Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications...
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Drahtlose MikrofonsystemeDrahtlose Mikrofonsysteme
SHURE Europe GmbH
Headquarters Europe, Middle East & Africa
Applications
Wannenäckerstraße 28
D-74078 Heilbronn
Tel: +49-7131-7214 - 0
Fax: +49-7131-7214 - 14
eMail: [email protected]
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Übersicht Übersicht
Unterschiede VHF UHF
Einführung in die drahtlose Übertragung
Funktionsblöcke von Sender und Empfänger
Intermodulation
Störquellen
Empfangstechniken
Praktische Tipps zum Umgang mit drahtlosen
Mikrofonanlagen
Anmeldung bei der Bundesnetzagentur
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Vergleich VHF Vergleich VHF UHF UHF
Definition der Frequenzbereiche
Hochfrequenztechnische unterschiede
Audiospezifische unterschiede
Vorteile und nachteile von UHF
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FrequenzbereicheFrequenzbereiche
Langwelle: 150...350 kHz
Mittelwelle: 515...1630 kHz
Kurzwelle: 5,9...16 MHz
FM/UKW Radio: 87...108 MHz
VHF (Very high Frequency): 30...300 MHz
UHF (ultra high Frequency): 300...3000 MHz
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Math. ZusammenhangMath. Zusammenhang
Relation zwischen Frequenz f und der Wellenlänge λ
eines Signals:
mit Lichtgeschwindigkeit c = 3·108 m/sf
c
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KonsequenzenKonsequenzen
d d
UHF VHF
Abschattung
Beugung
λλ
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KonsequenzenKonsequenzen
Die Freifelddämpfung ist frequenzabhängig, und nimmt
mit steigender Frequenz zu
d
Tx Rx
c
dfda
4
log204
log200
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m5,1
s1
10200
sm
103
6
8
0
f
c
dB58m5,1
m1004log200
a
BeispielBeispiel
Trägerfrequenz 200 MHz, Abstand d = 100 m:
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m375,0
s1
10800
sm
103
6
8
0
f
c
dB71m375,0
m1004log200
a
BeispielBeispiel
Trägerfrequenz 800 MHz, Abstand d = 100 m:
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Unterschiede VHF Unterschiede VHF UHF UHF
Eigenschaft VHF UHF
Wellenlänge 1,5 m bei 200
MHz
0,375 m bei
800 MHz
Freifelddämpfung geringer höher
Fähigkeit kleine metallische Objekte zu
umgehen
höher geringer
Fähigkeit an Oberflächen reflektiert zu werden geringer höher
Körperabsorbtionseffekt geringer höher
Kabelverluste geringer höher
Antennenlänge und erforderlicher Abstand für
Diversity-Empfang
größer kleiner
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Audioqualität VHF Audioqualität VHF UHF UHF
Unterschiede im Klang sind nicht von der
Trägerfrequenz abhängig.
Gesamtrauschabstand ist durch nachfolgende
Signalverarbeitungen bzw. der Qualität der verwendeten
Bauteile begrenzt (z. B. Compander und Detektoren).
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Vorteile des UHF-SystemsVorteile des UHF-Systems
Zu viele unkontrollierbare und unvorhersehbare HF-
Störungen im VHF-Bereich.
Antennenlänge im UHF-Bereich kürzer
In manchen Ländern sind nur UHF Systeme zugelassen
(Deutschland Nutzergruppen)
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Einführung HF-ÜbertragungEinführung HF-Übertragung
Modulation
Funktionsblöcke eines Senders
Funktionsblöcke eines Empfängers
Störung durch Intermodulation
Andere Ursachen für Störungen
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ModulationModulation
In der sogenannten Modulation werden die
Audioinformationen dem Trägersignal hinzugefügt
(moduliert).
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten
die Audioinformation zu übertragen:
Amplitudenmodulation AM
Frequenzmodulation FM
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Bild eines AM-SignalsBild eines AM-Signals
Die Frequenz der modulierenden Schwingung bestimmt
die Schnelligkeit, die Amplitude die Größe der
Amplitudenänderung.
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Nachteil der AMNachteil der AM
Impulsstörungen (Zündfunken von Fahrzeugen oder
elektrostatische Entladungen bei Gewitter) können sich
auf ein Funksignal auswirken und die Amplitude
verändern. Hierdurch entstehen Störungen der Signale.
Außerdem ist die Audiolautstärke von der Signalstärke
abhängig.
Großer Nachteil bei mobilen Betrieb.
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Die Frequenz einer Schwingung (Träger) wird moduliert
im Rhythmus einer zweiten Schwingung (Nutzsignal)
Modulierte HF-Schwingung durch folgende math. Formel
beschreibbar:
A: konstante Amplitude
: variable Frequenz
)(cos)( tAtx
Frequenzmodulation (FM)Frequenzmodulation (FM)
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Erzeugung eines FM-SignalsErzeugung eines FM-Signals
Frequenzmodulierte Schwingung
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Erzeugung eines FM-SignalsErzeugung eines FM-Signals
Die Frequenz des modulierenden Audiosignals bestimmt die
Schnelligkeit der Frequenzänderung,...
die Amplitude des
modulierenden
Audiosignals die
Größe der
Frequenzänderung.
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Auswirkungen der FMAuswirkungen der FM
Tiefer Ton langsame Änderung der
Frequenz des Trägers
Hoher Ton sehr schnelle Änderung der
Frequenz des Trägers.
Leiser Ton geringe Frequenzänderung
Lauter Ton starke Frequenzänderung
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Vorteile der FMVorteile der FM
Da die Audioinformation nicht in der Amplitude steckt,
sondern allein in der Frequenzänderung, ist die FM
wesentlich störungsunanfälliger als die AM.
Denn Störungen haben immer eine Änderung der
Amplitude nicht der Frequenz zur folge.
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Vorteile der FMVorteile der FM
FM Empfänger weisen eine weitere Eigenschaft auf. Den
sogenannten „Capture Effekt“ (Übertönen).
Existieren zwei FM Signale gleicher Trägerfrequenz, so
unterdrückt der Empfänger das schlechtere Signal.
Sind beide Signale etwa gleich stark, wechselt der
Empfänger ständig zwischen den verschiedenen
Signalen hin und her.
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Funktionsblöcke eines SendersFunktionsblöcke eines Senders
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Funktionsblöcke SenderFunktionsblöcke Sender
Mikrofonvorverstärker
bei Shure Bestandteil der abnehmbaren
Mikrofonkapsel
Pegel- und Impedanzanpassung
Gleichspannung für Kondensatorelemente
“Pre-emphasis” (Vorverzerrung / Höhenanhebung)
für Rauschunterdrückungssystem
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Funktionsblöcke SenderFunktionsblöcke Sender
Spannungsregler
Regelt die Batteriespannung auf üblicherweise 5 V. Dazu muss
die Batteriespannung von entweder 3 V (up converter) oder 9 V
(down converter) auf 5 V konvertiert werden.
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Pre-Emphasis zur RauschunterdrückungPre-Emphasis zur Rauschunterdrückung
Ein typisches Audiosignal enthält mehr tieffrequente
Energie.
Im Gegensatz dazu enthält typisches Rauschen mehr
Energie im hochfrequenten Bereich.
Der Signal-Rausch-Abstand nimmt bei höherer Frequenz
ab
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Sender: Pre-EmphasisSender: Pre-Emphasis
Höhenanhebung um besseren Signal-Rausch-Abstand
zu erreichen
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Erster Teil des "companding"-Systems
Ursprüngl.
Dynamik- 2:1 Kompression
bereich
Ziel ist eine Anhebung des Trägersignals Ziel ist eine Anhebung des Trägersignals gegenüber dem gegenüber dem RauschpegelRauschpegel im HF im HF
SchaltungsteilSchaltungsteil
ReduzierterReduzierterDynamikbereichDynamikbereich
Sender: KompressorSender: Kompressor
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Kompressor - ExpanderKompressor - Expander
![Page 30: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/30.jpg)
Funktionsblöcke SenderFunktionsblöcke Sender
Limiter
Begrenzung von Spitzen im Audiosignal.
Sitzt mit dem Compander in einer Rückkopplungsschleife und
verhindert so die Übermodulation des Senders.
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Funktionsblöcke SenderFunktionsblöcke Sender
Zwei Möglichkeiten zur Generierung der Trägerfrequenz:
Frequenzsynthesizer bzw. PLL Schaltkreis
Quarzgesteuert
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Quarzgesteuerter SenderQuarzgesteuerter Sender
Schwingquarz zur Erzeugung der Basisfrequenz
(ca. 15 - 30 MHz)
Frequenzmultiplizierer
Erhöhen der Basisfrequenz auf Sendefrequenz
Meist Verdoppler oder Verdreifacher
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Quarzgesteuerter SenderQuarzgesteuerter Sender
Quarzoszillator
Basisfrequenz wird mit einem Quarzkristall in einem
Schwingkreis generiert.
In diesem Schwingkreis sitzt eine Kapazitätsdiode über die die
Frequenzmodulation realisiert wird.
![Page 34: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/34.jpg)
Quarzgesteuerter SenderQuarzgesteuerter Sender
Frequenzvervielfacher
Übersteuerte Verstärkerstufe, die harmonische
Oberschwingungen der Grundfrequenz erzeugt.
Diese Oberschwingungen können herausgefiltert und der
nächsten Stufe zugeführt werden.
Es sind meist mehrere Vervielfacher hintereinander
geschaltet, um die endgültige Trägerfrequenz zu
erzeugen.
![Page 35: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/35.jpg)
Quarzgesteuerter SenderQuarzgesteuerter Sender
Blockschaltbild
Antenne
+9V
Audio
Limiter
MicAmp Compander Quarz
BatterieSensor
SpannungsRegler
RF FilterRF
AmpFrequenz
Multiplizierer
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PLL = Phase Locked LoopPLL = Phase Locked Loop
„Nachlaufsynchronisation“
Die Sendefrequenz wird so eingestellt, dass sie mit einer
Referenzfrequenz übereinstimmt.
Änderungen der Sendefrequenz (Temperatur, Rauschen, ...)
werden automatisch nachgeregelt.
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Funktionsblöcke PLL SenderFunktionsblöcke PLL Sender
VCO (Voltage Controlled Oscillator)
Erzeugt das FM Signal mit Hilfe einer einstellbaren Kapazität
(Kapazitätsdiode), die Teil eines Schwingkreises ist.
Die Kapazität wird über einen OP geregelt, der vom Frequenz
Synthesizer angesteuert wird.
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Audio
stabilisierte Spannung
bufferamp
Ausgangsstufe
Referenz-Quarz
Operations-verstärker
Eingang für dividierte Frequenz
Ausgang mit Differenzsignal
Dividierer
![Page 39: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/39.jpg)
PLL-SenderPLL-Sender
Blockschaltbild
Antenne
+9V
Audio
Limiter
MicAmp Compander
FrequenzSynthesizer
VoltageControlledOscillator
BatterieSensor
SpannungsRegler
RF FilterRF
Amp
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Quarz Quarz PLL PLL
Quarzgesteuert:
Referenzschwingung wird
durch einen Quarz
erzeugt; Quarzoszillator
schwingt im Bereich 15-
30 MHz.
Feste Frequenz
Einfache und preiswerte
Methode
Abstrahlung ungewollter
Frequenzen
PLL:
VCO kontrolliert direkt
Ausgangsfrequenz; Teil des
Ausgangssignals durchläuft
Frequenzteiler und wird mit
einem Referenzsignal
verglichen.
Schaltbare Frequenzen
Komplexer und teure
Deutlich saubereres Signal
![Page 41: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/41.jpg)
Funktionsblöcke SendersFunktionsblöcke Senders
HF Ausgangsverstärker/Filter
Versorgt die Antenne mit entsprechender Ausgangsleistung
(10 bis 50mW)
Filtert das Ausgangssignal, um Nebenaussendungen gering zu
halten.
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Funktionsblöcke eines EmpfängersFunktionsblöcke eines Empfängers
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Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger
Eingangssektion
Verstärkt nur die Trägerfrequenzsignale
Filtert Fremdsignale aus
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Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger
Interner Oszillator (LO = Local Oscillator)
Schwingt in einem festen Abstand über oder unter der
Trägerfrequenz
(z.B. VHF: 10,7MHz unter der Trägerfrequenz;
PSM700: 110,6 MHz über der Trägerfrequenz)
Wird entweder Quarz- oder PLL- gesteuert gebildet
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Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger
Mischer
Kombiniert das empfangene HF-Signal
mit der Oszillatorfrequenz
Erzeugt Summen- (HF+LO) und Differenzsignale
(HF-LO = ZF = Zwischenträgerfrequenz)
Zwischenträgerfrequenzfilter (ZF-Filter)
Läßt nur Differenzsignal (ZF) passieren
Filtert Summensignal aus
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Zwischenträgerfrequenz (ZF)Zwischenträgerfrequenz (ZF)
Generierung der ZF
MischerZF-Filter10,7 MHz200 MHz
Summe: 389,3 MHz
&Differenz: 10,7 MHz
10,7 MHz
189,3 MHz
Oszillator
Antenne
Legt Empfangsfrequenz fest!
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Funktionsblöck EmpfängerFunktionsblöck Empfänger
ZF-Verstärker
Verstärkt ZF-Signal auf hohen Pegel
Begrenzt Signal zur Anpassung an den Detektor
Detektor/Demodulator
Trennt Audiosignal vom ZF-Signal
Demoduliert das Audiosignal
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Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger
Expander
Zweiter Teil des "companding "- Systems
(Umkehrung des Kompressors im Sender)
1:2 Expansion zur Rekonstruktion des ursprünglichen
Dynamikbereiches
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Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger
Audioverstärker
Pegel- und Impedanzanpassung
“De-emphasis” (Nachentzerrung / Höhenabsenkung) innerhalb
des Rauschunterdrückungssytems
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Funktionsblöcke EmpfängerFunktionsblöcke Empfänger
De-Emphasis
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EmphasisEmphasis
Durch die Pre- / De-Emphasis kann der Signal-Rausch-
Abstand um bis zu 13 dB verbessert werden.
![Page 52: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/52.jpg)
EmpfängerEmpfänger
Blockschaltbild eines einfachen Empfängers
Antenne
FrondEnd
MixerZF
AmpZF
FilterFM
Detector
Expander
LocalOscillator
AudioAmp
Audio-Signal
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Berechenbare Störungen Berechenbare Störungen
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IntermodulationseffekteIntermodulationseffekte
Ursprung:
Ein Signal in einem nicht linearen Übertragungssystem
produziert Vielfache seiner Eigenfrequenz (Oberschwingungen,
Harmonische)
Mehrere Signale rufen zusätzlich Summen- und
Differenzsignale hervor.
Die Harmonischen können ihrerseits mit den Summen- und
Differenzsignalen weitere Kombinationen bilden.
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IntermodulationenIntermodulationen
Wo tauchen Intermodulationen auf?
So genannte NICHTLINEARE Übertragungs-systeme
erzeugen Intermodulationen.
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ÜbertragungssystemeÜbertragungssysteme
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Nichtlineares SystemNichtlineares System
Jeder (HF-)Verstärker ist ein nichtlineares
Übertragungssystem
Verstärker sind in jedem Sender wie auch Empfänger
verbaut.
Jedes Funksystem erzeugt Intermodulationen
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IntermodulationseffekteIntermodulationseffekte
Intermodulationseffekte “2. Ordnung”:
werden durch zwei Signale produziert oder sie sind das
zweifache (zweite Harmonische) der Grundfrequenz:
z.B.: f1 + f2 = fintermod
oder f1 + f1 = 2 • f1 = fintermod
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Intermodulation 2. OrdnungIntermodulation 2. Ordnung
Beispiel: Summen- und Differenzsignal bei zwei
Frequenzen
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IntermodulationseffekteIntermodulationseffekte
Intermodulationseffekte “3. Ordnung”:
werden
entweder durch drei Signale hervorgerufen
z.B.: f1 + f2 - f3 = fintermod
oder durch Signale und Harmonische verursacht
z.B.: 2 • f1 - f2 = fintermod
oder sie sind das dreifache (dritte Harmonische)
der Grundfrequenz
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Intermodulation 3. OrdnungIntermodulation 3. Ordnung
Beispiel: Intermodulationen 3. Ordnung bei zwei
Frequenzen
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IntermodulationIntermodulation
Einspeisung zweier Sender in einen Empfänger
800 MHz
801 MHz
802 MHz
800 MHz
801 MHz
802 MHz
801 x 2 = 1602
1602 – 800 = 802 !
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Intermodulation bei SendernIntermodulation bei Sendern
Eng benachbarte Sender können ineinander
Intermodulationseffekte hervorrufen.
Das Intermodulationsprodukt wird zusammen mit dem
Originalsignal gesendet.
Instabilität oder Verstimmung des Ausgangs stört den
Sendebetrieb.
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Abstand [m]
Peg
el [
dB]
IM3 Produkt
Intermodulation 3. OrdnungIntermodulation 3. Ordnung
Abhängigkeit vom Abstand zweier Sender
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IntermodulationsprodukteIntermodulationsprodukte
Frequenz
HF-Pegel [dB]
Intermodulation zweier starker Signale
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IntermodulationIntermodulation
Konsequenzen
IM-Produkte können in
Sendern,
Antennenverstärkern und
Empfängern generiert werden.
IM-Produkte 3. Ordnung sind am kritischsten
IM-Produkte sind vorhersehbar
![Page 67: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/67.jpg)
IntermodulationIntermodulation
Anzahl der Intermodulationsprodukte 3. Ordnung:
Verwendete Frequenzen Intermodulations-
Produkte N(N – 1)
1 0
2 2
3 6
4 12
5 20
6 30
7 42
![Page 68: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/68.jpg)
Intermodulation bei SendernIntermodulation bei Sendern
Abhilfe:
Gut abgeschirmte Sender benutzen
Enges räumliches Platzieren von Sendern vermeiden. (Sender
immer mindestens 0,5 m voneinander entfernt platzieren)
![Page 69: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/69.jpg)
Weitere EffekteWeitere Effekte
Störstrahlungen
Summen- und Differenzprodukte zwischen Harmonischen der
Basis- oder Quarzfrequenz (15-30 MHz) und “Resten” der
Basisfrequenz werden unbeabsichtigt in den
Vervielfacherstufen erzeugt
Jene Harmonische knapp über- und unterhalb der
Trägerfrequenzen sind kritisch
Empfänger, welche auf diese Harmonische abgestimmt sind,
werden empfindlich gestört
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Störstrahlungen bei QuarzschwingungenStörstrahlungen bei Quarzschwingungen
![Page 71: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/71.jpg)
Weitere EffekteWeitere Effekte
Abhilfen
Moderaten Abstand zwischen Sender und Empfänger einhalten
“Harmonische” bei der Auswahl der Trägerfrequenzen
vermeiden
Kompatibilität der Trägerfrequenzen durch Rechnerprogramm
überprüfen lassen
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Störungen bei EmpfängernStörungen bei Empfängern
Interferenzen mit dem internen Oszillator:
Oszillator eines Empfängers (LO = Local Oscillator) schwingt
z.B. 10,7 MHz unterhalb der Trägerfrequenz
LO-Frequenz wird aus diesem Empfänger abgestrahlt
Übersprechen in anderen Empfänger, welcher auf dieser
Frequenz arbeitet
![Page 73: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/73.jpg)
Störungen bei EmpfängernStörungen bei Empfängern
Interner Oszillator streut in benachbartes Gerät
![Page 74: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/74.jpg)
Störungen bei EmpfängernStörungen bei Empfängern
Abhilfen
Empfänger getrennt aufstellen
Empfangsantennen räumlich getrennt aufstellen
Aktive Antennensplitter benutzen, um Antennenanschlüsse
voneinander zu isolieren
![Page 75: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/75.jpg)
SpiegelfrequenzSpiegelfrequenz
Spiegelfrequenz
Spiegelfrequenz = Oszillatorfrequenz - ZF
Falls ein Sender exakt auf dieser Spiegelfrequenz arbeitet,
entsteht in der Mischerstufe ein Differenzsignal, welches durch
den ZF-Filter gelangt.
Kann von breitbandigen Empfänger empfangen werden
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SpiegelfrequenzSpiegelfrequenz
Abhilfen
Selektive / schmalbandige Empfänger verwenden
Mögliche Spiegelfrequenzen beim Auswahlprozeß der
Trägerfrequenzen vermeiden
![Page 77: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/77.jpg)
idealerFilter
SpiegelfrequenzempfangSpiegelfrequenzempfang
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FrequenzkoordinationFrequenzkoordination
Auswahlprozeß:
Wo befinden sie sich?
Nutzen sie noch andere drahtlose Systeme?
Wieviel Systeme werden maximal benötigt?
Wie hoch sind die Anforderungen an die Zuverlässigkeit?
Was ist es ihnen wert?
![Page 79: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/79.jpg)
Kombination der FrequenzenKombination der Frequenzen
Vom Hersteller vorselektierte Frequenzgruppen:
Konzentrieren sich meist auf "offene” TV-Kanäle
Immer eng mit den Eigenschaften des jeweiligen Systems
verbunden
Es ist nicht möglich, ohne Risiko verschiedene
Hersteller/Typen miteinander zu kombinieren
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Gruppe Kanal TV Kanal (US Version)
FrequenzgruppenFrequenzgruppen
Frequenzen in vorselektierten Frequenzgruppen sind
untereinander kompatibel:
Beispiel: U-Serie
Alle Kanäle innerhalb einer Gruppe sind Alle Kanäle innerhalb einer Gruppe sind kompatibel (simultan betreibbar)kompatibel (simultan betreibbar)
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Berechnung über SoftwareBerechnung über Software
Mathematisches Modell berücksichtigt die
Intermodulationsprodukte und entsprechende
Sicherheitsabstände
Welche Intermodulationsprodukte und wie groß die
Abstände sind ist geräteabhängig
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SicherheitsabständeSicherheitsabstände
799 800 801 802
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SicherheitsabständeSicherheitsabstände
799 800 801 802
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TV-Kanäle (PAL)TV-Kanäle (PAL)
Aufbau
Bildträgerfrequenz
1. Tonträgerfrequenz = Bildträgerfrequenz + 5,5 MHz
2. Tonträgerfrequenz = Bildträgerfrequenz + 5,742 MHz
Innerhalb der Gruppen I & III:
Abstand der Kanäle 7 MHz
Innerhalb der Gruppen IV & V:
Abstand der Kanäle 8 MHz
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Aufbau eines TV KanalsAufbau eines TV Kanals
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StereoübertragungStereoübertragung
Die meisten In Ear Monitoring Systeme übertragen ein
Stereo-Signal.
Dies wird mit dem so genannten Stereo-Multiplex-Signal
realisiert
Aus der Historie muss das MPX-Signal Mono-
Kompatibel sein.
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Stereo-MPX SignalStereo-MPX Signal
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Erzeugung eines Stereo-MPX SignalErzeugung eines Stereo-MPX Signal
AmplitudenmodulationAmplitudenmodulation
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Dekodierung eines Stereo-MPX SignalDekodierung eines Stereo-MPX Signal
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Nichtvorhersehbare StörungenNichtvorhersehbare Störungen
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Interferenzen durch SenderInterferenzen durch Sender
TV: VHF Kanäle 5-12
(In Deutschland ist TV Kanal 12 bundesweit für DAB
gesperrt. Außerdem werden von dem anderen Kanälen
Subkanäle lokal belegt.)
UHF Kanäle: Rundfunkanstalten etc.
DVB-T belegt in D TV Kanäle 64-66.
Radio: AM und FM sind nur in extremer Nähe
problematisch
Andere:Küstenwache, Forstbetriebe, etc.
Mobilfunk stört nur in extremer Nähe
Mobiltelefone (auch im Standby-Betrieb !)
Drahtlose Intercom-Systeme (meist UHF)
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Digitale SchaltkreiseDigitale Schaltkreise
Digitale Audioprodukte und Effektprozessoren:
Echogeräte
Hallgeräte
Dynamikprozessoren
Synthesizer/Sampler
CD-Spieler
DAT-Recorder
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Digitale SchaltkreiseDigitale Schaltkreise
Computer:
CPUs in Desktops
Palmtops
Computergestützte Beleuchtungen (Scanner) und andere
Anwendungen
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Störungen von WechselstromgerätenStörungen von Wechselstromgeräten
Dimmer
Leuchtstoffröhren
Schaltnetzteile
Jegliche Hochspannungs-/Starkstromquellen
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Abhilfe bei StörungenAbhilfe bei Störungen
Störquelle identifizieren und abschirmen
System an anderem Ort platzieren
Auf andere Frequenzen zurückgreifen
Einsatz von Filtersystemen
Empfangsempfindlichkeit (Squelch) justierenEmpfangsempfindlichkeit (Squelch) justieren
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Rauschsperre - SquelchRauschsperre - Squelch
Squelch (engl.: Glucksendes Geräusch):
Der Empfänger “öffnet” erst, wenn ein anliegendes HF-Signal
die erforderliche Feldstärke aufweist.
Somit verhindert man den Empfang fremder Quellen, wenn der
Sender außer Betrieb ist ("muting").
Der erforderliche Grenzwert ist von der jeweiligen Umgebung
(vorhandenes Grundrauschen und Störquellen) abhängig .
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Squelch - EinstellungSquelch - Einstellung
Empfindlichkeit
Squelchpegel
Nutzsignal
Störsignale
Squelchpegel unterhalb des Nutzsignal und oberhalb
des Störpegels einstellen.
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Einstellung des SquelchEinstellung des Squelch
Empfänger einschalten (Sender aus)
Squelchregler auf Minimum
Solange Squelchregler in Richtung Maximum (meist im
Uhrzeigersinn) drehen, bis die Leuchtanzeigen der
Empfangskanäle erlöschen.
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Reichweite Reichweite Squelch Squelch
Squelch auf Minimum:
maximale Reichweite
Squelch auf Maximum:
minimale Reichweite
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Rauschsperren Rauschsperren
Amplitude Squelch
Noise Sensitive Squelch
Tone Key Squelch
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Amplitude SquelchAmplitude Squelch
Der Empfänger öffnet in Abhängigkeit der HF
Signalstärke
Problem:
Empfänger unterscheidet nicht zwischen eigentlichem
Träger, Verzerrungen, Harmonischen oder Rauschen
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Noise Sensitive SquelchNoise Sensitive Squelch
Der hochfrequente Anteil des Rauschens im
Audiosignal wird überwacht.
Empfangenes Signal stark und Rauschen gering
Empfänger öffnet den Kanal
Empfangenes Signal schwach oder nicht vorhanden
und/oder Rauschen stark
Empfänger mutet den Kanal
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Noise Sensitive SquelchNoise Sensitive Squelch
![Page 104: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/104.jpg)
Tone Key SquelchTone Key Squelch
Ein Ultraschallsignal (32,768 kHz) wird vom Sender mit
übertragen.
Pegel des Signals verändert sich mit Batteriestand
Wird dieser Tone Key vom Empfänger nicht empfangen
oder liegt er unterhalb eines Grenzwertes (Batterie ist
leer!), so bleibt er stumm.
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Tone Key SquelchTone Key Squelch
Einschalten:
HF Verstärker schaltet ein
Wenn Trägerfrequenz stabil, wird Tone Key aktiviert
kein Einschaltgeräusch
Ausschalten:
Tone Key wird als Erstes abgeschaltet; Empfänger macht zu
(muted)
HF Verstärker wird abgeschaltet
kein Abschaltgeräusch
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Tone Key SquelchTone Key Squelch
Signalton bei 32,768 kHz
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Wellen und InterferenzenWellen und Interferenzen
Veranschaulichung
Erklärung von Schall- und
HF-Wellen anhand von
Wasserwellen
Steinwurf ins Wasser:
Ausbilden von kreisförmigen
Wellenfronten
Wellenfronten bestehen aus
Wellenbergen und
Wellentälern
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Wellen und InterferenzenWellen und Interferenzen
1. Welle Störungoder
reflektierte1.Welle
Entstehung einer
Überlagerung durch:
Gleichzeitige Erzeugung
zweier Wellen
Oder Reflexion einer
Welle
Interferenz
Resultat: Feld, welches aus
der Addition von
Wellenbergen bzw.
Wellentälern entsteht
Interferenzmuster
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Wellen und InterferenzenWellen und Interferenzen
Phasenrichtige Interferenz:
Überlagern sich
Wellenberge mit
Wellenbergen bzw.
Wellentäler mit
Wellentälern, so
addieren sich ihre
Amplituden zu einer
Resultierenden mit
doppelter Amplitude
Signalgewinn
Minimum Maximum
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Wellen und InterferenzenWellen und Interferenzen
Gegenphasige Interferenz:
Überlagern sich
jedoch Wellenberge
mit Wellentälern,
so löschen sie sich
gegenseitig aus
Empfindliche Störungen bei drahtlosen Übertragungssystemen
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Wellen und InterferenzenWellen und Interferenzen
Sollte sich die Empfangsantenne am Ort einer Auslöschung
befinden, so besteht die Gefahr, dass das Signal verloren geht
(Aussetzer, Drop Outs).
Kritisch beim Einsatz in geschlossenen Räumen:
Phasenauslöschung zwischen dem direkten und dem reflektierten
Signal.
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Wellen und InterferenzenWellen und Interferenzen
Diversity Anlagen sind wesentliche besser für den
Einsatz in geschlossenen Räumen geeignet.
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EmpfangstechnikenEmpfangstechniken
Verschieden Empfangstechniken
Non Diversity
Passives Diversity
Antenna Switching Diversity
Antenna Phase Switching Diversity
True Diversity
MARCAD® Diversity
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Anzahl der AntennenAnzahl der Antennen
Antennen absorbieren einen Teil der elektrischen
Feldlinien
Antennenanzahl
minimieren
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Aktiver Antennenspitter
Passiver Antennensplitter
Antennen - AccessoiresAntennen - Accessoires
UA845
UA221
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Absetzbare AntennenAbsetzbare Antennen
Antennen brauchen immer einen Massebezug.
Deshalb sind nur Antennen mit integriertem Massebezug
abgesetzt werden.
![Page 117: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/117.jpg)
Richtcharakteristik von AntennenRichtcharakteristik von Antennen
Wie Mikrofone haben auch Antennen unterschiedliche
Richtcharakteristiken
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Typische AntenneTypische Antenne
![Page 119: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/119.jpg)
RichtantennenRichtantennen
Aktive Richtantenne
UA870
Logarithmisch-
Periodische
Dipolanordnung
Gewinn etwa 7 dB
3 dB Strahl-breite:
100° (±50°)
Supernierencharakteristik
Verstärkung einstellbar (3 oder 10 dB)
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RichtantennenRichtantennen
Richtantenne
PA705
620 - 870 MHz
7 dB mehr
Gewinn als
λ /4 - Antenne
Stativadapter
( 5/8 in. ) im
Lieferumfang
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RichtantenneRichtantenne
Richtwirkung einer Richtantenne
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AufstellungAufstellung
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Tips für Antennen und KabelTips für Antennen und Kabel
Immer die richtigen Antennenkabel verwenden:
Die Impedanz des Antennenkabels sollte immer der Impedanz
des Antenneneingangs-/Ausgangs entsprechen.
Alle Shure Antennen und Geräte sind auf 50 ausgelegt
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Tips für Antennen und KabelTips für Antennen und Kabel
Immer die richtigen Antennenkabel verwenden:
Falsche Impedanz verursacht Reflexionen im Kabel und führt
zu Verlusten
RG-59 Kabel (75 , Fernsehkabel) verursacht zusätzliche
Verluste im Kabel
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AntennenkabelAntennenkabel
Kabelverluste werden in dB pro 100m für VHF und UHF
angegeben.
Die Verluste bei UHF sind deutlich größer.
Bei 3dB Verlust im Kabel kommt nur noch das 0,7 Fache
der Eingangsspannung am Ausgang des Kabels an.
Mehr als 3dB Verlust sollte vermieden werden.
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AntennenkabelAntennenkabel
RG58 (Belden 9201): 200 MHz900 MHz Verlust dB / 100 m 19.7 50.9
RG8 (Belden 8237)
Verlust dB / 100 m 8.9 24.9
RG8x (Belden 9258)
Verlust dB / 100 m 17.7 42.0
Verlustarmes RG8 (Belden 9913)
Verlust dB / 100 m 5.9 13.8
( UG 959/U Stecker verwenden )
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AntennenpolarisationAntennenpolarisation
Ähnlich wie bei Lautsprecher Arrays, gibt es auch bei
Antennen Polarisationseffekte
Für uns interessant:
Horizontale Polarisation
Vertikale Polarisation
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Abgestrahlte LeistungAbgestrahlte Leistung
Die im Datenblatt angegebene abgestrahlte Leistung ist
kein oder nur ein sehr bedingtes Maß für die Reichweite
Angaben meist in mW, im HF Bereich sind aber
Angaben in dB sinnvoller.
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Leistung in dBLeistung in dB
![Page 130: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/130.jpg)
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER RECEIVER
Antennen in Vertikale oder 45° Position bringen
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Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER
WA470
RECEIVERRECEIVER RECEIVER
Passive Antennenweiche bei zwei Empfängern verwenden
![Page 132: Drahtlose Mikrofonsysteme SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D-74078 Heilbronn Tel: +49-7131-7214.](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103112/55204d6449795902118ba90d/html5/thumbnails/132.jpg)
Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
WA440
WA404E
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
RECEIVER
Aktive Antennenweiche bei mehrerenEmpfängern verwenden
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Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
Minimalen Abstand (¼ λ) zwischen abgesetzten Antennen in Diversity Systemen nicht unterschreiten:
Optimal ist 1/2 bis 1 Wellenlänge λ des Signals:
Beispiel VHF: 0,9 m - 1,8 m bei 170 MHz0,65 m - 1,3 m bei 230 MHz
Bei zu großen Abständen der Antennen geht der Diversity-Effekt verloren, die zweite Antenne ist keine Alternative mehr.
Immer hochwertige Antennenkabel verwenden
RECEIVER RECEIVER
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Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER
RECEIVER
Empfänger möglichst weit oben im Rack montieren
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Häufige Fehler beim BetriebHäufige Fehler beim Betrieb
RECEIVER RECEIVER
DIGITALPROCESSOR
COMPUTER
LIGHTCONTROLLER
DIGITALPROCESSOR
COMPUTER
LIGHTCONTROLLER
Abstand zu Störquellenmaximieren
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Sender auf gleicher FrequenzSender auf gleicher Frequenz
Niemals zwei Sender gleichzeitig auf identischen
Frequenzen betreiben.
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Abstand Antennen zu MetallAbstand Antennen zu Metall
Mindestabstand der
Antennen zu Metall-
konstruktionen
Traversen,
Stahlbetonwände:
1mmin. 1 m
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Sender Sender Empfänger Empfänger
Abstand immer geringst
möglich, aber nicht näher als
3m. Sonst können vermehrt
IM-Produkte generiert
werden.
min. 3m
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InbetriebnahmeInbetriebnahme
Bei zuständigen Außenstelle der Bundesnetzagentur
Antrag auf Zuteilung von Sendefrequenzen stellen.
BNA hat genaue Kenntnis der regional bereits vom Rundfunk
genutzten TV Kanäle.
Neue Gebührenverordnung
Ca. 7 € pro Jahr und Sender (2004)
Bearbeitungsgebühr pro Antrag: 130 €
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TV-Kanäle für Drahtlose MikrofonanlagenTV-Kanäle für Drahtlose Mikrofonanlagen
Zuweisung von UHF Frequenzen
61 790 798
Bereich für Funkmikrofone62 798 806
63 806 814
64 814 822
Für DVB-T blockiert65 822 830
66 830 838
67 838 846
Bereich für Funkmikrofone68 846 854
69 854 862
(70) 863 865 Harmonized Frequency Band
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Bundesnetzagentur: UHFBundesnetzagentur: UHF
Einteilung in Nutzergruppen:
a und b: Öffentlich-rechtliche Rundfunkanstalten sowie private
Programmanbieter und Programmproduzenten
c: “Andere Veranstalter” wie z.B. Wanderbühnen oder
“Dienstleister der Veranstaltungstechnik”
d: Musikgruppen sowie sog. Rollende Diskotheken und weitere
Nutzer.
e: Mikrofonanlagen ausschließlich innerhalb von geschlossenen
Räumen (Schauspielhäuser, Theater, Produktionsstudios,
Kongreßzentren, Messen und Mehrzweckhallen).
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Nutzergruppen: Beispiel FSK 62 & 63Nutzergruppen: Beispiel FSK 62 & 63
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DVB-T BetriebDVB-T Betrieb
Aktueller Plan auf www.shure.de abrufbar
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Drahtlose MikrofonsystemeDrahtlose Mikrofonsysteme
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Headquarters Europe, Middle East & AfricaApplications
Wannenäckerstraße 28
D-74078 Heilbronn
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