无线话筒：模拟与数字
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模拟和纯数字是当今用得最多的两种.只是数字无线 话筒采用了比模拟无线话筒较为复杂的技术一 正交相移 键 控 （QPSK) . 它允许一个给定的带宽.并与合理的误差 率相对高的比特流。像这样的技术不仅用于数字无线话筒 也应用于像蓝牙连接其他数字无线通信。
二什么是无线话筒的纯数字发射机
在纯数字音频无线传输系统中.话筒的换能器拾取到
现代电视技术1〇 6 2016.12
Practice Cases
典型体暗
一 个 模 拟 音 频 信 号 ，通过盒内放大器放大 和数字化的A /D 转换。编解码器然后应用
数据来对A /D 转换器的数字信号处理（有
些 是 对 数 据 使 用 压 缩 技 术 处 理 ）并转码成
数 字 比 特 流 。在 通 道 编 码 部 分 ，主要为音
同时，射频链路产生的高频噪音会造成压缩扩展器的 错 误 跟 踪 ，尽 管 该 噪 音 并 没 有在 发 射 机 的原 音 频 信 号中 ，
机做相反的工作，还原模拟或数字信号。
高频噪音会连同音频信号一起出现在接收机中。绝大多数
由于射频性能不过硬从而在链路上产生的噪音又是超声
波 ，虽然人耳无法听见，但仍旧能够误导压缩扩展器，从
另一种方法是使用D S P 为了仿真模拟压扩方法以保持 与旧的模拟系统和新系统之间的兼容性.在接收机中使用 数字信号处理器可以提高整体的音频性能，而不会增加能
3. 纯数字 近 年 来 有 许 多 数 字 无 线 话 筒 系 统 推 出 ，S en n h eiser、
Sony、Shure、Zaxcom、AKG 和 MIPRO 数字系统，采用与 模 拟的 U H F 频率调频系统相同的方法在一个固定的比特率下 传输数字信号.这些系统编码的射频载波有的为一个通道. 在某些情况下它可能是双通道的数字音频。采用纯数字系统 提供的优点包括低噪声、低失真、能加密并提高传输可靠性。
动态范围，如 图 3 。然而，为了要保证输入的100d B 音频
三什么是无线话筒的纯数字接收机
的 动 态 范 围 ，可 以 使 用 一 个 2: 1 的压扩器来在接收机恢复 100d B 音频的动态范围。
接收机接收到来自发射机调制的载波，再再现数字音 频信号，并将其输出为模拟或数字信号，如 图 2 。它和发射
频数据添加无线传输的同步数据和误差处
理 数 据 ，并 将 得到 的 数 据 进 行 加 密 。数字 调制器产生Q P S K 调制信号，使得在数字
^ 无线链路上用于发送该信道编码的数字流。
可 恢 复 W 0d B 动态的原理图
经调制的信号被放大到所需的发送功率电平再提供给R F 模 wenku.baidu.com。图 1 是数字无线话筒的发射器的大致工作流程。
几乎所有的无线话筒系统都使用某种形式的压/ 扩处 理以减少噪音，因为低电平的射频干扰和环境射频噪声会
通过无线传输引入过多的音频噪声影响动态范围，再加上
政府对频率资源的规划和可用电路的限制也增大了信噪比 (S N R )。 目前全世界设计制造无线话筒的工厂都花了大量
的 时 间 和 金 钱 在 "玩 "压 / 扩技术，对于一个无线话筒系 统如无压扩时它的系统的音频信噪比将只有50d B 左右的
而 在 可 听 到 的 声 音 中 造 成 " 呼 吸 效 应 ”或 者 " 抽 水 机 的 泵
浦效应"。
虽然在好的设计中，在压缩扩展器之前，接收机应该
有一个有源滤波器电路，它可以提供高频衰减过滤功能，
3
数字无线话筒接收机框图
将会使这种误导跟踪降至最低限度。但是压/ 扩过程是不
R F 模块接收到被通道编码的信号后，送入数字解调 器 后再现 数 字流 。然 后 ，信 道解 码器执 行同 步、解 密 、错
j
关 键 词 ------------------------------------
频响动态范围频谱效率音质退化频率复用
延迟 梳状效应
在过去的20到 3 0 年中.我们或多或少学会如何应付模 拟话筒和有关在从天线发射的、F M 调制的无线话筒电路。某 些最低要求得到了满足.但是对于高要求的用户显然不够， 如音频质量.传输范围.多通道兼容.工作时间.微型化. 频谱效率等等还有待提高.同时这些之间又有很强的关联性。
纯数字系统形式多样.一些系统使用跳频扩频技术. 类似于用于无线电话和无线电遥控模型。由于这需要比宽 带调频信号更多的带宽.这些话筒通常工作在900M Hz、 2.4M H z或 6M H z频段。在这些频段对许多用户有着额外的 吸引力，AKG-Acoustics、Audio-Technica、Lectrosonics、 Line 6 、MIPRO、Shure、Sony、Sennheiser 和 Zaxcom 等也 生产这类数字话筒。
典
P h ases
安 恒 利 （国 际 ）有限公司 朱 伸 新
摘 要 \ -----------------------------------本 文 介 绍 了 无 獅 筒 的 職 織 展 ，对 无 獅 筒 的 频 量消耗，从而导致电池的寿命减少。
响 、动 态 范 围 、频 谱 效 率 、 音质退化、频 率 复 用 、延 迟 、 梳 状 效 应 进 行 了 分 析 ，给 音 频 工 程 师 参 考 和 借 鉴 。
900M H z频段是不是一种理想的选择？在世界它基本 使用 于 G SM 蜂窝移动电话网络，2.4G H z 是一个曰益拥挤 的频段，它包括WiFi (也被称为无线局域网）、无线网络、 802.11b/g /n 和蓝牙，6G H z频段的最大问题是传输的范围. 由 于 它 有 着 非 常 短 的 传 输 载 波 波 长 . 故 需 要 的 是 视 线 （人 眼看得到）距离。
一目前无线话筒系统设计现状
目前的无线话筒系统设计分为三大类：模拟、数字混 合和纯数字。
1. 模拟 采 用 全 模 拟 电 路 .使 用 （RF) 载 波 .典 型 在 MHz~GHz
范围内将要发送的信号进行调制。
2. 数字混合 数字混合系统采用模拟调频传输方式与数字信号处理
相 结 合 . 增 强 了 系 统 的 性 能 ，使用在模拟域不可能实现的 预测算法.从而进一步降低噪声。
二什么是无线话筒的纯数字发射机
在纯数字音频无线传输系统中.话筒的换能器拾取到
现代电视技术1〇 6 2016.12
Practice Cases
典型体暗
一 个 模 拟 音 频 信 号 ，通过盒内放大器放大 和数字化的A /D 转换。编解码器然后应用
数据来对A /D 转换器的数字信号处理（有
些 是 对 数 据 使 用 压 缩 技 术 处 理 ）并转码成
数 字 比 特 流 。在 通 道 编 码 部 分 ，主要为音
同时，射频链路产生的高频噪音会造成压缩扩展器的 错 误 跟 踪 ，尽 管 该 噪 音 并 没 有在 发 射 机 的原 音 频 信 号中 ，
机做相反的工作，还原模拟或数字信号。
高频噪音会连同音频信号一起出现在接收机中。绝大多数
由于射频性能不过硬从而在链路上产生的噪音又是超声
波 ，虽然人耳无法听见，但仍旧能够误导压缩扩展器，从
另一种方法是使用D S P 为了仿真模拟压扩方法以保持 与旧的模拟系统和新系统之间的兼容性.在接收机中使用 数字信号处理器可以提高整体的音频性能，而不会增加能
3. 纯数字 近 年 来 有 许 多 数 字 无 线 话 筒 系 统 推 出 ，S en n h eiser、
Sony、Shure、Zaxcom、AKG 和 MIPRO 数字系统，采用与 模 拟的 U H F 频率调频系统相同的方法在一个固定的比特率下 传输数字信号.这些系统编码的射频载波有的为一个通道. 在某些情况下它可能是双通道的数字音频。采用纯数字系统 提供的优点包括低噪声、低失真、能加密并提高传输可靠性。
动态范围，如 图 3 。然而，为了要保证输入的100d B 音频
三什么是无线话筒的纯数字接收机
的 动 态 范 围 ，可 以 使 用 一 个 2: 1 的压扩器来在接收机恢复 100d B 音频的动态范围。
接收机接收到来自发射机调制的载波，再再现数字音 频信号，并将其输出为模拟或数字信号，如 图 2 。它和发射
频数据添加无线传输的同步数据和误差处
理 数 据 ，并 将 得到 的 数 据 进 行 加 密 。数字 调制器产生Q P S K 调制信号，使得在数字
^ 无线链路上用于发送该信道编码的数字流。
可 恢 复 W 0d B 动态的原理图
经调制的信号被放大到所需的发送功率电平再提供给R F 模 wenku.baidu.com。图 1 是数字无线话筒的发射器的大致工作流程。
几乎所有的无线话筒系统都使用某种形式的压/ 扩处 理以减少噪音，因为低电平的射频干扰和环境射频噪声会
通过无线传输引入过多的音频噪声影响动态范围，再加上
政府对频率资源的规划和可用电路的限制也增大了信噪比 (S N R )。 目前全世界设计制造无线话筒的工厂都花了大量
的 时 间 和 金 钱 在 "玩 "压 / 扩技术，对于一个无线话筒系 统如无压扩时它的系统的音频信噪比将只有50d B 左右的
而 在 可 听 到 的 声 音 中 造 成 " 呼 吸 效 应 ”或 者 " 抽 水 机 的 泵
浦效应"。
虽然在好的设计中，在压缩扩展器之前，接收机应该
有一个有源滤波器电路，它可以提供高频衰减过滤功能，
3
数字无线话筒接收机框图
将会使这种误导跟踪降至最低限度。但是压/ 扩过程是不
R F 模块接收到被通道编码的信号后，送入数字解调 器 后再现 数 字流 。然 后 ，信 道解 码器执 行同 步、解 密 、错
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关 键 词 ------------------------------------
频响动态范围频谱效率音质退化频率复用
延迟 梳状效应
在过去的20到 3 0 年中.我们或多或少学会如何应付模 拟话筒和有关在从天线发射的、F M 调制的无线话筒电路。某 些最低要求得到了满足.但是对于高要求的用户显然不够， 如音频质量.传输范围.多通道兼容.工作时间.微型化. 频谱效率等等还有待提高.同时这些之间又有很强的关联性。
纯数字系统形式多样.一些系统使用跳频扩频技术. 类似于用于无线电话和无线电遥控模型。由于这需要比宽 带调频信号更多的带宽.这些话筒通常工作在900M Hz、 2.4M H z或 6M H z频段。在这些频段对许多用户有着额外的 吸引力，AKG-Acoustics、Audio-Technica、Lectrosonics、 Line 6 、MIPRO、Shure、Sony、Sennheiser 和 Zaxcom 等也 生产这类数字话筒。
典
P h ases
安 恒 利 （国 际 ）有限公司 朱 伸 新
摘 要 \ -----------------------------------本 文 介 绍 了 无 獅 筒 的 職 織 展 ，对 无 獅 筒 的 频 量消耗，从而导致电池的寿命减少。
响 、动 态 范 围 、频 谱 效 率 、 音质退化、频 率 复 用 、延 迟 、 梳 状 效 应 进 行 了 分 析 ，给 音 频 工 程 师 参 考 和 借 鉴 。
900M H z频段是不是一种理想的选择？在世界它基本 使用 于 G SM 蜂窝移动电话网络，2.4G H z 是一个曰益拥挤 的频段，它包括WiFi (也被称为无线局域网）、无线网络、 802.11b/g /n 和蓝牙，6G H z频段的最大问题是传输的范围. 由 于 它 有 着 非 常 短 的 传 输 载 波 波 长 . 故 需 要 的 是 视 线 （人 眼看得到）距离。
一目前无线话筒系统设计现状
目前的无线话筒系统设计分为三大类：模拟、数字混 合和纯数字。
1. 模拟 采 用 全 模 拟 电 路 .使 用 （RF) 载 波 .典 型 在 MHz~GHz
范围内将要发送的信号进行调制。
2. 数字混合 数字混合系统采用模拟调频传输方式与数字信号处理
相 结 合 . 增 强 了 系 统 的 性 能 ，使用在模拟域不可能实现的 预测算法.从而进一步降低噪声。