Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214

Drahtlose MikrofonsystemeDrahtlose Mikrofonsysteme

SHURE Europe GmbH

Headquarters Europe, Middle East & Africa

Applications

Wannenäckerstraße 28

D-74078 Heilbronn

Tel: +49-7131-7214 - 0

Fax: +49-7131-7214 - 14

eMail: [email protected]

Übersicht Übersicht

Unterschiede VHF UHF

Einführung in die drahtlose Übertragung

Funktionsblöcke von Sender und Empfänger

Intermodulation

Störquellen

Empfangstechniken

Praktische Tipps zum Umgang mit drahtlosen

Mikrofonanlagen

Anmeldung bei der Bundesnetzagentur

Vergleich VHF Vergleich VHF UHF UHF

Definition der Frequenzbereiche

Hochfrequenztechnische unterschiede

Audiospezifische unterschiede

Vorteile und nachteile von UHF

FrequenzbereicheFrequenzbereiche

Langwelle: 150...350 kHz

Mittelwelle: 515...1630 kHz

Kurzwelle: 5,9...16 MHz

FM/UKW Radio: 87...108 MHz

VHF (Very high Frequency): 30...300 MHz

UHF (ultra high Frequency): 300...3000 MHz

Math. ZusammenhangMath. Zusammenhang

Relation zwischen Frequenz f und der Wellenlänge λ

eines Signals:

mit Lichtgeschwindigkeit c = 3·108 m/sf

c

KonsequenzenKonsequenzen

d d

UHF VHF

Abschattung

Beugung

λλ

KonsequenzenKonsequenzen

Die Freifelddämpfung ist frequenzabhängig, und nimmt

mit steigender Frequenz zu

d

Tx Rx

c

dfda

4

log204

log200

m5,1

s1

10200

sm

103

6

8

0

f

c

dB58m5,1

m1004log200

a

BeispielBeispiel

Trägerfrequenz 200 MHz, Abstand d = 100 m:

m375,0

s1

10800

sm

103

6

8

0

f

c

dB71m375,0

m1004log200

a

BeispielBeispiel

Trägerfrequenz 800 MHz, Abstand d = 100 m:

Unterschiede VHF Unterschiede VHF UHF UHF

Eigenschaft VHF UHF

Wellenlänge 1,5 m bei 200

MHz

0,375 m bei

800 MHz

Freifelddämpfung geringer höher

Fähigkeit kleine metallische Objekte zu

umgehen

höher geringer

Fähigkeit an Oberflächen reflektiert zu werden geringer höher

Körperabsorbtionseffekt geringer höher

Kabelverluste geringer höher

Antennenlänge und erforderlicher Abstand für

Diversity-Empfang

größer kleiner

Audioqualität VHF Audioqualität VHF UHF UHF

Unterschiede im Klang sind nicht von der

Trägerfrequenz abhängig.

Gesamtrauschabstand ist durch nachfolgende

Signalverarbeitungen bzw. der Qualität der verwendeten

Bauteile begrenzt (z. B. Compander und Detektoren).

Vorteile des UHF-SystemsVorteile des UHF-Systems

Zu viele unkontrollierbare und unvorhersehbare HF-

Störungen im VHF-Bereich.

Antennenlänge im UHF-Bereich kürzer

In manchen Ländern sind nur UHF Systeme zugelassen

(Deutschland Nutzergruppen)

Einführung HF-ÜbertragungEinführung HF-Übertragung

Modulation

Funktionsblöcke eines Senders

Funktionsblöcke eines Empfängers

Störung durch Intermodulation

Andere Ursachen für Störungen

ModulationModulation

In der sogenannten Modulation werden die

Audioinformationen dem Trägersignal hinzugefügt

(moduliert).

Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten

die Audioinformation zu übertragen:

Amplitudenmodulation AM

Frequenzmodulation FM

Bild eines AM-SignalsBild eines AM-Signals

Die Frequenz der modulierenden Schwingung bestimmt

die Schnelligkeit, die Amplitude die Größe der

Amplitudenänderung.

Nachteil der AMNachteil der AM

Impulsstörungen (Zündfunken von Fahrzeugen oder

elektrostatische Entladungen bei Gewitter) können sich

auf ein Funksignal auswirken und die Amplitude

verändern. Hierdurch entstehen Störungen der Signale.

Außerdem ist die Audiolautstärke von der Signalstärke

abhängig.

Großer Nachteil bei mobilen Betrieb.

Die Frequenz einer Schwingung (Träger) wird moduliert

im Rhythmus einer zweiten Schwingung (Nutzsignal)

Modulierte HF-Schwingung durch folgende math. Formel

beschreibbar:

A: konstante Amplitude

: variable Frequenz

)(cos)( tAtx

Frequenzmodulation (FM)Frequenzmodulation (FM)

Erzeugung eines FM-SignalsErzeugung eines FM-Signals

Frequenzmodulierte Schwingung

Erzeugung eines FM-SignalsErzeugung eines FM-Signals

Die Frequenz des modulierenden Audiosignals bestimmt die

Schnelligkeit der Frequenzänderung,...

die Amplitude des

modulierenden

Audiosignals die

Größe der

Frequenzänderung.

Auswirkungen der FMAuswirkungen der FM

Tiefer Ton langsame Änderung der

Frequenz des Trägers

Hoher Ton sehr schnelle Änderung der

Frequenz des Trägers.

Leiser Ton geringe Frequenzänderung

Lauter Ton starke Frequenzänderung

Vorteile der FMVorteile der FM

Da die Audioinformation nicht in der Amplitude steckt,

sondern allein in der Frequenzänderung, ist die FM

wesentlich störungsunanfälliger als die AM.

Denn Störungen haben immer eine Änderung der

Amplitude nicht der Frequenz zur folge.

Vorteile der FMVorteile der FM

FM Empfänger weisen eine weitere Eigenschaft auf. Den

sogenannten „Capture Effekt“ (Übertönen).

Existieren zwei FM Signale gleicher Trägerfrequenz, so

unterdrückt der Empfänger das schlechtere Signal.

Sind beide Signale etwa gleich stark, wechselt der

Empfänger ständig zwischen den verschiedenen

Signalen hin und her.

Funktionsblöcke eines SendersFunktionsblöcke eines Senders

Funktionsblöcke SenderFunktionsblöcke Sender

Mikrofonvorverstärker

bei Shure Bestandteil der abnehmbaren

Mikrofonkapsel

Pegel- und Impedanzanpassung

Gleichspannung für Kondensatorelemente

“Pre-emphasis” (Vorverzerrung / Höhenanhebung)

für Rauschunterdrückungssystem


Spannungsregler

Regelt die Batteriespannung auf üblicherweise 5 V. Dazu muss

die Batteriespannung von entweder 3 V (up converter) oder 9 V

(down converter) auf 5 V konvertiert werden.

Pre-Emphasis zur RauschunterdrückungPre-Emphasis zur Rauschunterdrückung

Ein typisches Audiosignal enthält mehr tieffrequente

Energie.

Im Gegensatz dazu enthält typisches Rauschen mehr

Energie im hochfrequenten Bereich.

Der Signal-Rausch-Abstand nimmt bei höherer Frequenz

ab

Sender: Pre-EmphasisSender: Pre-Emphasis

Höhenanhebung um besseren Signal-Rausch-Abstand

zu erreichen

Erster Teil des "companding"-Systems

Ursprüngl.

Dynamik- 2:1 Kompression

bereich

Ziel ist eine Anhebung des Trägersignals Ziel ist eine Anhebung des Trägersignals gegenüber dem gegenüber dem RauschpegelRauschpegel im HF im HF

SchaltungsteilSchaltungsteil

ReduzierterReduzierterDynamikbereichDynamikbereich

Sender: KompressorSender: Kompressor

Kompressor - ExpanderKompressor - Expander


Limiter

Begrenzung von Spitzen im Audiosignal.

Sitzt mit dem Compander in einer Rückkopplungsschleife und

verhindert so die Übermodulation des Senders.


Zwei Möglichkeiten zur Generierung der Trägerfrequenz:

Frequenzsynthesizer bzw. PLL Schaltkreis

Quarzgesteuert

Quarzgesteuerter SenderQuarzgesteuerter Sender

Schwingquarz zur Erzeugung der Basisfrequenz

(ca. 15 - 30 MHz)

Frequenzmultiplizierer

Erhöhen der Basisfrequenz auf Sendefrequenz

Meist Verdoppler oder Verdreifacher


Quarzoszillator

Basisfrequenz wird mit einem Quarzkristall in einem

Schwingkreis generiert.

In diesem Schwingkreis sitzt eine Kapazitätsdiode über die die

Frequenzmodulation realisiert wird.


Frequenzvervielfacher

Übersteuerte Verstärkerstufe, die harmonische

Oberschwingungen der Grundfrequenz erzeugt.

Diese Oberschwingungen können herausgefiltert und der

nächsten Stufe zugeführt werden.

Es sind meist mehrere Vervielfacher hintereinander

geschaltet, um die endgültige Trägerfrequenz zu

erzeugen.


Blockschaltbild

Antenne

+9V

Audio

Limiter

MicAmp Compander Quarz

BatterieSensor

SpannungsRegler

RF FilterRF

AmpFrequenz

Multiplizierer

PLL = Phase Locked LoopPLL = Phase Locked Loop

„Nachlaufsynchronisation“

Die Sendefrequenz wird so eingestellt, dass sie mit einer

Referenzfrequenz übereinstimmt.

Änderungen der Sendefrequenz (Temperatur, Rauschen, ...)

werden automatisch nachgeregelt.

Funktionsblöcke PLL SenderFunktionsblöcke PLL Sender

VCO (Voltage Controlled Oscillator)

Erzeugt das FM Signal mit Hilfe einer einstellbaren Kapazität

(Kapazitätsdiode), die Teil eines Schwingkreises ist.

Die Kapazität wird über einen OP geregelt, der vom Frequenz

Synthesizer angesteuert wird.

Audio

stabilisierte Spannung

bufferamp

Ausgangsstufe

Referenz-Quarz

Operations-verstärker

Eingang für dividierte Frequenz

Ausgang mit Differenzsignal

Dividierer

PLL-SenderPLL-Sender

Blockschaltbild

Antenne

+9V

Audio

Limiter

MicAmp Compander

FrequenzSynthesizer

VoltageControlledOscillator

BatterieSensor

SpannungsRegler

RF FilterRF

Amp

Quarz Quarz PLL PLL

Quarzgesteuert:

Referenzschwingung wird

durch einen Quarz

erzeugt; Quarzoszillator

schwingt im Bereich 15-

30 MHz.

Feste Frequenz

Einfache und preiswerte

Methode

Abstrahlung ungewollter

Frequenzen

PLL:

VCO kontrolliert direkt

Ausgangsfrequenz; Teil des

Ausgangssignals durchläuft

Frequenzteiler und wird mit

einem Referenzsignal

verglichen.

Schaltbare Frequenzen

Komplexer und teure

Deutlich saubereres Signal

Funktionsblöcke SendersFunktionsblöcke Senders

HF Ausgangsverstärker/Filter

Versorgt die Antenne mit entsprechender Ausgangsleistung

(10 bis 50mW)

Filtert das Ausgangssignal, um Nebenaussendungen gering zu

halten.

Funktionsblöcke eines EmpfängersFunktionsblöcke eines Empfängers

Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger

Eingangssektion

Verstärkt nur die Trägerfrequenzsignale

Filtert Fremdsignale aus


Interner Oszillator (LO = Local Oscillator)

Schwingt in einem festen Abstand über oder unter der

Trägerfrequenz

(z.B. VHF: 10,7MHz unter der Trägerfrequenz;

PSM700: 110,6 MHz über der Trägerfrequenz)

Wird entweder Quarz- oder PLL- gesteuert gebildet


Mischer

Kombiniert das empfangene HF-Signal

mit der Oszillatorfrequenz

Erzeugt Summen- (HF+LO) und Differenzsignale

(HF-LO = ZF = Zwischenträgerfrequenz)

Zwischenträgerfrequenzfilter (ZF-Filter)

Läßt nur Differenzsignal (ZF) passieren

Filtert Summensignal aus

Zwischenträgerfrequenz (ZF)Zwischenträgerfrequenz (ZF)

Generierung der ZF

MischerZF-Filter10,7 MHz200 MHz

Summe: 389,3 MHz

&Differenz: 10,7 MHz

10,7 MHz

189,3 MHz

Oszillator

Antenne

Legt Empfangsfrequenz fest!

Funktionsblöck EmpfängerFunktionsblöck Empfänger

ZF-Verstärker

Verstärkt ZF-Signal auf hohen Pegel

Begrenzt Signal zur Anpassung an den Detektor

Detektor/Demodulator

Trennt Audiosignal vom ZF-Signal

Demoduliert das Audiosignal


Expander

Zweiter Teil des "companding "- Systems

(Umkehrung des Kompressors im Sender)

1:2 Expansion zur Rekonstruktion des ursprünglichen

Dynamikbereiches


Audioverstärker

Pegel- und Impedanzanpassung

“De-emphasis” (Nachentzerrung / Höhenabsenkung) innerhalb

des Rauschunterdrückungssytems


De-Emphasis

EmphasisEmphasis

Durch die Pre- / De-Emphasis kann der Signal-Rausch-

Abstand um bis zu 13 dB verbessert werden.

EmpfängerEmpfänger

Blockschaltbild eines einfachen Empfängers

Antenne

FrondEnd

MixerZF

AmpZF

FilterFM

Detector

Expander

LocalOscillator

AudioAmp

Audio-Signal

Berechenbare Störungen Berechenbare Störungen

IntermodulationseffekteIntermodulationseffekte

Ursprung:

Ein Signal in einem nicht linearen Übertragungssystem

produziert Vielfache seiner Eigenfrequenz (Oberschwingungen,

Harmonische)

Mehrere Signale rufen zusätzlich Summen- und

Differenzsignale hervor.

Die Harmonischen können ihrerseits mit den Summen- und

Differenzsignalen weitere Kombinationen bilden.

IntermodulationenIntermodulationen

Wo tauchen Intermodulationen auf?

So genannte NICHTLINEARE Übertragungs-systeme

erzeugen Intermodulationen.

ÜbertragungssystemeÜbertragungssysteme

Nichtlineares SystemNichtlineares System

Jeder (HF-)Verstärker ist ein nichtlineares

Übertragungssystem

Verstärker sind in jedem Sender wie auch Empfänger

verbaut.

Jedes Funksystem erzeugt Intermodulationen


Intermodulationseffekte “2. Ordnung”:

werden durch zwei Signale produziert oder sie sind das

zweifache (zweite Harmonische) der Grundfrequenz:

z.B.: f1 + f2 = fintermod

oder f1 + f1 = 2 • f1 = fintermod

Intermodulation 2. OrdnungIntermodulation 2. Ordnung

Beispiel: Summen- und Differenzsignal bei zwei

Frequenzen


Intermodulationseffekte “3. Ordnung”:

werden

entweder durch drei Signale hervorgerufen

z.B.: f1 + f2 - f3 = fintermod

oder durch Signale und Harmonische verursacht

z.B.: 2 • f1 - f2 = fintermod

oder sie sind das dreifache (dritte Harmonische)

der Grundfrequenz


Beispiel: Intermodulationen 3. Ordnung bei zwei

Frequenzen

IntermodulationIntermodulation

Einspeisung zweier Sender in einen Empfänger

800 MHz

801 MHz

802 MHz

800 MHz

801 MHz

802 MHz

801 x 2 = 1602

1602 – 800 = 802 !

Intermodulation bei SendernIntermodulation bei Sendern

Eng benachbarte Sender können ineinander

Intermodulationseffekte hervorrufen.

Das Intermodulationsprodukt wird zusammen mit dem

Originalsignal gesendet.

Instabilität oder Verstimmung des Ausgangs stört den

Sendebetrieb.

Abstand [m]

Peg

el [

dB]

IM3 Produkt


Abhängigkeit vom Abstand zweier Sender

IntermodulationsprodukteIntermodulationsprodukte

Frequenz

HF-Pegel [dB]

Intermodulation zweier starker Signale


Konsequenzen

IM-Produkte können in

Sendern,

Antennenverstärkern und

Empfängern generiert werden.

IM-Produkte 3. Ordnung sind am kritischsten

IM-Produkte sind vorhersehbar


Anzahl der Intermodulationsprodukte 3. Ordnung:

Verwendete Frequenzen Intermodulations-

Produkte N(N – 1)

1 0

2 2

3 6

4 12

5 20

6 30

7 42

Intermodulation bei SendernIntermodulation bei Sendern

Abhilfe:

Gut abgeschirmte Sender benutzen

Enges räumliches Platzieren von Sendern vermeiden. (Sender

immer mindestens 0,5 m voneinander entfernt platzieren)

Weitere EffekteWeitere Effekte

Störstrahlungen

Summen- und Differenzprodukte zwischen Harmonischen der

Basis- oder Quarzfrequenz (15-30 MHz) und “Resten” der

Basisfrequenz werden unbeabsichtigt in den

Vervielfacherstufen erzeugt

Jene Harmonische knapp über- und unterhalb der

Trägerfrequenzen sind kritisch

Empfänger, welche auf diese Harmonische abgestimmt sind,

werden empfindlich gestört

Störstrahlungen bei QuarzschwingungenStörstrahlungen bei Quarzschwingungen

Weitere EffekteWeitere Effekte

Abhilfen

Moderaten Abstand zwischen Sender und Empfänger einhalten

“Harmonische” bei der Auswahl der Trägerfrequenzen

vermeiden

Kompatibilität der Trägerfrequenzen durch Rechnerprogramm

überprüfen lassen

Störungen bei EmpfängernStörungen bei Empfängern

Interferenzen mit dem internen Oszillator:

Oszillator eines Empfängers (LO = Local Oscillator) schwingt

z.B. 10,7 MHz unterhalb der Trägerfrequenz

LO-Frequenz wird aus diesem Empfänger abgestrahlt

Übersprechen in anderen Empfänger, welcher auf dieser

Frequenz arbeitet


Interner Oszillator streut in benachbartes Gerät


Abhilfen

Empfänger getrennt aufstellen

Empfangsantennen räumlich getrennt aufstellen

Aktive Antennensplitter benutzen, um Antennenanschlüsse

voneinander zu isolieren

SpiegelfrequenzSpiegelfrequenz

Spiegelfrequenz

Spiegelfrequenz = Oszillatorfrequenz - ZF

Falls ein Sender exakt auf dieser Spiegelfrequenz arbeitet,

entsteht in der Mischerstufe ein Differenzsignal, welches durch

den ZF-Filter gelangt.

Kann von breitbandigen Empfänger empfangen werden

SpiegelfrequenzSpiegelfrequenz

Abhilfen

Selektive / schmalbandige Empfänger verwenden

Mögliche Spiegelfrequenzen beim Auswahlprozeß der

Trägerfrequenzen vermeiden

idealerFilter

SpiegelfrequenzempfangSpiegelfrequenzempfang

FrequenzkoordinationFrequenzkoordination

Auswahlprozeß:

Wo befinden sie sich?

Nutzen sie noch andere drahtlose Systeme?

Wieviel Systeme werden maximal benötigt?

Wie hoch sind die Anforderungen an die Zuverlässigkeit?

Was ist es ihnen wert?

Kombination der FrequenzenKombination der Frequenzen

Vom Hersteller vorselektierte Frequenzgruppen:

Konzentrieren sich meist auf "offene” TV-Kanäle

Immer eng mit den Eigenschaften des jeweiligen Systems

verbunden

Es ist nicht möglich, ohne Risiko verschiedene

Hersteller/Typen miteinander zu kombinieren

Gruppe Kanal TV Kanal (US Version)

FrequenzgruppenFrequenzgruppen

Frequenzen in vorselektierten Frequenzgruppen sind

untereinander kompatibel:

Beispiel: U-Serie

Alle Kanäle innerhalb einer Gruppe sind Alle Kanäle innerhalb einer Gruppe sind kompatibel (simultan betreibbar)kompatibel (simultan betreibbar)

Berechnung über SoftwareBerechnung über Software

Mathematisches Modell berücksichtigt die

Intermodulationsprodukte und entsprechende

Sicherheitsabstände

Welche Intermodulationsprodukte und wie groß die

Abstände sind ist geräteabhängig

SicherheitsabständeSicherheitsabstände

799 800 801 802

SicherheitsabständeSicherheitsabstände

799 800 801 802

TV-Kanäle (PAL)TV-Kanäle (PAL)

Aufbau

Bildträgerfrequenz

1. Tonträgerfrequenz = Bildträgerfrequenz + 5,5 MHz

2. Tonträgerfrequenz = Bildträgerfrequenz + 5,742 MHz

Innerhalb der Gruppen I & III:

Abstand der Kanäle 7 MHz

Innerhalb der Gruppen IV & V:

Abstand der Kanäle 8 MHz

Aufbau eines TV KanalsAufbau eines TV Kanals

StereoübertragungStereoübertragung

Die meisten In Ear Monitoring Systeme übertragen ein

Stereo-Signal.

Dies wird mit dem so genannten Stereo-Multiplex-Signal

realisiert

Aus der Historie muss das MPX-Signal Mono-

Kompatibel sein.

Stereo-MPX SignalStereo-MPX Signal

Erzeugung eines Stereo-MPX SignalErzeugung eines Stereo-MPX Signal

AmplitudenmodulationAmplitudenmodulation

Dekodierung eines Stereo-MPX SignalDekodierung eines Stereo-MPX Signal

Nichtvorhersehbare StörungenNichtvorhersehbare Störungen

Interferenzen durch SenderInterferenzen durch Sender

TV: VHF Kanäle 5-12

(In Deutschland ist TV Kanal 12 bundesweit für DAB

gesperrt. Außerdem werden von dem anderen Kanälen

Subkanäle lokal belegt.)

UHF Kanäle: Rundfunkanstalten etc.

DVB-T belegt in D TV Kanäle 64-66.

Radio: AM und FM sind nur in extremer Nähe

problematisch

Andere:Küstenwache, Forstbetriebe, etc.

Mobilfunk stört nur in extremer Nähe

Mobiltelefone (auch im Standby-Betrieb !)

Drahtlose Intercom-Systeme (meist UHF)

Digitale SchaltkreiseDigitale Schaltkreise

Digitale Audioprodukte und Effektprozessoren:

Echogeräte

Hallgeräte

Dynamikprozessoren

Synthesizer/Sampler

CD-Spieler

DAT-Recorder

Digitale SchaltkreiseDigitale Schaltkreise

Computer:

CPUs in Desktops

Palmtops

Computergestützte Beleuchtungen (Scanner) und andere

Anwendungen

Störungen von WechselstromgerätenStörungen von Wechselstromgeräten

Dimmer

Leuchtstoffröhren

Schaltnetzteile

Jegliche Hochspannungs-/Starkstromquellen

Abhilfe bei StörungenAbhilfe bei Störungen

Störquelle identifizieren und abschirmen

System an anderem Ort platzieren

Auf andere Frequenzen zurückgreifen

Einsatz von Filtersystemen

Empfangsempfindlichkeit (Squelch) justierenEmpfangsempfindlichkeit (Squelch) justieren

Rauschsperre - SquelchRauschsperre - Squelch

Squelch (engl.: Glucksendes Geräusch):

Der Empfänger “öffnet” erst, wenn ein anliegendes HF-Signal

die erforderliche Feldstärke aufweist.

Somit verhindert man den Empfang fremder Quellen, wenn der

Sender außer Betrieb ist ("muting").

Der erforderliche Grenzwert ist von der jeweiligen Umgebung

(vorhandenes Grundrauschen und Störquellen) abhängig .

Squelch - EinstellungSquelch - Einstellung

Empfindlichkeit

Squelchpegel

Nutzsignal

Störsignale

Squelchpegel unterhalb des Nutzsignal und oberhalb

des Störpegels einstellen.

Einstellung des SquelchEinstellung des Squelch

Empfänger einschalten (Sender aus)

Squelchregler auf Minimum

Solange Squelchregler in Richtung Maximum (meist im

Uhrzeigersinn) drehen, bis die Leuchtanzeigen der

Empfangskanäle erlöschen.

Reichweite Reichweite Squelch Squelch

Squelch auf Minimum:

maximale Reichweite

Squelch auf Maximum:

minimale Reichweite

Rauschsperren Rauschsperren

Amplitude Squelch

Noise Sensitive Squelch

Tone Key Squelch

Amplitude SquelchAmplitude Squelch

Der Empfänger öffnet in Abhängigkeit der HF

Signalstärke

Problem:

Empfänger unterscheidet nicht zwischen eigentlichem

Träger, Verzerrungen, Harmonischen oder Rauschen

Noise Sensitive SquelchNoise Sensitive Squelch

Der hochfrequente Anteil des Rauschens im

Audiosignal wird überwacht.

Empfangenes Signal stark und Rauschen gering

Empfänger öffnet den Kanal

Empfangenes Signal schwach oder nicht vorhanden

und/oder Rauschen stark

Empfänger mutet den Kanal

Noise Sensitive SquelchNoise Sensitive Squelch

Tone Key SquelchTone Key Squelch

Ein Ultraschallsignal (32,768 kHz) wird vom Sender mit

übertragen.

Pegel des Signals verändert sich mit Batteriestand

Wird dieser Tone Key vom Empfänger nicht empfangen

oder liegt er unterhalb eines Grenzwertes (Batterie ist

leer!), so bleibt er stumm.


Einschalten:

HF Verstärker schaltet ein

Wenn Trägerfrequenz stabil, wird Tone Key aktiviert

kein Einschaltgeräusch

Ausschalten:

Tone Key wird als Erstes abgeschaltet; Empfänger macht zu

(muted)

HF Verstärker wird abgeschaltet

kein Abschaltgeräusch


Signalton bei 32,768 kHz

Wellen und InterferenzenWellen und Interferenzen

Veranschaulichung

Erklärung von Schall- und

HF-Wellen anhand von

Wasserwellen

Steinwurf ins Wasser:

Ausbilden von kreisförmigen

Wellenfronten

Wellenfronten bestehen aus

Wellenbergen und

Wellentälern


1. Welle Störungoder

reflektierte1.Welle

Entstehung einer

Überlagerung durch:

Gleichzeitige Erzeugung

zweier Wellen

Oder Reflexion einer

Welle

Interferenz

Resultat: Feld, welches aus

der Addition von

Wellenbergen bzw.

Wellentälern entsteht

Interferenzmuster


Phasenrichtige Interferenz:

Überlagern sich

Wellenberge mit

Wellenbergen bzw.

Wellentäler mit

Wellentälern, so

addieren sich ihre

Amplituden zu einer

Resultierenden mit

doppelter Amplitude

Signalgewinn

Minimum Maximum


Gegenphasige Interferenz:

Überlagern sich

jedoch Wellenberge

mit Wellentälern,

so löschen sie sich

gegenseitig aus

Empfindliche Störungen bei drahtlosen Übertragungssystemen


Sollte sich die Empfangsantenne am Ort einer Auslöschung

befinden, so besteht die Gefahr, dass das Signal verloren geht

(Aussetzer, Drop Outs).

Kritisch beim Einsatz in geschlossenen Räumen:

Phasenauslöschung zwischen dem direkten und dem reflektierten

Signal.


Diversity Anlagen sind wesentliche besser für den

Einsatz in geschlossenen Räumen geeignet.

EmpfangstechnikenEmpfangstechniken

Verschieden Empfangstechniken

Non Diversity

Passives Diversity

Antenna Switching Diversity

Antenna Phase Switching Diversity

True Diversity

MARCAD® Diversity

Anzahl der AntennenAnzahl der Antennen

Antennen absorbieren einen Teil der elektrischen

Feldlinien

Antennenanzahl

minimieren

Aktiver Antennenspitter

Passiver Antennensplitter

Antennen - AccessoiresAntennen - Accessoires

UA845

UA221

Absetzbare AntennenAbsetzbare Antennen

Antennen brauchen immer einen Massebezug.

Deshalb sind nur Antennen mit integriertem Massebezug

abgesetzt werden.

Richtcharakteristik von AntennenRichtcharakteristik von Antennen

Wie Mikrofone haben auch Antennen unterschiedliche

Richtcharakteristiken

Typische AntenneTypische Antenne

RichtantennenRichtantennen

Aktive Richtantenne

UA870

Logarithmisch-

Periodische

Dipolanordnung

Gewinn etwa 7 dB

3 dB Strahl-breite:

100° (±50°)

Supernierencharakteristik

Verstärkung einstellbar (3 oder 10 dB)

RichtantennenRichtantennen

Richtantenne

PA705

620 - 870 MHz

7 dB mehr

Gewinn als

λ /4 - Antenne

Stativadapter

( 5/8 in. ) im

Lieferumfang

RichtantenneRichtantenne

Richtwirkung einer Richtantenne

AufstellungAufstellung

Tips für Antennen und KabelTips für Antennen und Kabel

Immer die richtigen Antennenkabel verwenden:

Die Impedanz des Antennenkabels sollte immer der Impedanz

des Antenneneingangs-/Ausgangs entsprechen.

Alle Shure Antennen und Geräte sind auf 50 ausgelegt

Tips für Antennen und KabelTips für Antennen und Kabel

Immer die richtigen Antennenkabel verwenden:

Falsche Impedanz verursacht Reflexionen im Kabel und führt

zu Verlusten

RG-59 Kabel (75 , Fernsehkabel) verursacht zusätzliche

Verluste im Kabel

AntennenkabelAntennenkabel

Kabelverluste werden in dB pro 100m für VHF und UHF

angegeben.

Die Verluste bei UHF sind deutlich größer.

Bei 3dB Verlust im Kabel kommt nur noch das 0,7 Fache

der Eingangsspannung am Ausgang des Kabels an.

Mehr als 3dB Verlust sollte vermieden werden.

AntennenkabelAntennenkabel

RG58 (Belden 9201): 200 MHz900 MHz Verlust dB / 100 m 19.7 50.9

RG8 (Belden 8237)

Verlust dB / 100 m 8.9 24.9

RG8x (Belden 9258)

Verlust dB / 100 m 17.7 42.0

Verlustarmes RG8 (Belden 9913)

Verlust dB / 100 m 5.9 13.8

( UG 959/U Stecker verwenden )

AntennenpolarisationAntennenpolarisation

Ähnlich wie bei Lautsprecher Arrays, gibt es auch bei

Antennen Polarisationseffekte

Für uns interessant:

Horizontale Polarisation

Vertikale Polarisation

Abgestrahlte LeistungAbgestrahlte Leistung

Die im Datenblatt angegebene abgestrahlte Leistung ist

kein oder nur ein sehr bedingtes Maß für die Reichweite

Angaben meist in mW, im HF Bereich sind aber

Angaben in dB sinnvoller.

Leistung in dBLeistung in dB

Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb

RECEIVER RECEIVER

Antennen in Vertikale oder 45° Position bringen


RECEIVER

WA470

RECEIVERRECEIVER RECEIVER

Passive Antennenweiche bei zwei Empfängern verwenden


WA440

WA404E

RECEIVER

RECEIVER

RECEIVER

RECEIVER

RECEIVER

RECEIVER

RECEIVER

RECEIVER

Aktive Antennenweiche bei mehrerenEmpfängern verwenden


Minimalen Abstand (¼ λ) zwischen abgesetzten Antennen in Diversity Systemen nicht unterschreiten:

Optimal ist 1/2 bis 1 Wellenlänge λ des Signals:

Beispiel VHF: 0,9 m - 1,8 m bei 170 MHz0,65 m - 1,3 m bei 230 MHz

Bei zu großen Abständen der Antennen geht der Diversity-Effekt verloren, die zweite Antenne ist keine Alternative mehr.

Immer hochwertige Antennenkabel verwenden

RECEIVER RECEIVER


RECEIVER

RECEIVER

Empfänger möglichst weit oben im Rack montieren


RECEIVER RECEIVER

DIGITALPROCESSOR

COMPUTER

LIGHTCONTROLLER

DIGITALPROCESSOR

COMPUTER

LIGHTCONTROLLER

Abstand zu Störquellenmaximieren

Sender auf gleicher FrequenzSender auf gleicher Frequenz

Niemals zwei Sender gleichzeitig auf identischen

Frequenzen betreiben.

Abstand Antennen zu MetallAbstand Antennen zu Metall

Mindestabstand der

Antennen zu Metall-

konstruktionen

Traversen,

Stahlbetonwände:

1mmin. 1 m

Sender Sender Empfänger Empfänger

Abstand immer geringst

möglich, aber nicht näher als

3m. Sonst können vermehrt

IM-Produkte generiert

werden.

min. 3m

InbetriebnahmeInbetriebnahme

Bei zuständigen Außenstelle der Bundesnetzagentur

Antrag auf Zuteilung von Sendefrequenzen stellen.

BNA hat genaue Kenntnis der regional bereits vom Rundfunk

genutzten TV Kanäle.

Neue Gebührenverordnung

Ca. 7 € pro Jahr und Sender (2004)

Bearbeitungsgebühr pro Antrag: 130 €

TV-Kanäle für Drahtlose MikrofonanlagenTV-Kanäle für Drahtlose Mikrofonanlagen

Zuweisung von UHF Frequenzen

61 790 798

Bereich für Funkmikrofone62 798 806

63 806 814

64 814 822

Für DVB-T blockiert65 822 830

66 830 838

67 838 846

Bereich für Funkmikrofone68 846 854

69 854 862

(70) 863 865 Harmonized Frequency Band

Bundesnetzagentur: UHFBundesnetzagentur: UHF

Einteilung in Nutzergruppen:

a und b: Öffentlich-rechtliche Rundfunkanstalten sowie private

Programmanbieter und Programmproduzenten

c: “Andere Veranstalter” wie z.B. Wanderbühnen oder

“Dienstleister der Veranstaltungstechnik”

d: Musikgruppen sowie sog. Rollende Diskotheken und weitere

Nutzer.

e: Mikrofonanlagen ausschließlich innerhalb von geschlossenen

Räumen (Schauspielhäuser, Theater, Produktionsstudios,

Kongreßzentren, Messen und Mehrzweckhallen).

Nutzergruppen: Beispiel FSK 62 & 63Nutzergruppen: Beispiel FSK 62 & 63

DVB-T BetriebDVB-T Betrieb

Aktueller Plan auf www.shure.de abrufbar

Drahtlose MikrofonsystemeDrahtlose Mikrofonsysteme

SHURE Europe GmbH

Headquarters Europe, Middle East & AfricaApplications

Wannenäckerstraße 28

D-74078 Heilbronn

Tel: +49-7131-7214 - 0

Fax: +49-7131-7214 - 14

eMail: [email protected]

Documents

Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214