Jeżeli Twój mikrofon bezprzewodowy lub zestaw mikrofonów dziwnie się zachowuje, to wcale nie oznacza, że się zepsuły.
Najpierw sprawdź baterie, popraw dokręcenie anten i sprawdź katalogowe odległości pracy.
Zakładamy, że odbiornik mikrofonów nie jest umieszczony w szczelnej metalowej szafie rack.
Zakłócenia w mikrofonach bezprzewodowych dość często interpretowane są jako awaria mikrofonu.
Najgorsze, że pojawiają się pozornie bez powodu i bez stałej powtarzalności.
Nie wiadomo, co się dzieje. I dlaczego?
W większości przypadków Klienci interpretują to na dwa sposoby: bateria słaba, mikrofon uszkodzony.
Najczęściej wygląda (słyszymy) to tak:
Dla znakomitej większości Użytkowników powyższe objawy oznaczają awarię posiadanego systemu mikrofonów bezprzewodowych.
To zazwyczaj jest błąd w interpretacji objawów.
Zazwyczaj przyczynami pojawienia się zakłóceń - niby bez powodu - są:
Mówimy tutaj o zakłóceniach powstających podczas bezprzewodowej transmisji sygnału radiowego, a nie o sprzężeniach akustycznych pomiędzy mikrofonami a systemem nagłośnienia.
Są to dwa zupełnie różne zjawiska, dlatego tutaj rozpatrujemy zjawiska fizyczne zachodzące w przestrzeni radiowej.
Konferencyjny mikrofon bezprzewodowy przesyła głos mówcy do odbiornika za pomocą fal radiowych - czyli w przestrzeni radiowej.
Zajmując się technologią bezprzewodowych mikrofonów konferencyjnych, pamiętajmy, że w tej samej przestrzeni radiowej (eterze) pracuje jednocześnie wiele innych urządzeń radiowych, a każde z nich może w mniejszym lub większym stopniu wpływać na pozostałe urządzenia, w tym na rozpatrywane mikrofony bezprzewodowe.
Przykładowe urządzenia spotykane w salach konferencyjnych:
Każde z tych urządzeń emituje fale radiowe lub wytwarza pole elektromagnetyczne.
Większość spełnia wymagania kompatybilności elektromagnetycznej (EMC), dzięki czemu nie powinna zakłócać pracy innych urządzeń.
Nie oznacza to jednak, że zakłócenia nie występują. Im więcej urządzeń pracuje jednocześnie w jednym pomieszczeniu, tym większe jest prawdopodobieństwo pojawienia się problemów.
Przyczyn może być wiele. Czasami zakłócenia powodują inne nadajniki radiowe, a czasami wystarczy silne pole elektromagnetyczne od znajdującego się w pobliżu urządzenia.
Najłatwiej wyjaśnić to na prostym przykładzie.
Prawie każdy spotkał się z sytuacją, gdy telefon komórkowy leżał obok głośnika komputerowego lub wzmacniacza audio. Tuż przed nadejściem połączenia albo podczas transmisji danych w głośniku pojawiało się charakterystyczne brzęczenie lub terkotanie.
Nie był to dźwięk pochodzący z telefonu, lecz efekt oddziaływania jego pola elektromagnetycznego na układy elektroniczne wzmacniacza.
Podobnym źródłem zakłóceń mogą być zasilacze impulsowe. Obecnie znajdują się praktycznie we wszystkich urządzeniach elektronicznych - od ładowarek telefonów, przez komputery i projektory, aż po sprzęt audio oraz urządzenia konferencyjne.
Dobrze zaprojektowany zasilacz nie powinien sprawiać problemów. Zdarzają się jednak tanie lub źle wykonane konstrukcje emitujące znacznie większy poziom zakłóceń elektromagnetycznych.
Zakłócenia te mogą przedostawać się do sieci zasilającej lub być emitowane bezpośrednio do otoczenia, wpływając na pracę innych urządzeń.
Na szczęście pojedyncze urządzenie bardzo rzadko powoduje poważne problemy. Kłopoty zaczynają się zwykle wtedy, gdy w jednej sali jednocześnie pracuje wiele urządzeń bezprzewodowych.
Dlatego podczas projektowania profesjonalnego systemu konferencyjnego należy brać pod uwagę nie tylko same mikrofony, ale całe środowisko radiowe, w którym będą pracowały.
Nie bez powodu w wielu salach konferencyjnych zaleca się całkowite wyłączenie telefonów komórkowych, a nie tylko ich wyciszenie. Im mniej aktywnych urządzeń radiowych pracuje w sali, tym mniejsze jest ryzyko wystąpienia zakłóceń.
Krótko o zakłóceniach od pól elektromagnetycznych w dowolnym sprzęcie audio.
Każdy instalator wie, że jeżeli zbliża jedno urządzenie audio do innego, to musi posłuchać, czy nie narastają zakłócenia w postaci zwiększenia szumów (które występują zawsze), ale najczęściej w postaci „brumienia” częstotliwością zasilania z sieci energetycznej (50 Hz) lub wyższą - pochodzącą z przetwornic zasilaczy impulsowych.
Zasilacze impulsowe w urządzeniach audio spędzają sen z powiek konstruktorom sprzętu audio.
Profesjonalne urządzenia audio budowane są najczęściej w metalowych obudowach, które mają między innymi za zadanie ograniczenie oddziaływania zakłóceń elektromagnetycznych pochodzących od transformatorów, przetwornic i zasilaczy na otoczenie.
Chodzi więc o ograniczenie do możliwie niskiego poziomu emisji zakłóceń na zewnątrz urządzenia.
To samo dotyczy odporności urządzeń audio na zakłócenia elektromagnetyczne. Wprawdzie obowiązują w tym zakresie normy EMC, ale w profesjonalnych instalacjach audio wymagania praktyczne bywają większe.
Zatem wiele pozostaje w rękach doświadczonego instalatora.
Powyższe, krótko opisane zagadnienie związane z „bliskością” urządzeń elektronicznych audio względem siebie w zasadzie nie dotyczy tylko mikrofonów bezprzewodowych - dotyczy wszystkich urządzeń audio.
W kolejnych rozdziałach omówimy najczęściej spotykane przyczyny zakłóceń radiowych oraz sposoby ich unikania.
Tematu zakłóceń powodowanych przez pola elektromagnetyczne nie będziemy dalej rozwijać, ponieważ jest to zagadnienie z zakresu kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) i dotyczy głównie projektowania oraz montażu urządzeń elektronicznych.
Najłatwiej wyobrazić sobie to na przykładzie dwóch kropli spadających w dwóch różnych miejscach na spokojną taflę wody. Czyli tutaj „kropla” to włączony mikrofon (jego nadajnik), wytwarzający falę radiową.
Każda kropla tworzy własną falę. Po chwili fale spotykają się i nakładają na siebie, tworząc bardziej skomplikowany obraz wynikający z ich wzajemnego nakładania.
Jeżeli dodamy trzecią kroplę, pojawiają się następne fale i kolejne miejsca ich wzajemnego nakładania. Przy czwartej, piątej i następnych kroplach układ staje się coraz bardziej skomplikowany - podobnie jak przy zwiększaniu liczby jednocześnie pracujących mikrofonów bezprzewodowych.
Oczywiście jest to tylko obrazowe porównanie. Pokazana na rysunku „trzecia fala” oznacza falę wynikową powstałą wskutek superpozycji fal składowych, a nie powstanie trzeciej, nowej częstotliwości radiowej. Same fale radiowe nakładające się w przestrzeni nie wytwarzają nowych częstotliwości.
Produkty intermodulacyjne (IMD) w systemach mikrofonów bezprzewodowych powstają wtedy, gdy kilka takich sygnałów trafi na element elektroniczny o nieliniowej charakterystyce, np. stopień wejściowy odbiornika lub wzmacniacz antenowy.
Produkty intermodulacyjne powstają głównie w odbiornikach, choć przy zbyt bliskim położeniu włączonych mikrofonów mogą powstać również w stopniach wyjściowych nadajników mikrofonowych. Dlatego zaleca się, aby włączone mikrofony w sali konferencyjnej nie były ustawiane zbyt blisko siebie.
Z naszej praktyki wynika, że dobrze jest zachować pomiędzy włączonymi mikrofonami odległość co najmniej 50 cm.
Już sygnały pochodzące od dwóch pracujących jednocześnie nadajników, trafiając na element o nieliniowej charakterystyce, mogą doprowadzić do powstania dodatkowych częstotliwości, których żaden z nadajników tak naprawdę nie nadaje.
Te dodatkowe częstotliwości nazywamy produktami intermodulacyjnymi, ponieważ powstały w wyniku wzajemnego oddziaływania kilku sygnałów radiowych w układzie nieliniowym.
Zakłóceniami intermodulacyjnymi (IMD) stają się natomiast wtedy, gdy któryś z tych produktów znajdzie się na częstotliwości lub dostatecznie blisko częstotliwości pracy odbiornika i zacznie zakłócać odbiór właściwego sygnału mikrofonu bezprzewodowego.
Poniższe rysunki pokazują w uproszczeniu, co dzieje się po uruchomieniu jednego i kilku nadajników pracujących jednocześnie.
Każdy kolejny nadajnik zwiększa liczbę produktów intermodulacyjnych.
Jeżeli częstotliwości zostały źle dobrane, niektóre z tych produktów mogą trafić w częstotliwość pracy innego mikrofonu i stać się zakłóceniem intermodulacyjnym.
Dlatego w systemach wielomikrofonowych nie wystarczy, że każdy mikrofon pracuje na innej częstotliwości.
Częstotliwości muszą być odpowiednio dobrane względem siebie. I wcale nie wystarczy zachowanie „dużej” (jakiej?) odległości pomiędzy częstotliwościami nadajników mikrofonów.
Nie można też zakładać, że będą to jednakowe „odległości”. Tak się nie da. Trzeba zaprzęgnąć komputer z odpowiednim oprogramowaniem.
Dla dwóch, trzech, a nawet czterech mikrofonów można jeszcze policzyć nastawy kalkulatorem według podstawowych wzorów na produkty intermodulacyjne.
Dla dwóch częstotliwości nadajników mikrofonowych:
f1 i f2
Najgroźniejsze produkty trzeciego rzędu IM3 powstają według wzorów:
2f1 - f2
2f2 - f1
Produkty piątego rzędu IM5 można policzyć między innymi jako:
3f1 - 2f2
3f2 - 2f1
Przy trzech nadajnikach (mikrofonach) dochodzą kolejne kombinacje, np.:
f1 + f2 - f3
f1 + f3 - f2
f2 + f3 - f1
oraz dalsze kombinacje trzeciego i piątego rzędu.
Przykład:
f1 = 600 MHz
f2 = 605 MHz
Obliczmy więc IM3:
2 × 600 - 605 = 595 MHz
2 × 605 - 600 = 610 MHz
Obliczmy też IM5:
3 × 600 - 2 × 605 = 590 MHz
3 × 605 - 2 × 600 = 615 MHz
I teraz trzeba sprawdzić, czy żadna z tak wyliczonych częstotliwości nie pokrywa się z częstotliwością pracy innego mikrofonu.
Przy kilku mikrofonach można to jeszcze policzyć ręcznie. Przy kilkunastu lub kilkudziesięciu liczba kombinacji rośnie tak szybko,
że praktycznie nie ma sensu liczyć tego kalkulatorem.
Do tego służy odpowiednie oprogramowanie do koordynacji częstotliwości.
Proszę zwrócić uwagę, że chodzi o możliwość włączenia w dowolnym momencie dowolnego mikrofonu.
Wiadomo, że zakres częstotliwości dostępnych dla mikrofonów bezprzewodowych jest ograniczony. Dodatkowo część pasma 470–694 MHz jest wykorzystywana przez naziemną telewizję cyfrową.
W praktyce nie możemy więc traktować całego tego zakresu jako wolnej przestrzeni dla mikrofonów bezprzewodowych.
Uwzględniając opisane tutaj zjawiska związane z powstawaniem produktów intermodulacyjnych, sytuacja nie jest najlepsza, zwłaszcza że niektóre sale wymagają dużej liczby mikrofonów.
Problem ten rozwiązujemy za pomocą innych systemów bezprzewodowych, pracujących w innej technologii - o czym piszemy dalej i które znajdziecie Państwo w naszej ofercie.
Wracając do klasycznych wielokanałowych systemów pracujących w paśmie UHF.
Z naszych doświadczeń wynika, że w wykorzystywanym przez mikrofony bezprzewodowe paśmie UHF, w zakresie pracy naszych urządzeń od 500,000 MHz do 693,750 MHz, po uwzględnieniu częstotliwości zajętych w danym rejonie przez nadajniki telewizji naziemnej oraz innych występujących tam sygnałów radiowych, w praktyce w systemach tego typu nie udaje się uruchomić jednocześnie więcej niż 22–24 mikrofonów.
Podana górna częstotliwość 693,750 MHz wynika z zakresu i kroku przestrajania stosowanych przez nas nadajników i nie należy jej traktować jako granicy pasma UHF
ani granicy wynikającej z przepisów.
Zakres od 694 MHz należy już do pasma 700 MHz, które ma inne przeznaczenie i zasady wykorzystania, dlatego nie uwzględniamy go przy doborze częstotliwości dla opisywanych tutaj systemów.
Prosimy nie zniechęcać się do bezprzewodowej techniki mikrofonowej po przeczytaniu powyższego opracowania.
Powyższe opracowanie służy jedynie pogłębieniu wiedzy i odpowiedzi na najczęściej pojawiające się pytania.
Tylko 24 mikrofony maksimum? Tak, ale mówimy tutaj o klasycznym systemie wielomikrofonowym, w którym:
jeden mikrofon = jeden odbiornik pracujący na własnej częstotliwości w wielokanałowej stacji odbiorczej.
W naszych zestawach są to zazwyczaj stacje 8-kanałowe (8 odbiorników), dlatego w praktyce stosujemy maksymalnie 3 takie stacje, czyli 24 jednocześnie pracujące mikrofony.
W naszej ofercie są to między innymi systemy BKR KX-D3880 oraz podobne systemy z serii BKR KX-D...
Mamy jednak dobrą wiadomość w kwestii liczby mikrofonów bezprzewodowych w jednej sali konferencyjnej. Nasze inne systemy, oparte na technologii cyfrowej, mogą obsługiwać do 250 mikrofonów, a odpowiednia konfiguracja systemu pozwala na jego dalszą rozbudowę.
W technologii sterowania zastosowaliśmy rozwiązanie działające na podobnej zasadzie jak punkt dostępowy (Access Point) w sieciach komputerowych.
Mikrofony nie muszą mieć na stałe przydzielonego własnego kanału radiowego. System przydziela wolny kanał transmisji mikrofonowi, który w danej chwili zostaje włączony.
Dlatego czym innym jest liczba mikrofonów znajdujących się w systemie, a czym innym liczba mikrofonów nadających jednocześnie.
W tych systemach, stacje odbiorcze mają wbudowane zazwyczaj 4 do 6 odbiorników. W powiązaniu z cyfrowym przydzielaniem częstotliwości, taka stacja pozwoli na jednoczesne włączenie do dyskusji 4 do 6 mikrofonów.
Czy to mało? Nie, bo proszę sobie wyobrazić jednocześnie mówiące 4 do 6 osób.
Dodatkowo systemy te (oznaczone symbolami BKR WCS-...) posiadają funkcje ustalające zasady pracy mikrofonów: FIFO / LIFO / FREE / LIMIT / CHAIRMAN.
Można więc określić, ile mikrofonów może być włączonych jednocześnie i co ma się stać po osiągnięciu ustalonego limitu.
Co najważniejsze, prowadzący (CHAIRMAN) może w każdej chwili jednym przyciskiem na swoim pulpicie wyłączyć wszystkie aktualnie włączone mikrofony pozostałych uczestników.
Wracając do problemu możliwości powstawania zakłóceń intermodulacyjnych (IMD), zawsze dbamy o to, aby Klient otrzymał od nas listę nastaw częstotliwości. Obliczamy je oczywiście komputerowo.
Jak sprawdzić, co nadaje w moim otoczeniu? Jak zobaczyć, jakie częstotliwości radiowe są aktualnie zajęte?
Czy można sprawdzić, jakie sygnały radiowe znajdują się w eterze i czy będą zakłócały pracę mikrofonów bezprzewodowych?
Można. Do sprawdzenia przestrzeni radiowej i zajętości poszczególnych częstotliwości służy analizator widma.
Pozwala on „zobaczyć” sygnały radiowe, których przecież ani nie widzimy, ani nie słyszymy.
Ten sam analizator widma może pokazać konflikty radiowe oraz powstałe produkty intermodulacyjne (IMD) w systemach mikrofonowych. Nasza firma właśnie tak robi. Obliczenia to pierwszy etap, zaprogramowanie mikrofonów to drugi etap, ale po uruchomieniu dużego systemu mikrofonów bezprzewodowych sprawdzamy właśnie analizatorami - co się dzieje w eterze.
Proste analizatory widma radiowego ograniczają się do dość szkieletowego przedstawienia wykrytych sygnałów radiowych. Czasami to w zupełności wystarczy.
Jeżeli jednak chcemy dokładniej przeanalizować przestrzeń radiową i wykryć niepożądane produkty intermodulacyjne (IMD), podłączamy analizator do komputera z zainstalowanym odpowiednim oprogramowaniem.
Oprogramowanie pozwala obserwować i zapamiętywać pojawiające się sygnały, oznaczać je markerami oraz wychwycić dodatkowe prążki mogące świadczyć o powstawaniu produktów IMD. Możemy również zobaczyć poziom odbieranych sygnałów, przedstawiony graficznie oraz liczbowo.
Analizator widma - to już narzędzie dla profesjonalistów. Najpierw jednak sprawdźmy, na jakich częstotliwościach nadaje TV w naszym obszarze.
Lista nadajników radiowych i telewizyjnych znajduje się tutaj: emimaps.emitel.pl
Zwracamy uwagę, że podaje się częstotliwość środkową zajmowanego pasma, co oznacza, że należy dodać po 4 MHz w dół i w górę pasma od podanego „środka”.