的话筒输出时才有可能。即使那样，发射机必须至少提供话筒所需的最低幻像电源（通常在11至52VDC之间）。如果小于该最低电压，电容话筒性能可能会因动态余量或更多的失真而受损。这是动圈话筒（无需电源）或者由内部电池供电的电容话筒所关注的问题。

腰包式发射机提供了最多的可能性接口。最简单的是有线领夹式或头戴式话筒。同样，通常是假设设计已经为所供应的拾音头提供了最佳接口。如果可以有不同的有线话筒选择，则该选择应基于应用需求的版本。

大多数腰包式发射机都配备一个输出接插件，允许使用各种各样的话筒和其他输入信号源（见图2）。由制造商为特定的无线话筒系统提供的话筒和输入电缆可假设与该系统兼容。然而，它们不可能直接与其他制造商的无线话筒系统兼容。至少，接插件修改通常是必要的。在许多情况下，需要对其电路或对元件进行改装。

为了确定一个特定的话筒是否适用于一个特定的发射机，首先必须确定所涉及的接插件类型。接插件包括1/8英寸和1/4英寸插孔以及各种多针式设计。

接下来，必须比较话筒接插件的接线和发射机接插件的接线。不幸的是，没有标准的输入接头，而各制造商间对于同样的接头也会有不同的接线方案。1/4英寸输入插口通常按非平衡方式接线至尖端音频信号，并在护套上屏蔽。腰包式发射机上典型的多针输入至少有一针用于音频信号和一针用于屏蔽或接地。也可能有其他针用于提供“偏压电源”（对于电容话筒，即DC电压）或提供交流输入阻抗。有些发射机还有些针脚用于接收不同电平的音频信号或为某些电容元件提供音频+偏压电源的组合。

然后应该对比一下话筒和发射机的电气特征：话筒的输出电平应处于可接收的发射机输入电平范围内，话筒的输出阻抗应小于发射机的输入阻抗。另外，大多数腰包式设备的输入配置都是非平衡的。专用于无线系统的话筒也总是非平衡的，平衡输出的动圈话筒通常可以接一根适配器电缆。

如果话筒上有电容拾音头并且本身没有电源，那么发射机必须提供所需的偏置电压。大多数发射机提供5V直流电，适用于典型的驻极体电容拾音头，虽然有些拾音头可能要求多达9V直流电。在这种情况下，有时可以修改发射机以提供更高的电压。

许多电容元件和相应的发射机采用双导线加屏蔽的连接方式，音频被一个导线携带，偏置电压由另一个导线携带。有几种电容拾音头和一些发射机采用单导线加屏蔽的连接方式，音频和偏置电压均被同一个导线携带。一种方案的话筒与另一种方案的话筒对接可能需要修改一个元件，或者两者都要修改。

一般情况下，对于非标准组合，最好直接联系无线话筒系统的制造商，确定所需元件的兼容性。他们会提供相关的规范，且通常会说明任何限制或必要的改动。

非话筒信号源包括电子乐器，可能还有音响系统和播放设备的输出。虽然这些信号源都不需要偏置或幻像电源，但它们的接口比典型的话筒源具有更高的电平和阻抗范围。乐器，如电吉他和电贝斯，无源拾取形乐器的输入电平为几毫伏（话筒电平），有源拾取的则为几伏（线路电平）。发射机必须能够处理这种动态范围，以免过调制或失真。

普通的（无源）乐器拾音具有很高的输出阻抗，需要约1兆欧的发射机输入阻抗，以确保适当的频率响应。有源（带电源的）拾音具有相当低的输出阻抗，能够用于20，000欧姆或更大的几乎任何发射机的输入阻抗。压电拾音具有非常高的输出阻抗，需要1-5兆欧的发射机输入阻抗，以免损失低频。

混音器和播放设备为线路电平输出。这些信号源一般具有低到中等输出阻抗，且可以是平衡的或非平衡的。它们有时可以与简单的适配器电缆连接。然而，这些高电平输出源经常需要其他额外的（外部或内部）衰减，以防止发射机输出过载，通常期望是话筒电平信号。

一旦源/发射机接口被优化后，就应该进行控制调节。大多数发射机上唯一可以进行的控制调节是输入电平或灵敏度调节。它包括一个小电位计或一个开关。控制往往是放在电池仓内或在一个凹陷的位置，以避免意外调节失当。有些腰包式设计有独立的话筒输入和乐器输入电平调节。

控制应加以调节，以便实际使用中的高电平的音量（或最大乐器音量）能够生成无线电信号完全调制。这通常是通过一边对着话筒说话或唱歌（或演奏乐器）一边观察接收机上的音频音量电平指示灯来确定的。通常情况下，音频峰值LED表示完全（或几乎完全）调制。有几种设计的发射机本身就有峰值指示器。在指示的峰值小于完全调制的系统中，LED可能亮得非常频繁。在指示为完全调制的系统中，LED应该只在最大输入电平时短短亮一下。无论在哪种情况下，持续的峰值显示需要减小输入灵敏度或电平，以免声音失真。

如果发射机配有压缩扩展电路系统（降噪）的发射机，消除开关可确保它被设置为与接收机相同的模式。该系统会被消除的唯一情况是使用了未配备压缩扩展电路的接收机。

对于可调谐的发射机，要确保发射机被设置为与接收机相同的频率。

发射机设置的最后一步是放置。手持式或插入式系统的放置基本与同型号的有线话筒相同。设备可以安装在支架、吊杆或带适当的支架适配器的长话筒吊杆上，或者也可以拿在手里。

便携式发射机放置取决于具体的应用。如果输入信号源为话筒，比如领夹式或头戴式话筒，腰包式设备往往被别在腰带或裤腰上。它也可以按其他方式固定，只要天线能够自由伸展就行。确保在必要时可以进行访问控制，并确保连接线缆（若有）的长度足以让信号源及发射机根据需要放置。当输入信号源为乐器时，通常可以将发射机直接固定在乐器上，或如果是电吉他，可以固定在其背带上。

对于各种类型的发射机，确保天线的连接和固定很牢固，以获得最高效率。导线天线应完全伸展开。手不得盖住手持式发射机上的外置天线。（见图3）

正确的发射机放置应尽可能避开大的金属目标和之前提到过的射频干扰源，如数字设备、其他无线发射机和移动电话。如果一个人同时使用多个无线系统，如无线头戴式话筒和无线乐器，或者戴着无线个人监听接收机，设备应保持在一个足以使交互作用最小的距离。

系统设置：接收机

接收机的设置涉及两个接口：天线到接收机和接收机到音响系统。（见图4）

音频接口

我们在这里将讨论音响系统接口。记住，无线话筒系统的基本功能是取代音源和音响系统之间的连接电缆。一般情况下，无线接收机的输出在电学和物理上都类似于原始音源的输出。也就是说，大多数无线话筒接收机都有平衡、低阻抗、话筒电平输出，通常是在标准的3针XLR型音频接插件上。它可以通过一个普通的平衡话筒线缆连接到音响系统的输出上。（见图5）

有些接收机，尤其是为用于电子乐器专门设计的，可配备一个1/4英寸电话接插件来代替XLR接插件（或在其基础上新增）。正常情况下，该输出是非平衡的话筒或乐器电平信号，具有低或中等阻抗。它可以通过一根标准的屏蔽乐器线缆直接连接到乐器音箱的输入上。

另外，有几种接收机还有线路电平输出。它们可以连接到配有类似型号的输入接口的音响设备的线路或辅助电平输入上。

如果想要（或需要）将一种类型的输出连接到不同类型的输入上，应考虑几种可能性。对于到非平衡1/4英寸输入的一个平衡XLR输出，可以使用一个适配器，该适配器将XLR的引脚2连接到1/4英寸电话插头的尖端，将XLR的引脚1和3连接到电话插头的护套。类似的适配器（带适当的XLR接插件）也可用于将不平衡的1/4英寸输出连接到一个平衡的XLR输入上。如果输出和输入的电平和阻抗相互兼容，则这类简单的适配器通常也能工作。

在有些情况下，由于明显的阻抗或电平差异，简单的适配器无法使用。另外，刚刚描述过的1/4英寸插头到XLR连接（使电路不平衡）偶而会因为接收机和音响系统间的接地回路而发出嗡嗡声。在任何一种情况下，使用变压器都可以解决问题。它可以提供不同阻抗间和平衡与非平衡电路间的正确转换。变压器允许接地环路来解除在信号源端的平衡电缆的屏蔽连接。

最后，必须考虑在音响系统平衡话筒输入端还有幻像电源的情况。如果接收机输出是非平衡的，幻像电源可能会导致信号噪声或失真。可能的话，应关闭该输入的幻像电源。否则，合适的变压器或适配器也会阻断连接路径中的电压。然而，如果接收机输出是平衡的，幻像电源通常不是个问题，虽然制造商可能指定了接收机能够承受的最大电压。有几种接收机表现为幻像电源的一个巨大负荷。这可能会导致在其他的调音台输入通道之间的幻像电源电压降低。

一旦接收机已正确连接，那么就可以设置音响系统控制了。接收机上的第一个控制调节是输出电平。它通常包括一个旋钮，也可能是一个开关，用来选择话筒或线路电平。一般步骤是设定输出电平，让它与相同类型的有线话筒信号源的输出电平大致相等。这将在音响系统的其余部分提供正常的增益结构。虽然话筒电平是最常见的，线路电平也适用于长线缆传输线路或驱动线路电平设备，如均衡器、分频器或功率放大器。在大多数接收机上，音频电平显示器是预音量控制，不受接收机音量控制设置影响。用后续设备上的显示装置来衡量实际的输出电平。

静噪调节

另一个接收机调节是静噪控制。回想一下前面的讨论，静噪电路的功能是在被传输信号丢失或噪声大得难以接受时对接收机的音频输出进行静音。依据所用静噪系统的类型（门限静噪、噪声静噪、音频锁定静噪）的不同，调节程序也会不同：

如果采用简单的门限静噪，无线电背景噪声电平变化很大时，可能需要进行调节。这将通过发射机被关闭或掉电时接收机发出响亮的“白噪声”来表示。

门限型静噪调节程序是：

1） 关上发射机电源，以消除所需的信号。

2） 打开附近的所有相关设备，以形成“最糟糕情况”信号条件。

3） 将接收机音频控制设为最小，以避免音响系统中有过多噪声。

4） 打开接收机的电源。

5） 观察接收机上的射频和音频指示灯。

6） 如果指示灯呈现无信号的状态，可以保持现有静噪设置不变。

7） 如果指示灯呈现稳定或断续信号已接收的状态，可以增加静噪设置，直到显示信号状态。将静噪控制设置为稍超过该点一点，以提供门限宽度。

8） 如果增加静噪设置也无法达到无信号状态，则可能发现并消除不需要的信号。否则，可能需要选择不同的工作频率。

9） 打开发射机的电源。

10） 确保接收机指示信号处于已接收状态，而发射机处于正常的工作距离。记住，高静噪设置可减小工作距离。

如果采用噪声静噪，正常情况下不需要调节。噪声静噪根据音频信号的信噪比质量来对接收机进行静音。没有发射机信号的情况下，接收机一般不会产生噪声。将静噪设定在默认位置以上，会使得接收机静音，以获得轻微的噪声信号，会稍微减小有效范围。将静噪设定在默认位置以下，会使较嘈杂的信号被接收，可能增加有效范围。

配备音频键控静噪系统的接收机正常情况下不需要调节。接收机将只响应包含合适的导频“音”的信号。静噪可能改变其默认位置，与上述噪声静噪系统的结果一样。

其他接收机控制可能包括监听耳机（头戴式耳机）音量、显示选择、频道选择等。这些可按特定应用的需要进行设置。如果有压缩扩展（降噪）消除开关，可确保它被设置为与发射机相同的模式。同样，没有理由消除接收机中的压缩扩展功能，除非发射机未配备压扩器电路。如果接收机是可调谐的，确保它被设置为与发射机相同的频率。有些接收机现在能够自动扫描清晰可用的频道。

接收机的安装与放置

接收机的正确放置涉及机械和电气方面的问题。机械方面，无线接收机通常被设计成可以像其他标准的机架安装产品一样使用。电气问题就是可能的射频干扰和嗡嗡声或音频电路中产生的其他电噪声。接收机应远离射频干扰源，如数字处理器、计算机和视频设备。它们也必须与大的交流电源分隔开来，如高电流或高电压设备的电源、荧光灯镇流器和电机。

如果无线接收机与另一台设备一同安装在机柜上，最好让低功率模拟设备放在其附近，而可能造成麻烦的设备放得远些或者单独装在一个机柜上。尤其是，如果使用了无线发射设备，如个人监听发射机或无线对讲发射机，强烈建议将它们装在不同的机柜上。这些发射机的天线也应与接收机天线保持足够的距离。显然，如果接收机被放在金属机柜或装在其他金属设备之间，就必须确保天线功能不受影响。