نویز در سیستم Radio Frequency در میکروفن های بی سیم

نویز در سیستم Radio Frequency در میکروفن های بی سیم


همه چیز در باره ی میکروفن بی سیم:نویز در سیستم RF

در این مقاله در مورد نویز در سیستم Radio Frequency در میکروفن های بی سیم صحبت خواهیم کرد.

در این مساله، ما چندین منبع مشترک از نویز را شناسایی می کنیم

که بر روی میکروفون بی‌سیم و سیستم‌های IEM تاثیر می‌گذارند.

تداخل الکترومغناطیس و تداخل فرکانس رادیویی:

نویز در سیستم‌های RF را می توان به عنوان هر سیگنال انرژی RF که مورد نظر نیست، مورد توجه قرار داد.

دو اصطلاح رایج که برای توصیف نویزهای RF به کار می روند ،

تداخل الکترومغناطیسی (EMI)و تداخل فرکانس رادیویی (RFI) هستند.

EMI به صورت تصادفی، نویز پهن باند (broadband noise) وجود دارد

در حالی که RFI باند باریک (narrowband)است که در فرکانس‌های خاص پخش می‌شود.

EMI:

EMI توسط دستگاه‌های الکترونیکی غیر پخش و موتورهای الکتریکی تولید می‌شود.

نویزی که از این دستگاه‌ها ساطع می‌شود محصول جانبی عملکرد آن‌ها است.

EMI ممکن است از طریق آنتن، خط انتقال، یا اتصال قدرت وارد سیستم میکروفن یا IEM بی‌سیم شود

و تاثیرش معمولاروی نویز فرکانس بالا یا اعوجاج (distortion)است.

به طور شگفت‌انگیز حضور EMI را می توان در مانیتور CRT مشاهده کرد که در آن اغلب به عنوان نوارهای عمودی نقطه‌ها روی صفحه، نمایش داده می‌شود.

همه دستگاه‌های الکترونیکی مقداری از EMI را منتشر می‌کنند، اما دیواره‌ های  LED از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند.

در حالی که ماژول های منفرد LED  ممکن است مطابق با استانداردهای تشعشعات مرتبط باشند،

EMI ایجاد شده توسط یک دیواره ویدئویی کاملا، می‌تواند قابل‌توجه باشد.

اسکن های طیفی (Spectrum scans)برای ثبت اثر یک دیواره ویدیویی بر روی کف نویزی RF ضروری است.

اسکن EMI:

اسکن نشان‌داده‌شده در زیر، نشان می‌دهد که EMI توسط یک دیواره ویدیویی پر انرژی، اما خالی، تولید می‌شود.

بدون تصویر نمایش‌داده‌شده، قدرت متوسط در کف نویز پایین تا -85dBm باقی می‌ماند.

با این حال، مقادیر مختلفی از انرژی در بالای این آستانه در سطح قدرت، به اندازه کافی قوی هستند تا با میکروفن بی‌سیم و سیستم‌های IEM تداخل داشته باشند.

زمانی که تصویر نمایش داده شد، وضعیت به طور قابل‌توجهی بدتر شده‌است.

قدرت میانگین کف نویز تا حدود ۶ دسی بل افزایش می‌یابد و بسیاری از پیک‌های(قله های اندازه)قوی EMI تا ۵۰ دسی‌بل در بالای طبقه نویز قرار دارند.

برای بدتر کردن اوضاع، توزیع انرژی به طور مداوم با توجه به سیگنال ویدیویی در حال تغییر است.

بنابراین، در عمل، فرکانس‌هایی که درآن پیک های EMI وجود دارد، به صورت تصادفی در نوسان است.

این می‌تواند یک مساله بسیار جدی برای هماهنگی سیستم‌های میکروفن بی‌سیم و سیستم‌های IEM باشد

به طوری که مقدار انرژی تابشی ساطع شده از یک دیواره ویدئویی بزرگ ممکن است

قوی‌تر از انتقال دهده های میکروفون و IEM باشد.

در محیط‌های RF سخت مانند این، انتخاب آنتن و موقعیت یابی بسیار مهم هستند.

آنتن‌های مستقیم ممکن است طوری قرار داده شوند که نقطه صفر به منبع EMI هدایت شود.

تقویت توان خروجی فرستنده و قرار دادن یک پد معادل در ورودی به گیرنده می‌تواند

یک روش موثر برای افزایش نسبت سیگنال به نویز بدون افزایش شانس بار اضافی در پایان گیرنده باشد.

شناسایی و مانیتورینگ منابع پتانسیلی EMI برای اطمینان از اینکه سیستم‌های RF برای عملکرد بهینه پیکربندی شده‌اند، حیاتی هستند.

 تفاوت RFI و EMI:

 تفاوت RFI با EMI در این است که به طور غیر عمدی انرژی را در سطوح توان تصادفی از خود ساطع نمی‌کند،

بلکه به سادگی حضور سیگنال‌های ناخواسته RF از طریق فرستنده‌های RF می‌باشد.

منابع RFI ممکن است شامل سایر میکروفن‌های بی‌سیم و IEMs، رادیو و تلویزیون، سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم، یا دستگاه‌های الکترونیکی مصرف‌کننده با قابلیت بی‌سیم باشد.

حضور RFI می‌تواند در مانیتور CRT دیده شود

که در آن اغلب به صورت چند میله افقی یا خطوط موجی بر روی صفحه نمایش داده می‌شود.

 نکته خوب در مورد RFI، که برخلاف EMI است،

این است که اغلب می توان آن‌ها را به عنوان فرکانس‌های تداخل اعمال کرد که معمولا ثابت باقی می‌ماند.

برای مثال، در ایستگاه‌های تلویزیونی محلی، به طور منطقی شناسایی و اجتناب از آن آسان هست.

فرستنده های موبایل Rogue  چالش بزرگتری را ارایه می‌کنند چون پیدا کردن آن‌ها به صورت فیزیکی دشوار است.

برای مثال، مهندسان RF در رویداده‌ای پخش، اغلب نیاز به ردیابی تیم های ENG در سایت دارند

که در فرکانس‌های مداخله ارسال می‌شوند و آن‌ها را برای استفاده در فرکانس‌های هماهنگ اختصاص می‌دهند.

محصولات  اعوجاج مدولاسیون داخلی (IMD)یک منبع اولیه دیگر از RFI هستند که موضوع مقاله ماه آینده خواهد بود.

اسیلاتور(نوسان ساز) محلی و فرکانس های میانی:

یکی از منابع کم‌تر شناخته‌شده نویز مزاحم را می توان به مدار دریافت کننده دِمدولاسیون نسبت داد.

نوسان محلی بالا (LO) و فرکانس‌های میانی (IF) تولید شده در گیرنده می‌تواند

باعث ایجاد اعوجاج، هم در خود گیرنده و هم در دیگر گیرنده‌ها در سیستم شود.

اگر ورودی‌های RF از دو گیرنده بتوانند به صورت الکترونیکی با یکدیگر تعامل داشته باشند،

و فرکانس عملیاتی یکی برابر با فرکانس LO دیگری باشد، یک دریافت‌کننده با دیگری تداخل پیدا می کند.

برای مثال، یک تبدیل واحد استاندارد سوپر هترودین FM به فرکانس عملیاتی 600.7MHZ که درنوسان محلی ۵۹۰.۰ MHz کار می‌کند،

اگر به صورت الکترونیکی ایزوله نباشند، یک گیرنده دوم به فرکانس عملیاتی ۵۹۰ MHz می‌تواند تداخل ناشی از LO اول را با گیرنده اول تجربه کند،

به خصوص اگر سطح توان دریافتی از فرستنده میکروفن ۵۹۰ MHz، پایین باشد.

واحد توزیع آنتن (Antenna distribution unit) چیست؟

واحد توزیع آنتن (ADU) به صورت الکترونیکی ورودی‌های RF گیرنده را جدا می‌کند

و خطر تداخل ناشی از LO را به حداقل می‌رساند.

حتی با یک ADU در محل، هنوز توصیه می‌شود

که فرکانس‌های حامل برای اجتناب از فرکانس‌های تشدید با حداقل ۲۵۰ کیلو هرتز اختلاف، هماهنگ شوند.

فرکانس تصویر یک منبع پتانسیلی (potential source) دیگر از تداخل داخلی است.

در یک گیرنده تبدیل واحدFM، بسته به طراحی، LO ممکن است بالاتر یا پایین‌تر از فرکانس عملکرد تنظیم‌شده با ۱۰.۷ مگاهرتز باشد.

هنگامی که فرکانس‌های تنظیم‌شده و فرکانس LO به بخش میکسر(ترکیب کننده) گیرنده اعمال می‌شوند،

یکی از خروجی‌های میکسر حدود ۱۰.۷ مگاهرتز است.

اگر حامل دیگری ۱۰.۷ مگاهرتز فراتر از LO و ۲۱.۴ مگاهرتز فرا تر از فرکانس عملیاتی تنظیم‌شده، اجازه ورود به مدار گیرنده دِمدولاسیون را داشته باشد،

در ۱۰.۷ مگاهرتز، دومین خروجی تداخل از مرحله میکسر اتفاق می افتد.

این به عنوان تصویری از فرکانس عملیاتی تنظیم‌شده منسوب است.

گرچه گیرنده های حرفه ای از  فیلترهایی برای سرکوب این کار استفاده می کنند، توصیه می شود که فرکانس های کاری حداقل 250kHz فراتر از هر فرکانس تصویر پتانسیلس هماهنگ شوند.

RF

مهم است که درکی از اثر وسایل تولید نویز روی کف نویز RF داشته باشیم،

به طوری که یک ارزیابی آگاهانه در رابطه با تاثیر آن‌ها بر روی میکروفن بی‌سیم و سیستم‌های IEM انجام شود.

همانطور که در بالا نشان‌داده شده‌است، طبقه بالاتر نویز RF به طور معمول منجر به کاهش دامنه عملیاتی می‌شود.

در سیستم‌های آنالوگ، یک طبقه نویز فزاینده مقدار زیادی از صداهای قابل شنیدن در سیگنال دمدوله شده را تا زمانی که نقطه حذف نویز به دست آید، تولید خواهد کرد.

سیستم‌های دیجیتال، این رفتار را نشان نمی‌دهند،دِمدول کننده ها، صوتی پاک را به نقطه‌ای منتقل می‌کنند

که خطاهای ناشی از صدا باعث می‌شوند که سیستم بی صدا شود .

این به عنوان تاثیر یک کف نویز RF که هنوز شنیده نمی‌شود، مفید است.

با این حال، اگر یک طبقه نویز بالا شناسایی نشود،

کاهش دامنه ی عملیاتی ممکن است به عنوان یک سورپرایز ناخواسته برای مهندس RF باشد.

اسکن طیف، کلید شناسایی و مدیریت نویز در سیستم‌های RF است.


شماره تماس مشاوره تجهیزات صوتی - شرکت زیکو

برای مشاوره و راهنمایی در امر خرید تجهیزات صوتی و یا انجام پروژه های صوتی می توانید با ما تماس بگیرید.


لینک محصولاتی که می تواند برای شما مفید باشد :

میکروفن بی سیم |میکروفن بیسیم

مقالات آموزشی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *