무선 마이크의 이해와 활용

1. VHF와 UHF의 차이점

: 파장이 길어졌을 때 전파 또한 회절이 생기는데 파장이 긴 VHF의 경우 장애물의 영향을 상대적으로 덜 받고, 회절되어서 주파수가 도달하지 않는 범위가 적어진다. 같은 출력일 경우에 높은 주파수인 UHF보다도 전달 범위가 넓어지고 사각지대가 덜 하다는 것이 장점이다. UHF의 경우 주파수 자체가 갖고 있는 폭이 넓기 때문에 고품질의 신호를 다채널로 전송하는 것에 유리하다. 단점은 파장이 짧아서 장애물의 영향을 더 많이 받고, 동일 출력에서 VHF보다 전달 범위가 좁아진다. 

 

2. 혼변조 IMD (Intermodulation)

: 혼변조란 전파가 트랜지스터와 같은 비선형 소자로 된 회로를 통과 할 때 두 개의 다른 입력 주파수 신호의 배음 주파수끼리 합과 차로 조합된 출력주파수 성분이 나오는 현상이다. 이 주파수에 다른 신호가 들어올 경우에 원래의 신호가 충분히 강하다면 문제없이 재생될 수 있지만 신호가 약해지게 되면 혼변조 신호와 부딪히면서 혼신이 오거나 간섭이 생길 수 있다. 3차 혼변조에서 인접 주파수로 혼변조가 생기기 때문에 단순한 필터로 걷어내기가 어렵다. 이 3차 혼변조는 채널 수가 늘어남에 따라 기하급수적으로 늘어난다. 

 

3. 혼신을 피하기 위한 주파수 설정

: 제품별 주파수 테이블표에서 그룹 내 주파수를 배분한다. 그룹은 제조사에서 3차 혼변조를 최대한 피해서 설정한 주파수의 채널들을 미리 설정해서 묶어놓은 것이다. 주파수 배분/ 모니터링 소프트웨어를 사용해서 간섭 주파수의 모니터링 및 최적 주파수 배분을 도와주는 소프트웨어를 사용해 주파수들 끼리 최대한 간섭이 없는 상태로 설정해야한다.

 

4. 송신기의 사용

4.1) 송신기의 형태

핸드헬드, 바디팩, 플러그인

4.2) 송신기 안테나

내장형, 헬리컬코일, 테일링와이어

: Tailing Wire는 안테나가 몸에 닿지 않아야 한다. 바지 주머니 안에 들어가면 수신률이 낮아짐. 금속성 막 안쪽에 위치하면 전파가 통과하지 못하기 때문에 피해야한다.

4.3) 송신기의 출력이 커지게 될 경우의 장단점

: 송신기의 출력이 커지면 보다 멀리 신호를 보낼 수 있는 장점이 있으나 배터리 사용 시간이 짧아지고, 혼변조가 늘어난다는 단점이 있다. 국내 무선마이크 출력은 10mW가 적당하다. 엄청 큰 공연장일 경우에나 50mW가 필요. 

 

5. 다이버시티 Diversity

: 다중경로에 의해 전파의 위상이 엇갈린채 합성되어 수신되는 현상을 다중경로 페이딩 multipath fading이라고 하는데 이 문제를 최소화 하고 신호의 안정성을 높이기 위해 다이버시티 방식을 사용한다. 두개의 서로 다른 위치에 있는 안테나 신호를 수신해 둘 중 좋은 품질의 신호를 선택하는 방법을 다이버시티 방식이라고 한다. 두 안테나 사이의 거리는 최소 1/4파장 이상이 되도록 해야한다. 안테나 스위칭 방식과 리시버 스위칭, 리시버 합성 방식이 있다. 

 

6. 컴팬더 compander 기능

: 저가형 와이어리스에서 소리 크기의 변화가 자연스럽지 않은데 아날로그 와이어리스 동작 가운데 다이내믹 레인지를 컨트롤 하는 기능이 들어가있는 것인데 이 기능은 컴팬더 compander라고 한다. 원래 신호의 다이내믹 레인지를 유지하기 위해서 신호의 전송과정에서 송신기에서 일단 컴프레션을 해서 신호를 압축한 다음에 전송 후에 다시 수신기에서 익스팬더를 거쳐서 원래의 다이내믹 레인지를 회복하는 방식을 사용한다. 이것을 컴프레션 + 익스팬더 = 컴팬더 라고 한다. 저가형일 경우 이 과정 때문에 소리 크기의 변화가 자연스럽지 않게 느껴질 수 있다. 디지털 와이어리스가 좋은 이유가 이러한 컴팬더를 사용하지 않기 때문에 아날로그 와이어리스 보다 소리 크기의 변화가 자연스럽게 들린다.

 

7. 노이즈를 억제하는 방법

: Radio Link시 발생하는 노이즈는 대게 쉬익-하는 고음쪽의 귀에 거슬리는 노이즈들이 발생하게 되는데 이 경우 오디오신호의 전체 중에서 고음쪽을 먼저 오디오 신호를 증폭을 한 상태에서 싣는다면 같은 노이즈 레벨이 들어가더라도 그 뒤에 증폭되었던 오디오 신호를 다시 EQ로 감쇄를 시키면 노이즈는 고스란히 낮아지게 된다. 이렇게 청감상으로 들리는 고음의 노이즈를 줄이는 방법을 사용하게 되는데 이 방법을 프리엠퍼시스 pre-emphasis와 디엠퍼시스 de-emphasis라고 한다. 

 

8. 스켈치 Squelch 기능

: 기본적으로 RF신호상에서 깔려있는 노이즈를 게이팅하는 장치이다. 트레숄드 스켈치 값을 조정해서 노이즈 게이트되는 지점을 설정한다. 

 

9. 안테나

: 다이폴 Dipole 안테나 : 파장의 1/2 길이의 안테나

: 모노폴 Monopole 안테나 : 파장의 1/4 길이의 안테나

: 헬리컬 안테나 : 1/4 파장의 안테나를 꼬아서 소형화시킨 안테나

 

10. 액티브 안테나의 게인

: 안테나에서 게인을 증폭해주는 이유는 수신된 안테나 신호의 증폭을 위함이며 케이블을 통한 전송 과정에서 손실된 신호를 회복하기 위해서이다. 

 

두 안테나의 사이 각도는 90도로 하는 것이 좋다. 왜냐하면 전파는 한 방향으로 방향성을 갖고 있기 때문에 이 전파와 안테나의 방향이 매치가 되면 충분히 좋은 레벨이 들어오지만 각도가 꺾여질수록 레벨이 감소하고 수직까지 꺾여진다면 10dB나 감쇠하게 된다. 그렇기 때문에 2개를 90도로 해서 나란히 놓았을 때 전파의 각도와 안테나가 수직일 경우의 피해를 최소화 하기 위함이다. 

 

11. 안테나의 사용

- 지향성 안테나는 송신기를 향하도록 한다.

- 안테나의 숫자를 줄인다 (2개의 안테나 신호를 분배)

- 송신기와 안테나 사이에 장애물이 없어야 한다.

- 안테나와 가까운 곳에 안테나 역할을 하는 금속 구조물이 없도록 한다.

- 안테나 사이의 거리는 최소 1/4파장 이상, 가급적 1파장 이상이 되도록한다.

- 안테나 사이의 각도는 90도 정도가 적당하다.

 

12. 디지털 와이어리스 특징 및 장단점

- 동일 주파수 대역에서 보다 많은 채널을 사용할 수 있다

- 폭넓은 주파수 대역 및 다이내믹 레인지로 보다 자연스러운 청취감을 얻을 수 있다

- 혼변조 및 다중경로 간섭에 강하다

- 보다 긴 배터리 수명으로 유지비용이 적다

- 보안성이 높다

- 부가적으로 DSP 사용에 다른 신호처리 기능 활용이 가능하다

 

- 디지털 A/D, D/A로 인한 레이턴시가 발생한다