Introduzione alla tecnologiaradiomicrofonica digitale

www.sonybiz.net/go-digital

03 Perché Sony ha sviluppato la tecnologiaradiomicrofonica digitale

04 Sistema di trasmissione wireless di audio digitale04 Presentazione04 Trasmettitore05 Ricevitore

06 Tecnologie chiave: audio CODEC06 Presentazione06 Caratteristiche07 Applicazioni

08 Tecnologie chiave: modulatore e demodulatore digitale

08 Presentazione08 Caratteristiche10 Applicazioni

11 Il futuro della tecnologia radiomicrofonicadigitale

IntroduzioneGli esordi di Sony nel settore della microfonia wireless risalgono al 1974, conl'introduzione del sistema VHF a 40 MHz, a cui fece seguito nel 1983 il primo sistemaVHF a sintesi PLL. Continuando a migliorare la sua linea di sistemi microfonici wireless,Sony presentò al NAB 1991 un rivoluzionario sistema radiomicrofonico UHF PLL a 800 MHz. In quest'arco di tempo, Sony è stata all'avanguardia della tecnologia,proponendo, tra l'altro, il primo sistema radiomicrofonico a sintesi UHF PLL con 282 canali selezionabili, un sistema di ricezione RF Diversity e un sistema con 42 canalioperativi a 36 MHz. Tutte queste tecnologie sono alla base dell'intera gamma disistemi microfonici wireless Sony oggi disponibili. I sistemi microfonici wireless Sony, che garantiscono prestazioni audio eccellenti, versatilità operativa ed estremaaffidabilità, hanno trovato largo impiego in un'ampia gamma di applicazioni audioprofessionali, come produzioni televisive, performance teatrali, spettacoli econferenze.

Nello sviluppo di questi sistemi, Sony è rimasta fedele a tre obiettivi:> Prestazioni audio eccellenti con ampio range dinamico> Estrema stabilità nella trasmissione del segnale> Funzionamento simultaneo multicanale

I sistemi microfonici wireless Sony hanno introdotto enormi innovazioni nel settoreaudio professionale. Tuttavia, la crescente esigenza di creare contenuti nativi in AltaDefinizione (HD) e di registrare e trasmettere audio digitale hanno fatto emergere la richiesta di sistemi microfonici multicanale su larga scala in grado di assicurare una migliore qualità del suono. In risposta a queste esigenze, Sony ha sviluppato una tecnologia di trasmissione wireless dell'audio digitale in grado di rivaleggiare per qualità e prestazioni con la tradizionale tecnologia di trasmissione cablata,aumentando al tempo stesso il numero di canali utilizzabili simultaneamente.

Sin dall'introduzione della prima tecnologia di trasmissione wireless dell'audio digitale,Sony ha continuato a farsi promotrice di innovazioni tecniche che hanno aperto la strada a una nuova era per l'audio professionale. Il nostro obiettivo è quello di estendere la connettività wireless a una gamma più ampia di sistemi audio.

03

In un sistema di trasmissione wireless digitale iltrasmettitore digitalizza i segnali audio analogiciricevuti da microfoni e mixer per poi trasmetterli inmodalità wireless come segnali digitali. Esaminiamoora i processi che avvengono all'interno deltrasmettitore.

Un segnale audio analogico viene dapprimaamplificato nell'amplificatore e quindi digitalizzato nelconvertitore A/D. Nel processore DSP (Digital SignalProcessing) avvengono tre diversi processi dielaborazione: codifica digitale nel CODEC, codificadel canale nel codificatore di canale e generazionedel segnale modulato nel modulatore digitale. NelCODEC, il segnale audio digitale proveniente dal

convertitore A/D viene compresso e convertito in unflusso digitale a bassa velocità di trasferimento.

Successivamente, il codificatore di canale aggiunge idati di sincronizzazione e di gestione dell'errorenecessari per la trasmissione wireless e quindi codificai dati. A questo punto, il modulatore digitale elabora ilflusso digitale codificato per canale generando unsegnale modulato PI/4 QPSK per la trasmissionewireless digitale. Questo segnale modulato èconvertito in segnale analogico dal convertitore D/Ae trasmesso al blocco RF. Nel blocco RF la portantemodulata viene infine amplificata fino a una potenzadi trasmissione adeguata e trasmessa al ricevitore.

Quando si parla di trasmissione wireless digitale ci siriferisce ai metodi utilizzati per gestire i segnali audiodopo che essi sono stati convertiti da analogici adigitali da un convertitore A/D.

I sistemi wireless analogici convenzionali utilizzano un compander (un dispositivo di compressione/espansione di dinamica) per ampliare il rangedinamico della trasmissione. La qualità dell'audio e lecaratteristiche di risposta dipendono dai complessicircuiti analogici da cui è formato il compander. Dalmomento che tali circuiti analogici sono intrinsecamente

soggetti alla variabilità delle prestazioni delle parti cheli compongono, i sistemi analogici richiedonol'impiego di tecniche avanzate per mantenere livelli diprestazione costanti.

Il sistema wireless digitale, al contrario, non necessita diun compander, e non risente quindi di questefluttuazioni. La trasmissione wireless digitaIe è quindi ilmetodo ottimale per trasmettere segnali audio di altaqualità senza deterioramento.

04 Sistema di trasmissione wireless di audio digitale

Microfono

Mixer

Amplificatore A/D CODEC Codificatoredi canale

Elaborazione digitale

Modulazione digitale

Modulatoredigitale

Blocco RF

24bit

48kHz

PRESENTAZIONE

TRASMETTITORE

Dopo aver ricevuto la portante modulata daltrasmettitore, il ricevitore riproduce il segnale audiodigitale e lo invia sotto forma di segnale analogico odigitale ad un'apparecchiatura audio, ad esempio unmixer o un amplificatore. Esaminiamo ora i principaliprocessi che hanno luogo nel ricevitore.

Nel blocco RF, il segnale ricevuto viene digitalizzatodal convertitore A/D. Analogamente a quantoavviene nel trasmettitore, il DSP svolge tre operazioniprincipali: demodulazione digitale nel demodulatoredigitale, decodifica del canale nel decodificatore dicanale e decodifica digitale nel CODEC. Dopo averricevuto il segnale RF digitalizzato, il demodulatoredigitale riproduce il flusso digitale che era statocodificato per canale nel trasmettitore. Ildecodificatore di canale esegue quindi i processi disincronizzazione, decodifica ed estrazione dei datiaudio.

Successivamente, il CODEC decomprime il segnaleaudio compresso a bassa velocità di trasferimentoricevuto dal trasmettitore e rigenera il segnale audiodigitale. Il segnale audio digitale viene infine inviatoall'apparecchiatura audio, sotto forma di segnaleanalogico o digitale. Nel caso di apparecchiatureaudio dotate di un'interfaccia digitale come AES/EBU,il ricevitore può emettere in uscita direttamente ilsegnale audio digitale. Al contrario, sel'apparecchiatura dispone soltanto di un'interfacciaanalogica, il segnale audio digitale viene convertito inanalogico, amplificato ed emesso come segnaleaudio analogico.

05

Amplificatore

Mixer

Camcorder

D/A

AES/EBU

CODECCodificatoredi canale

Modulatore digitale ad elaborazionecompletamente digitale

Modulatoredigitale

Blocco RF24bit

48kHz

RICEVITORE

06 Tecnologie chiave

PRESENTAZIONE

In un sistema wireless, la trasmissione dei segnali audioavviene all'interno di una banda wireless limitata.Assicurare la migliore qualità audio possibile in questecondizioni è una delle sfide principali nello sviluppo disistemi microfonici wireless, insieme all'esigenza di unabassa latenza nella trasmissione.

Sony si è impegnata a sviluppare una tecnologiaaudio CODEC in grado di fornire un audio di altissimaqualità. Per ovviare ai problemi posti dalla limitatalarghezza della banda, ha sviluppato un sistema ditrasmissione wireless digitale basato sull'audio CODECdigitale Sony, che assicura al contempo un'eccellentequalità audio e una bassa latenza.

L'audio CODEC digitale Sony presenta tre caratteristicheprincipali:

> Eccellente qualità audio nel campionamento a 24 bit/48 kHz

> Bassa latenza

> Trasmissione sicura

L'audio CODEC digitale Sony rappresenta un ottimoequilibrio tra qualità del suono, bit-rate e latenza,assicurando al contempo la ridondanza necessariaper la trasmissione wireless.

CARATTERISTICHE

Eccellente qualità audioGarantire un'elevata qualità dell'audio è l'aspetto piùimportante per un CODEC. Un alto livello qualitativodell'audio è il risultato di un ampio range dinamico, diuna risposta di frequenza ampia e di eccellentiprestazioni in termini di risposta transitoria, fattori chesono indispensabili per le applicazioni di broadcast eamplificazione audio (SR) in cui la qualità è un fattoreessenziale.

Un sistema analogico utilizza un compander integratoper fornire un ampio range dinamico. Ma anche se isistemi compander sono migliorati nel corso deltempo, possono risultare inadeguati a risolvere ilproblema delle prestazioni della risposta transitoria.

L'audio CODEC digitale Sony è stato sviluppato permigliorare radicalmente le prestazioni in termini dirisposta transitoria, con un conseguente e ulterioremiglioramento della qualità dell'audio. Impiega ilcampionamento digitale a 24 bit/48 kHz e fornisce:

> Ampio range dinamico di oltre 106 dB

> Ampia risposta di frequenza: da 20 Hz a 20 kHz

> Eccellenti prestazioni in termini di risposta transitoria

Grazie all'elaborazione digitale dei segnali audio,l'audio CODEC Sony fornisce un'accuratezza dirisposta difficile da ottenere in un circuito analogico.

AUDIO CODEC

L'audio CODEC e il modulatore/demodulatore digitale sono tecnologie DSP di base utilizzate nei sistemi di trasmissione wireless digitali. La sezione che segue illustra brevemente queste due importanti tecnologie.

AF RF

A/D

D/A

Co

difi

ca

de

lc

an

ale

Mo

du

lato

red

igita

le

De

co

difi

ca

de

l ca

na

le

De

mo

du

lato

red

igita

le

CO

DEC

Do

wn

-sa

mp

ling

ec

om

pre

ssio

ne

CO

DEC

Up

-sa

mp

ling

ec

om

pre

ssio

ne

24 b

it a

un

afr

eq

ue

nza

di 4

8 kH

z 11

52 k

b/s

24 b

it a

un

afr

eq

ue

nza

di 4

8 kH

z11

52 k

b/s

RF AF

192

kb/s

192

kb/s

Trasmettitore

Risp

ost

a [

dB]

Frequenza [kHz]

Sistema analogico

Ampio range dinamico: 106 dBAmpia risposta di frequenza: da 20 Hz a 20 kHzEccellente risposta dinamica

Sistema digitale

20 Hz to 20 kHz

Risposta di frequenza

Risposta dinamica

Ricevitore

Trasmissione audio a bassa latenzaIl secondo fattore chiave per un audio CODEC è lasua bassa latenza. In un dispositivo digitale possonospesso verificarsi ritardi del segnale dovuti ai processi dicampionamento, sincronizzazione e calcolo. Tuttavia,la bassa latenza è una caratteristica essenziale,soprattutto nei sistemi microfonici per voce/parlato.

Nei CODEC più diffusi, come ad esempio MPEG AAC,la sola decodifica richiede oltre 20 ms. L'audio CODECdigitale Sony riesce invece a garantire una latenza di1,5 ms sia per la codifica che per la decodifica,ottimizzando l'equilibrio tra l'assegnazione di bitridondanti necessaria per la sincronizzazione dellatrasmissione wireless e l'elaborazione del CODEC. Ilrisultato è un tempo di latenza estremamente basso:appena 3,6 ms dal convertitore A/D del trasmettitoreal convertitore D/A del ricevitore. In termini di distanzaspaziale, ciò equivale a una latenza di appena 1,2 m.

Trasmissione audio sicuraGarantire la sicurezza delle trasmissioni è un altroproblema importante per l'audio CODEC. In unsistema di trasmissione wireless analogico, il segnaleaudio trasmesso potrebbe essere intercettato dalricevitore di un sistema esterno. I segnali audiomodulati FM possono infatti essere demodulati daqualsiasi ricevitore. Il sistema di trasmissione wirelessdigitale, tuttavia, trasmette dati modulati e cifrati inmodo digitale, il che riduce il rischio di intercettazioni egarantisce la sicurezza della trasmissione anche nelleapplicazioni più critiche.

07

Trasmettitore

Tempo di latenza totale(da A/D a D/A): 3,6 msec.

Ricevitore

Sistema digitale

Trasmissione audio a bassa latenza

Segnale audiomodulato FM

Audiocodificato amodulazionedigitale

Cifratura deidati

Rischio di essereinterrotti dal ricevitore di un sistema esterno

Ritardo del CODEC MPEG AAC:

da 20 a 350 msec.

Sistema analogico

Trasmissione audio sicura

APPLICAZIONI La combinazione delle tecnologie dell'audio CODECdigitale e della trasmissione wireless digitale rendepossibile trasmettere in wireless i segnali audio digitaliutilizzati in una vasta gamma di applicazioni. Il sistemadi trasmissione wireless di audio digitale si presta adessere utilizzato nelle applicazioni che richiedono un

audio di alta qualità, per le quali finora i sistemianalogici si sono rivelati inadatti. La tecnologia ditrasmissione wireless digitale Sony estende laconnettività wireless ad apparecchiature audio diogni tipo,come microfoni, processori audio oaltoparlanti.

AES / EBU

AES / EBU

Palco

Wireless digitale

Wireless digitale

AES / EBU

24 bit a una frequenza di 48 kHz su RF

AES / EBU

Processore audio,amplificatore ealtoparlanti

Processore audioAmplificatore ealtoparlanti

Sistema principale

Monitor

1.2 m

08 Tecnologie chiave

Funzionamento simultaneo multicanale ampliato

Un'accurata progettazione del blocco RF è essenzialeper consentire il funzionamento simultaneo multicanale.Nei sistemi wireless a più canali, l'intermodulazione che sigenera nell'amplificatore RF del trasmettitore/ricevitorecausa spesso interferenze tra i canali wireless. Diconseguenza, l'eliminazione dell'intermodulazione è uno

dei requisiti principali di cui si tiene conto nellaprogettazione del blocco RF di un sistema wirelessanalogico. Tuttavia, se il blocco RF è composto dacircuiti analogici, limitare l'intermodulazione risultaimpossibile, tanto in un sistema analogico quanto in unsistema digitale.

CARATTERISTICHE

MODULATORE E DEMODULATORE DIGITALE

PRESENTAZIONEIl funzionamento multicanale su larga scala è unrequisito essenziale nei sistemi audio wireless.Consapevole di questa esigenza, Sony ha sviluppato unmodulatore/demodulatore digitale a chip singolo checonsente di utilizzare simultaneamente un numeromaggiore di canali. Frutto di una lunga esperienza nella tecnologia RF,maturata nei sistemi di trasmissione wireless analogici, ilsistema di trasmissione wireless digitale incorpora inoltreun sistema di modulazione digitale che è menovulnerabile alle interferenze delle onde radio. Questetecnologie rendono possibile una trasmissione wireless

estremamente stabile anche quando si utilizzano piùcanali simultaneamente. Il nuovo modulatore/demodulatore digitale a chip singolo sviluppato daSony consente il funzionamento simultaneo di unmassimo di 16 canali all'interno di una banda diappena 8 MHz. Questo dispositivo IC a chip singolo, cheutilizza un algoritmo unico ottimizzato per le applicazionimicrofoniche wireless, è sufficientemente piccolo dapoter essere integrato in un DSP di dimensionirelativamente ridotte per l'impiego nei dispositiviportatili.

Modulatore digitale sull'IC a chip singolo Segnale modulato

Modulatore digitale sull'IC a chip singolo

Demodulatore Rilevatore

Trasmettitore

Ricevitore

Spettro RF

CH1: 800.000 MHzCH2: 800.500 MHz

Il canale wireless non può essereassegnato a causa del rumorecausato dall'intermodulazione

Si riscontreranno segnali diintermodulazione del terzo ordine a 799.000 MHz e a 801.000 MHz

CH 1

CH 1 & 3 CH 2 & 3 CH 1 & 2

Segnali di intermodulazione del terzo ordine

CH 2

CH 1 CH 2 CH 3

DATI

Modulazione QPSK

DATIRF

I

Q

MappaturaFiltro

Filtro

I

Q

09Tecnologie chiave

Perché i sistemi digitali rappresentano un vantaggioper il funzionamento simultaneo multicanale? Come sivede nel grafico qui sopra, il rapporto D/U (segnaledesiderato/segnale indesiderato) equivale al rapportoS/N (segnale/rumore) del segnale audio demodulatonel sistema analogico. Più è alto il livello del segnaleindesiderato, maggiore sarà il rumore nel segnalemodulato. Tipicamente, un sistema analogico richiedeun rapporto S/N di 40 dB.

Nel sistema wireless digitale Sony, un rapporto D/Usuperiore a 20 dB non genera errori. In particolare, nelsistema digitale il segnale audio non subisce alcundeterioramento fino a quando il rapporto D/Uraggiunge almeno 20 dB, anche nei casi in cui il livello del segnale indesiderato sia forte. Il sistemadigitale ha quindi una maggiore tolleranza al segnaleindesiderato rispetto a un sistema di trasmissioneanalogico (più di 40 dB), il che rappresenta unvantaggio rispetto al rischio di interferenze dovuteall'intermodulazione.

La maggiore tolleranza al segnale indesideratopermette l'attivazione simultanea di un numero molto maggiore di canali. La figura in basso a sinistra mostra come vengono allocati i canali in unsistema analogico convenzionale. Come si vede,nell'assegnazione dei canali è necessario "saltare" quelliinutilizzabili in quanto soggetti a intermodulazione. Lafigura in basso a destra mostra invece come vengonoassegnati i canali in un sistema a modulazione digitale.Rispetto al sistema analogico, l'effetto del segnaleindesiderato viene ridotto a meno di 20 dB.L'abbinamento tra un sistema a modulazione digitalee un eccellente circuito RF consente di assegnare e utilizzare anche i canali intermodulati. In altri termini,è possibile assegnare canali equidistanti senza doversi preoccupare dell'intermodulazione. In Europa, ad esempio, questo significa poter utilizzaresimultaneamente un numero di canali 1,6 voltemaggiore rispetto a un sistema analogico.

Modulazione FM Modulazione digitale

Un sistemaanalogico in

genere richiedeD/U > 40 dB

SpettroSpettro

D/U > 20 dBAssenza di errore

*Rapporto D/U: segnale desiderato/segnale indesiderato

CH 1

Indesiderato

Desiderato

Indesiderato

Desiderato

CH 2CH 1 CH 4CH 3

Sistema di modulazione FM Sistema di modulazione digitale

Intermodulazione causata da dispositiviRF non lineari. Canali non utilizzabili..su banda 8 MHz (un canale TV)

Canali utilizzabilisu banda 8 MHz (un canale TV)

L'esempio che segue mostra un sistema multicanaleutilizzato nella produzione di un reality show televisivonel Regno Unito. Nel sistema analogico, è possibileattivare simultaneamente 10 canali su una singolabanda televisiva. Questo consente di configurare unsistema a 10 canali per ciascun canale televisivodisponibile.

Il sistema digitale, d'altro canto, consente di renderesimultaneamente operativi fino a 16 canali su unasingola banda televisiva, rendendo così possibileconfigurare sistemi su scala più ampia sulla gamma dicanali televisivi disponibili.

10 Tecnologie chiave

MODULATORE E DEMODULATORE DIGITALE (CONT.)

APPLICAZIONI

TV69

2 sistemi camcorder

TV69

10 canali TTL

16 canali TTL

Analogico

Digitale

60% di canali in più

CH 2CH 1 CH 4CH 3 CH 2CH 1 CH 4CH 3

Assegnazione di canali liberida intermodulazione

Intervalli regolari tra i canaliSemplicità nell'assegnazione dei

canali

3 sistemi camcorder

3ch

3ch

2ch

2ch

3ch 2ch

3ch 2ch

4ch 2ch

11Il futuro dei sistemi di trasmissione wireless di audio digitale

Servizi Sony

La brochure Sistemaradiomicrofonico digitale è ora disponibile.Contattate il vostro riferimento commerciale Sony per richiederne una copia o scaricate la versione PDF dawww.sonybiz.net/go-digital

Servizi Sony: con voi e per voi.

Tenendo presente che ogni azienda ha esigenze e problematiche specifiche, desideriamo offrire ai nostri clienti una gamma di servizi completa comprensiva di consulenza, pianificazione, finanziamento,implementazione, formazione, riparazione, manutenzione e assistenza tecnica. Scegliete la soluzione piùadatta a voi, quando e dove ne avete bisogno.

Sony Professional Services Progettazione, installazione e gestione personalizzata di sistemi audio-video e IT (AV/IT) sulla base di competenze acquisite in oltre 25 anni di attività nell’integrazione di sistemi.

Sony Financial Services soluzioni finanziarie innovative e flessibili realizzate per rispondere ad esigenze elimitazioni di bilancio ed economiche, per consentire alle aziende di disporre sempre della tecnologia piùaggiornata.

Sony Training Services Una gamma di servizi di formazione preconfigurati o personalizzati su una grande varietà di temi, dalle operazioni di base alla manutenzione tecnica di alto livello.

Sony Support Services Assistenza tecnica pienamente integrata e personalizzata per tutta la durata dei prodotti e dei sistemi per garantire un servizio proattivo e reattivo.

Non tutti i servizi sono disponibili in tutti i paesi. Per maggiori informazioni sulle attività, i clienti e le metodologiedi servizio di Sony, visitate il sito www.sonybiz.net o contattate l'ufficio Sony più vicino.

La tecnologia utilizzata nel sistema di trasmissione wireless digitale Sonyoffre una qualità audio eccellente e consente operazioni multicanale su larga scala. Oltre che nei sistemi radiomicrofonici, trova applicazioneanche nella trasmissione wireless di audio digitale da e verso una vastagamma di apparecchiature audio professionali.

Questa tecnologia potrà inoltre beneficiare di ogni futuro sviluppo del settore - da un incremento della potenza di calcolo del processore DSP a una diminuzionenelle dimensioni o nei consumi dei componenti - migliorando così le prestazioni del sistema nel suo complesso. Inoltre, la capacità multiplex audio e dati integrataconsente di trasmettere in wireless non solo segnali audio ma anche altri tipi diinformazioni, con ulteriori benefici dal punto di vista della flessibilità operativa.

Incorporando queste tecnologie avanzate, Sony continuerà a migliorare il propriosistema di trasmissione wireless di audio digitale, aprendo le porte a una vastagamma di nuove applicazioni audio.

© 2007 Sony Corporation. Tutti i diritti riservati. È vietata la riproduzione totale o parziale senza autorizzazione scritta.Design, caratteristiche e specifiche sono soggette a cambiamento senza preavviso. Sony, HDCAM, XDCAM, DigitalBetacam e MPEG IMX sono marchi di Sony Corporation. CA WIRELESS AUDIO/ITA-27/11/2007 www.sonybiz.net/wireless

I dealer certificati Sony Specialist Dealerricevono sessioni di formazioni intensive su tutti i prodotti e servizi Sony. Oltre alle informazioni tecniche, le sessioni offrono una conoscenza dettagliata del mercato per garantire assistenza pre/post acquisto.Per trovare il Sony Specialist Dealer più vicino,visitate la sezione "dealer locator" su

www.sonybiz.net/dealer