现场、PA或电视节目调音人员一定都会遇到这样的冏境–明明测试过无线麦克风,一切很正常呀!但真的开录/演到一半时,声音突然断掉、出杂音、时有时无,或者见鬼了,收到不存在的声音。平常不受人注意的声音人员,现在所有人的目光全都集中在你身上,认为你没事前做好准备,当场吓得冷汗直流,有苦说不出。无线麦的问题真的是事前做好准备就不会出问题吗?有什么是技术人员能做与不能做的?
无线麦克风或耳机监听是现今做现场PA、戏剧收音,电视收音常常使用的工具,没有了导线的牵绊,收音对象可以自由移动,不像以前只能在一定范围内,而助理也不用一直顺线,藏线,省了不少力气,虽然以音质而言,有线麦克风还是比无线麦克风好,讯号稳定性也较高,但机动性就吃亏许多,所以只要录制对象会不停移动、唱歌跳舞的,无线的麦克风或耳机监听系统就成了最佳选择。虽然现在技术越来越进步,无线麦从VHF、UHF,进化到digital调变传输,毕竟讯号传输是我们看不见、摸不到、听不见的无线电波,常常都可看到重要场合时,大人物手中的无线声音突然没了,这时大家责怪的眼光就投向调音师,但我们也只能摸摸鼻子赶紧换支麦克风,到底问题从何而来?首先我们要了解一下无线麦克风讯号是怎样传输的。
无线麦克风拾音头跟一般有线麦克风一样,也是有分动圈式、铝带式跟电容式,只是传输音讯是用无线电波,不是用导线。麦克风收到声音后转换成电能,然后发射器 (transmitter) 再将讯号调变转成无线电波,从天线发射出去,给远程的接收器(receiver) 天线接收后,解调变再转回电能,电能再转回声能,变成我们听到的声音。在这一连串转换过程中,无线电波是最难掌握的,传输要是出了什么问题,讯号就会出现噪声、断断续续,甚至整个没有声音。
无线麦被干扰或断讯最常见的问题:
1. 多径干扰 (multi-path interference)
射频 (Radio Frequency,简称RF) 是以直线前进,跟声波一样,遇到障碍物会产生反射,或是部分能量被吸收而减低强度。当接收器 (Receiver) 收到发送器 (Transmitter) 的直接波跟反射到其他表面的反射波后,加总讯号时也是会产生相位相加或抵消的情形。相位互相抵消,或是无法收到有效的直接波,就会产生断讯 (drop out) 或收讯死角 (dead spot)的情形发生。
为了避免多径干扰产生,方法一是保持发射器跟接收器间无任何障碍物,最好是将发射器放在一制高点上,并且离接收器距离不要太远。方法二是使用多点型接收天线(diversity antenna 亦有人翻分集天线),现在的无线麦克风接收器多具有两支不同的接收天线,借着两支天线不同的位置、角度,来涵盖发射器的活动范围,让不同天线接收到同一发射器发出,但路径不同的讯号,再选择讯号较良好的一方使用,避免单一路径易被遮挡而断讯或有收讯死角问题发生。
无线麦克风电波遇到表面会反射,接收器收讯处理时也会有相位抵消问题
2. 环境电波底噪 (Signal to Noise floor ratio)
我们的日常环境中,充满着各式各样的电磁波,电磁波频率由低至高 (图片由右至左) ,可分为下列种类:
电磁波频带分布
这些看不见也听不到的电磁波,万一出现在无线麦克风的频率附近,就会形成干扰
干扰的来源可大略分为下面3种:
1)自然产生的射频:
通常这些射频频率极低,对无线麦克风不太会有影响。如:太阳光、红外线、紫外线、闪电、地球磁场等。
2)非刻意发出的射频:
任何家电用品、计算机、电视墙、LED灯具,各种有电的用品,连电线都会发出电磁波,只要会有温度的东西的都有电磁波,包括人体。
3)刻意发出的射频:
人为科技所刻意发出的,主要用来传输、沟通用。如手机、无线麦克风、蓝芽耳机、广播电视、卫星传输等等。
在无线通信设备上,底噪 (noise floor) 指的是环境中既有的自然或非刻意发出的射频,无线通信设备的传输讯号需要有良好的噪讯比 (S/N Ratio) ,维持传输射频大小在底噪之上,接收端才能收到良好的讯号进行处理。使用模拟调变 (AM、FM)方式时,当环境中的底噪太大,接收端并没有办法分辨哪个是要的讯号,哪个是不要的底噪,只会接收设定频率范围内的所有讯号,包含噪讯,这样的讯号经过解调变 (demodulation) 后,讯号就会出现一些噪声。数字调变的无线麦克风好处是较节省带宽,音质较清晰,但不代表它就不受干扰影响,它仍是用无线电波传输,只是调变采数字方式而已。
3. 调变失真(intermodulation distortion)
任何射频超过两个频率以上,都会有射频调变 (intermodulation)的情形发生,产生额外的干扰频率,这些干扰频率叫做调变失真
两支频率过于接近的麦克风会产生调变失真,产生其他干扰频率
可能发生的原因:
1) 发射器 (无线麦克风) 使用的频率过于接近,电波发出后就产生调变现象,如果调变后产生的的频率刚好落在接收器的频率范围内,就会形成干扰问题。如果是发射器与接收器 (天线) 过于接近,调变现象就易在接收端产生。
2) 射频放大器过度放大所收到的讯号,也是造成调变失真的原因。
因此,使用越多的无线设备,可能出现的调变失真问题越多,要如何管理频率使用便成了一项重要功课。
天线要怎么摆设?
1. 维持发射与接收端视线可及的关系
即使有最好的无线多点型接收器,如果不能保持发射与接收端中间是视线可及、没有任何障碍物遮挡,再贵的无线麦克风也是会被干扰或有断讯可能。保持发射与接收端之间畅通无阻,是良好无线传输中最最重要的一点!一般最常犯的错误就是接收主机天线背对着发射子机方向、在密闭的机柜中,或是被控台一堆机器阻挡。
另外就是天线不够高,被观众挡到。人体是非常好的射频吸收体,当天线高度不够时,除了射频会被挡到,也会被人体吸收而能量衰减。
天线体触碰到附近的金属物品或其他导电材质物品,也会导致天线接收不良或讯号出问题。
2. 发射与接收端距离越近越好
提高射频S/N比的方法,第一就是让发射与接收器距离越近越好,但也不能过近,最小距离要间隔5公尺,以避免两者太过接近发生调变失真情形。除了缩短发射与接收端距离以外,选择高指向型的天线,或增益 (gain) 接收或发射的射频效能也是种方式,但需注意的是,天线的gain指的是天线的效能及指向性。天线的效能也就是天线将电能转换为电磁波的效能,或是电磁波转换为电能的效能。用眼睛视力来打个比方,看远方一只鸟时,手呈圆筒状罩在眼睛前是不是感觉比没有罩住看得清楚?理由不是我们的视力变好了,是因为视力只集中在那只鸟身上,有点像麦克风指向性那般,只是还牵扯到电能与电波间的转换效能。天线指向性就如同麦克风指向性,指的是天线发射/接收来自不同方位射频的效能。通常我们在发射子机跟接收主机上面可能会看到的gain设定键,指的是声音讯号转变成电能的增益,或是电能转回声能时的讯号增益,并非射频上的效能增益。射频的效能增加并不等于提高发射功率,事实上无线器材的功率都已经受到各国家规范,不太可能临时增益功率,否则会干扰到其他人或器材使用。
声音转换为电波的过程
通常演出人员使用的无线麦 (发射子机)天线都是用全指向的,因为他们会不时地移动身体改变位置;若是演出人员位置附近有道LED墙 (LED会发出射频,干扰收讯) ,可以将接收天线调为high gain模式,让它对特定方向的射频敏感度增加外,要尽可能让使用无线麦的演出人员保持在接收天线涵盖范围内,因为使用了high gain,天线会对接收范围内的射频敏感,而离轴 (off-axis) 的射频会较不敏感,这样可提高收讯的S/N比,降低LED墙所发出的射频干扰。
使用无线设备注意事项:
1. S/N比
无线系统的底噪与麦克风或扩大机等声音器材的底噪概念类似,只是这边指的是无线电波。无线系统里的噪讯比 (S/N比) 指的是系统欲收到之无线电波大小比上平均环境电波底噪大小的值。噪讯比数值多少并不是重点,重点在比值要越大越好。
无线电波跟声音一样,强度也会随着距离而降低,呈反平方定律(inverse-square law)衰减。距离变为两倍时,电波强度衰减为剩原来的1/4。所以在架设无线系统时,发射器跟接收天线要尽量接近,但也不可过于靠近,建议两者之间至少要距离5公尺,以避免互相影响,产生调变失真问题。
2. 天线的指向性
天线的gain不等于RF射频讯号放大器的gain,天线的gain指的是它的指向性与效能,用来形容电波辐射峰值传到各方位同质表面时,所传输的效能,单位用dBi (isotropic 等方向性)表示。dBi多用在表示天线的gain值上,也可以用dBm来表示。发射天线的gain表示电能转换成电波往特定方向发射的能力;接收天线的gain表示从特定方向收到的电波,转换成电能的能力。当发射端天线gain是0dB (unity) 时,代表发射天线未增益电能转换成电波的效能。 (注:dB是一种对数单位,可以将两个复杂的量测数值用一简单比值的方式表达,实际上不是一个真正的量测单位。) 当发射端天线gain是3dB时,代表发射天线电转电波的效能加大3dB出去;若是接收天线gain调成3dB,代表接收端电波转电的效能加大3dB。
天线不一定指向性越高越好,指向性高当然可避开一些不想收到的射频,但相对的,无线麦克风理想收讯区域就越窄,当表演者一离开有效区域,就有可能会断讯。
影响有效讯号大小的因素除了天线的指向性外,射频放大器、导线材质及长度、接头、接收器效能都会影响收讯质量,要注意的是:一般视讯用的同轴缆线阻抗是75ohm,而天线的同轴缆线多是50ohm,不可以混用。(p.s.天线的同轴缆线要用哪种,请阅读器材的说明书。)
3. 电波频段管理
多数的无线电麦克风系统仍是模拟的,即使是现在所谓的数字无线麦克风,也只是传输时,调变使用数字方式而已,基本上所有的无线系统发射的讯号,还是传输在模拟的频带上。可用电波频率是有限的,在现今越来越多新的无线设备应用之下,该如何去画分各个电波使频段给不同的用途使用,就是一项很重要的课题,政府单位必须去做管理,才不会造成使用者的困扰。
无线麦克风的知识是不是让你看了很头痛?当然在演出前,声音人员一定都有现场测试过麦克风的收讯状况,但现今使用无线电波的产品太多了,防不胜防,再加上其他可能会干扰无线电波的物品、人为问题,这些都不是声音人员所能预测的,没有一支无线麦克风是绝对安全的!了解这些无线电知识之后,下次重大转播看到麦克风没声音,请对声音人员多点包容与理解,处理无线电波问题就像跟看不见的敌人打仗,只能尽力排除问题,但不保证一定没问题!
当然,最后还有一种情况,那就是调音师真没准备好,譬如将排练时用的电池用在了正式节目中,这…………………….
来自爵色音樂工作室
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.