Ces derniers temps, j’ai travaillé régulièrement sur des concerts de sonorisation en direct nécessitant des microphones sans fil. Il est relativement facile de configurer des systèmes sans fil et de les faire fonctionner correctement, cependant, j’ai pensé faire des recherches sur le fonctionnement en détail des systèmes de microphone sans fil.

Alors, comment fonctionnent les microphones sans fil ? Les micros sans fil envoient leurs signaux de sortie sans fil via leurs émetteurs intégrés. L’émetteur encode le signal audio du microphone en un signal porteur et transmet ce porteur sans fil au récepteur. Le récepteur décodera alors le signal micro d’origine pour l’entrée micro connectée.

Cet article vise à fournir un bref aperçu du fonctionnement des microphones en général, suivi d’une inspection plus détaillée du fonctionnement des systèmes de microphones sans fil.


Comment fonctionnent les microphones sans fil ?

Les microphones sans fil fonctionnent presque de la même manière que les microphones filaires. Il n’y a vraiment qu’une seule grande différence entre les deux : le micro « filaire » typique a une connexion de sortie XLR mâle et s’appuie sur un câble pour transporter son signal vers l’entrée micro. En revanche, le microphone sans fil s’appuie sur un émetteur radio pour diffuser son signal de sortie vers un récepteur avant d’être envoyé vers une entrée micro.

Les microphones sans fil fonctionnent en tandem avec les systèmes de microphones sans fil. Un système de microphone sans fil est composé des 3 pièces suivantes :

  1. Microphone
  2. Émetteur
  3. Destinataire

Système sans fil Pièce 1 : Le microphone

La partie microphone du système est comme n’importe quel microphone typique. Les microphones sans fil sont disponibles dans divers principes de transducteur/capsule (dynamique à bobine mobile, à condensateur et même dynamique à ruban).

Comme tout microphone, les micros sans fil fonctionnent comme des transducteurs, transformant l’énergie des ondes acoustiques/mécaniques (son) en énergie électrique (signal audio) :

  • Les ondes sonores font vibrer le diaphragme du microphone.
  • La vibration du diaphragme est convertie en un signal électrique par induction électromagnétique (dynamique) ou par la variation de la capacité de la capsule (condenseur).
  • Ce signal peut ou non être amplifié dans le microphone avant la sortie.

Ce qui précède est une simplification excessive. Le fait est que la partie microphone d’un système sans fil est la même qu’un microphone typique.

Tout comme les lavs, les casques sans fil ont également généralement des câbles pour les connecter à un émetteur de ceinture.

Il existe des dispositifs appelés émetteurs enfichables pour prouver davantage les similitudes entre les parties microphone filaire et sans fil. Ce sont des émetteurs autonomes auxquels les microphones ordinaires peuvent se brancher directement. Avec des émetteurs enfichables, nous pouvons transformer pratiquement n’importe quel microphone en un micro sans fil.


Système sans fil Pièces 2 et 3 : L’émetteur et le récepteur

Lorsqu’on parle de systèmes sans fil, il est préférable de parler de l’émetteur et du récepteur comme une seule unité (bien qu’ils soient séparés).

L’émetteur transmet le signal audio produit par le microphone sans fil via une fréquence radio spécifique. Le récepteur reçoit cette fréquence radio spécifique et, par conséquent, le signal audio.

Le microphone et l’émetteur sans fil peuvent se déplacer librement sans câble. Le récepteur de microphone sans fil est généralement placé à proximité d’une console audio. La sortie du récepteur est généralement connectée à l’entrée micro de la console audio via un câble XLR.

L’émetteur

Les émetteurs fonctionnent en transmettant le signal audio du microphone via des ondes radio. L’émetteur prend le signal audio de sortie du microphone, le convertit en un signal radio et le diffuse via une antenne.

Le gouvernement réglemente la force du signal radio d’un émetteur de microphone sans fil pour éviter les interférences inutiles en dehors de la distance pratique d’un système de microphone sans fil. La distance d’efficacité d’un émetteur se situe généralement entre 100 et 1 000 pieds, selon les conditions.

Les émetteurs de système de microphone sans fil sont de 3 types généraux :

  1. Ordinateur de poche
  2. Brancher
  3. Pack ceinture

Les émetteurs à main ressemblent aux poignées des microphones « ordinaires » et se fixent généralement à des capsules de microphone spécifiques. Dans certains cas, nous pouvons mélanger et assortir les émetteurs à main et les capsules de microphone.

Les émetteurs enfichables sont des boîtiers émetteurs autonomes dans lesquels nous branchons des microphones ordinaires. Ces émetteurs transforment essentiellement nos microphones « réguliers » en microphones sans fil. Certains émetteurs enfichables fournissent même une alimentation fantôme et sont compatibles avec les microphones actifs !

Les émetteurs de ceinture sont élégants et peuvent être cachés assez facilement dans les vêtements, ce qui en fait un produit fantastique pour le cinéma et la télévision. Ceux-ci nécessitent généralement au moins un certain câblage (un petit câble) pour connecter le microphone (généralement une cravate ou un casque) à l’émetteur.

Les émetteurs fonctionnent presque tous sur piles plutôt que sur prise murale (pourquoi retirer le câble audio pour le remplacer par un câble d’alimentation ?)

Avant de parler des récepteurs, abordons quelques notions de base de la transmission RF.

Principes de base de la transmission radiofréquence du microphone sans fil

Pratiquement tous les systèmes de microphones sans fil utilisent la FM (modulation de fréquence) et nécessitent une bande passante d’environ 200 kHz (pour moduler à l’intérieur). Pour disposer de cette bande passante, les bandes de fréquences radio utilisées pour l’envoi de signaux de microphone sans fil sont généralement :

  • VHF (Très Haute Fréquence) = 30-300 MHz
  • UHF (Ultra Haute Fréquence) = 300 MHz – 3 GHz

Les microphones sans fil fonctionnant en VHF sont généralement réglés sur une fréquence de signal. Cela les rend faciles à installer mais difficiles à utiliser s’il y a des interférences RF à proximité à la fréquence définie.

Les microphones sans fil plus récents fonctionnent souvent en UHF. Cependant, ces fréquences sont également régulées dans leur gamme, et donc le 300 MHz – 3 GHz n’est pas complètement disponible. Cette gamme régulée est connue sous le nom de « bande de télévision ».

  • Aux États – Unis, la bande de télévision réglementée est de 470 MHz – 614 MHz
  • En Europe, la bande de télévision régulée est de 470 MHz – 790 MHz

Comme les réglementations sur la force/distance RF, ces réglementations sont mises en place pour minimiser les interférences avec les autres communications RF.

Les micros sans fil fonctionnant dans ces bandes de télévision ont souvent la possibilité de changer leur fréquence de transmission. Cela permet d’éviter facilement les interférences RF à proximité et d’utiliser plusieurs micros sans fil à la fois.

Pour que le signal du microphone sans fil soit correctement envoyé, l’émetteur et le récepteur doivent être réglés sur la même fréquence radio. L’émetteur peut être considéré comme sa propre petite station de radio envoyant le son du microphone. Le récepteur doit être réglé pour accepter les ondes radio spécifiques pour « entendre » le microphone.

Des interférences peuvent se produire si d’autres émetteurs émettent la même fréquence radio. C’est ce qu’on appelle l’interférence RF et peut être évitée avec des systèmes sans fil de qualité qui nous permettent de changer la fréquence transmise.

Le récepteur

Les récepteurs de microphone sans fil reçoivent efficacement la fréquence radio de l’émetteur du microphone et la reconvertissent en signal audio. Le récepteur décode le signal audio souhaité et doit être connecté à une entrée de niveau micro d’une console audio.

Encore une fois, pour que le système sans fil fonctionne correctement, le récepteur doit être réglé pour recevoir la même fréquence radio que l’émetteur transmet. Dans les systèmes VHF, ces valeurs sont généralement définies de sorte qu’un émetteur fonctionne avec son récepteur coïncident. Dans les systèmes UHF, ces fréquences sont généralement variables, et c’est à nous de nous assurer que la fréquence transmise correspond à la fréquence du récepteur.

Les systèmes sans fil sont de 3 types principaux et concernent la façon dont le récepteur reçoit le signal radio transmis. Elles sont:

  1. Non-diversité
  2. La diversité
  3. Vraie diversité

Les récepteurs du système sans diversité ont une antenne pour recevoir le signal de l’émetteur. Ceux-ci sont rarement trouvés dans les récepteurs de qualité sur le marché aujourd’hui.

Les récepteurs du système de diversité ont deux antennes espacées d’une courte distance. Les deux sont connectés à un seul récepteur. La connexion sans fil n’a lieu qu’entre une antenne émettrice (côté micro) et une antenne réceptrice (côté récepteur). Si la force du signal tombe en dessous d’un niveau acceptable sur une connexion d’antenne, le récepteur basculera sur l’autre antenne. Ce changement est fait à l’aveugle, et si souvent, il améliore une mauvaise connexion de signal, mais parfois il aggrave une mauvaise connexion.

Les récepteurs du système True Diversity utilisent deux antennes distinctes, chacune étant connectée à un module récepteur distinct. Le circuit du récepteur lit les deux signaux d’antenne et sélectionne le meilleur des deux. Au moins une des antennes doit recevoir un signal propre, créant un transfert de signal propre avec des risques de décrochage réduits.

Les récepteurs sont presque toujours des appareils fixes, et ils sont donc généralement alimentés par une prise murale CA. Cependant, il existe également des récepteurs de ceinture à piles.

Récapitulons le fonctionnement des micros sans fil par rapport aux micros « filaires »

Les signaux des microphones filaires suivent ce chemin de base :

  • Le microphone filaire émet un signal audio symétrique vers un câble XLR
  • Le câble XLR transporte le signal audio symétrique vers l’entrée micro

Les signaux des microphones sans fil suivent ce chemin de base :

  • Le microphone sans fil émet un signal audio vers son émetteur connecté
  • L’émetteur envoie ce signal audio sans fil par ondes radio
  • Le récepteur est réglé pour recevoir ces ondes radio et signaux audio
  • Le récepteur émet le signal audio symétrique via un câble XLR
  • Le câble XLR transporte le signal audio symétrique vers l’entrée micro

D’après les descriptions de base ci-dessus, nous voyons que les systèmes de micros sans fil remplacent le câble de micro.

Conseil de pro : n’oubliez pas les piles lorsque vous utilisez un système de microphone sans fil !


Les avantages du sans fil

Il existe de nombreux avantages à utiliser des systèmes de microphones sans fil par rapport aux configurations « câblées ».

Les avantages des microphones sans fil incluent :

  • Moins/pas de câble (moins de risques de trébuchement et pas de tension/tirage potentiel entre le microphone et la console)
  • Mobilité accrue du microphone (à la fois pour un artiste et pour faire passer le micro à diverses personnes)
  • Signal plus propre puisque l’audio ne traverse aucune longueur de câble

Les inconvénients du sans fil

Comme pour tout, il y a aussi des inconvénients à utiliser des systèmes de microphones sans fil par rapport aux micros « câblés ».

Les inconvénients des microphones sans fil incluent :

  • Le besoin de piles de l’émetteur (et le bruit statique qui s’ensuit que de nombreux récepteurs produisent lorsque l’émetteur meurt ou est éteint)
  • La possibilité pour les interférences radio d’intercepter le signal (nous ne voulons capter l’audio que par le microphone spécifié)

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