無線話筒主要性能的測(cè)試方法

盡管操作無線話筒系統(tǒng)有時(shí)會(huì)很復(fù)雜，但我們可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的測(cè)試（而無需專用測(cè)試設(shè)備）來了解無線話筒的主要性能，非常具有實(shí)用性。無線話筒在定義上講仍舊是"話筒".它唯一的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是為各種應(yīng)用產(chǎn)生準(zhǔn)確的音頻信號(hào)。話筒為"無線式"的意思就是無需附著的連接電線就可以應(yīng)用。

在你決定購買或租借使用系統(tǒng)之前，建議使用以下測(cè)試來幫助你評(píng)定特殊無線話筒系統(tǒng)的質(zhì)量。每一個(gè)測(cè)試將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的特別類型的性能和問題進(jìn)行檢查。為了獲得系統(tǒng)質(zhì)量的整體評(píng)估，最好盡可能的進(jìn)行多次這樣的試驗(yàn)（但不必作所有的），因?yàn)槟銜?huì)發(fā)現(xiàn)某些設(shè)計(jì)在某些區(qū)域表現(xiàn)不錯(cuò)，而在另一個(gè)區(qū)域則會(huì)很差。只進(jìn)行一兩個(gè)測(cè)試對(duì)于要獲取較好的整體評(píng)估是不夠的。

各廠家的無線話筒原理上沒有本質(zhì)區(qū)別，不少產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)很好，但實(shí)際使用起來卻不盡人意。實(shí)際中，話筒技術(shù)指標(biāo)測(cè)試是個(gè)難題，因?yàn)楹芏嗍褂脝挝欢际胁痪邆錈o線電實(shí)驗(yàn)室的全套測(cè)量?jī)x器，根本無法對(duì)產(chǎn)品的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。這導(dǎo)致了無線話筒選擇上的"一陣風(fēng)"或一邊倒，你用了，我也用，究竟是否合適自己的應(yīng)用場(chǎng)合，很少有人深究。如果使用條件不那么苛刻或者臨界，一般不會(huì)發(fā)生大問題，尤其是在頻道選擇得當(dāng)時(shí)。但是，在實(shí)際使用中，特別在非固定安裝場(chǎng)合，例如拍攝電視節(jié)目等流動(dòng)性很大的情況下，周圍條件很難預(yù)料，而接收距離也往往發(fā)生變化，有時(shí)，并沒有超出所用無線話筒技術(shù)指標(biāo)的范圍，可是接收情況已經(jīng)惡化，結(jié)果攝制組被迫停工調(diào)整，或者重新考慮拾音方案，甚至更換器材。

針對(duì)這些情況，最近一些影視聲音工作者就日常工作中常用的幾種無線話筒進(jìn)行了詳盡的實(shí)用測(cè)試。無線話筒的拾音不僅牽涉到距離問題，而且牽涉到聲音質(zhì)量問題，包括失真、噪聲、干擾、穩(wěn)定度等。

測(cè)試

整個(gè)測(cè)試是在一家電視制作單位進(jìn)行的，主要集中在電視聲音工作實(shí)際需要，如器材的性能指標(biāo)、模仿實(shí)際工作環(huán)境下的工作距離、聲音波形顯示、聲音質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)等項(xiàng)目。本文僅選取L組和S組無線話筒的距離測(cè)試進(jìn)行介紹。

測(cè)試方法大致是這樣的：為將上述兩組無線話筒的接收機(jī)放置在同一點(diǎn)上，兩名錄音師分別攜帶兩組不同型號(hào)的發(fā)射機(jī)組，即發(fā)射機(jī) 領(lǐng)夾話筒頭，或外接插發(fā)射機(jī) 手持話筒。兩者按照規(guī)定的相同路線移動(dòng)，在移動(dòng)中連續(xù)提供所處位置的描述和其它語音信息。接收機(jī)組分別將各自接收到的信號(hào)送入調(diào)音臺(tái)的兩路輸入，調(diào)音臺(tái)分軌輸出至數(shù)字音頻工作站進(jìn)行實(shí)時(shí)分軌錄音，以便記錄和現(xiàn)場(chǎng)分析。

第一組測(cè)試

所走的線路如圖1所示，起點(diǎn)為放置接收機(jī)的位置，終點(diǎn)是北門洞。

被測(cè)產(chǎn)品是：（1）S版xxxx（射頻功率250mW），使用S牌領(lǐng)夾話筒頭，接收機(jī)是Sanken3xxx型，使用該機(jī)的話筒輸出端口。（2）L牌MM4xx（射頻功率100mW,400系列數(shù)字耦合平臺(tái)），使用CountrymanBx話筒頭，接收機(jī)為同一品牌機(jī)UCR4xx型，使用該機(jī)話筒輸出端口。

圖1 無線話筒實(shí)測(cè)路線示意圖

在同步過程中，S在170m左右時(shí)，在無屏蔽隔阻的情況下出現(xiàn)跑頻現(xiàn)象，再前進(jìn)約5m就完全沒有信號(hào)，參見圖2（下）：L有212m左右時(shí)進(jìn)入北門洞，由于屏蔽很嚴(yán)重而出現(xiàn)跑頻現(xiàn)象，參見圖2（上）。圖2的時(shí)間座標(biāo)相同，波形中中斷部分為因跑頻而贊成的無接收信號(hào)，可以看出。L的接收情況遠(yuǎn)好于S.

圖2 接收機(jī)話筒輸出端波形圖(上為L(zhǎng)牌，下為S牌) 第二組測(cè)試

所走的線路如圖1所示，起點(diǎn)為放置接收機(jī)的位置，終點(diǎn)是北門洞。被測(cè)產(chǎn)品是：（1）L牌UM2xx（射頻功率250mW,200系列模擬射頻平臺(tái)），使用CountrymanBx話筒頭，接收機(jī)是L牌的R4xx型，使用200系列兼容接收模式及線路輸出（ 4dBu）端口。（2）L牌MM4xx（射頻功率100mW,400系列數(shù)字耦合平臺(tái)），使用CountrymanBx話筒頭，接收機(jī)是L牌UCR4xx型，使用400系列數(shù)字耦合接收模式及線路輸出（ 4dBu）端口。

這里要說明的是，第一組測(cè)試使用的是調(diào)音臺(tái)的話筒輸入端，這是因?yàn)樵诤芏嗲闆r下，用戶愿意用無線話筒來代替有線話筒。但是我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于靈敏度高的接收機(jī)，必須把增益調(diào)低，才能匹配后面的設(shè)備輸入指標(biāo)。如果匹配不當(dāng)，可能會(huì)在信號(hào)大時(shí)出現(xiàn)限幅而造成爆聲。這樣，第二組測(cè)試將兩組接收機(jī)的輸出均改為線路輸出。從音頻工作站顯示的波形看，即使在個(gè)別說話聲很大的信號(hào)時(shí)，也沒有發(fā)生限幅現(xiàn)象。

接收機(jī)是一個(gè)具有如下組成的電路系統(tǒng)：天線，濾波器，放大器，A/D轉(zhuǎn)換器。GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。對(duì)于陸地、海洋和空間的廣大用戶，要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的接收設(shè)備，即GPS信號(hào)接收機(jī)，就可以在任何時(shí)候用GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位測(cè)量。根據(jù)使用目的的不同，用戶要求的GPS信號(hào)接收機(jī)也各有差異。目前世界上已有幾十家工廠生產(chǎn)GPS接收機(jī)，產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原理、用途、功能等來分類。

L牌UM2xx和L牌MMxx在進(jìn)入北門洞時(shí)，由于嚴(yán)重屏蔽而出現(xiàn)跑頻現(xiàn)象。但穿過北門洞后仍有信號(hào)，其間的距離約247m,只是在北門洞內(nèi)才出跑頻。測(cè)試表明：L牌MM4xx在出現(xiàn)跑頻前的工作距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過第一組測(cè)試數(shù)據(jù)。

第三組測(cè)試

所走的線路如圖1所示，起點(diǎn)為放置接收機(jī)的位置，終點(diǎn)是北門洞。被測(cè)產(chǎn)品是：（1）L牌UH2xx（射頻功率100mW,200系列模擬射頻平臺(tái)，外接插式發(fā)射器），使用前端話筒S牌4xx動(dòng)圈話筒，接收機(jī)為L(zhǎng)牌R4xx型，使用200系列兼容接收模式及線路輸出（ 4dBu）端口。（2）L牌LMxx（射頻功率50mW,400系列數(shù)字耦合平臺(tái)），使用CountrymanBx話筒頭，接收機(jī)為L(zhǎng)牌UCR4xx型，使用400系列數(shù)字耦合接收模式及線路輸出（ 4dBu）端口。

L牌UH2xx在由起點(diǎn)到終點(diǎn)的過程中，于247m處開始跑頻，L牌LMxx在199m處開始跑頻，繼續(xù)前進(jìn)越發(fā)嚴(yán)重，直至接收不到信號(hào)。

第四組測(cè)試

插秧機(jī)信號(hào)對(duì)無線話筒工作的干擾被測(cè)產(chǎn)品是：（1）S牌xxxx（射頻功率250mW），使用Sanken領(lǐng)夾話筒頭，接收機(jī)是S牌xxxx型，使用話筒輸出口。（2）L牌UMxxx（射頻功率250mW,使用200系列模擬射頻平臺(tái)），配CountrymanBx話筒頭，接收機(jī)為L(zhǎng)Rxxx型，采用200系列兼容接收模式使用線路輸出（ 4dBu）端口。

測(cè)試方法：將兩臺(tái)GSM手機(jī)緊貼所用的被測(cè)接收機(jī)上。當(dāng)無線話筒工作時(shí)候，電話撥號(hào)到所用插秧機(jī)，觀察手機(jī)信號(hào)對(duì)被測(cè)無線話筒的干擾情況。另一種是把手機(jī)緊貼到被測(cè)接收機(jī)上，然后對(duì)手機(jī)做開機(jī)-關(guān)機(jī)操作，觀察手機(jī)在開機(jī)后幾秒內(nèi)大功率搜索信號(hào)時(shí)所發(fā)出的射頻信號(hào)是否干擾無線話筒的接收。

GSM全名為：Global System for Mobile Communications,中文為全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，俗稱"全球通",由歐洲開發(fā)的數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它的開發(fā)目的是讓全球各地共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球。GSM系統(tǒng)包括 GSM 900:900MHz、GSM1800:1800MHz 及 GSM-1900、1900MHz等幾個(gè)頻段

兩組被測(cè)無線話筒系統(tǒng)對(duì)于手機(jī)信號(hào)的干擾無反應(yīng)，接收機(jī)端輸出的聲音信號(hào)正常。臨界跑頻距離測(cè)試結(jié)果見附表。

（1）從實(shí)測(cè)結(jié)果可以看到，名義發(fā)射射頻功率為50mW的L牌發(fā)射機(jī)，其跑頻前臨界工作距離大大超過名義發(fā)射射頻功率250mW的S牌。由于各品牌產(chǎn)品的臨界工作距離是與其名義發(fā)射射頻功率成正比的。對(duì)于同一品牌產(chǎn)品，可以從功率推導(dǎo)出距離。因此，不同廠家公布的射頻功率，并不一定能反映實(shí)際安全工作距離，只有做實(shí)際測(cè)試，才能真正了解所選產(chǎn)品的性能。

（2）L牌無線話筒所公布的數(shù)字耦合技術(shù)（數(shù)字音頻處理加模擬調(diào)制射頻）。的確能結(jié)合聲音質(zhì)量和工作距離兩方面的優(yōu)勢(shì)。這與所謂全數(shù)字無線話筒（數(shù)字音頻處理加上數(shù)字調(diào)制射頻）的技術(shù)不同，其工作距離比明顯增加。

（3）在以上實(shí)際測(cè)試中，多射頻模式兼容技術(shù)的功能得到了驗(yàn)證。如在第二組和第三組測(cè)試的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的匹配上，L牌200系列發(fā)射機(jī)可以與400系列數(shù)字耦合接收機(jī)良好匹配，在測(cè)試中未發(fā)現(xiàn)任何問題。分析原因，應(yīng)該歸因于采用了多射頻模式兼容技術(shù)。

（4）在測(cè)試環(huán)境的確，L牌UHxxx外接插式發(fā)射機(jī)（所謂"手雷發(fā)射器"）雖然名義射頻功率為100mW,但在實(shí)際工作環(huán)境中，跑頻前臨界工作距離與名義射頻功率為250mW的L牌UMxxxx型腰包發(fā)射機(jī)幾乎相同。主要原因是，由于前者的發(fā)射機(jī)與腰包發(fā)射機(jī)有所不同，即它利用其機(jī)身外殼與人手持時(shí)形成的偶極子射頻天線，使得發(fā)射高度高于普通腰包發(fā)射機(jī)的發(fā)射天線高度所致。

（5）在實(shí)測(cè)中，發(fā)現(xiàn)正確調(diào)整發(fā)射機(jī)端話筒輸入增益十分重要。這對(duì)最終接收機(jī)端輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍和信噪比有明顯的影響，所以，無線話筒在實(shí)際使用中，一定要首先在發(fā)射機(jī)端根據(jù)話筒使用者聲音的大小，以及話筒頭隱藏程度，將發(fā)射機(jī)上的話筒輸入電平調(diào)整到合適位置。然后再在接收機(jī)端調(diào)整輸出電平，來確保輸出信噪比達(dá)到最佳值。

（6）如上所述，如果用無線話筒接收機(jī)的音頻輸出代替有線話筒插入位置輸入后級(jí)設(shè)備的話筒輸入端，則一定要注意大信號(hào)輸入過荷造成后級(jí)設(shè)備限幅的問題。盡管限幅后聲音并沒有失真，但是動(dòng)態(tài)明顯受到壓縮。調(diào)音臺(tái)或其它設(shè)備的限幅是為防止外部輸入信號(hào)電平過載而造成失真，或者在擴(kuò)聲場(chǎng)合可能造成功放過荷以至燒毀揚(yáng)聲器而設(shè)的。這是動(dòng)態(tài)限幅，不是削波，所以聲音并不失真，只是動(dòng)態(tài)被壓縮。由于大部分接收機(jī)的音頻輸出端只有一只卡儂（XLR）插座，用戶在使用時(shí)，要根據(jù)具體情況，用接收機(jī)上的菜單調(diào)整音頻輸出端的電平范圍為話筒電平輸出（例如-50dBu）或線路電平輸出（例如 4dBu）萬不能一概而論。

（7）本報(bào)告主要驗(yàn)證用戶最關(guān)心工作距離和手機(jī)干擾問題。其它指標(biāo)如電池使用壽命等，需在廠家配合下進(jìn)一步的模仿現(xiàn)實(shí)測(cè)試。

（8）在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，有些品牌的無線話筒接收機(jī)電源適配器之間有互換性，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)用戶在出現(xiàn)緊急情況時(shí)有好處，建議廠家對(duì)產(chǎn)品盡量統(tǒng)一規(guī)格。

通過這樣的實(shí)測(cè)，使得播電視音頻工作者和技術(shù)工程人員對(duì)產(chǎn)品有更深入的了解。各單位有各自不同的具體情況，但是在選購產(chǎn)品時(shí)，對(duì)所選產(chǎn)品的真正了解是能否采購到好產(chǎn)品的關(guān)健。我們認(rèn)為，只有實(shí)測(cè)，才是最方便和可行的手段。