教學環境的無線擴聲方案一直以來是音頻領域多媒體教室建設的難點所在，究其原因主要是：學校教室同時使用數量多，教室建聲條件差，人多噪聲大，建設成本預算低等等。
對于學校這種需求，多年來都欠缺一個高標準聲音質量，零管理需求的完美高效的解決方案——直到數字紅外“一師一麥”概念的出現。
近日，全球最大規模的“一師一麥”多媒體教學擴聲項目在中國頂尖名牌大學——武漢大學建設完工，該項目一共安裝了近500間教室，為學校所有的約5000位老師每人一支配備了臺電(TAIDEN)的數字紅外無線麥克風，為廣大老師打造了一個“保真 無輻射，衛生 零管理”的數字紅外“一師一麥”頂級教學環境，用最前沿的科技造福廣大師生。
武漢大學歷來對教學質量的要求非常高，TAIDEN數字紅外教學擴聲系統能夠成為名校教室里的“標配”，正是因為其卓越的性能和人性化的應用。究竟什么是數字紅外“一師一麥”，它的魅力又在哪里?與其他教學擴聲方案——有線、無線射頻(包括UHF、VHF、2.4G、藍牙等)、吊麥、模擬紅外等相比，它具有什么樣的優勢?下面就將為大家詳解教學環境擴聲方案的發展歷程。
有線麥克風是最早應用在教學環境的擴聲設備，盡管其成本低、實現方式簡單，但臺面式麥克風的位置相對固定，使老師的授課空間局限在講臺甚至是話筒周圍的更小空間，板書或肢體演示時無法擴聲，導致課堂上授課形式呆板單一，師生們容易疲倦，也難以進行互動。
臺面式有線麥克風
而無線射頻麥克風，雖然擺脫了線材的束縛，使老師有更大的施展空間，但卻存在著多系統同時工作時信號互相干擾問題。無線射頻技術主要指UHF、VHF，以及2.4G、WiFi、藍牙等，射頻信號可以穿墻傳輸，距離遠，且沒有方向性。而對于教學應用場景來說，教室密度高，通常多間相鄰，甚至幾十、上百間教室同時使用多套系統。若使用無線射頻系統，各系統間很容易引起互相干擾、串音，從而影響正常的教學秩序。同時，在教學活動中，老師攜帶無線麥克風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)，耗時又容易出錯。另外，高品質的無線射頻麥克風價格昂貴，其借用管理是一個不大不小的麻煩;低成本的麥克風音質又不如人意。隨著電子信息化設備在校園及周邊環境的應用越來越普及，無線電干擾源無處不在，且難以預知;射頻頻點資源也瀕臨飽和狀態，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)互相搶頻點資源，互相干擾的情況經常發生。此外，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，也會對長時間使用會產生射頻輻射的無線射頻設備有擔憂。因此基于無線射頻傳輸技術的擴聲方案在大規模應用于教學環境時一直存在缺陷和隱患。
無線射頻擴聲系統
為了解決使用傳統有線麥克風老師授課空間局限和無線麥克風的管理問題，近年來，有廠商推出了吊麥擴聲系統，進行遠距離拾音。然而吊麥擴聲系統的麥克風安裝距離較遠(一般在2-3米)，聲音還原效果差，環境噪聲也會進入到擴聲系統中。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)和嘯叫抑制等數字音頻處理。但是，受到教室建聲環境限制，這些數字音頻處理技術的效果都極不理想，使得擴聲后的聲音嚴重失真，聲音處于嘯叫的臨界狀態，而且這種臨界狀態難以保持穩定，聲場環境稍有變化，即可能突破嘯叫臨界點，出現低頻尾音或高頻尾音。長期在這種環境下聽課，學生容易產生煩躁情緒，影響學習效率;同時，嚴重失真的聲音也會影響學生對聲音美感的培養。所以吊麥方案并不適宜在教學環境大范圍推廣使用!
吊裝麥克風
為了攻克這些實際應用當中的難題，有部分企業開始研究將紅外線音頻傳輸技術應用于教學環境。紅外線傳輸方式不受無線電干擾，教室之間也不會串頻和干擾;綠色環保的紅外技術不會產生對人體有害的射頻輻射，準媽媽教師們也完全不必為此擔憂。“一師一麥”方案為每位教師配備個人專屬的紅外麥克風，避免交叉配戴，高效又衛生，教師們佩戴紅外麥克風后可在任何一間教室使用，老師走班上課方便，無需對頻，即開即用。然而早前市面上出現的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，最好時也只能達到55~60dB，隨著無線傳輸距離增加，信號減弱，信噪比會更低。此外，模擬紅外傳輸技術也易受到直射太陽光的干擾。因此，模擬紅外麥克風也不是理想的教學擴聲方式。
作為全球領先的會議系統廠商，深圳臺電公司曾于2008年自主研制出TAIDEN數字紅外處理芯片，并發明了數字紅外無線會議系統(發明專利號：200710076589.3)。2015年，臺電公司將國際先進的數字紅外技術引入到多媒體教學環境中，推出了數字紅外教學擴聲系統。該系統將音頻信號通過數字紅外處理芯片進行編碼，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大幅提升，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，做到了音質不隨距離而打折, 教學不因聲音而煩惱。
數字紅外麥克風除具有紅外線傳輸方式不受無線電干擾、無需對頻、無射頻輻射等優點外，其高保真音質讓教師能較長時間以自然聲調講課，保護教師聲帶，避免聲嘶力竭;清晰自然的聲音能調動學生注意力，減少上課分心、開小差現象，從而提高聽課效果，也有益于保護孩子的聽力。因而，數字紅外麥克風的“一師一麥”應用成為目前最為理想的教學環境擴聲系統解決方案。
此外，臺電公司還為學校提供各類需求的不同配置，可實現中控、錄播、教學錄音管理平臺等多種功能，很好地與第三方信息化設備等連通起來，由此構成了理想的教室音頻系統解決方案。
深圳臺電(TAIDEN)自主研發的數字紅外芯片
TAIDEN TES-5600系列數字紅外無線麥克風
TES-5606數字紅外無線麥克風(頸掛式佩戴)
TES-5606數字紅外無線麥克風(領夾式佩戴)
TAIDEN數字紅外教學擴聲系統
武漢大學自首期1500支數字紅外麥克風于2018年初啟用以來，便不斷收獲好評，并得到了粉絲量77萬的武漢大學官方微博推送宣揚這一造福師生的應用。武漢大學校長竇賢康院士也都佩戴上TAIDEN 頸掛式數字紅外麥克風進行授課。武漢大學的一些學院也紛紛表示，要在院屬教學環境追加TAIDEN數字紅外教學擴聲系統。武漢大學原計劃配備總計3000余支麥克風，在首期1500支數字紅外麥克風使用后，又多次追加，此次在暑期又追加了3000余支麥克風，總計約5000支的數字紅外麥克風將很快全部投入使用，成為教學環境擴聲應用的一大標桿性項目，這也是迄今全球最大規模的“一師一麥”工程。
除武漢大學外，武漢科技大學也配備了2000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，華北水利水電大學配備了1250支TAIDEN數字紅外無線麥克風，荊楚理工學院配備了650支TAIDEN數字紅外無線麥克風，還有一些中小學也采用了TAIDEN數字紅外無線麥克風“一師一麥”方案。眾多院校對TAIDEN數字紅外“一師一麥”方案的肯定與信任，相信將引領著接下來更多院校加入到TAIDEN數字紅外 “一師一麥” 項目建設當中，共同踐行和推廣更加綠色、環保、高效的教學擴聲理念!
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