Micrófono inalámbrico

Un micrófono inalámbrico , o micrófono sin cordón , es un micrófono sin un cable físico que lo conecte directamente al equipo de grabación o amplificación de sonido con el que está asociado. También conocido como micrófono de radio , tiene un pequeño transmisor de radio alimentado por batería en el cuerpo del micrófono, que transmite la señal de audio del micrófono por ondas de radio a una unidad receptora cercana, que recupera el audio. El otro equipo de audio está conectado a la unidad receptora por cable. En un tipo, el transmisor está contenido dentro del cuerpo del micrófono de mano. En otro tipo, el transmisor está contenido dentro de una unidad separada llamada "bodypack", generalmente sujeta al cinturón del usuario u oculta debajo de su ropa. El bodypack está conectado por cable a un "micrófono de solapa" o "lav" (un pequeño micrófono sujetado a la solapa del usuario), un micrófono de diadema o auricular u otro micrófono con cable. La mayoría de los diseños de bodypack también admiten una conexión de instrumento con cable (por ejemplo, a una guitarra). Los micrófonos inalámbricos se utilizan ampliamente en la industria del entretenimiento , la transmisión televisiva y la oratoria para permitir que los oradores públicos, entrevistadores, artistas y animadores se muevan libremente mientras usan un micrófono sin necesidad de un cable conectado al micrófono.

Los micrófonos inalámbricos suelen utilizar las bandas de frecuencia de radio VHF o UHF , ya que permiten al transmisor utilizar una pequeña antena discreta. Las unidades baratas utilizan una frecuencia fija, pero la mayoría de las unidades permiten elegir varios canales de frecuencia, en caso de interferencia en un canal o para permitir el uso de varios micrófonos al mismo tiempo. Se suele utilizar modulación FM , aunque algunos modelos utilizan modulación digital para evitar la recepción no autorizada por parte de receptores de radio escáner; estos operan en las bandas ISM de 900 MHz, 2,4 GHz o 6 GHz . Algunos modelos utilizan diversidad de antena (dos antenas) para evitar que los nulos interrumpan la transmisión cuando el intérprete se mueve. Algunos modelos de bajo coste (o especializados) utilizan luz infrarroja , aunque estos requieren una línea de visión directa entre el micrófono y el receptor.

Varias personas y organizaciones afirman ser los inventores del micrófono inalámbrico.

Desde aproximadamente 1945, se ofrecieron en Popular Science y Popular Mechanics esquemas y kits para aficionados para fabricar un micrófono inalámbrico que transmitiría la voz a una radio cercana. ^{[1] [2]}

El patinador artístico e ingeniero de vuelo de la Royal Air Force Reg Moores desarrolló un micrófono de radio en 1947 que utilizó por primera vez en la producción de Tom Arnold "Aladdin on Ice" en el estadio deportivo de Brighton desde septiembre de 1949 hasta la temporada navideña. Moores colocó el transmisor inalámbrico en el traje del personaje Abanazar y funcionó perfectamente. Moores no patentó su idea, ya que estaba utilizando ilegalmente la frecuencia de radio de 76 MHz. Los productores del espectáculo sobre hielo decidieron que no seguirían utilizando el dispositivo; preferirían contratar actores y cantantes para que actuaran ante micrófonos ocultos para "doblar" las voces de los otros patinadores sobre hielo, que así serían libres de concentrarse en su patinaje. En 1972 Moores donó su prototipo de 1947 al Museo de Ciencias de Londres. ^{[3] [4] [5]}

Herbert "Mac" McClelland, fundador de McClelland Sound en Wichita, Kansas , fabricó un micrófono inalámbrico para que lo usaran los árbitros de béisbol en los juegos de las grandes ligas transmitidos por NBC desde el estadio Lawrence-Dumont en 1951. ^[6] El transmisor estaba atado a la espalda del árbitro. El hermano de Mac era Harold M. McClelland , el arquitecto jefe de comunicaciones de la Fuerza Aérea de los EE. UU.

Shure Brothers afirma que su sistema "Vagabond" de 1953 fue el primer "sistema de micrófono inalámbrico para artistas". ^[7] Su campo de cobertura era un círculo de "aproximadamente 700 pies cuadrados", lo que corresponde a una distancia de línea de visión de solo 15 pies (4,6 m) desde el receptor. ^[7]

En 1957, el fabricante alemán de equipos de audio Sennheiser , en aquel momento llamado Lab W, en colaboración con la emisora ​​alemana Norddeutscher Rundfunk (NDR), exhibió un sistema de micrófono inalámbrico. A partir de 1958, el sistema se comercializó a través de Telefunken con el nombre de Mikroport. El Mikroport de bolsillo incorporaba un micrófono dinámico de cápsula de bobina móvil con un patrón de captación cardioide. Transmitía a 37 MHz con un alcance especificado de 300 pies (90 m). ^[8]

La primera patente registrada para un micrófono inalámbrico fue presentada por Raymond A. Litke , un ingeniero eléctrico estadounidense de Educational Media Resources y San Jose State College , quien inventó un micrófono inalámbrico en 1957 para satisfacer las necesidades multimedia de la televisión, la radio y la instrucción en el aula. Su número de patente estadounidense 3134074 fue otorgado en mayo de 1964. ^[9] Dos tipos de micrófonos estuvieron disponibles para su compra en 1959: de mano y de solapa. El módulo transmisor principal era un dispositivo del tamaño de un cigarro que pesaba 7 onzas (200 g). Vega Electronics Corporation fabricó el diseño en 1959, produciéndolo como un producto llamado Vega-Mike. El dispositivo fue utilizado por primera vez por los medios de difusión en las Convenciones Nacionales Demócrata y Republicana de 1960. Permitió a los reporteros de televisión recorrer el piso de la convención para entrevistar a los participantes, incluidos los candidatos presidenciales John F. Kennedy y Richard Nixon .

El micrófono inalámbrico Sony CR-4 , introducido en 1958, ya se recomendaba en 1960 para actuaciones en teatros y clubes nocturnos. Los entrenadores de animales del Marineland of the Pacific de California llevaban este dispositivo de 250 dólares en sus actuaciones en 1961. El transmisor FM de estado sólido de 27,12 MHz podía llevarse en el bolsillo de una camisa. Se decía que era eficaz hasta 30 m (100 pies) y montaba una antena colgante flexible y un micrófono dinámico desmontable. El receptor, basado en tubos, incorporaba un cajón de transporte para el transmisor y un pequeño altavoz de monitorización con control de volumen. ^{[10] [11]}

Otro fabricante de equipos alemán, Beyerdynamic, afirma que el primer micrófono inalámbrico fue inventado por Hung C. Lin . Llamado "transistófono", entró en producción en 1962. La primera vez que se utilizó un micrófono inalámbrico para grabar sonido durante el rodaje de una película fue supuestamente con Rex Harrison en la película My Fair Lady de 1964 , gracias a los esfuerzos del ingeniero de sonido de Hollywood ganador del premio Oscar George Groves. ^[12]

El rango dinámico más amplio llegó con la introducción del primer micrófono inalámbrico con compresor-expansor , ofrecido por Nady Systems en 1976. Todd Rundgren y los Rolling Stones fueron los primeros músicos populares en usar estos sistemas en vivo en concierto. Kate Bush es considerada como la primera artista en haber tenido un auricular con un micrófono inalámbrico diseñado para su uso en música. Para su Tour of Life en 1979, tenía un micrófono compacto combinado con una construcción casera de perchas de alambre para ropa , para liberar sus manos para presentaciones de danza expresionista . Su idea fue adoptada para presentaciones en vivo por otros artistas como Madonna y Peter Gabriel . ^[13]

Nady se unió a CBS, Sennheiser y Vega en 1996 para recibir un premio Emmy conjunto por "ser pioneros en el desarrollo del micrófono inalámbrico para transmisión". ^[14]

Los modelos profesionales transmiten en frecuencia de radio VHF o UHF y tienen recepción diversity 'real' (dos módulos receptores separados, cada uno con su propia antena), lo que elimina los puntos muertos (causados ​​por cancelación de fase) y los efectos causados ​​por la reflexión de las ondas de radio en paredes y superficies en general. (Ver diversity de antenas ).

Otra técnica utilizada para mejorar la calidad del sonido (en realidad, para mejorar el rango dinámico), es la compresión-expansión . Nady Systems, Inc. fue la primera en ofrecer esta tecnología en micrófonos inalámbricos en 1976, la cual se basó en la patente obtenida por el fundador de la compañía, John Nady .

Algunos modelos tienen ganancia ajustable en el propio micrófono para poder adaptarse a fuentes de diferentes niveles, como instrumentos con un volumen alto o voces suaves. La ganancia ajustable ayuda a evitar el recorte y maximizar la relación señal/ruido.

Algunos modelos tienen silenciador ajustable , que silencia la salida cuando el receptor no recibe una señal fuerte o de calidad del micrófono, en lugar de reproducir ruido. Cuando se ajusta el silenciador, se ajusta el umbral de la calidad o el nivel de la señal.

AKG Acoustics , Audio Ltd, Audio-Technica , Electro-Voice , Lectrosonics, MIPRO , Nady Systems, Inc, Samson Technologies, Sennheiser , Shure , Sony , Wisycom y Zaxcom son los principales fabricantes de sistemas de micrófonos inalámbricos. Han logrado avances significativos para solucionar muchas de las desventajas mencionadas anteriormente. Por ejemplo, si bien existe una banda limitada en la que pueden operar los micrófonos, varios sistemas de alta gama pueden constar de más de 100 micrófonos diferentes que funcionan simultáneamente. Sin embargo, la capacidad de tener más micrófonos funcionando al mismo tiempo aumenta el costo debido a las especificaciones de los componentes, el diseño y la construcción. Esa es una de las razones de las grandes diferencias de precio entre las diferentes series de sistemas inalámbricos.

Generalmente hay tres tipos de micrófonos inalámbricos: de mano, enchufables y de bolsillo:

• El dispositivo portátil parece un micrófono con cable "normal", puede tener un cuerpo más grande para acomodar el transmisor y la batería.
• Los transmisores enchufables, enchufables, de ranura o tipo cubo se fijan a la parte inferior de un micrófono estándar, convirtiéndolo así en un funcionamiento inalámbrico (ver a continuación).
• Un bodypack es una pequeña caja que contiene el transmisor y la batería, pero no el micrófono en sí. Se puede colocar en la ropa o en el cuerpo y tiene un cable que se conecta a un auricular , un micrófono de solapa o una guitarra .

Varios fabricantes, entre ellos Sennheiser, AKG, Nady Systems, Lectrosonics y Zaxcom, ofrecen un transmisor enchufable para los micrófonos con cable existentes, que se conecta a la salida XLR del micrófono y transmite al receptor estándar del fabricante. Esto ofrece muchas de las ventajas de un sistema integrado y también permite utilizar tipos de micrófonos (de los que puede que no haya un equivalente inalámbrico) sin un cable. Por ejemplo, un ingeniero de producción de sonido de televisión o cine puede utilizar un transmisor enchufable para permitir la transmisión inalámbrica de un micrófono de rifle (o "escopeta") altamente direccional, eliminando el riesgo de seguridad de una conexión por cable y permitiendo al ingeniero de producción una mayor libertad para seguir la acción. Los transmisores enchufables también permiten la conversión de tipos de micrófonos antiguos a funcionamiento inalámbrico. Esto es útil cuando se necesita un micrófono antiguo por razones visuales u otras razones artísticas, y la ausencia de cables permite cambios rápidos de escena y reduce los riesgos de tropiezos. En algunos casos, estos transmisores enchufables también pueden proporcionar alimentación fantasma de 48 voltios , lo que permite el uso de tipos de micrófonos de condensador . El circuito convertidor CC-CC dentro del transmisor se utiliza para multiplicar el suministro de la batería, que puede ser de tres voltios o menos, hasta los 48 voltios requeridos.

Existen muchos tipos de receptores. Los receptores True Diversity tienen dos módulos de radio y dos antenas. Los receptores Diversity tienen un módulo de radio y dos antenas, aunque a veces la segunda antena puede no ser visible de forma obvia. Los receptores que no son Diversity tienen solo una antena.

Los receptores se alojan habitualmente en una configuración de medio rack, de modo que se pueden montar dos juntos en un sistema de rack (es decir, el receptor está encerrado en una caja de 1U de alto y medio ancho, de modo que se pueden instalar dos receptores en 1U). Para sistemas de micrófonos de radio multicanal complejos y de gran tamaño, como los que se utilizan en estudios de televisión y producciones de teatro musical, se encuentran disponibles sistemas de receptores modulares con varios receptores (normalmente seis u ocho) de diversidad real que se insertan en una carcasa de bastidor principal montada en rack. Se pueden utilizar varios bastidores principales juntos en un rack para suministrar la cantidad de receptores necesarios. En algunas producciones de teatro musical, no es inusual que existan sistemas con cuarenta o más micrófonos de radio.

Los receptores destinados específicamente a cámaras de vídeo suelen montarse en una configuración de petaca, normalmente con un soporte de zapata para acoplarse a la zapata de la videocámara. Los fabricantes, entre los que se incluyen Sennheiser, Lectrosonics y Sony , producen receptores True Diversity pequeños que se encajan en una carcasa especial en muchas cámaras de vídeo profesionales de transmisión estándar . Para aplicaciones de vídeo menos exigentes o más conscientes del presupuesto, son habituales los receptores pequeños sin Diversity. Cuando se utilizan a distancias de funcionamiento relativamente cortas del transmisor, esta disposición proporciona un rendimiento adecuado y fiable.

Casi todos los sistemas de micrófonos inalámbricos utilizan modulación FM de banda ancha , lo que requiere aproximadamente 200 kHz de ancho de banda. Debido a los requisitos de ancho de banda relativamente grandes, el uso de micrófonos inalámbricos está restringido a VHF y superiores.

Muchos sistemas de micrófonos inalámbricos antiguos funcionan en la parte VHF del espectro electromagnético. Los sistemas que funcionan en este rango suelen estar controlados por cristales y, por lo tanto, funcionan en una sola frecuencia. Sin embargo, si se elige esta frecuencia correctamente, el sistema podrá funcionar durante años sin ningún problema.

Sin embargo , la mayoría de los productos de micrófonos inalámbricos modernos funcionan en la banda de televisión UHF . En los Estados Unidos, esta banda se extiende de 470 a 614 MHz. En 2010, la Comisión Federal de Comunicaciones emitió nuevas regulaciones sobre las operaciones de dispositivos de banda de TV . Otros países tienen límites de banda similares; por ejemplo, a partir de enero de 2014, ^[actualizar]la banda de TV UHF de Gran Bretaña se extiende de 470 a 790 MHz. ^{[ cita requerida ]} Por lo general, los micrófonos inalámbricos funcionan en canales de TV no utilizados (" espacios en blanco "), con espacio para uno o dos micrófonos por megahercio de espectro disponible.

La intermodulación (IM) es un problema importante cuando se utilizan varios sistemas en una misma ubicación. La IM se produce cuando dos o más señales de RF se mezclan en un circuito no lineal, como un oscilador o un mezclador. Cuando esto ocurre, pueden producirse combinaciones predecibles de estas frecuencias. Por ejemplo, pueden producirse las combinaciones 2A-B, 2B-A y A+BC, donde A, B y C son las frecuencias en funcionamiento. Si una de estas combinaciones está cerca de la frecuencia de funcionamiento de otro sistema (o de una de las frecuencias originales A, B o C), se producirá una interferencia en ese canal. La solución a este problema es calcular manualmente todos los productos posibles o utilizar un programa informático que realice este cálculo automáticamente.

Los sistemas híbridos digitales utilizan un esquema de transmisión FM analógico en combinación con procesamiento de señal digital (DSP) para mejorar el audio del sistema. El uso de DSP permite el uso de técnicas digitales que son imposibles en el dominio analógico, como los algoritmos predictivos, logrando así una respuesta de frecuencia más plana en el espectro de audio y también reduciendo aún más el ruido y otros artefactos indeseables en comparación con los sistemas analógicos puros.

Otro enfoque es utilizar DSP para emular esquemas de compresión analógica y así mantener la compatibilidad entre sistemas analógicos antiguos y nuevos. El uso de DSP en el receptor por sí solo puede mejorar el rendimiento general del audio sin el inconveniente de un mayor consumo de energía y la consiguiente reducción de la vida útil de la batería que se produce al incorporar DSP en un transmisor alimentado por batería.

Existen varios sistemas de micrófonos inalámbricos puramente digitales y hay muchos esquemas de modulación digital diferentes posibles.

Los sistemas digitales de Sennheiser, Sony, Shure, Zaxcom, AKG y MIPRO utilizan las mismas frecuencias UHF que utilizan los sistemas FM analógicos para la transmisión de una señal digital a una tasa de bits fija. Estos sistemas codifican una portadora de RF con un canal, o en algunos casos dos canales, de audio digital. Solo el sistema Sennheiser Digital 9000, presentado en 2013, es capaz actualmente de transmitir audio digital sin comprimir y con ancho de banda completo en los mismos canales UHF de ancho de banda de 200 kHz que utilizaban los sistemas FM analógicos. ^[15] Las ventajas que ofrecen los sistemas puramente digitales incluyen bajo nivel de ruido, baja distorsión, la posibilidad de cifrado y una mayor fiabilidad de la transmisión.

Los sistemas digitales puros adoptan diversas formas. Algunos sistemas utilizan tecnología de espectro ensanchado por salto de frecuencia , similar a la que se utiliza para los teléfonos inalámbricos y los modelos controlados por radio. Como esto puede requerir más ancho de banda que una señal FM de banda ancha, estos micrófonos suelen funcionar en las bandas sin licencia de 900 MHz, 2,4 GHz o 6 GHz. La ausencia de cualquier requisito de licencia en estas bandas de frecuencia es un atractivo adicional para muchos usuarios, independientemente de la tecnología utilizada. La banda de 900 MHz no es una opción fuera de los EE. UU. y Canadá, ya que la utilizan las redes de telefonía móvil celular GSM en la mayoría de las demás partes del mundo. La banda de 2,4 GHz está cada vez más congestionada con varios sistemas, incluidos Wi-Fi , Bluetooth y fugas de hornos microondas. La banda de 6 GHz tiene problemas de alcance (requiere línea de visión) debido a las longitudes de onda de la portadora de transmisión extremadamente cortas. La serie Alteros GTX es una red de micrófonos inalámbricos de área local que supera el problema de la línea de visión al utilizar hasta 64 transceptores alrededor del área de actuación. También es el único sistema que emplea tecnología de RF pulsada de banda ultra ancha que no genera productos de intermodulación comunes con las portadoras moduladas FM, QAM y GFSK utilizadas por la mayoría de los otros sistemas.

Los micrófonos de radio digitales son inherentemente más difíciles de interceptar para el oyente ocasional que realiza un " escáner " porque los "receptores de escaneo" convencionales generalmente solo son capaces de desmodular los esquemas de modulación analógicos convencionales, como FM y AM. Sin embargo, algunos sistemas de micrófonos inalámbricos digitales ofrecen además tecnología de cifrado en un intento de evitar "espionaje" más grave que puede ser motivo de preocupación para los usuarios corporativos y aquellos que utilizan micrófonos de radio en situaciones sensibles a la seguridad.

Entre los fabricantes que actualmente ofrecen sistemas de micrófonos inalámbricos digitales se encuentran AKG-Acoustics, Alteros, Audio-Technica, Lectrosonics, Line 6, MIPRO, Shure , Sony, Sennheiser y Zaxcom. Todos utilizan esquemas de modulación digital diferentes entre sí.

En el Reino Unido, el uso de sistemas de micrófonos inalámbricos requiere una licencia de la Ley de Telegrafía Inalámbrica, excepto para las bandas libres de licencia de 173,8-175,0 MHz y 863-865 MHz. En 2013, el regulador de comunicaciones del Reino Unido, Ofcom , realizó una subasta en la que se vendió la banda UHF de 790 MHz a 862 MHz para ser utilizada en servicios de banda ancha móvil. ^{[16] [17] [18]}

Se requieren licencias para utilizar micrófonos inalámbricos en canales de televisión vacantes en los Estados Unidos, ya que forman parte del Servicio Auxiliar de Transmisión (BAS). Las licencias están disponibles únicamente para emisoras, redes de cable y productores de televisión y cine.

Actualmente, existen algunos fabricantes de micrófonos inalámbricos que comercializan micrófonos inalámbricos para su uso en los Estados Unidos que operan dentro de la banda de 944 a 952 MHz reservada para comunicaciones de enlace entre estudio y transmisor . A partir de 2017, la cantidad de espectro de banda de TV disponible para el uso de micrófonos inalámbricos está disminuyendo como resultado de la subasta de incentivos, que se completó el 13 de abril de 2017.

En Australia, el funcionamiento de micrófonos inalámbricos de hasta 100 mW EIRP entre 520 y 694 MHz se realiza en canales de televisión no utilizados y está cubierto por una licencia de clase, que permite a cualquier usuario operar los dispositivos sin obtener una licencia individual. ^{[ cita requerida ]}

La concesión de licencias en los países europeos está regulada por el Comité de Comunicaciones Electrónicas (ECC), que forma parte de la Conferencia Europea de Administraciones Postales y de Telecomunicaciones (CEPT), con sede en Dinamarca. ^[19]

En Estados Unidos se está adoptando una medida para permitir el funcionamiento de dispositivos digitales personales de banda ancha sin licencia que utilicen el espectro de televisión UHF. Estos dispositivos de " espacio en blanco " (WSD, por sus siglas en inglés) tendrían que tener GPS y acceso a una base de datos de ubicación para evitar interferir con otros usuarios de la banda. Las pruebas iniciales realizadas por la FCC mostraron que, en algunos casos, los prototipos de estos dispositivos no podían identificar correctamente las frecuencias que estaban en uso y, por lo tanto, podían transmitir accidentalmente sobre estos usuarios. Las emisoras, los teatros y los fabricantes de micrófonos inalámbricos se opusieron firmemente a este tipo de dispositivos, aparentemente por este motivo.

Pruebas posteriores realizadas por la FCC indicaron que los dispositivos podían utilizarse de forma segura. ^[20] Esto no redujo la oposición de los radiodifusores, que también podrían haber estado preocupados por la posibilidad de que el acceso a Internet móvil de alta velocidad distribuido en los espacios blancos compitiera en la distribución de entretenimiento.

El 23 de septiembre de 2010, la FCC publicó un Memorándum de Opinión y Orden que determinaba las reglas finales para el uso de espacios en blanco para dispositivos inalámbricos sin licencia. ^[21] Las reglas finales adoptan una propuesta de la Coalición de Espacios en Blanco. ^[22]

En el Reino Unido y probablemente en muchos otros países se está investigando una clase de dispositivo similar a los conocidos en los EE.UU. como dispositivos de espacio en blanco (White Space Devices, WSD). Mientras que la situación de los WSD en los EE.UU. está siendo seguida de cerca por las partes interesadas en el Reino Unido y en otros lugares, a principios de 2009 Ofcom lanzó una investigación y una consulta pública sobre el acceso cognitivo al espectro entrelazado de UHF. ^[23] El resultado de esta consulta y las actividades relacionadas con los WSD en los EE.UU. podrían tener implicaciones de largo alcance para los usuarios de micrófonos de radio UHF en el Reino Unido y en todo el mundo.

• Operador de pértiga (medios de comunicación)
• Producción de campo electrónico (EFP)
• Recopilación electrónica de noticias (ENG)
• Realización cinematográfica
• Transmisor FM (dispositivo personal)
• Cámara de vídeo profesional
• Estudio de grabación
• Producción de televisión

• Discusión sobre la reasignación de frecuencias del Canal 69 en el Reino Unido