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OPERAO DESISTEMAS

DE MICROFONE

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Introduo ....................................................................................................................................... 2

CAPTULO 1SISTEMAS DE MICROFONE SEM FIO: COMO FUNCIONAM................ 3Transmisso de Rdio .....................................................................................................................3

CAPTULO 2DESCRIO .................................................................................... 6Fonte de Entrada .............................................................................................................................6Transmissor: Descrio Geral .........................................................................................................6Transmissor: Circuito de udio ...................................................................................................... 7Transmissor Circuito de Rdio ....................................................................................................... 8Receptor: Descrio Geral .............................................................................................................. 9Receptor: Circuito de Rdio ............................................................................................................ 9Receptor: Circuito de udio .........................................................................................................10Receptor: Squelch .........................................................................................................................10Diversidade ...................................................................................................................................11Antenas .......................................................................................................................................... 13Cabo de Antena .............................................................................................................................15Distribuio de Antenas ................................................................................................................15

CAPTULO 3BANDAS DE FREQNCIA PARA SISTEMAS SEM FIO....................... 16VHF ...............................................................................................................................................16UHF ...............................................................................................................................................17Escolha de Freqncias .................................................................................................................18Compatibilidade de Sistema .......................................................................................................... 18Freqncias Operacionais: Intermodulao .................................................................................. 18Freqncias Internas: LO, IF, Multiplicadores a Cristal ...............................................................21Interferncias de Rdio de Fora do Sistema .................................................................................. 22Transmisso de Televiso .............................................................................................................22Transmisso de Rdio ...................................................................................................................23Outros Servios de Rdio .............................................................................................................. 23Alcance dos Sistemas de Microfone sem Fio ...............................................................................26

CAPTULO 4SISTEMAS SEM FIO: COMO FAZ-LOS FUNCIONAR ....................... 27Escolha de Sistema ........................................................................................................................27Controle por Cristal Vs. Sntese de Freqncia ............................................................................27Configurao: Receptores .............................................................................................................29Configurao: Antenas de Recepo ............................................................................................30Configurao: Baterias .................................................................................................................. 31Verificao e Operao do Sistema .............................................................................................. 32Eliminando Problemas em Sistemas de Microfone sem Fio .........................................................33Guia para Eliminao de Problemas .............................................................................................34Apresentaes ...............................................................................................................................35Instrumentos Musicais .................................................................................................................. 35Vocalistas ...................................................................................................................................... 36Aulas de Aerbica/ Dana .............................................................................................................36Teatro ............................................................................................................................................37Casas de Culto ...............................................................................................................................37Bingo .............................................................................................................................................38Cinema/ Videografia .....................................................................................................................38Broadcast .......................................................................................................................................39Aplicaes em Ambientes Grandes/ Mltiplos Ambientes .......................................................... 39Concluso ...................................................................................................................................... 40Sobre o Autor ................................................................................................................................40

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Os muitos usos dos sistemas de microfone sem fio vodesde o entretenimento ao vivo at comunicaes em rbitaterrestre. Podem incluir dispositivos desde um sistemasimples como o Mr. Microphone at sistemas de parquestemticos com at 60 canais. Estes sistemas podem evocarvises de liberdade nos usurios em potencial, e lembranasde antigos desastres em engenheiros de som veteranos. Emtodas as suas formas, os sem fio tornaram-se um fato davida para as pessoas que projetam e usam sistemas de udio.Com o crescente uso de sistemas de microfone sem fiosurgiu a necessidade de maior quantidade e qualidade deinformaes sobre o assunto.

O objetivo deste guia limitado aos sistemas demicrofone sem fio usados em aplicaes de udio. Presume-se que o leitor tenha certa familiaridade com udio bsico.Entretanto, uma vez que sistemas de microfone sem fioesto sujeitos a certos princpios gerais de rdio, inclumostambm algumas informaes sobre rdio bsico. Emborahaja similaridades entre transmisso de som e transmissode rdio, muitas das caractersticas dos sistemas de rdiono so nem anlogas aos sistemas de udio, nem tampoucointuitivas. Mesmo assim as idias chave, embora talveznovas, so relativamente simples.

O objetivo deste guia proporcionar ao leitorinteressado informaes adequadas para permitir a escolhade equipamentos sem fio adequados para uma dadaaplicao, e a usar aquele equipamento com sucesso. Almdisso, espera-se que os fundamentos apresentados aquiforneam a usurios regulares de sem fio uma molduraque os ajude a entender mais profundamente esta tecnologiaem evoluo.

Este guia apresentado em duas partes: como ossistemas de microfone sem fio funcionam, e como fazercom que sistemas de microfone sem fio funcionem. Aprimeira parte uma introduo tcnica aos princpiosbsicos do rdio e s caractersticas dos transmissores ereceptores sem fio. A segunda parte discute a prtica deescolha e operao de sistemas de microfone sem fio paraaplicaes gerais e especficas. As duas partes foram feitaspara serem independentes. A primeira dever ser deinteresse para aqueles que especificam ou integramequipamentos sem fio profissionais, enquanto que asegunda parte ser til a qualquer pessoa que trabalheregularmente com sistemas de microfone sem fio.

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COMO FUNCIONAM

TRANSMISSO DE RDIOO rdio pertence a uma classe de campos eletromagnticos

variveis no tempo criados por voltagens e/ ou correntesvariveis em certas fontes fsicas. Estas fontes podem serartificiais, como a energia eltrica e circuitos eletrnicos,ou naturais, como a atmosfera (relmpagos) e as estrelas(manchas solares). As variaes dos campos magnticosradiam para longe da fonte, formando um padro chamado deonda de rdio. Assim, uma onda de rdio uma srie devariaes de campo eletromagntico viajando pelo espao.Embora, tecnicamente, qualquer fonte varivel de voltagemou de corrente produza um campo varivel prximo fonte,aqui o termo onda de rdio descreve variaes de campoque se propagam at uma distncia significativa da fonte.

Uma onda sonora tem somente um nico componente decampo (presso do ar). Variaes neste componente criamum padro de mudanas de presso do ar na direo em que aonda de som viaja, mas fora isso no tem qualquer orientaoem particular. Em contrapartida, a onda de rdio inclui tantoum componente de campo eltrico quanto um componente decampo magntico. As variaes nestes componentes tm omesmo padro relativo ao longo da direo em que a onda derdio viaja, mas so orientados a um ngulo de 90 em relaoum ao outro, conforme visto na ilustrao adiante. Emparticular, a orientao do componente de campo eltricoque determina o ngulo de polarizao da onda de rdio.Isto particularmente importante para o projeto e operaode antenas.

Figura 1: onda de rdio

Como o som, uma onda de rdio pode ser descrita por suafreqncia e amplitude. A freqncia de uma onda de rdio a taxa de variaes do campo medida em Hertz (Hz), onde1 Hz equivale a 1 ciclo por segundo. O espectro de rdio, oufaixa de freqncias, estende-se de alguns Hz passando pelasfaixas de Quilo Hertz (KHz) e Megahertz (MHz), at alm dafaixa do Gigahertz (GHz). Os sufixos KHz, MHz e GHzreferem-se a milhares, milhes e bilhes de ciclos por segundo,respectivamente. At onde se sabe atualmente, os sereshumanos somente so diretamente sensveis s ondas de rdionas freqncias numa faixa de alguns milhes de GHz, queso percebidas como luz visvel, e naquelas freqncias na

faixa logo abaixo da luz visvel, que so percebidas comocalor (radiao infravermelha). O espectro total de rdio incluitanto fontes naturais quanto artificiais conforme indicado nafigura 2.

Figura 2: espectro de rdio freqncia

A amplitude de uma onda de rdio a magnitude dasvariaes de campo e a caracterstica que determina a forada onda de rdio. Especificamente, ela definida como aamplitude da variao do campo eltrico. medida em Voltspor unidade de comprimento e varia de nanovolts/metro(nV/M) a kilovolts/ metro (KV/m), onde nV se refere a umbilionsimo de um Volt e KV significa um mil Volts. O nvelmnimo necessrio para captao de um receptor tpico derdio de somente alguns dcimos de microvolts (uV, ummilionsimo de Volt), porm nveis muito mais altos podemser encontrados prximo a transmissores e outras fontes. Agrande gama de amplitudes de ondas de rdio que podem serencontradas em aplicaes tpicas exige grande cuidado noprojeto e uso de sistemas de microfone sem fio,particularmente os receptores.

Outra caracterstica das ondas de rdio, relacionada freqncia, o comprimento da onda. O comprimento da onda a distncia fsica entre o incio de um ciclo e o incio doprximo medida que a onda se move no espao. Ocomprimento de onda relaciona-se com a freqncia pelavelocidade qual a onda de rdio viaja.

A velocidade das ondas de rdio (no vcuo) igual aaproximadamente 3 x 10 elevado oitava potnciametros/ segundo, ou cerca de 300.000 Km/s, a mesmavelocidade que a luz. Ela no muda com a freqncia ou como comprimento de onda, mas relaciona-se com estes noseguinte sentido: a freqncia de uma onda de rdio,multiplicada por seu comprimento de onda, sempre igual velocidade da luz. Assim, quanto maior a freqncia de rdio,tanto menor o comprimento de onda, e quanto mais baixa afreqncia, maior o comprimento de onda. Comprimentos deonda tpicos para certas freqncias de rdio so dadas nafigura 3. O comprimento da onda tambm tem importantesconseqncias no projeto e uso de sistemas de microfone semfio, particularmente para antenas.

Diferente do som, as ondas de rdio no necessitam deuma substncia fsica (como o ar) para transmisso. De fato,elas se propagam ou viajam mais eficientemente no vcuodo espao. Entretanto, a velocidade das ondas de rdio umpouco mais baixa atravs de vidro do que atravs do ar. Esteefeito contribui para a refrao ou curvatura da luz por umalente. As ondas de rdio tambm podem ser afetadas pelo tipoe composio dos objetos em seu caminho. Em particular,

Magnetic Field

Electric Field

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elas podem serrefletidas por metal seo tamanho desteobjeto de metal forcomparvel ou maiorque o comprimento daonda de rdio.Superfcies grandespodem refletir tantoondas de baixasf r e q n c i a s(comprimento grandede onda) quanto dealtas freqncias( c o m p r i m e n t opequeno), massuperfcies pequenassomente podemrefletir ondas de altafreqncia (curtas).

Interessante queum objeto refletor de

metal pode ser poroso, i.e., pode conter buracos ouespaamentos. Contanto que os buracos sejam bem menoresque o comprimento de onda, a superfcie de metal comporta-se como se fosse slida. Isto significa que telas, grades, barrasou outras estruturas de metal podem refletir ondas de rdiocujo comprimento seja maior que o espao entre os elementosda estrutura e menores que o tamanho geral desta. Se o espaoentre os elementos for maior que o comprimento de onda, asondas de rdio passaro atravs da estrutura. A tela de metalna porta de vidro de um forno de microondas reflete asmicroondas de volta para dentro do forno, mas permite apassagem de ondas de luz (de comprimento menor), o quetorna o interior do forno visvel.

Mesmo objetos de metal menores que o comprimento deonda podem dobrar ou difratar ondas de rdio. Geralmente,o tamanho, localizao e quantidade e metal na vizinhanadas ondas de rdio tero efeito significativo em seucomportamento.

Substncias no metlicas (como o ar) no refletem ondasde rdio, mas tambm no so totalmente transparentes. Atum certo ponto, elas geralmente atenuam, ou seja, causamperda na fora das ondas de rdio que passam por elas. Aquantidade dessa atenuao ou perda uma funo dadensidade e composio do material (ou meio), e tambm umafuno do comprimento da onda de rdio. Na prtica, materiaisdensos produzem mais perdas que materiais mais leves, eondas longas de rdio (baixas freqncias) podem se propagara distncias maiores atravs de materiais com grande perdado que as ondas curtas de rdio (altas freqncias). O corpohumano causa perdas significativas a ondas curtas de rdioque o percorram.

Um objeto que seja grande o bastante para refletir as ondasde rdio ou denso o bastante para atenu-las pode criar umasombra no caminho das ondas, a qual pode diminuir muitoa recepo de rdio na rea atrs do objeto.

Um paralelo final entre ondas de som e ondas de rdioest na natureza do padro ou campo da onda de rdio,produzido por vrias fontes em um dado local. Caso hajamreflexes presentes (que quase sempre o caso em eventosem ambiente fechado), o campo de rdio incluir tanto as ondasdiretas (aquelas que trafegam pelo caminho mais curto desdea fonte at o local) quanto as ondas indiretas (aquelas queforam refletidas). As ondas de rdio, como as de som, tornam-se mais fracas medida que se distanciam de suas fontes, auma taxa determinada pela lei do inverso do quadrado: aodobro da distncia, a fora diminui a um fator de 4 (o quadradode dois). As ondas de rdio que chegam a um dado local, porcaminhos diretos ou indiretos, possuem diferentes amplitudesem relao fora da(s) fonte(s) original(is), e quantidadede perdas devidas a reflexes, atenuao material e distnciatotal percorrida.

Aps muitas reflexes as ondas de rdio se tornam maisfracas e essencialmente no direcionais. No limite, elascontribuem para o rudo de rdio ambiente, isto , a energiageral de rdio produzida por muitas fontes naturais e feitaspelo homem atravs de uma longa faixa de freqncias. Afora do rudo ambiente de rdio relativamente constanteem uma dada rea, isto , ela no diminui com a distncia. Ocampo total de rdio em um dado local consiste de ondasdiretas, ondas indiretas e do rudo de rdio.

O rudo de rdio quase sempre considerado comoindesejvel. As ondas diretas e indiretas podem provir tantoda fonte desejada (a transmisso pretendida) quanto de fontesindesejadas (outras transmisses e transmissores de energiade rdio em geral). A recepo com sucesso de rdio dependede um nvel favorvel da transmisso desejada comparadocom (os nveis de) transmisso indesejada e rudo.

At agora, esta discusso sobre transmisso de rdio slidou com a onda bsica de rdio. Entretanto, tambm necessrio considerar como esta informao transportadapor estas ondas. A informao de udio transmitida porondas sonoras que consiste em variaes da presso do arsobre uma grande variedade de amplitudes e freqncias. Estacombinao de amplitudes variantes e de freqncias variantescriam um campo sonoro muito complexas. Estas ondas depresso varivel podem ser processadas por nosso sistemaauditivo para perceber a fala, msica, e outros sons inteligveis(informao).

Figura 3: tabela de comprimentosde onda de rdio

Figura 4: propagao de onda de rdio vs. comprimento de onda aoencontrar obstculos condutores

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A informao de rdio geralmente transmitida usando-se s uma freqncia. Esta onda eletromagntica nica variaem amplitude, freqncia, ou alguma outra caracterstica (talcomo a fase), e na maioria das transmisses de rdio nem aonda nem sua variao podem ser detectadas ou processadasdiretamente pelos sentidos humanos. De fato, a onda em sino a informao, mas sim o portador da informao. Narealidade, a informao contida na variao de amplitudeou na variao de freqncia, por exemplo. Quando uma ondade rdio contem informaes, chamada de sinal de rdio.O termo para variao de ondas de rdio modulao. Se aamplitude da onda variada, esta tcnica chamada deModulao de Amplitude, ou AM. Se a freqncia que varia,isto chamado de Modulao de Freqncia ou FM.

A quantidade de informao que pode ser transportadaem um sinal de rdio depende da quantidade e tipo demodulao que pode ser aplicada onda de rdio bsica, bemcomo da freqncia base da onda de rdio. Isto limitadopela fsica at um certo ponto, mas tambm limitado porrgos reguladores, como o DENTEL, no caso brasileiro. Parasinais AM, a onda de rdio tem uma freqncia nica(constante) de alguma amplitude bsica (determinada pelapotncia do transmissor). Esta amplitude variada para maise para menos (modulada) pelo sinal de udio para criar o sinalde rdio correspondente. A quantidade mxima (legal) demodulao de amplitude permite apenas um sinal de udio deresposta de freqncia limitada (em torno de 50 a 9000 Hz) ede faixa dinmica limitada (cerca de 50 dB).

Figura 5: portadora de AM modulada

Para sinais FM, a onda de rdio tem uma amplitudeconstante (novamente determinada pela potncia dotransmissor) e uma freqncia bsica. A freqncia bsica derdio variada para mais e para menos (modulada) pelo sinalde udio para criar o sinal de rdio correspondente. Estamodulao de freqncia chamada desvio, uma vez quefaz com que a portadora se desvie para cima e para baixo desua freqncia bsica, ou sem modulao.

O desvio uma funo da amplitude do sinal de udio e geralmente medida em Quilo Hertz (KHz). Valores tpicos dedesvio de sistemas de microfone sem fio vo de cerca de12 KHz a 45 KHz, dependendo da banda de freqnciaoperacional. A quantidade mxima (legal) de desvio permiteum sinal de udio de maior resposta de freqncia (cerca de50 a 15.000 Hz) e maior faixa dinmica (mais de 90 dB) quea faixa de AM.

Embora os detalhes dos transmissores e receptores demicrofone sem fio devam ser abordados na prxima seo,deve ser mencionado aqui que todos os sistemas discutidosnesta apresentao usam a tcnica FM. As razes para istoso as mesmas encontradas para os sistemas de transmissocomercial. Mais informaes podem ser enviadas em umsinal tpico de FM, permitindo a transmisso de sinais de udiode maior fidelidade. Alm disso, receptores de FM soinerentemente menos sensveis a muitas fontes comuns derudo de rdio, tais como relmpagos e equipamentos degerao de energia eltrica, porque o componente AM de taisinterferncias rejeitado.

SISTEMAS DE MICROFONE SEM FIO:DESCRIO

A funo de um rdio ou de um sistema sem fio enviarinformaes na forma de um sinal de rdio. Nestaapresentao, consideramos a informao como sendo umsinal de udio, mas claro que vdeo, dados ou sinais decontrole podem todos ser enviados por meio de ondas de rdio.Em cada um dos casos, a informao precisa ser convertidaem um sinal de rdio, transmitida, recebida e reconvertida sua forma original. A converso inicial consiste em usar ainformao original para criar um sinal de rdio modulando-se uma onda bsica de rdio. Na converso final, uma tcnicacomplementar usada para demodular o sinal de rdio, pararecuperar a informao original.

Um sistema de microfone sem fio consiste geralmente detrs componentes principais: uma fonte de entrada, umtransmissor, e um receptor. A fonte de entrada fornece um sinalde udio para o transmissor. O transmissor converte o sinal deudio em um sinal de rdio e o irradia, ou transmite, para aregio sua volta. O receptor capta ou recebe o sinal de rdioe o reconverte em um sinal de udio. Componentes adicionaisde um sistema incluem antenas e, possivelmente, cabos deantena e sistemas de distribuio. Os processos e oscomponentes bsicos so funcionalmente similares ao rdio,TV comerciais e outras formas de comunicao de rdio. Adiferena a escala dos componentes e as configuraes fsicasdo sistema.

Figura 7: diagrama de sistema de rdio

Figura 6: portadora de FM modulada

(b) AM

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DESCRIOH quatro configuraes bsicas de sistemas de microfone

sem fio, relacionadas mobilidade dos componentes detransmisso e de recepo, conforme necessrio para diferentesaplicaes. Este trabalho ir focar em sistemas consistindo deum transmissor porttil e de um receptor estacionrio. Otransmissor geralmente transportado pelo usurio, que livrepara se movimentar no local, enquanto que o receptor fixo emuma posio. Numa configurao como esta, a fonte de entrada geralmente um microfone ou um instrumento musicaleletrnico. A sada do receptor tipicamente enviada a um sistemade som, equipamento de gravao ou um sistema de broadcast(transmisso de ondas de rdio). Esta a configurao domicrofone sem fio padro, e o formato mais amplamenteusado em aplicaes de entretenimento, sistemas de reforo desom, e de broadcast.

A segunda configurao emprega um transmissor fixo e umreceptor porttil. Neste caso, o receptor carregado (transportado)pelo usurio, enquanto o transmissor estacionrio. A fonte deentrada do transmissor nestes casos geralmente um sistema desom, de reproduo de som, ou outra fonte instalada. A sada doreceptor geralmente monitorada por meio de fones de ouvidoou de caixas acsticas. Ela pode alimentar um gravador porttilde udio ou de vdeo. Esta a configurao de sistemas demicrofone sem fio para audio assistida (tipo aparelho parasurdez n. do t.), traduo simultnea, monitores tipo in-ear(dentro do ouvido), e vrios usos pedaggicos. Esta tambm ,naturalmente, a configurao dos sistemas de rdio e de TVcomerciais, quando o receptor mvel, caso dos rdios portteisou automotivos.

A terceira configurao consiste de transmissor e receptorambos mveis. Os usurios de ambos os componentes so livrespara se movimentarem. Novamente, a fonte de entrada geralmente um microfone, e a sada geralmente um fone deouvido. Esta a configurao de sistemas Intercom Sem Fio,embora cada usurio, em geral, tenha tanto um transmissor quantoum receptor, para permitir comunicao de duas mos. Outraaplicao desta configurao em transmisso de udio de ummicrofone sem fio para uma cmera/ gravador porttil ematividades de broadcast, cinema, e gravao em vdeo.

A quarta configurao compreende um transmissor e umreceptor, ambos estacionrios. A entrada tpica seria uma fontede reproduo ou um console de mixagem, enquanto que a sadapoderia ser para um sistema de som ou uma estao transmissora.Exemplos desta configurao so fontes sem fio de udioalimentando mltiplos conjuntos de amplificadores / caixasacsticas para sistemas temporrios de som distribudo, conexesremotas a estdio via rdio e, claro, transmisses comerciaisou no-comerciais de transmissores fixos para receptores fixos.

FONTE DE ENTRADAA fonte de entrada qualquer aparelho que fornea ao

receptor um sinal de udio apropriado. Sinal de udioApropriado significa um sinal eltrico dentro de uma certafaixa de freqncia (udio), uma certa faixa de voltagem (nvelde microfone ou nvel de linha), e faixa de impedncia (altaou baixa) que possam ser processadas pelo transmissor.

Embora isto imponha alguns limites em fontes de entrada,veremos que quase todo tipo de sinal de udio pode ser usadocom um sistema ou outro.

A fonte mais comum de udio um microfone, que podeter uma variedade de formas: de mo, de lapela, de cabea,montado em instrumento, etc. O sinal de udio fornecido poresta fonte uma freqncia de udio, em nvel de microfone, egeralmente de baixa impedncia. Uma vez que a parte semfio do microfone sem fio serve s para substituir o cabo, ascaractersticas e o desempenho de um microfone em particularno deve mudar quando usado como parte de um sistema demicrofone sem fio.

Por isso, a escolha do tipo de microfone para um sistemasem fio deve ser feita do mesmo modo como para os microfonescom fio. As escolhas habituais de princpio operacional(dinmico/ condensador), resposta de freqncia (plana/formatada), direcionalidade (omni ou unidirecional), sadaeltrica (balanceada/ no balanceada, baixa ou alta impedncia),e projeto fsico (tamanho, formato, montagem, etc.) precisamser feitas. Os problemas resultantes da m escolha de microfonessomente sero agravados em uma aplicao sem fio.

Outra fonte de entrada muito comum um instrumentomusical, como uma guitarra eltrica, ou um teclado eletrnicoporttil. O sinal destas fontes outra vez freqncia de udio,em nvel de microfone ou de linha, e geralmente de altaimpedncia. Os nveis potencialmente mais altos de sinal e asimpedncias mais altas podem afetar a escolha do transmissor.

Finalmente, fontes gerais de sinal de udio, como as sadasde um console de mixagem, cassete ou CD-players podemser consideradas, embora apresentem uma grande variaode nveis e impedncias. Contanto que estas caractersticasestejam dentro das capacidades de entrada do transmissor,estas fontes podem ser usadas com sucesso.

TRANSMISSOR: DESCRIO GERALComo foi dito antes, os transmissores podem ser fixos ou

mveis. Independente do tipo, os transmissores geralmentepossuem somente uma entrada de udio (tipo microfone oulinha), mnimos controles e indicadores (fora, ajuste de ganhode udio) e uma s antena. Internamente, tambm sofuncionalmente o mesmo, exceto pela fonte de alimentao:fora AC para os de tipo fixo, e baterias para os modelosportteis. Os importantes recursos do projeto de transmissoressero mostrados no contexto das unidades portteis.

Figura 8: ilustrao do transmissor

Transmissores portteis possuem trs formas: bodypack(usado preso ao corpo), de mo e de encaixe. Cada um destestem suas variaes quanto a tipos de entrada, controles,indicadores e antenas. A escolha do tipo de transmissor

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geralmente indicada pela escolha da fonte de entrada:microfones de mo geralmente necessitam de transmissoresde mo ou de encaixe, enquanto que quase todas as outrasfontes so usadas com transmissores tipo bodypack.

Os bodypacks (tambm chamados s vezes transmissoresde cinto) so tipicamente de tamanho reduzido, em formatoretangular. Geralmente so providos de um clipe que fixadona roupa ou no cinto, ou colocado no bolso. A entrada dafonte ao bodypack se d por meio de um cabo que pode estarpermanentemente preso ou solto do transmissor. Este conectorpode permitir que um mesmo transmissor possa ser usado comuma variedade de fontes de entrada.

Os controles de um transmissor bodypack incluem pelomenos uma chave de Liga/Desliga e uma chave de mute(emudecimento), permitindo que a entrada de udio sejasilenciada sem interromper o sinal de rdio. Outros controlespodem incluir ajuste de ganho, atenuadores, limitadores, nossistemas sintonizveis, a possibilidade de escolha defreqncia. Indicadores (geralmente LEDs) de transmissorligado e de carga da bateria so comuns e desejveis, ao passoque unidades sintonizveis s vezes incluem leituras digitaisde freqncia. Finalmente, a antena para o bodypack podeser na forma de um fio flexvel, uma antena curta de borracha,ou o prprio cabo de entrada, como o cabo da guitarra ou deum microfone de lapela.

Transmissores de mo, como o nome indica, consistem deum microfone de mo com cpsula vocal integrada a umtransmissor embutido no corpo do microfone. O conjuntocompleto parece s ligeiramente maior que um microfone demo com fio. Ele pode ser levado na mo ou montado em umpedestal de microfone, usando-se o adaptador basculanteapropriado. A entrada da cpsula ao transmissor direta, pormeio de um conector interno ou de fios. Alguns modelos possuemcpsulas removveis ou intercambiveis.

Os controles dos transmissores de mo geralmente se limitama uma chave Liga/Desliga, uma chave de mute, e ajuste de ganho,embora, do mesmo modo, alguns modelos possam incluir umaseleo de freqncia. Os indicadores so comparveis aos dostransmissores bodypack. A antena geralmente oculta dentro dotransmissor de mo, embora certos tipos (geralmente UHF) usemuma antena externa curta.

Transmissores de encaixe so um tipo especial projetadopara serem conectados diretamente a um microfone de mo tpico,permitindo de modo eficiente que muitos microfones comuns setransformem em sem fio. O transmissor fica instalado em umpequeno compartimento retangular ou cilndrico, com umconector integral tipo XLR fmea. Os controles e indicadoresso comparveis aos encontrados nos bodypacks, e a antenageralmente interna.

Enquanto os transmissores podem variar grandemente emsua aparncia externa, internamente todos precisam desempenhara mesma tarefa: usar o sinal de udio de entrada para modularuma (onda) portadora de rdio e transmitir o sinal de rdioresultante de modo eficiente. Embora haja muitos modosdiferentes de se projetar transmissores sem fio, certos elementosfuncionais so comuns maioria dos projetos atuais. tildescrever estes elementos, para termos uma viso do desempenhogeral e dos usos dos sistemas de microfone sem fio.

Figura 9: diagrama de blocos de um transmissor controlado a cristal

TRANSMISSOR: CIRCUITO DE UDIOA primeira parte do transmissor tpico o circuito de

entrada. Esta seo faz o casamento eltrico adequado entre afonte de entrada e o resto do transmissor. Ela precisa lidarcom a gama de nveis de entrada prevista e apresentar aimpedncia correta fonte. Controles de ganho e chaves deimpedncia permitem maior flexibilidade em alguns projetos.Em certos casos. O circuito de entrada tambm oferece energiaeltrica para a fonte (para cpsulas de microfones acondensador).

O sinal deste estgio de entrada passa para a seo deprocessamento de sinal, que otimiza o sinal de udio de vriasmaneiras, face s restries impostas pela transmisso de rdio.O primeiro processo uma equalizaoespecial chamada pr-nfase, que projetadapara minimizar o nvelaparente de rudo dealta freqncia (Hiss,ou chiado), que i n e v i t a v e l m e n t eacrescentado durante atransmisso. A nfasenada mais que umreforo especialmenteprojetado das altasfreqncias. Quandocombinada com umade-nfase igual (masoposta) no receptor, oefeito resultante umareduo do rudo dealta freqncia em at 10 dB.

O segundo processo chamado companding (mistura decompresso e expanso), que projetada para compensar a faixadinmica limitada da transmisso de rdio. A parte do processoefetuada no transmissor compresso, na qual a faixadinmica do sinal de udio reduzida ou comprimida,tipicamente por um fator de 2:1. De modo semelhante, quandoesta conjugada com uma expanso igual mas oposta dosinal no receptor, a faixa dinmica original do sinal de udio restaurada. Quase todos os sistemas de microfone sem fio atuaisempregam algum tipo de compresso/ expanso, permitindouma faixa dinmica potencialmente maior que 100 dB.

Um refinamento encontrado em alguns projetos decompanding a diviso do sinal de udio em duas ou maisfaixas de freqncia. Cada faixa sofre ento uma pr-nfase e comprimida individualmente. No receptor so aplicadas de-nfase e expanso separadamente para cada uma destas faixas,

Figura 10a: pr-nfase no transmissor

Figura 10b: de-nfase no transmissor

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Figura 11: compander

antes de serem combinadas novamente em um sinal de faixacompleta. Embora mais caros, os sistemas companding multi-faixas podem ter uma capacidade maior de aumentar a faixadinmica e a relao sinal-rudo aparente atravs de toda afaixa de udio.

Em muitos transmissores, um processo adicional chamadode limitao aplicado ao sinal de udio. Isto feito paraevitar sobrecarga e distoro nos estgios subseqentes deudio, ou para evitar supermodulao (desvio excessivo defreqncia) do sinal de rdio. O limitador evitaautomaticamente que o nvel do sinal de udio exceda algunsnveis previamente determinados, e geralmente aplicado apsa pr-nfase e o companding.

TRANSMISSOR: CIRCUITO DE RDIOAps o processamento, o sinal de udio enviado a um

oscilador controlado por voltagem (VCO). Esta a seo querealmente converte o sinal de udio em um sinal de radio, pormeio de uma tcnica chamada Modulao de Freqncia (FM).O sinal de udio de freqncia (relativamente) baixa controlaum oscilador de alta freqncia para produzir um sinal derdio cuja freqncia modula ou varia em proporo diretaao sinal de udio.

O valor mximo de modulao chamado de desvio, e especificado em Quilo Hertz (KHz). A quantidade de desvioproduzida pelo sinal de udio uma funo do projeto dotransmissor. Sistemas com desvio maior que a freqncia demodulao so chamados de banda larga (wide band),enquanto que sistemas como desvio menor que a freqnciade modulao so chamados de banda estreita (narrow band).Muitos transmissores sem fio situam-se na faixa superior dacategoria banda estreita.

A freqncia base, ou seja, sem modulao, do osciladorde um sistema de freqncia nica fixa. Por projeto, afreqncia do sinal do VCO (para um transmissorconvencional, controlado a cristal) muito mais baixa que afreqncia de sada desejada par ao transmissor. Para poderobter uma dada freqncia de transmissor, a sada do VCOpassa por uma srie de estgios multiplicadores de freqncia.Estes multiplicadores so geralmente uma combinao dedobradores, triplicadores, ou mesmo de quadruplicadores. Porexemplo, um transmissor que empregue dois triplicadores(para uma multiplicao por 9) usaria um VCO com umafreqncia base de 20 MHz para obter uma freqnciatransmitida de 180 MHz. Os multiplicadores tambmfuncionam como amplificadores, para que o sinal de sadaesteja tambm no nvel de potncia desejado.

Figura 12a: espectro de sinal FM no modulado

Figura 12b: espectro de sinal FM modulado

Alguns transmissores ajustveis usam mltiplos cristaispara obter mltiplas freqncias. A freqncia base do VCOpara a maioria dos sistemas ajustveis determinada por umatcnica chamada de sntese de freqncia. Um circuito decontrole chamado Phase-Locked-Loop (PLL, ou Loop de FaseTravada) usado para calibrar a freqncia do transmissorem relao a um clock de referncia, por meio de um divisorde freqncia ajustvel. Quando se muda o divisor em passosindividuais, a freqncia do transmissor pode ser variada compreciso ou afinada na faixa desejada. Projetos de freqnciasintetizada permitem que o sinal de udio module o VCOdiretamente na freqncia do transmissor. No h necessidadede estgios multiplicadores.

Figura 13: diagrama de blocos de transmissorpor sntese de freqncia

O ltimo elemento interno do transmissor a fonte dealimentao. Para transmissores portteis, a potncia fornecida por baterias. Uma vez que o nvel de voltagem debaterias diminui medida que se descarregam, necessrioprojetar o aparelho de modo a que possa operar em uma amplagama de voltagens e/ou usar um circuito regulador devoltagem. Muitos projetos, especialmente aqueles que usamuma bateria de 9 Volts, usam diretamente a voltagem dabateria. Outros, tipicamente aqueles usando pilhas de 1,5 V,possuem conversores DC - DC que elevam a baixa voltagemat o valor operacional desejado. A vida da bateria varia

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grandemente entre os transmissores, desde somente algumashoras at vinte horas, dependendo da potncia de sada, tipode bateria, e da eficincia geral do circuito.

RECEPTOR: DESCRIO GERALExistem projetos de receptores tanto fixos quanto portteis.

Receptores portteis parecem externamente com transmissoresportteis: eles so caracterizados por seu tamanho pequeno,uma ou duas sadas (microfone/ linha, fone de ouvido),controles e indicadores mnimos (energia, nvel) e (geralmente)uma nica antena. Internamente eles so funcionalmentesimilares a receptores fixos, mais uma vez com a exceo dafonte de alimentao (bateria versus AC). Os recursosimportantes dos receptores sero apresentados no contextodas unidades fixas, que possuem uma variedade maior deopes.

Os receptores fixos oferecem vriosrecursos: as unidades podem serposicionadas livremente ou montadas emrack; as sadas podem incluir nvel demicrofone ou de linha, balanceado oudesbalanceado1, bem como fones deouvido. ; indicadores de energia e de nvelde sinal de udio/ rdio geralmente estopresentes; as antenas podem serremovveis ou instaladas de modopermanente.

Como os transmissores, os receptorespodem variar grandemente na forma, masinternamente todos devem atingir umobjetivo comum: receber o sinal de rdioeficientemente e convert-lo em uma sadade sinal de udio adequada. Tambm aqui proveitoso examinar os principaiselementos funcionais do receptor tpico.

RECEPTOR: CIRCUITO DE RDIOA primeira seo do circuito receptor o front end, ou

entrada. Sua funo oferecer um primeiro estgio defiltragem de rdio freqncia (RF), para evitar que sinais derdio indesejados causem interferncia nos estgiossubseqentes. Ele deve rejeitar efetivamente sinais que sejamsubstancialmente maiores ou menores que a freqncia

Figura 14: ilustrao de um receptor

operacional do receptor. Para um receptor de freqncia nica,a entrada pode ser relativamente estreita. Para um receptorajustvel esta deve ser ampla o bastante para acomodar a faixade freqncias desejada, caso o prprio filtro de entrada noseja ajustvel. Estes filtros de entrada usam circuitos de filtroque vo de simples bobinas a ressonadores helicoidais depreciso.

A segunda seo do receptor o oscilador local(geralmente abreviado como LO). Este circuito gera umafreqncia de rdio constante que relativa freqncia dosinal de rdio recebido, mas que difere deste por um valordefinido. Receptores de freqncia nica possuem umoscilador local (LO) de freqncia fixa, novamente usandoum cristal de quartzo. Receptores ajustveis possuem um LOajustvel, que geralmente usa um projeto de sntese defreqncia.

Figura 15: diagrama de blocos de um receptor a cristal

A seguir, o sinal recebido filtrado e a sada do osciladorlocal so injetados na seo do mixer, o misturador. O mixer,em um receptor de rdio, um circuito que combina estessinais (em um processo chamado heterodinizao) paraproduzir dois novos sinais: o primeiro sinal a umafreqncia que a soma do sinal freqncia recebido e afreqncia do oscilador local, enquanto que o segundo auma freqncia que a diferena entre o sinal freqnciarecebido e a freqncia do oscilador local. Tanto o sinalsomado quanto o sinal subtrado contem a informao de udiocontida no sinal recebido.

Deve ser notado que a freqncia LO pode ser maior oumenor que a freqncia recebida, e mesmo assim apresentar amesma diferena de freqncia quando combinado no mixer.Quando a freqncia LO menor (mais baixa) que a freqnciarecebida (o caso mais comum), o projeto chamado low-side injection, injeo da parte inferior; quanto ele acima, chamado high-side injection, injeo da parte superior.

Os sinais soma e diferena so ento enviados a uma sriede estgios de filtro, todos afinados na freqncia do sinaldiferena. Esta freqncia a freqncia intermediria (IF),assim chamada porque menor que a freqncia de rdiorecebida mas ainda assim maior que a freqncia de udio final.

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Ela tambm a quantidade definida usada para determinara freqncia do oscilador local da seo anterior. Os filtros deIF precisamente afinados so projetados para rejeitarcompletamente o sinal soma, assim como a freqncia LO eo sinal original recebido, e quaisquer outros sinais de rdioque possam ter passado pela entrada (front end). Os filtrosIF permitem a passagem somente do sinal diferena. Istoconverte efetivamente a freqncia de rdio recebida (RF) aum sinal de freqncia intermediria muito mais baixa (IF), etorna o processamento subseqente de sinal mais eficiente.

Se somente um LO e um estgio de mixer so usados,ento s uma freqncia intermediria produzida, e o receptor chamado de tipo converso simples. Em um receptor deconverso dupla, o sinal recebido convertido no IF finalem dois estgios sucessivos, cada qual com seu prprio LO emixer. Esta tcnica pode oferecer maior estabilidade e rejeiode interferncia, embora com maior complexidade de projetoe custo. A converso dupla mais comum em projetos dereceptores UHF, onde freqncia de sinal recebida extremamente alta.

O sinal IF finalmente injetado no estgio detetor, quedemodula, ou seja, extrai o sinal de udio por meio de umentre vrios mtodos possveis. Uma tcnica padro conhecida como quadratura. Quando dois sinais esto forade fase em relao um ao outro por exatos 90, diz-se queesto em quadratura. Quando tais sinais so multiplicadosjuntos, e passados por um filtro passa-baixas, o sinal de sadaresultante consiste somente de variaes de freqncia do sinalde entrada original. Isto elimina efetivamente a freqnciaportadora (de alta freqncia), deixando apenas a informaode modulao de baixa freqncia (o sinal de udio original).

Em um detetor FM de quadratura, o sinal IF passa atravsde um circuito que introduz uma defasagem de 90 em relaoao sinal IF original. O sinal IF com defasagem entomultiplicado pelo sinal IF direto. Um filtro passa baixa aplicado ao produto, o que resulta em um sinal que agora osinal de udio originalmente usado para modular a portadorano transmissor.

RECEPTOR: CIRCUITO DE UDIOO sinal de udio passa ento por um processamento para

completar a recuperao da faixa dinmica e a ao de reduode rudo iniciada no transmissor: primeiro uma expanso de1:2, seguida por uma de-nfase de alta freqncia. Comomencionamos na seo do transmissor, este pode ser umprocesso de mltiplas bandas. Finalmente, um amplificadorde sada fornece as caractersticas de sinal de udio (nvel eimpedncia) necessrias para conexo a um aparelho externocomo a entrada de um console de mixagem, gravadores, fonesde ouvido, etc.

RECEPTOR: SQUELCHUm circuito adicional que importante para o

comportamento correto do receptor chamado de squelch,ou emudecimento. A funo deste circuito emudecer ousilenciar a sada de udio de um receptor na ausncia do sinalde rdio desejado. Quando o sinal desejado perdido (devidoa queda em caminhos mltiplos, distncia excessiva, perda

de potncia do transmissor, etc.) o receptor aberto podecaptar outro sinal ou rudo de fundo de rdio. De modotpico, este ouvido como um rudo branco e muitas vezesmais alto que o sinal de udio da fonte desejada.

O circuito tradicional de squelch uma chave de udiocontrolada pelo nvel do sinal de rdio usando um nvel(threshold) fixo ou ajustado manualmente. Quando a forado sinal recebido cai abaixo deste nvel, a sada do receptor emudecida. Idealmente, o nvel do squelch deve ser ajustadologo acima do rudo de fundo de rdio, ou no ponto onde osinal desejado comea a tornar-se ruidoso demais para seraceitvel. Ajustes mais altos de squelch exigem nveis maisaltos de sinal recebido para desemudecer o receptor. Umavez que a fora do sinal recebido diminui medida que adistncia aumenta, ajustes mais altos de squelch iro diminuira faixa operacional do sistema.

Figura 16: limite de squelch.

Um refinamento do circuito padro de squelch chamadode squelch de rudo. Esta tcnica baseia-se no fato de que oudio de um rudo de rdio indesejado tem muito mais energiade altas freqncias quando comparado a um sinal de udiotpico. O circuito de squelch de rudo compara a energia dealta freqncia do sinal recebido a uma voltagem de referncia,determinada pelo ajuste do squelch. Neste sistema o controlesquelch determina essencialmente a qualidade do sinal(relao sinal/ rudo) necessrio para desemudecer o receptor.Isto permite operao a nveis mais baixos de squelch commenos possibilidade de rudo, caso o sinal desejado sejaperdido.

Figura 17: squelch de rudo.

Outro refinamento conhecido como tone key, tecla detom, ou tone-code. Este permite que o receptor identifiqueo sinal de rdio desejado por meio de um som abaixo ou acimada faixa audvel de udio, o qual gerado no transmissor eenviado junto com o sinal normal de udio. O receptor irdesemudecer-se somente quando captar um sinal de rdio de

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fora adequada e detectar a presena do tone-key. Isto impedede modo eficiente a possibilidade de rudo do sistema quandoo sinal do transmissor perdido. Retardos (delays) para ligare desligar o aparelho so incorporados para que a chave defora trabalhe de modo silencioso, eliminando a necessidadede uma chave separada para emudecimento.

Figura 18: squelch por tecla de tom

DIVERSIDADEReceptores fixos so oferecidos em duas configuraes

externas bsicas: diversidade e no-diversidade. Receptoresde no-diversidade so equipados com uma nica antena,enquanto que os receptores de diversidade possuemgeralmente duas antenas. Fora isso, ambos os sistemas podemoferecer recursos similares: as unidades podem ser projetadaspara se apoiarem em alguma superfcie, ou montadas em rack;as sadas podem incluir nvel de microfone ou de linha,balanceadas ou desbalanceadas, bem como fones de ouvido;indicadores de fora e de nvel de sinal de udio/ rdio podemestar presentes.

Embora receptores de diversidade tendam a incluir maisrecursos que os do tipo no-diversidade, a escolha entrediversidade x no-diversidade geralmente feita levando-seem conta consideraes de desempenho e confiabilidade.Receptores de diversidade podem aumentar significativamenteambas as qualidades por minimizarem o efeito das variaesna fora do sinal de rdio em uma dada rea.

Um elemento necessrio no conceito de recepo de rdiopor diversidade a ocorrncia de efeitos multi-vias natransmisso de rdio. No caso mais simples as ondas de rdioprocedem diretamente da antena transmissora antenareceptora em uma linha reta. A fora do sinal recebido suma funo da potncia do transmissor e da distncia entre asantenas de transmisso e de recepo. Na prtica, esta situaos ocorre ao ar livre em terrenos planos e sem obstculos.

Na maioria das situaes, entretanto, existem objetos queatenuam as ondas de rdio, e objetos que as refletem. Umavez que ambas as antenas (transmissora e receptora) soessencialmente omnidirecionais, o receptor est captando aomesmo tempo uma combinao varivel de ondas de rdiodiretas e refletidas. As ondas refletidas e as diretas caminhamdistancias diferentes (caminhos, ou vias) at chegarem antenareceptora, da o termo multi-via. Estas mltiplas viasresultam em diferentes nveis, tempos de chegada erelacionamentos de fase entre as ondas de rdio.

A fora final do sinal recebido em qualquer ponto a somadas ondas diretas e refletidas. Estas ondas podem reforar-seou interferir umas nas outras, dependendo de suas amplitudesrelativas e fases. O resultado uma variao substancial nafora mdia do sinal em toda a rea. Isto cria a possibilidadede degradao ou perda do sinal de rdio em certos pontos doespao, mesmo quando o transmissor est a uma distnciarelativamente curta do receptor. Pode ocorrer cancelamentodo sinal quando as ondas direta e indireta forem iguais emamplitude e opostas em fase.

Figura 19: ilustrao de multi-vias

Os efeitos audveis de tal variao de fora de sinal variamde um leve som sibilante a rudos fortes, e at a perda total doudio. Efeitos similares so notados s vezes na recepo derdios de automvel em reas com muitos edifcios altos.Entretanto, o efeito geralmente dura pouco porque ummovimento de apenas um quarto do comprimento de onda suficiente para escapar da rea de problema. Mesmo assim, osresultados so imprevisveis, desconfortveis e, no limite,inevitveis com receptores de uma s antena (no-diversidade).

Diversidade refere-se ao princpio geral de uso de mltiplas(duas) antenas para beneficiar-se da probabilidade muitopequena de quedas simultneas em dois locais diferentes dasantenas. Diferente significa que os sinais sosubstancialmente independentes em cada localizao. Istotambm chamado s vezes de diversidade espacial,referindo-se ao espao entre as antenas. Em muitos casos, umaseparao de pelo menos do comprimento de onda entre asantenas necessrio para um efeito significativo dediversidade, embora possa se obter um benefcio maior seesta distncia for aumentada, at uma vez o comprimento deonda. Alm desta distncia (uma vez o comprimento de onda)o desempenho no aumenta de modo significativo, maspodem-se cobrir reas maiores devido ao posicionamento maisfavorvel das antenas.

H pelo menos cinco tcnicas de diversidade que tiveramalgum grau de sucesso. O termo true diversity, diversidadeverdadeira, passou a significar aqueles sistemas que possuemdois setores de recepo, mas tecnicamente, quaisquer sistemasque captem o campo de rdio em dois (ou mais) lugares, eque possam escolher ou combinar inteligentemente os sinaisresultantes so sistemas com diversidade verdadeira.

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Figura 20: diversidade com antena passiva

A tcnica mais simples, chamada diversidade por antena(passiva) utiliza um nico receptor com uma combinaopassiva de duas ou trs antenas. Em sua forma mais eficiente(trs antenas, cada qual a um ngulo reto em relao s outrasduas) consegue evitar perdas totais de sinal, mas ao custo doraio de alcance. Isto causada pela combinao simples dasantenas, que fornece um sinal de sada que a mdia doconjunto (de antenas). Isto quase sempre ser menos que asada de uma nica antena, posicionada no melhor lugarpossvel. Tambm podem ocorrer perdas de sinal quando seusam duas antenas, devido a cancelamentos de fase entre elas.O custo relativamente baixo, mas a configurao pode serum pouco trabalhosa.

Uma segunda tcnica, chamada de antena comutadora(switching antenna), consiste de um nico receptor com

Figura 21: ilustrao de antena chaveada

duas antenas. O receptor inclui circuito, s vezes controladopor um microprocessador, que seleciona a antena com melhorsinal, de acordo com uma avaliao do sinal de rdio ou dosinal de udio. Pode ocorrer rudo na comutao (ouchaveamento), mas este sistema evita a possibilidade decancelamento de fase entre as antenas porque estas nunca socombinadas. Como o receptor tem uma s seo de rdio euma s seo de udio, ele no pode antecipar o efeito que acomutao ter no udio. O sistema deve avaliar o resultadoaps cada deciso de chaveamento (ou comutao entre asantenas) rpido o bastante para evitar qualquer efeito audvel.Se o chaveamento for incorreto, podero ocorrer efeitos

audveis. O alcance o mesmo de um sistema de antena nica.O custo relativamente baixo, e a configurao conveniente.

Uma variao das primeiras duas tcnicas a Combinaoe Comutao de Fase de Antena. Esta tambm emprega duasantenas e um s receptor mas oferece um circuito combinadordas duas antenas que pode alterar a fase de uma antena emrelao outra, com base na avaliao do sinal. Isto elimina apossibilidade de cancelamento de fase entre as duas antenas.Entretanto, pode ocorrer rudo de comutao, bem como outrosefeitos audveis, caso a comutao seja incorreta: este sistemano consegue antecipar os resultados audveis antes que acomutao ocorra. O alcance s vezes maior comcombinaes favorveis de antena. O custo relativamentebaixo. A configurao necessita de um espaamento maiorentre as antenas, para um melhor resultado.

Receptor com Diversidade por Comutao o tipo maiscomum de sistema de diversidade.

Figura 23: ilustrao de comutao do receptor

Ele consiste de duas sees completas de recepo, cadaqual com sua prpria antena, e de um circuito que seleciona oudio do receptor que tiver o melhor sinal. possvel ocorrerrudo de comutao, mas estes sistemas podem ter proteomuito boa contra perdas de sinal, quando so corretamenteprojetados, com pouca probabilidade de outros efeitos audveisdevidos a escolha incorreta. Isto se d porque o sistemacompara a condio do sinal na sada de cada receptor antesde ocorrer a comutao de udio. O alcance o mesmo quenos sistemas de antena nica. O custo relativamente maior,e a configurao, conveniente.

Diversidade por Combinao de Proporo tambm usaduas sees de recepo completas com antenas associadas.

Figura 24: ilustrao de combinao de receptores.

Este projeto se beneficia do fato que, na maior parte dotempo, o sinal em ambas as antenas utilizvel. O circuito dediversidade combina as sadas das duas sees de recepoao mixar ambas proporcionalmente, em vez de comutar -Figura 22: ilustrao de sistema de chaveamento de fase de antena

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alternar - entre elas. A qualquer dado momento, a combinao proporcional qualidade do sinal de cada receptor. A sadageralmente consistir de um mix das duas sees de udio.Em casos de perda de recepo em uma antena, a sada daoutra antena selecionada. Consegue-se excelente proteocontra perda de sinal, sem possibilidade de rudo decomutao, pois o circuito de diversidade essencialmenteum boto de pan (o panormico, que leva o som maispara o lado esquerdo, mais para o direito ou ao centro, em umconsole de mixagem comum) inteligente, no uma chave. Arelao sinal/rudo aumenta em 3 dB. O alcance pode ser maiorque com sistemas de antena nica. O custo um pouco maisalto, a configurao, conveniente.

Um sistema de diversidade corretamente implementadopode fornecer melhorias mensurveis em confiabilidade,alcance, e relao sinal/ rudo. Embora um sistema em no-diversidade comparvel funcione de modo adequado a maiorparte do tempo, em aplicaes tpicas, a segurana extrapermitida por um sistema em diversidade geralmente vale apena. Isto particularmente verdadeiro se o ambiente de RFfor severo (multivias), o tempo para correo de problemasfor mnimo (sem ensaio), ou onde seja exigida umaperformance sem perda de sinal (idealmente sempre). Comoultimamente a diferena de preo entre os tipos de sistema,diversidade e no diversidade, tem se tornado menor, o sistemaem diversidade tipicamente o escolhido, exceto nasaplicaes mais centradas no aspecto do oramento.

ANTENASAlm dos circuitos contidos em transmissores e receptores,

um elemento crtico do circuito geralmente localizado forada unidade: a antena. De fato, o projeto e implementao dasantenas pelo menos to importante quanto os aparelhos aosquais estas so conectadas. Embora haja algumas diferenasprticas entre antenas de transmisso e de recepo, h algumasconsideraes que se aplicam a ambas. Em particular, o tamanhodas antenas diretamente proporcional ao comprimento de onda(e inversamente proporcional freqncia). Freqncias maisbaixas de rdio exigem antenas maiores, enquanto quefreqncias mais altas usam antenas menores.

Outra caracterstica das antenas sua eficincia relativa aoconverter energia eltrica em potncia irradiada vice versa. Umaumento de 6 dB em potncia irradiada, ou um aumento de 6dB na fora do sinal recebido pode corresponder a um aumentode alcance de 50%. De modo simtrico, uma perda de 6 dB nosinal pode resultar em diminuio de 50% no alcance. Emboraestas sejam a melhor (e a pior) possibilidades, a tendncia clara: maior eficincia de antena pode resultar em maior alcance.

A funo de uma antena atuar como interface entre o circuitointerno do transmissor (ou receptor) e o sinal de rdio externo.No caso do transmissor, ela deve radiar o sinal desejado toeficientemente quanto possvel, isto , com a fora desejada e nadireo desejada. Uma vez que a sada de muitos transmissores limitada pelos rgos governamentais reguladores a certos nveismximos, e uma vez que a vida da bateria (ou pilhas) umafuno da sada de potncia, a eficincia da antena crtica. Aomesmo tempo, o tamanho e a portabilidade so geralmente muitoimportantes. Isto resulta em apenas alguns projetos adequadosde antenas para transmissor.

A menor antena simples que consistente com razovelsada do transmissor aquela que mede fisicamente (eeletricamente) um quarto do comprimento da onda da freqnciade rdio transmitida. Esta chamada de antena de de onda.Ela assume diferentes formatos, dependendo do tipo detransmissor usado. Para alguns transmissores bodypack, a antena um pedao de fio solto, de tamanho adequado. Em outrosprojetos o cabo que liga o microfone ao transmissor pode serusado como antena. De qualquer modo, a antena precisa estarestendida em sua totalidade, para mxima eficincia. A larguraefetiva de banda deste tipo de antena grande o bastante paraque somente cerca de trs diferentes comprimentos sejamsuficientes para cobrir toda a regio superior da banda de VHF.

Quando a aplicao exige tamanhos ainda menores deantena, usa-se uma antena curta rubber duckie2, uma antenade 1/4 de onda que enrolada como uma bobina helicoidal,resultando em um tamanho mais compacto. H alguma perdade eficincia devido menor abertura, ou comprimento fsico.Alm disso, estas antenas tem uma largura de banda maisestreita. Isto pode exigir at seis diferentes comprimentos paracobrir toda a faixa alta da gama VHF, por exemplo.

Transmissores de mo geralmente ocultam a antena dentrodo corpo da unidade, ou usam as partes metlicas externas doestojo como antena. Qualquer que seja o projeto, a antenararamente tem mesmo do comprimento de onda. Isto resultaem potncia irradiada um tanto menor para um transmissor demo com uma antena interna versus um projeto bodypackcomparvel que use uma antena externa. Entretanto, a sada daantena um tanto reduzida quando colocada prxima do corpodo usurio. Uma vez que a antena de uma transmissor de moest geralmente a uma certa distncia do corpo, a diferenaprtica geralmente pequena. Transmissores do tipo deencaixe normalmente usam o corpo do microfone e o prprioestojo do transmissor como antena, embora os modelos dealguns fabricantes tenham usadouma antena externa. Na prtica,a antena tpica para transmissoVHF tem eficincia inferior a10%. As do tipo UHF podem sersignificativamente melhoresdevido ao fato de o comprimentode onda mais curto destasfreqncias se mais consistentecom o uso de uma antenapequena.

Figura 25: antenas de transmisso

Figura 26:receptores sem fiode antena simples

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Em todos estes projetos, o padro de onda de rdio emitidopela antena de de onda omnidirecional no plano perpendicularao eixo da antena. Para uma antena de de onda orientadaverticalmente, o padro de radiao omnidirecional no planohorizontal, que o caso tpico de uma antena do tipo fio solto. Asada ao longo do eixo da antena muito pequena. Umarepresentao tridimensional da fora do campo de uma antenavertical lembra a forma de uma rosquinha horizontal com a antenapassando pelo orifcio central.

Lembre que uma onda de rdio tem tanto um componente decampo eltrico quanto um componente de campo magntico. Umaantena transmissora de de onda orientada verticalmente radiaum componente de campo eltrico que tambm vertical(enquanto que o componente de campo magntico horizontal).Esta onda chamada de polarizada verticalmente. Orientaohorizontal da antena produz uma onda com polarizaohorizontal.

Quando se tratam de receptores, a antena deve captar o sinalde rdio desejado de modo to eficiente quanto possvel. Comoa fora do sinal recebido sempre muito menor que o sinaltransmitido, isso exige que a antena seja muito sensvel ao sinaldesejado e na direo desejada. Entretanto, como o tamanho e alocalizao do receptor so menos restritivas, e como a captaodirecional pode ser til, h uma gama muito maior de tipos deantenas disposio para uso em receptores.

Aqui novamente, o tamanho mnimo para captao adequada do comprimento de onda. Uma antena tipo chicote outelescpica deste tamanho fornecida com a maioria dosreceptores, e tambm ela omnidirecional no plano horizontalquando est orientada verticalmente. Uma consideraoimportante quanto ao desempenho de uma antena receptora de de onda que sua eficincia depende at um certo ponto dapresena de um plano de terra, isto , uma superfcie de metalcom comprimento de pelo menos de onda em uma ou emambas as direes, e conectada ao terra do receptor na base daantena. Tipicamente, o chassi do receptor ou a placa de circuitoimpresso do receptor ao qual a antena est conectada age comoum plano de terra suficiente.

Caso se deseje maior sensibilidade, ou se for necessriomontar uma antena omnidirecional afastada do receptor,geralmente se usam antenas de comprimento de onda, ou de5/8 de comprimento. Estas antenas tem um ganho terico(aumento de sensibilidade) at 3 dB maior que a antena de deonda, em algumas configuraes. Isto pode resultar em umalcance maior para o sistema. Entretanto, a antena de 5/8 de onda,como a do tipo de onda, somente alcana seu desempenhocom um plano de terra apropriado. Sem um plano de terra, efeitosimprevisveis podem ocorrer, resultando em padres assimtricosde captao e perda potencial de sinal devido interface no-ideal entre cabo/ antena.

Uma antena de comprimento de onda corretamenteprojetada dispensa o plano de terra, permitindo sua montagemremota com relativa facilidade. Ela tambm consegue manter aimpedncia adequada na interface cabo/ antena, ou pode ser ligadadiretamente a um sistema de distribuio de antenas receptorasou transmissoras. Alm disso, ela resiste aos efeitos de rudoseltricos, que poderiam de outro modo ser captados pela interface.

Quando o tamanho da antena relevante, como o caso dosreceptores portteis, a rubber duckie de de onda mencionada

anteriormente uma opo. Projetos de UHF podem usar rubberduckies de onda devidos aos comprimentos menores de onda.Outro tamanho relativamente pequeno de antena pode serencontrado na forma de uma antena de de onda com umconjunto de elementos radiais que funcionam com um plano deterra integral. Ambos estes tipos so omnidirecionais no planohorizontal quando montados verticalmente.

Para mxima eficincia, antenas receptoras devem serorientadas na mesma direo que a antena transmissora. Domesmo modo como a antena transmissora produz uma onda derdio que polarizada na direo de sua orientao, tambm aantena receptora mais sensvel s ondas de rdio que sejampolarizadas na direo em que estiver orientada. Por exemplo, aantena receptora deve ser vertical se a antena transmissora forvertical. Se a orientao da antena transmissora for imprevisvel(i.e., uso de mo), ou se a polarizao da onda recebida fordesconhecida (devido a reflexes multi-vias), um receptor dediversidade pode ter um benefcio ainda maior. Neste caso, muitasvezes conveniente orientar as duas antenas receptoras emngulos diferentes, s vezes at a 45 da vertical.

Figura 27: ilustrao de antena direcional

Antenas unidirecionais tambm so disponveis parasistemas de microfone sem fio. Estes projetos so constitudosde uma haste horizontal com mltiplos elementos transversais,e so do mesmo tipo geral que as antenas para TV de longoalcance. Elas podem ter um alto ganho (at 10 dB comparadocom o tipo de de onda) em uma direo, e podem tambmrejeitar fontes de interferncia que venham de outras direespor at 30 dB.

Dois tipos comuns so o Yagi e a log-peridica. A Yagiconsiste de um elemento diplo e um ou mais elementosadicionais: aqueles localizados na parte de trs da haste somaiores que o elemento diplo e refletem o sinal de volta parao diplo, enquanto que os elementos localizados na frente somenores que o diplo e agem de modo a direcionar o sinal parao diplo. O (tipo) Yagi tem excelente diretividade mas umalargura de banda um tanto estreita; geralmente usada parasintonizar apenas um canal de TV (6 MHz).

A Log-peridica alcana largura maior de banda que a Yagiusando mltiplos elementos diplo em sua estrutura. O tamanhoe espaamento entre os diplos varia em uma progressologartmica, para que a qualquer dada freqncia um ou maisdiplos estejam ativos, enquanto os outros funcionam comelementos de reflexo ou de direcionamento, dependendo deseu tamanho e localizao em relao ao(s) elemento(s) ativo(s).Quanto maior a haste e quanto maior o nmero de elementos,tanto maior a largura de banda e a diretividade.

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Embora estas antenas direcionais sejam um tanto grandes(90 cm a 1,5 m para VHF) e possam ser mecanicamentedesajeitadas para serem montadas, elas podem fornecer maioralcance e maior rejeio de fontes de interferncia para certasaplicaes. Deve-se notar tambm aqui que estas antenasprecisam ser orientadas com os elementos transversais nadireo vertical, em vez de horizontal (do modo como se usariapara recepo de TV), novamente porque as antenastransmissoras so geralmente verticais.

CABO DE ANTENAUm componente importante de muitos sistemas de

microfone sem fio, que muitas vezes passa despercebido, ocabo de antena. Aplicaes em que o receptor localizadolonge da vizinhana do transmissor e/ ou dentro de racks demetal exigiro o uso de antenas remotas e cabos de conexo.Comparada aos sinais de freqncia de udio, a natureza dapropagao de um sinal de freqncia de rdio em cabos talque perdas significativas podem ocorrer em cabos decomprimento relativamente curto. A perda uma funo dotipo de cabo e da freqncia do sinal. A ilustrao abaixo das perdas aproximadas para vrios cabos de antena usadoscomumente, em diferentes freqncias de rdio.

Pode-se notar nesta tabela que estes cabos possuem umaimpedncia caracterstica, tipicamente 50 ohms ou 75 ohms.Idealmente, para perda mnima de sinal em sistemas deantenas, todos os componentes deveriam ter a mesmaimpedncia: isto abrangeria as antenas, cabos, conectores eas entradas dos receptores.

blindagem/ isolamento flexveis devem ser usados para aplicaesportteis, que demandam instalaes repetidas. Finalmente, onmero de conexes no caminho do sinal da antena deve sermantido em um mnimo.

DISTRIBUIO DE ANTENASO ltimo componente encontrado em alguns (dos maiores)

sistemas de microfone sem fio algum tipo de distribuiode sinal de antena. Geralmente desejvel reduzir o nmerototal de antenas em sistemas mltiplos, distribuindo-se o sinalde um conjunto de antenas para vrios receptores. Istogeralmente feito para simplificar a configurao do sistema,mas tambm pode aumentar o desempenho ao reduzir certostipos de interferncia como ser visto mais adiante.

Figura 29: distribuio de antenas

H dois tipos gerais de distribuio de antenasdisponveis: passivo e ativo. A diviso passiva de antenas obtida com dispositivos simples em linha que oferecemcasamento de impedncia de RF para garantir mnima perda.Ainda, uma s diviso passiva resulta em perda de cerca de3 dB, o que pode significar alguma perda de alcance.Mltiplas divises passivas so impraticveis devido perdaexcessiva de sinal.

Para permitir o acoplamento de sinais de antenas de maisreceptores e para superar a perda dos divisores passivos,usam-se amplificadores ativos de distribuio de antena.Estes tambm so conhecidos como divisores ativos deantenas, ou multi-acopladores de antenas.

Embora ofeream amplificao suficiente para compensaras perdas do divisor, eles geralmente operam com ganho geralunitrio, isto , no ocorre amplificao lquida. Embora ummulti-acoplador seja geralmente um acessrio separado, algunsprojetos de receptor so equipados com distribuio interna deantena quando mltiplas sees de receptor so incorporadas nomesmo chassi, como em sistemas modulares ou card-cage (caixade cartas).

Divisores ativos de antena separados podem tipicamentealimentar at quatro receptores a partir de um nico conjunto deantenas. Se mais receptores forem necessrios, as sadas de umamplificador de distribuio podem alimentar as entradas de umsegundo conjunto de amplificadores de distribuio. Cada umdestes pode ento alimentar vrios receptores. Um nmero maiorde divisores ativos impraticvel, devido possibilidade de maiordistoro e interferncia de RF.

CABOS DE 50 Ohms CABOS DE 75 OhmsPEQUENO DIMETRO RG-58 C/U Belden 8262 RG-59 /U Belden 9259

Perda: 7,5 dB/ 30 metros Perda: 4,5 dB/ 30 metrosNotas: Este um cabo muito flexvel com condutores Notas: Este cabo possui um condutor central multifilar e

DIMETRO NOMINAL mltiplos (cabo multifilar), com o qual fcil de se blindagem em cobre tranado, mas possui umEM POLEGADAS trabalhar, mas til somente em tamanhos muito curtos isolamento celular em polietileno que no to irregular0.195 (50 Ohms) nesta freqncia devido a perdas. quanto o polietileno. Outras verses possuem condutores0.242 (75 Ohms) centrais macios, que no so to flexveis.DIMETRO MDIO RG-6 /U Belden 9248

Perda: 3,1 dB/ 30 metrosDIMETRO NOMINAL Notas: Este cabo possui um condutor central macio.EM POLEGADAS 0.274 Pode ser terminado com um conector BNC crimpado

(Belden BNC0048).DIMETRO GRANDE RG-213 /U Belden 8267 RG-11 /U Belden 8238

Perda: 1,8 dB/ 30 metros Perda: 2,9 dB/ 30 metrosNotas: Este um cabo rugoso com condutores Notas: Este cabo possui um condutor central tranado e

DIMETRO NOMINAL multifilares e isolamento de polietileno, apropriado para isolamento multifilar, blindagem em polietilenoEM POLEGADAS 0.405 instalaes temporrias ou permanentes tanto para semi-expandido. H outras verses com perda menor,

uso interno quanto externo. mas estes possuem condutores macios centrais eblindagem por lmina metlica, no sendo to flexveis.

RG-8 /U Belden 9913Perda: 1,8 dB/ 30 metrosNotas: Este um cabo especial de baixa perda paraVHF/ UHF, com condutor central macio e isolamentoem polietileno semi-macio com espaador espiralado. um cabo superior para instalaes permanentes,mas que no aceita os constantes flexionamentos dasinstalaes temporrias, como ocorre durante turnsde shows.

Figura 28: tabela de cabos de antena

Na prtica, as perdas reais devidas a descasamentos deimpedncia em sistemas de antena para receptores sem fio sodesprezveis comparadas com as perdas devidas ao comprimentodo cabo de antena. Por esta razo, indicamos tipos de cabos deambas as impedncias, que podem ser usadas indistintamente namaioria das aplicaes.

Obviamente, mesmo os benefcios de uma antena de altoganho podem ser rapidamente perdidos se for usado o tipo erradode cabo, ou com comprimento demasiado grande. Em geral, oscomprimentos de cabos de antena devem ser mantidos to curtosquanto possvel. Alm disso, a construo do cabo deve serconsiderada: cabos coaxiais com um condutor central macio eblindagem/ isolamento firmes so mais adequados para instalaespermanentes, enquanto que cabos com condutores multifilares e

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BANDAS DE FREQNCIA PARASISTEMAS SEM FIO

Todo sistema de microfone sem fio transmite e recebe emuma freqncia especfica de rdio, chamada de freqnciaoperacional. A alocao e regulamentao do uso de rdiofreqncias supervisionada por rgos especficos dogoverno de cada pas, da resultando que as freqncias ebandas de freqncias permissveis (legais) variam de paspara pas. Alm das freqncia, estes rgos tipicamenteespecificam outros aspectos do prprio equipamento,incluindo: potncia permitida para o transmissor, o desviomximo (para FM), emisso de esprios, etc. Estasespecificaes diferem de uma banda para outra, e de umusurio para outro dentro de uma dada banda. Por este motivo,no possvel escolher uma freqncia especfica ou mesmouma banda de freqncia que seja (legalmente) utilizvel emtodas as regies do mundo. Alm disso, no possvel projetarum s tipo de equipamento sem fio que satisfaa asespecificaes de todos ou mesmo de muitos destes rgosdo mundo todo.

O uso destas bandas nos Estados Unidos regulamentadopelo FCC (Comisso Federal de Comunicao) e certasfreqncias dentro de cada banda foi projetada para uso pormicrofones sem fio, assim como por outros servios. NosEstados Unidos as freqncias usadas para estes sistemaspodem ser agrupadas em quatro bandas ou faixas gerais.

Figura 30: ilustrao de banda de freqncia

VHF banda baixa (49 - 108 MHz), VHF banda alta(169 - 216 MHz), UHF banda baixa (450 - 806 MHz) e UHFbanda alta (900 - 952 MHz). VHF vem de Very HighFrequency, e UHF de Ultra High Frequency.

O FCC determina ainda quem pode operar em qual bandae quem tem prioridade se mais de um usurio estiver operando.Usurios primrios incluem emissoras (broadcasters)licenciadas (rdio e TV) e servios de comunicao comercial(rdios 2 vias, pagers e telefones celulares). Os sistemas demicrofone sem fio so sempre considerados como de usosecundrio. Em geral, a prioridade dos usurios primrios:usurios secundrios no podem interferir com usuriosprimrios mas usurios secundrios devem aceitar (sofrer)interferncia de usurios primrios.

Sobre a questo do licenciamento, deve ser notado queenquanto os fabricantes tiverem que ser licenciados pelo FCCpara vender equipamentos sem fio, responsabilidade dooperador observar as regulamentaes do FCC quanto ao seuuso prtico.

Vamos descrever brevemente cada banda e suas vantagense desvantagens para operao de sistema de microfone semfio, com base nos usurios designados da banda, ascaractersticas fsicas desta, bem como suas limitaesregulamentares.

VHFNo comeo da faixa de VHF banda baixa est a regio

dos 49 MHz, usada no s por microfones sem fio comotambm por telefones sem fio, walkie-talkies, e brinquedoscontrolados por rdio. 54 a 72 MHz ocupada pelos canaisde TV por VHF de 2 a 4. A rea de 72 MHz usada parasistemas de microfone sem fio do tipo audio assistida. Abanda de 76 a 88 MHz destinada aos canais de TV por VHF5 e 6. No topo, 88 a 108 MHz a banda para transmisso derdios comerciais por FM. Todas estas regies foram usadasem um momento ou outro por sistemas de microfone sem fio.Os limites de desvio permitidos (tipicamente at 15 KHz)podem acomodar udio de alta fidelidade (assim como paratransmisso em FM). A propagao destas ondas pelo ar muito boa, assim como sua capacidade de atravessar muitassubstncias no metlicas (devido ao seu comprimento de onda

relativamente grande). O recurso de operaomais atraente nesta banda o baixo custo doequipamento.

Exceto para os sistemas de audio assistida,entretanto, o VHF banda baixa no recomendado para aplicaes srias. Devido aogrande nmero de usurios primrios esecundrios, e altos nveis de rudo geral derdio freqncia (RF), esta banda propensa ainterferncia de muitas fontes. A potncia dotransmissor limitada a menos de 50 mW (excetona banda de 72 a 76 MHz, onde at 1 watt permitido para audio assistida. Finalmente, otamanho mnimo apropriado de antena paraunidades nesta banda podem ter mais de 1 metrode comprimento (1/4 de uma onda de cincometros), o que pode limitar severamente a

portabilidade e/ou a eficincia.A seguir vem a faixa de VHF banda alta, a mais amplamente

usada para aplicaes profissionais, e na qual existem sistemasde qualidade a uma variedade de preos. Nos Estados Unidos afaixa de VHF banda alta dividida em duas bandas que podemser usadas por usurios de microfones sem fio. A primeira, de169 a 172 MHz, inclui oito freqncias especficas designadaspela FCC (Parte 90.263b ou simplesmente Part 90) para usode microfones sem fio pelo pblico em geral. Estas freqnciasso geralmente chamadas travelling frequencies, oufreqncias de viagem, porque podem (teoricamente) ser usadasem todos os Estados Unidos sem preocupao de interfernciade emissoras de televiso. Os limites legais de desvio(+12 KHz) permitem transmisso de udio de alta qualidade.

Paging

Land Mobile

TV (7-13)

Paging

Land Mobile

TV (14-69)

Cellular

Land Mobile

Paging

Unlicensed ISM

TV STL

WirelessMicrophones

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Repete-se limitao da potncia a 50 mW. As caractersticasde propagao so boas, e o comprimento de antena maiscmodo, cerca de meio metro para uma do tipo de onda.

Infelizmente, os usurios primrios nesta banda incluemmuitas bandas comerciais e operaes governamentais comocontrole florestal, usinas hidroeltricas, e a guarda costeira.Como a categoria de usurio secundrio no restritiva, opotencial de interferncia tanto de usurios primrios quantode outros usurios secundrios est sempre presente. Ainda,o rudo geral de RF ainda bem alto nesta banda. Alm doque, devido limitao da largura do espectro de freqnciasdisponvel, e ao espaamento para as oito bandas prescritas,s possvel operar no mximo, duas ou trs unidadessimultaneamente em freqncias de viagem (travelling).Finalmente, estas freqncias geralmente no so legais forados Estados Unidos e Canad.

A maior regio de VHF banda alta a que vai de 174 a216 MHz. Os usurios primrios desta banda so os canais deTV de 7 a 13. Tambm aqui possvel a transmisso de udiode alta qualidade dentro dos limites legais de desvio(+15 KHz). A restrio de potncia a 50 mW a mesma quepara a banda baixa, as perdas na propagao so mnimas, eos tamanhos aceitveis de antenas de de onda vo at menosque 35 cm.

A possibilidade de interferncia de outros usuriossecundrios e rudo de RF geral existe, mas muito menosprovvel que para as freqncias da banda baixa. Alm disso,embora esta faixa inclua usurios primrios (os canais de TVde 7 a 13), h muitas freqncias disponveis (canais locaisde TV que no so usados) na maior parte do territrio dosEstados Unidos e em muitos outros pases tambm.

UHFComo a regio VHF, a de UHF contm vrias bandas que

so usadas por sistemas de microfones sem fio. Entretanto,existem certas diferenas fsicas, de regulamentao eeconmicas entre as bandas de VHF e de UHF que devem sernotadas.

Nota: No h um nico sistema UHF que sejaLegal no mundo todo.

Figura 31: tabela de alocao mundial de UHF

A caracterstica fsica primria das ondas de rdio UHF seu comprimento de onda muito mais curto (um tero a doisteros de um metro). A conseqncia mais aparente disto o

comprimento muito menor das antenas para sistemas demicrofone sem fio UHF. Outra conseqncia menos bvia apropagao reduzida das ondas de rdio tanto atravs do arquanto outros materiais no metlicos, como paredes e sereshumanos, resultando em potencialmente menos alcance parauma potncia irradiada comparvel. Outra o aumento dasreflexes das ondas de rdio devido a objetos menores,resultando em interferncia comparativamente mais freqentee mais severa devido a multi-vias (quedas ou perdas de sinal).Entretanto, receptores por diversidade so muito eficientes nabanda UHF, e o espaamento exigido pelas antenas mnimo.

Se por um lado a regulamentao para usurios e paralicenciamento essencialmente a mesma nas bandas de VHFe de UHF, so permitidas duas diferenas em potencial. Ossinais de FM na banda UHF podem ocupar uma largura maiorde banda. Isto permite efetivamente maior desvio, para largurade banda e faixa dinmica potencialmente mais amplas. Almdisso, permite-se maior potncia de transmisso (at 250 mW).Finalmente, o espectro de rdio disponvel para uso porsistemas de microfone sem fio UHF quase oito vezes maiorque para a banda alta de VHF. Isto permite que um nmeromuito maior de sistemas seja operado simultaneamente.

Na prtica, os limites efetivamente maiores de desvio deUHF geralmente no so usados devido reduo resultantedo nmero de sistemas que podem operar simultaneamente.A maior largura da faixa da banda possvel para cada um dossistemas ocupa mais espao na faixa de freqnciasdisponveis. Tambm raro o uso de maior potncia dotransmissor devido diminuio da vida das baterias e aomaior risco de interferncia mtua entre os sistemas.Entretanto, mesmo com desvio e potncia limitados, apossibilidade de maior nmero de sistemas simultneos umgrande benefcio em certas aplicaes. Isto especialmenteverdadeiro pelo fato de sistemas UHF poderem ser usadosjunto com sistemas VHF no mesmo local, sem interferncia.

A diferena primria entre operar com sistemas VHF ouUHF o custo relativamente maior do equipamento UHF. Os

aparelhos UHF so tipicamente mais difceis eportanto mais caros de se projetar e fabricar. Emdiversos aspectos, isto decorre do comportamentode sinais de rdio de alta freqncia (comprimentode onda curto, ondas curtas). Os sistemas UHFatuais custam de 2 a 10 vezes mais que sistemasVHF comparveis. Este diferencial de custoaplica-se a antenas, cabos e outros acessrios, bemcomo ao transmissor e receptor bsicos. Estadiferena tende a se manter at que a economiade escala atinja a banda UHF, embora a tendnciaseja em direo a menos opes de preos deequipamentos de UHF.

A faixa de freqncias UHF banda baixa podeser considerada como a interseo de duas bandas: baixa(450 - 536 MHz) e alta (470 - 806 MHz). Os usurios primriosdestas bandas so servios comerciais como radiofonia mvelem terra e pagers (450 - 536 MHz) e canais de TV UHF de 14a 69 (470 - 806 MHz). Assim como na regio de VHF bandaalta, os canais de TV no ocupados so destinados ao uso desistemas de microfone sem fio por transmissoras e produtores

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de vdeo/ cinema. Estes so os usurios primrios (comrcio eTV) na parte inferior da banda, mas raro ocorrer interfernciade usurios primrios na parte alta (no comercial) da banda,devido nmero relativamente pequeno e ao menor alcance dasestaes transmissoras de TV por UHF. Outros usuriossecundrios e rudo de RF tambm so menos provveis nestasfreqncias.

Assim com no VHF alta banda, tambm necessriolicenciamento na banda UHF. O tamanho mnimo necessriopara uma antena de de onda de 10 cm a 17 cm (somente deum quarto a metade da necessria para VHF).

O equipamento tem preo moderadamente alto, erecomenda-se enfaticamente o uso de sistemas de diversidade,mas pode-se obter udio de alta qualidade junto com o uso deum grande nmero de sistemas simultneos.

A banda alta de VHF (acima de 900 MHz) inclui links STL(Studio to Transmitter Links) e outros usurios primrios. Estabanda oferece canais adicionais e potencialmente menosinterferncia por rudo de RF, assim como comprimentos deantena de 7,5 cm a 10 cm. Outras caractersticas operacionaisso similares UHF banda baixa. Finalmente, deve-se ter emmente que a alocao destas bandas sempre sujeita a mudanas medida que aumenta a demanda por espectro. Nos EstadosUnidos, por exemplo, esto sendo consideradas propostas deuso de canais de TV por VHF no ocupados em grandes centrosurbanos por servios mveis em terra, assim como propostaspara designar largura de banda adicional para estaesexistentes, como HDTV - TV de Alta Definio. Tecnologiascomo a transmisso por espectro aberto (spread spectrumtransmission) tambm podem diminuir ainda mais adisponibilidade de certas bandas para uso de microfones semfio. Como sempre, estas alocaes (de bandas) variam de paspara pas de um modo ainda menos previsvel.

ESCOLHA DE FREQNCIASO processo de escolha do sistema de microfone sem fio

envolve escolher primeiro uma banda apropriada de freqnciade rdio, e segundo o nmero de freqncias de operao desejadonaquela banda. Como indicado acima, h um nmero finito desistemas de microfone sem fio que podem ser usadossimultaneamente em qualquer faixa de freqncia. As razes paraestas limitaes so muitas, e situam-se na categoria geral decoordenao de freqncias, ou compatibilidade. Iremos definircada um destes fatores e examinar cada um em termos de origem,efeitos, e importncia relativa em relao compatibilidade totaldo sistema. Na primeira seo consideraremos somente interaesque podem ocorrer entre os prprios sistemas de microfone semfio individuais. Interaes externas (no do sistema) serodiscutidas na segunda seo.

Neste ponto deve ser dito que a coordenao de freqncias um processo que deve levar em conta vrios fatores, incluindofsicos (limitaes), matemticos (clculos) e polticos(regulamentaes). Para muitos usurios no necessrio leros detalhes deste processo. Os fabricantes de sem fio oferecemeste servio por meio de grupos de freqncias pr selecionadas,e tambm pode auxiliar aplicaes complexas usandoprogramas prprios de computador. A seguir, uma apresentaodo processo para o usurio interessado.

COMPATIBILIDADE DE SISTEMAAs duas principais reas de preocupao so: interao entre

transmissores e receptores relacionada com suas freqnciasoperacionais, e interaes entre transmissores e receptoresrelacionada com suas freqncias internas. O primeiro tipo omais importante, e pode ocorrer em qualquer grupo de sistemasde microfone sem fio. Ele tambm pode ser o mais trabalhosopara calcular