Un micrófono inalámbrico , o micrófono inalámbrico , es un micrófono sin un cable físico que lo conecte directamente al equipo de grabación o amplificación de sonido al que está asociado. También conocido como radiomicrófono , tiene un pequeño transmisor de radio que funciona con baterías en el cuerpo del micrófono, que transmite la señal de audio del micrófono mediante ondas de radio a una unidad receptora cercana, que recupera el audio. El otro equipo de audio está conectado a la unidad receptora mediante 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 o oculta debajo de la ropa. El petaca está conectado por cable a un "micrófono de solapa" o "lav" (un pequeño micrófono sujeto a la solapa del usuario), a un auricular o micrófono tipo auricular, u otro micrófono con cable. La mayoría de los diseños de petacas también admiten una conexión de instrumento por cable (por ejemplo, a una guitarra). Los micrófonos inalámbricos se utilizan ampliamente en la industria del entretenimiento , la transmisión de televisión y la oratoria para permitir que los oradores, 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 radiofrecuencia VHF o UHF , ya que permiten que el transmisor utilice una pequeña antena discreta. Las unidades económicas utilizan una frecuencia fija, pero la mayoría de las unidades permiten elegir entre 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 la 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 antenas (dos antenas) para evitar que los nulos interrumpan la transmisión mientras el intérprete se mueve. Algunos modelos económicos (o especializados) utilizan luz infrarroja , aunque requieren una línea de visión directa entre el micrófono y el receptor.
Varias personas y organizaciones afirman ser los inventores del micrófono inalámbrico.
Aproximadamente desde 1945, se ofrecieron esquemas y kits para aficionados en Popular Science y Popular Mechanics 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 disfraz del personaje Abanazar y funcionó perfectamente. Moores no patentó su idea porque estaba utilizando ilegalmente la frecuencia de radio de 76 MHz. Los productores del espectáculo sobre hielo decidieron que no seguirían usando el dispositivo; preferirían contratar actores y cantantes para que actuaran con micrófonos ocultos para "doblar" las voces de los otros patinadores sobre hielo, quienes 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 al brazo del árbitro atrás. El hermano de Mac era Harold M. McClelland , el arquitecto jefe de comunicaciones de la Fuerza Aérea de Estados Unidos.
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 sólo 15 pies (4,6 m) desde el receptor. [7]
En 1957, el fabricante alemán de equipos de audio Sennheiser , entonces 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 incorporó un micrófono dinámico de cápsula de bobina móvil con un patrón de captación cardioide. Transmitió a 37 MHz con un alcance específico 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 patente estadounidense número 3134074 le fue concedida en mayo de 1964. [9] En 1959 se pusieron a la venta dos tipos de micrófonos: de mano y de solapa. El módulo transmisor principal era un dispositivo del tamaño de un cigarro que pesaba 200 g (7 onzas). Vega Electronics Corporation fabricó el diseño en 1959 y lo produjo como un producto llamado Vega-Mike. El dispositivo fue utilizado por primera vez por los medios de comunicación en las Convenciones Nacionales Demócrata y Republicana de 1960. Permitió a los reporteros de televisión recorrer la convención para entrevistar a los participantes, incluidos los candidatos presidenciales John F. Kennedy y Richard Nixon .
Introducido en 1958, el micrófono inalámbrico Sony CR-4 se recomendaba ya en 1960 para representaciones teatrales y actuaciones en clubes nocturnos. Los entrenadores de animales en Marineland of the Pacific en California llevaban el dispositivo de 250 dólares para actuaciones en 1961. El transmisor FM de estado sólido de 27,12 MHz podía caber en el bolsillo de una camisa. Se dice que es efectivo hasta 100 pies (30 m), montaba una antena colgante flexible y un micrófono dinámico desmontable. El receptor de válvulas incorporaba un cajón de transporte para el transmisor y un pequeño altavoz monitor 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 en Rex Harrison en la película de 1964 My Fair Lady , gracias a los esfuerzos del Premio de la Academia. -El ingeniero de sonido ganador de Hollywood, George Groves. [12]
Un rango dinámico más amplio llegó con la introducción del primer micrófono inalámbrico compansor , ofrecido por Nady Systems en 1976. Todd Rundgren y los Rolling Stones fueron los primeros músicos populares en utilizar estos sistemas en vivo en conciertos. Kate Bush es considerada la primera artista que tuvo unos auriculares con micrófono inalámbrico diseñados 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 tener las manos libres para actuaciones 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 pionero en el desarrollo del micrófono inalámbrico para transmisiones". [14]
Las ventajas son:
Las desventajas son:
Los modelos profesionales transmiten en radiofrecuencia VHF o UHF y cuentan con recepción de diversidad 'verdadera' (dos módulos receptores separados, cada uno con su propia antena), lo que elimina los puntos muertos (provocados por la cancelación de fase) y los efectos causados por el reflejo de la radio. Ondas en paredes y superficies en general. (Ver diversidad de antenas ).
Otra técnica utilizada para mejorar la calidad del sonido (en realidad, para mejorar el rango dinámico) es la compresión . Nady Systems, Inc. fue el primero en ofrecer esta tecnología en micrófonos inalámbricos en 1976, que se basó en la patente obtenida por el fundador de la empresa, John Nady.
Algunos modelos tienen ganancia ajustable en el propio micrófono para poder acomodar fuentes de diferentes niveles, como instrumentos ruidosos o voces tranquilas. La ganancia ajustable ayuda a evitar el recorte y maximizar la relación señal-ruido.
Algunos modelos cuentan con squelch 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 al abordar muchas de las desventajas enumeradas anteriormente. Por ejemplo, si bien existe una banda limitada en la que pueden funcionar los micrófonos, varios sistemas de alta gama pueden constar de más de 100 micrófonos diferentes funcionando simultáneamente. Sin embargo, la capacidad de tener más micrófonos funcionando al mismo tiempo aumenta el costo debido a las especificaciones, el diseño y la construcción de los componentes. Ésta es una de las razones de las grandes diferencias de precios entre las diferentes series de sistemas inalámbricos.
Generalmente existen tres tipos de micrófonos inalámbricos: de mano, enchufables y de petaca:
Varios fabricantes, incluidos Sennheiser, AKG, Nady Systems, Lectrosonics y Zaxcom, ofrecen un transmisor enchufable para micrófonos con cable existentes, que se conecta a la salida XLR del micrófono y transmite al receptor estándar del fabricante. Esto ofrece muchos de los beneficios de un sistema integrado y también permite utilizar tipos de micrófonos (de los cuales puede que no exista un equivalente inalámbrico) sin 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 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 o artísticas, y la ausencia de cables permite cambios rápidos de escena y reduce el riesgo 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.
Hay muchos tipos de receptores. Los receptores True Diversity tienen dos módulos de radio y dos antenas. Los receptores de diversidad tienen un módulo de radio y dos antenas, aunque algunas veces la segunda antena puede no ser claramente visible. Los receptores sin diversidad tienen una sola antena.
Los receptores comúnmente se alojan 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, por lo que se pueden instalar dos receptores en 1U). . Para sistemas de micrófonos de radio multicanal grandes y complejos, como los que se utilizan en estudios de transmisión de televisión y producciones de teatro musical, se encuentran disponibles sistemas receptores modulares con varios (comúnmente seis u ocho) receptores de diversidad verdadera que se insertan en una carcasa de unidad central montada en bastidor. Se pueden utilizar varias unidades centrales juntas en un bastidor para suministrar la cantidad de receptores necesarios. En algunas producciones de teatro musical, no son inusuales los sistemas con cuarenta o más micrófonos de radio.
Los receptores específicamente para uso con cámaras de video a menudo se montan en una configuración de petaca, generalmente con un soporte de zapata que se coloca en la zapata de la videocámara. Fabricantes como Sennheiser, Lectrosonics y Sony producen pequeños receptores de diversidad verdadera que se insertan en una carcasa especial en muchas cámaras de vídeo estándar para transmisiones profesionales . Para aplicaciones de vídeo menos exigentes o más económicas, son comunes los pequeños receptores sin diversidad. Cuando se utiliza a distancias operativas relativamente cortas del transmisor, esta disposición proporciona un rendimiento adecuado y confiable.
Casi todos los sistemas de micrófonos inalámbricos utilizan modulación FM de banda ancha , 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 efectivamente restringido a VHF y superiores.
Muchos sistemas de micrófonos inalámbricos más antiguos funcionan en la parte VHF del espectro electromagnético. Los sistemas que operan en este rango suelen estar controlados por cristal y, por lo tanto, operan en una sola frecuencia. Sin embargo, si se elige correctamente esta frecuencia, el sistema podrá funcionar durante años sin problemas.
Sin embargo, la mayoría de los productos de micrófonos inalámbricos modernos funcionan en la banda de televisión UHF . En Estados Unidos, esta banda se extiende de 470 MHz a 614 MHz. En 2010, la Comisión Federal de Comunicaciones emitió nuevas regulaciones sobre el funcionamiento de dispositivos de banda de TV . Otros países tienen límites de banda similares; por ejemplo, la banda de televisión UHF de Gran Bretaña actualmente (enero de 2014) se extiende de 470 MHz a 790 MHz. [15] Normalmente, los micrófonos inalámbricos funcionan en canales de televisión no utilizados (" espacios en blanco "), con espacio para uno o dos micrófonos por megahercio de espectro disponible. ("Wo Mic")
La intermodulación (IM) es un problema importante cuando se operan múltiples sistemas en una ubicación. IM ocurre cuando dos o más señales de RF se mezclan en un circuito no lineal, como un oscilador o mezclador. Cuando esto ocurre, pueden ocurrir combinaciones predecibles de estas frecuencias. Por ejemplo, podrían ocurrir las combinaciones 2A-B, 2B-A y A+BC, donde A, B y C son las frecuencias en operación. Si una de estas combinaciones está cerca de la frecuencia operativa de otro sistema (o de una de las frecuencias originales A, B o C), se producirá interferencia en ese canal. La solución a este problema es calcular manualmente todos los productos posibles o utilizar un programa informático que haga este cálculo automáticamente.
Los sistemas híbridos digitales utilizan un esquema de transmisión FM analógico en combinación con procesamiento de señales digitales (DSP) para mejorar el audio del sistema. El uso de DSP permite el uso de técnicas digitales 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 expansión analógica con el fin de mantener la compatibilidad entre los sistemas analógicos más antiguos y los más nuevos. El uso de DSP solo en el receptor puede mejorar el rendimiento general del audio sin la penalización del mayor consumo de energía y la consiguiente reducción de la duración 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 los sistemas FM analógicos para la transmisión de una señal digital a una velocidad de bits fija. Estos sistemas codifican una portadora de RF con un canal, o en algunos casos dos canales, de audio digital. Actualmente, solo el sistema Sennheiser Digital 9000, presentado en 2013, es capaz de transmitir audio digital sin comprimir y de ancho de banda completo en los mismos canales UHF de ancho de banda de 200 kHz que utilizaban los sistemas FM analógicos. [16] Las ventajas que ofrecen los sistemas puramente digitales incluyen bajo nivel de ruido, baja distorsión, la posibilidad de cifrado y una mayor confiabilidad 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 de FM de banda ancha, estos micrófonos normalmente funcionan 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 añadido para muchos usuarios, independientemente de la tecnología utilizada. La banda de 900 MHz no es una opción fuera de 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, incluido WiFi (también conocido como LAN inalámbrica, redes inalámbricas, 802.11b/g/n), 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 extremadamente cortas de la portadora de transmisión. La serie Alteros GTX es una red de micrófonos inalámbricos de área local que supera el problema de la línea de visión utilizando 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 de FM, QAM y GFSK utilizadas por la mayoría de los demás sistemas.
Los micrófonos de radio digitales son inherentemente más difíciles de interceptar para el oyente ocasional ' escáner ' porque los "receptores de exploración" convencionales generalmente sólo son capaces de demodular esquemas de modulación analógica convencionales como FM y AM. Sin embargo, algunos sistemas de micrófonos inalámbricos digitales ofrecen además tecnología de cifrado en un intento de evitar "escuchas" más graves que pueden ser motivo de preocupación para los usuarios corporativos y aquellos que utilizan micrófonos de radio en situaciones sensibles a la seguridad.
Los fabricantes que actualmente ofrecen sistemas de micrófonos inalámbricos digitales incluyen 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 sin licencia de 173,8–175,0 MHz y 863–865 MHz. En 2013 el regulador de comunicaciones del Reino Unido, Ofcom , celebró 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. [17] [18] [19] [20]
Se requieren licencias para usar 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, productores de televisión y cine.
Actualmente, hay 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 estudio-transmisor . A partir de 2017, la cantidad de espectro de banda de televisión disponible para el uso de micrófonos inalámbricos está disminuyendo como resultado de la subasta de incentivos, que finalizó el 13 de abril de 2017.
En Australia, el funcionamiento de micrófonos inalámbricos de hasta 100 mW EIRP entre 520 MHz y 694 MHz se realiza en canales de televisión no utilizados y está cubierto por una licencia de clase, lo que permite a cualquier usuario operar los dispositivos sin obtener una licencia individual.
En muchos otros países, el uso de micrófonos inalámbricos requiere una licencia. Algunos gobiernos consideran que todas las frecuencias de radio son activos militares y el uso de transmisores de radio sin licencia, incluso micrófonos inalámbricos, puede ser severamente castigado. [ cita necesaria ]
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 de Correos y Telecomunicaciones (CEPT), con sede en Dinamarca. [21]
Hay una medida para permitir el funcionamiento de dispositivos digitales personales de banda ancha sin licencia que utilicen el espectro de televisión UHF en los Estados Unidos. Se requeriría que estos dispositivos de ' espacios en blanco ' (WSD) tuvieran 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 por encima de estos usuarios. Las emisoras, los cines 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 se podían utilizar de forma segura. [22] Esto no redujo la oposición de los organismos de radiodifusión que también podrían haber estado preocupados por la posibilidad de una competencia en la entrega de entretenimiento a partir del acceso móvil a Internet de alta velocidad entregado en los espacios en blanco.
El 23 de septiembre de 2010, la FCC publicó un Memorando de Opinión y Orden que determinaba las reglas finales para el uso de espacios en blanco para dispositivos inalámbricos sin licencia. [23] Las reglas finales adoptan una propuesta de la White Spaces Coalition [24] para reglas de emisión muy estrictas que impiden el uso directo de IEEE 802.11 (Wi-Fi) en un solo canal, haciendo que el nuevo espectro sea inutilizable para tecnologías Wi-Fi. . [ cita necesaria ]
En el Reino Unido y probablemente en muchos otros países se está investigando una clase de dispositivo similar a los conocidos en EE. UU. como dispositivos de espacio en blanco (WSD). Mientras que las partes interesadas en el Reino Unido y otros lugares siguen de cerca la situación de WSD en los EE. UU., a principios de 2009 Ofcom lanzó una investigación y una consulta pública sobre el acceso cognitivo al espectro entrelazado UHF. [25] El resultado de esta consulta y las actividades relacionadas de WSD en los EE. UU. podrían tener implicaciones de gran alcance para los usuarios de micrófonos de radio UHF en el Reino Unido y en todo el mundo.