2018新春伊始，座落于湖北省珞珈山下、東湖之畔的國家首批“雙一流”、“985工程”、“211工程”、“2011計劃”、“珠峰計劃”等重點建設的中國頂尖名牌大學——武漢大學傳來喜報，學校將為老師們配備總計3000余支的TAIDEN TES-5600系列數字紅外無線麥克風，在近500間教室內安裝數字紅外無線教學擴聲系統，為廣大老師打造一個“保真無輻射，衛生零管理”的“一師一麥”頂級教學環境，用最前沿的科技造福廣大師生。該項目首期的1500支數字紅外無線麥克風和近500間教室的固定設備已經全數安裝完畢并驗收。
TAIDEN數字紅外無線教學擴聲系統
這一代表性的工程是對深圳臺電公司“一師一麥”理念再一次深刻的大規模踐行，是臺電公司革新教學擴聲環境，引領教學音頻新方向的又一創舉。與武大不約而同采取這一做法的，還有同樣位于江城武漢的另一所高等學府——武漢科技大學，也配備了1500支TAIDEN TES-5600系列數字紅外無線麥克風及350多間教室的固定設備，實現了“一師一麥”。究竟什么是“一師一麥”，它的魅力又在哪里？與其他擴聲產品相比，它具有什么樣的優勢？這些問題只有臺電公司才能給出最完美的答案。下面就將為大家詳解TAIDEN數字紅外無線教學擴聲系統的產生，及其與同類產品的對比分析。
經過多年的教學市場調研，臺電公司發現，在教育信息化發展迅猛的今天，大量的小學、中學、高校紛紛引入教學一體機、錄播教室、創客空間、AR實驗室等豐富多樣的教學輔助工具的同時，往往忽視了老師授課最基本的一項需求——高質量的擴聲。在傳統課堂上，沒有擴聲設備，老師經常大聲授課，容易聲嘶力竭，而長時間大聲授課也使咽喉病成為老師的職業病。同時，僅憑老師自身講話的聲音，后排學生很容易聽不清楚而導致上課開小差，影響學習效果，老師也要經常維護課堂秩序，影響教學效果。因此，教學擴聲系統便應運而生，期望通過擴聲設備，將老師授課的聲音放大增強，給學生帶去更好聽課體驗的同時保護老師的“金嗓子”。
而目前市面上的擴聲產品，大致分為有線、無線、吊麥、射頻、紅外等幾種類型。傳統的有線擴聲系統實現簡單，成本較低，可以實現基本的教學擴聲功能，其缺點是，臺面式麥克風位置固定，而手持式麥克風則受連接線長度限制，老師授課只能局限于講臺邊緣狹小空間，板書時就無法擴聲，老師授課姿勢呆板，容易疲倦，也難以與學生互動，或進行肢體演示。
臺面式有線麥克風
為了解決使用傳統有線麥克風老師授課空間局限的問題，近年來，有廠商推出了吊麥擴聲系統。使用吊麥遠距離拾音，老師授課的活動范圍可以擴大到整個講臺，甚至前排學生的位置，在一定程度上解決了老師授課空間局限的問題。此外，吊麥也是一種有線擴聲系統，為固定安裝，因而沒有無線麥克風的管理問題。
吊裝麥克風
吊麥擴聲系統存在的主要問題是，麥克風安裝距離較遠（一般在2-3米），聲音還原效果較差，無關的聲音也會進入到擴聲系統中，比較嘈雜。根據聲音傳輸的物理特性，點聲源距離每增加一倍，聲壓級就減少6dB（功率減少為原來的1/4），系統要提高擴聲增益，環境噪聲也會隨之增加，為此必須進行噪聲消除（ANC）和嘯叫抑制等音頻處理。然而，教學環境中這些音頻處理技術的效果都不理想，都嚴重地損傷音質，使得擴聲后的聲音嚴重失真，處于嘯叫的臨界狀態，長期在此環境下聽課，會對學生造成煩躁的現象，影響學習效果，同時也影響學生對聲音美感的培養。
鑒于有線擴聲系統存在的問題，音頻設備廠商們紛紛推出無線教學擴聲產品，采用無線傳輸技術進行教學擴聲，其中最早出現的就是射頻傳輸技術。射頻傳輸主要包括UHF、VHF（即我們常說的U段、V段），以及2.4G、WiFi、藍牙等。射頻可以穿墻傳輸，傳輸距離相對較遠（一般可以傳輸50-100米），沒有方向性，這些特點對于普通音頻傳輸來說是較為理想的模式。最典型的應用就是舞臺用的無線麥克風，對講機。
無線射頻擴聲系統
然而，對于會議及教學等使用場合，由于環境比較特殊，通常是多個相鄰的會議室，甚至幾十、上百間教室需要多套系統同時使用，若使用無線射頻傳輸系統，各系統之間很容易引起互相干擾，串音，從而影響正常的教學秩序。在教學環境，麥克風有時需要在不同教室之間流動使用，此時就必須重新調整頻率（對頻），因此常常給老師帶來出錯的可能。隨著電子信息化設備在校園的應用越來越普及，無線電干擾無處不在，且難以預知；射頻頻點資源也瀕臨無可用的情況，各種無線系統（包括WiFi設備、藍牙設備、無線對講機、無線投影機、無線鼠標/鍵盤、中控無線觸摸屏等）互相搶資源，互相干擾。因此基于無線射頻傳輸技術的無線射頻麥克風在大規模應用于教學環境時一直存在缺陷和隱患。此外，當下的教學環境越來越強調綠色環保、健康無污染，對擴聲產品的選用也提出了更高的標準。一些需要特殊關懷的老師群體，例如懷有身孕的準媽媽老師，不適合長時間佩帶使用會產生電磁輻射的無線射頻擴聲系統。
因此，為了解決射頻技術在音頻傳輸應用的缺陷，人們開始致力于紅外線傳輸技術的研究。紅外線傳輸技術相比射頻技術而言，有顯著的特點：不能穿墻，不受無線電干擾，亦不產生無線電波，不受無線電頻率使用限制。這使得紅外無線系統具有良好的私密性及抗干擾能力，非常適合于會議室、教室等需要良好的信號隔離的場所使用，即便是上百套紅外無線系統在相鄰的教室同時運行也不會互相造成干擾；也不必跟眾多無線設備搶占已經非常嘈雜的頻譜空間。此外，紅外線傳輸技術不產生對人體有害的電磁輻射，長時間使用也不必擔心輻射問題。
一開始，市面上用于教學擴聲的紅外無線系統皆為模擬紅外傳輸技術。模擬紅外無線系統的音頻信號通過頻率調制（FM）方式調制，再通過紅外線進行傳輸。模擬紅外傳輸技術較為成熟，成本低，但音頻傳輸質量不高，頻響帶寬較窄（一般為200Hz~5KHz），信噪比（S/N）較低，最好時只能做到55~60dB，隨著無線傳輸距離增加，信號減弱，信噪比會更低。
基于上述現狀，臺電公司發明了數字紅外無線麥克風，并自主研發了數字紅外處理芯片（發明專利號：200710076589.3，歐盟專利號：Nr.212008000014.8），進而研發了世界上首套數字紅外無線會議系統和數字紅外無線教學擴聲系統。使用數字紅外傳輸技術的無線麥克風將音頻信號通過數字紅外處理芯片進行數字編碼，并以DQPSK 數字調制技術進行調制，然后通過紅外線進行傳輸，系統的音頻傳輸質量達到了完美的專業級別：頻率響應可達到50Hz-20kHz；信噪比達到80dB以上；失真度小于0.06%；最遠傳輸可視距離可超過25米，實際應用范圍大于12米半徑；只要在信號可接收的情況下，系統均輸出CD級音質，讓音質不隨著距離而打折, 教學不因聲音而煩惱。
深圳臺電自主研發的數字紅外芯片
TAIDEN數字紅外無線教學擴聲系統
有了數字紅外技術的保障，教學擴聲在一定程度上已經得到了一個理想的解決方案，沒有了錯綜復雜的連線、沒有了干擾串音的窘困、沒有了嘈雜失真的尷尬。在當前教學環境中，很多都是走班、串班教學，以及越來越多的公開課、展示課等，老師使用時需要走麥克風借用程序，共用麥克風也會產生交叉污染，這對麥克風的使用和管理都帶來了不便和挑戰。基于這樣的需求，“一師一麥”的概念應運而生。所謂“一師一麥”，就是每一個老師擁有一個專屬麥克風，除了更加衛生之外，麥克風輕便、易攜帶，可在各個教室之間流動使用，免去了麥克風借用管理的麻煩。
不同于無線射頻麥克風在不同教室使用時需要繁瑣地調頻、對頻，使用數字紅外無線麥克風的老師在走班時，換到下一間教室，一開口聲音就出來，且音質永遠保持完美狀態，為教學工作省下了寶貴的分分秒秒。可以說，數字紅外無線麥克風的出現，將“一師一麥”的概念發揮到了極致！ 同時，紅外技術的引入進一步保證了擴聲過程的綠色安全、杜絕電磁輻射等優點，使不同老師群體都能放心使用。可以說，數字紅外無線教學擴聲系統，是一款真正讓人省心又安心的產品。
在教室分布相對集中，又存在諸多未知干擾源的教學環境中，要兼顧音質、抗干擾性能及管理是否方便等要素，TAIDEN數字紅外無線擴聲系統的“一師一麥”應用方案稱得上是最合適的解決方案。武漢大學和武漢科技大學大規模踐行“一師一麥”，標志著教學環境擴聲方案的最新發展趨勢，也是臺電公司對傳統教學擴聲產品更新換代的呼吁，相信也勢必會在不久以后的教育裝備領域，掀起一股革命性的浪潮。
|
