任何产品的规格说明总是受到产品所售市场中所流行的主要技术指标的影响。每一个制造商都在“规格说明策略”上做文章。并没有严格地控制尺度,所需遵循的标准更是少之又少,因此在做有意义的比较之前,你通常需要限定或说明一套特殊的指标。
解释并比较传统音频设备的指标已经是比较困难的事情,而无线话筒系统则更加复杂。甚至,更加不可原谅的是,一些无线话筒制造商公然违反商业道德,他们出版的规格说明甚至是错误的。
无线话筒系统的性能表现从试验工作台到实际应用会发生相当大的变化。在实验室中将检测设备直接连接到接收机并测量各种性能指标所产生的结果,与实际应用中,接收机的输入信号是来源于几百英尺远的发射机所产生的微弱无线电信号,测量结果会有完全不同。我们可以有把握的假设,所有被出版公布的无线话筒性能指标都是在理想的射频信号环境和发射机到接收机之间保持最小距离下所测得的。
你应该总是对那些没有说明测试前提条件和数据没有完整性的任何煽动性的性能指标保持怀疑的态度。任何时候,如果一个关键指标离谱到无法解释或者压根就没有被提及到,这通常都是由于制造商要故意掩盖其产品的低劣表现的借口。在少数情况下,也有可能是因为制造商完全忽略了在资料出版中加上产品说明了。我们Lectrosonics想说,我们从不忘记像指标说明这么重要的任何东西,坦白地说我们也是人,如果你的产品说明中少了某些资料,请与我们联系。我们将十分高兴地告诉比你缺少的资料更多的东西。
灵敏度
好:20dBSINAD时1uV
出色:20dBSINAD时0.5uV
该指标是指为产生一定信噪比输出所需要的接收机的射频信号输入强度。可以通过几种方法来衡量或评价接收机的信噪比的性能,但最常用的方法是“SINAD”和“S/NRATIO.”
此处有6个关于敏感度指标的例子,它们出自不同制造商的印刷资料中。奇怪的是,所有这些测量值都是从同一台接收机上获得的。
在输入为0.34uV时12dBSINAD
在输入为0.30uV时12dBquieting
在输入为0.27uV时12dBS/N
在输入为0.45uV时20dBSINAD
在输入为0.47uV时30dBS/N
在输入为1.20uV时50dBS/N
所有这些测量指标均被称作“灵敏度”,可是它们事实上衡量的却是接收机性能表现的不同方面。显然,当在做选择性对照时,有必要“一个个苹果的”进行比较。以上数据清单显示灵敏度如何改变完全取决于测量是如何进行的。以上测量数据都是通过一个与人耳对噪音反映相接近的“A”加权滤波器而得到的。大多数制造商会使用这种滤波器,因为它能将测量值提高3dB-6dB。
SINAD是一种测量方法,它的指标接近于可听见的背景噪音。在带有微弱射频信号、最大频偏的状态下,测量包括信号+噪音+失真的接收机输出的强度。于是在减去音频信号(系统仍在运行)并测量剩余的噪音和失真后,二次测量就完成了。第一次和第二次的测量结果用一个比率来表示。因为它有效地从电路上去掉了压缩扩展器的影响,SINAD在低强度射频时可能是最稳定灵敏度的系统指标。既然SINAD测量方法是系统在实际运行中全频偏的情况下进行的,这比单一的信噪比测量方法更加现实可行。
信号+噪音+失真
SINAD(信号-噪声及失真比)=---------------
噪音+失真
S/NRATIO是一种测量方法,当系统在给定射频信号强度上运行时,它接近于在演讲停顿中所听到背景噪音。这是衡量灵敏度另一个有效的比较指标。它被定义为所需要产生一定S/N比例的射频信号量,通常为50dB。50dB的S/N比率代表着最小的可用灵敏度,并且符合一般听众所能够接受的程度。在全调制状态、给定的射频信号强度下,通过测量系统来决定S/NRATIO,接收机的输出为最大值,然后关闭音频调制并测量剩余噪音。这会产生所需信噪比的射频信号强度。这样就可以根据信噪比来对接收机的灵敏度进行评价。
该测量方法的问题在于,压缩扩展器将把它实际指标改良翻倍。SINAD的确是一种评价接收机的较好的方法,但是它不产生向S/NRATIO一样好看的数字。
音频失真
好:在1KHz时少于1%
出色:在1KHz时少于0.5%
通常上说,这些数字简单明了,并且可以直接加以比较。普遍使用1KHz信号来测量失真值。由于压缩扩展器在低频时增加失真,而窄频段IF滤波器会在高频加大失真。同一系统在100KHz时的失真为2.5%,而在1KHz0.4%。
动态范围
好:90dB
出色:105dB
该数字应该是简单明了的量化尺度,但某些制造商也将限幅器的动态范围和增益控制范围包含进来。有时,这样做是因为打印较好的数据要比设计一个出众的产品容易,但这也会是防止其它“更好”数据的自我保护。记住,动态范围测量时的前提是发射机和接收机尽可能的靠近。当发射机距离接收机50英尺或者更远的时候,测试数据会明显降低。
调幅抑制
好:未指定的射频强度下50dB
出色:在给定射频强度范围内为60dB(如从20uVto50mV)
该量化尺度表明接收机是怎样出色地抑制由荧光灯、其它电子设备中的桥式整流器、SCR调光器以及相似的电源电路形成的射频信号所导致的调幅干扰。如果在全部假定的情况下,通常只在一个射频信号强度下进行测量(产生最佳数据的强度),但应该在更大的范围上实施,由于现实环境很少能够“简单、友善”地为接收机提供优化的射频强度。
镜像及衍生频率干扰抑制
好:80dB
出色:大于100dB
在所有无线接收机的混频器工作阶段,都会有两个频率满足设计中的IF频点要求,只要与混频器有关,每个频率都是相同的。这两个频点相等地分列在振荡器频点的两侧。例如,如果接收机的IF频点为10.7MHz,发射机的频点(载频信号的频点)为179MHz,那么接收机中本地振荡器频点必须是168.3MHz(179.0–168.3=10.7MHz)。该接收机将会有一个为157.6MHz的镜像及衍生频率频点,因为157.6和168.3的本地振荡器之间的差频也是10.7MHz(168.3-157.6=10.7)。如果不考虑接收机前端中的射频信号滤波器,接收机会对157.6MHz的镜像及衍生频率频点像对“正确的”179MHz频点一样敏感。
由于157.6MHz的镜像及衍生频率位于美国“出租车服务”的频段中,FCC允许出租车上的发射端采用高达75瓦(无线话筒通常只为0.05到0.10瓦)的发射功率,在该例子中的接收机必须出色的完成抑制镜像及衍生频率的工作,才能避免干扰。镜像及衍生频率干扰抑制功能是体现接收机前级灵敏度的一个指标并与接收机中的IF频率相关。镜像及衍生频率与载波频率之间的间距通常是IF频率的两倍,当采用低段注入时低于载波频率,而当采用高段输入参考频率设计时,镜像频率总是高于载波频率。IF频率越高,镜像及衍生频率距离载频信号就越远,在前级射频信号滤波器中就更容易过滤掉。较好的接收机设计使用IF频点为71MHz一直到250MHz,将来甚至会更高。
伪辐射干扰抑制
好:80dB
出色:大于100dB
这与镜像及衍生频率干扰抑制十分相似,但这只是用于测量接收机是如何出色地抑制整个接收机工作频率范围内由任何外部干扰源所导致的潜在干扰。理想状态上,制造商将会从音频频率到微波频率对接收机逐一加以检测。该数据可以衡量第一级射频信号部分、IF滤波器和其它部分抑制干扰信号的能力。
三次谐波抑制
好:-15dBm
出色:+1dBm或更高
对三次谐波抑制的说明就是对理想接收机的说明,因为它可以衡量接收机能如何出色地抑制由多对三次谐波抑制的说明就是对理想接收机的说明,因为它可以衡量接收机能如何出色地抑制由多重干扰频点所造成干扰的能力。干扰频率可能来自同一场所使用中的其它无线话筒,或者是来自外部发射机的组合。该指标就接收机如何抵制多种类型的过载给出了一个极好的评测基准。
考虑工作频点为A和B的两台发射机,以及一台频点为C的接收机。如果将三个频点平均划分,其中一台发射机的二次谐波将会和另一台发射机的起初频点相混合,产生一个恰好和接收机频点一样的频率。
如果(Ax2)-B=Cor(Bx2)-A=C
那么:接收机很可能会对此三次互调谐波做出响应。
例如,考虑工作频点为181MHz和182MHz的两台发射机。这将会对183MHz或180MHz的接收机产生三次互调谐波干扰。
或者
请注意在这个例子中,我们选择的发射机频率非常接近于接收机的频率。这意味着接收机的选择性没有任何用处。然而,射频信号过滤部分和混频器的设计越好,可能产生的这种互调干扰就越少。当然,你可以选择不会产生干扰特定接收机的发射机频率,但是这在大型多通道系统中可选频率资源的有限性会导致无法一劳永逸的按照此方法解决。另外,在某些城市地区,在你周围可能存在数以百计的高能发射机,从中你无法进行控制。接收机必须要有一个三次谐波抑制说明。
限幅器范围
好:15dB
出色:30dB或更多
这表明在听觉上可察觉信号失真之前,发射机能够处理的音频输入过载量。一个好的限幅器可以将发射机的增益设置得更高,因为不需要太多的空间来防止音频过载。这个重要的指标只能在少数无线系统中找到,并可以在听觉上显著提高信噪比输出。
电池寿命
好:9伏碱性电池可以工作8小时(在UHF模式下5小时)
出色:9伏碱性电池可以工作12小时(在UHF模式下8小时)
在某些应用中,一台发射机必须在6个小时之外或更长的时间段中工作。如果发射机在工作完成之前电量耗尽,显然会发生问题。在大多数情况下,重新制作或表演所要花费的成本可能相当大。评估电池状态的一些有用的方法也是非常重要的。通常提前一个小时或更长时间来发出报警信号是十分有用的。
在其它应用中,电池的价格会使一个重要的考虑因素。如果一个星期使用发射机12小时,而电池的寿命为6小时,一年的总计额为250美元,对于某些预算来说这不是一个可以忽略的数目(使用单价为2.49美元的电池,每星期12小时)。
伪辐射
好:载频信号以下50dB
出色:载频信号以下60dB
一些无线发射机除了会按照设计工作频点发射信号外,还会同时产生其他频点的射频信号。所有的晶体控制频率的发射机以低频晶体开始,经过几次倍频相乘达到输出频率指标。例如,以15MHz开始的晶体控制振荡器,下一个阶段频率将提升为三倍,即45MHz,然后是双倍频阶段,加至90MHz,最后的倍频输出阶段将产生180MHz的频率。许多低级伪频率是在这个过程产生的,但是最有可能引发问题的频率是载频信号的频率加上或减去内部晶体的基础频率。在所给的例子中,它们将会是280MHz加或减15MHz。由该例子产生的伪辐射波为165MHz和195MHz的两个频率。如果在同一场所存在另一个频率为195MHz的接收机,它很可能会接收到此伪辐射频率的信号。
发射机输出功率
好:VHF和UHF模式时,30mW
出色:VHF模式时,50mW;UHF模式时,100mW
如果统计一下哪个单一技术指标最为经常地被滥用,那么射频功率一定是名列前茅。50mW(0.05Watts)是FCC允许使用在VHF无线话筒中的最大输出功率。UHF发射机所允许的最大输出功率一直到250mW,但是在该功率强度下,电池的耗电量变成另外一个重要的考虑因素了。
发射机辐射的功率越高,受到干扰的几率越小,操作范围越大。然而,在输出功率和电池寿命之间存在一种适当的权衡。一些人们熟悉的品牌的UHF发射机在输出功率却只有区区10mW。因此当你在比较来自不同制造商的产品规格说明时,同时查看输出功率和电池寿命是明智之举。
通常在某些特殊发射机的出版说明中的技术列表表明发射功率小于FCC的最大值,或者简单地声明在FCC允许值之内,这实际上是无意义的。所有正规的发射机都可以达到FCC的要求,但是最佳性能表现是出自那些既能够在VHF频谱中输出50mW、UHF频谱中输出100mW(或更高)的大射频功率,同时其电池寿命也长得足以满足特殊应用需求的无线发射机上。