Весь Мир Hi-Fi

Чем отличаются Diversity и True Diversity в беспроводных системах?

Или почему на беспроводных радиосистемах установлено именно две антенны, а не одна, три или четыре.

Все мы видели беспроводные микрофонные радиосистемы, выглядящие как микрофон и модуль-приёмник с двумя антеннами. Но почему на радиосистеме стоят именно две антенны, а не одна, три или четыре? Всё дело в схемах Diversity и True Diversity, компенсирующих проблемы в передаче звука. О них и поговорим.

Когда антенна приёмника принимает прямой сигнал от передатчика, она получает не только «полезный» сигнал, но и косвенный сигнал, отражённый окружающей средой (стенами, потолком и много чем ещё). Поскольку прямой и отражённый сигнал приходят на антенну в разное время, они не совпадают по фазе, а заодно влияют на мощность сигнала, постепенно ослабляя её.

Всё это приводит всплескам шума и пропаже сигнала, вызванной «мёртвой точкой» (подробнее о ней можно почитать здесь). Последняя представляет собой область вокруг передатчика, в которой приём сигнала становится невозможным, в то время как за её пределами всё в порядке. И чем слабее становится сигнал из-за окружающей среды, тем больше шумов мы слышим и тем чаще возникает пропажа звука.

Чтобы предотвратить пропажу сигнала и проблемы с шумом, в беспроводных микрофонных системах используют режим автоматического переключения разнесённого приёма. В конструкции принимающей базы используют две антенны, установленные на расстоянии друг от друга и принимающие сигнал от передатчика (микрофона) одновременно. Если на одной из антенн возникает «мёртвая точка», блок управления автоматически переключается на антенну, сигнал на которой более мощный. Благодаря этому приёмник всегда остаётся на антенне с более сильным сигналом, что устраняет пропажи звука и нестабильность передачи.

При этом управляться такая система может двумя схемами — Diversity или True Diversity. Схемы отличаются принципом работы, а производители обычно указывают (в паспорте устройства или в инструкции), какая именно схема используется в той или иной радиосистеме.

Diversity

Чем отличаются Diversity и True Diversity в беспроводных системах?
Схема Diversity

При использовании Diversity процессор радиосистемы автоматически переключается на работу с антенной, принимающей более сильный сигнал. Полученные данные процессор отправляет на тюнер радиомодуля (треугольник на схеме).

Чтобы определить, стоит ли переключаться на другую антенну ради стабильной передачи сигнала, на процессор постоянно подаётся управляющее напряжение со стороны выходного демодулятора. Если напряжение становится меньше, система переключается на другую антенну, благодаря чему приёмник всегда остаётся на антенне с более сильным сигналом.

True Diversity

Чем отличаются Diversity и True Diversity в беспроводных системах?
Схема True Diversity

В схеме True Diversity также используются две антенны, установленные на расстоянии друг от друга, однако как такового переключения между ними не происходит. Антенны подключены к двум тюнерам с одинаковыми характеристиками, которые передают данные дальше по схеме для последующей демодуляции и вывода на всеобщее обозрение.

Тем не менее перед тем, как звук попадёт на выход, он проходит через компаратор — микросхему, сравнивающую характеристики сигналов от каждой антенны. Сравнение происходит постоянно, при этом на выход подаётся именно те данные, чьи характеристики в моменте оказались лучше. Всё это происходит постоянно, благодаря чему мы всегда работаем с более сильным сигналом.

Преимущества и недостатки Diversity и True Diversity

Схема Diversity с двумя антеннами используется многими производителями беспроводных микрофонов, чтобы снизить стоимость конечной системы. Хотя для предотвращения потерь и используются две антенны, результат работы схемы зачастую неидеален, так как тюнер в схеме всё равно один. Так или иначе, в моменте работа ведётся всё равно с одним сигналом.

В итоге, несмотря на простоту, Diversity полностью не решает проблему нестабильности передачи и возникновения шумов. Особенно ярко это проявляется в сложных условиях приёма, а также в ситуациях, когда сигнал необходимо передать на большие расстояния.

Схема True Diversity использует две антенны, подключённые к двум тюнерам. Внутри системы работа идёт с двумя сигналами одновременно, при этом на выход всегда приходит сигнал лучшего качества. Такая схема дороже, однако и качество приёма и передачи сигнала в ней намного лучше.

Преимущества Diversity Простота реализации Малая стоимость конечной продукции: системы с Diversity заметно дешевле аналогов с True Diversity	Преимущества True Diversity Высокая стабильность работы Проблемы передачи решаются даже в сложных условиях и на больших расстояниях
Недостатки Diversity Система лишь сглаживает проблемы и недостатки Плохо справляется с передачей сигнала в сложных условиях и при передаче на большие расстояния	Недостатки True Diversity Сложность реализации Более высокая стоимость конечной продукции: системы с True Diversity заметно дороже систем с Diversity

Какую именно систему использовать, каждый решает сам. Если вы знаете, что условия работы нормальные, а передаче ничего не будет мешать, то можно отдать предпочтение радиосистемам со схемой Diversity. Если же речь идёт о ситуациях, когда сигнал нужно передавать на большие расстояния или в непростом окружении, выбирайте True Diversity.