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Zaxcom、狭帯域ダイレクトコンバージョンに関するホワイトペーパーを公開

Zaxcom、狭帯域ダイレクトコンバージョンに関するホワイトペーパーを公開

Zaxcomは、同社が2023年から開発を進めてきた新しい受信機アーキテクチャ「狭帯域ダイレクトコンバージョン」について詳述したホワイトペーパーを公開した。この技術は、アナログ-デジタル変換の前に受信RF信号を200kHzのウィンドウでフィルタリングし、470~698MHzのUHF帯域において1MHz刻みで調整可能なチューナブル・トラッキング・フロントエンド・フィルタを採用している。2026年5月、受信機、4トラック・レコーダー、オートミキサー、USB-Cインターフェースを一体化したコンパクトなデバイス「DCiRX」とともにデビューした。

都心やコンベンションホール、あるいはLEDウォールの近くで現場音声を収録した経験のある人なら、干渉のない周波数を見つけることが仕事の半分に過ぎないことを知っているだろう。Zaxcomのホワイトペーパーは、携帯電話ネットワーク、Wi-Fi、Bluetooth、インカム、トランシーバーなどが密集する今日の混雑したRF環境において、受信機が干渉を回避する能力は、その受信機が使用する周波数と同じくらい重要であると論じている。この文書では、同社が従来の受信機設計が限界に達しつつあると考える理由と、その新しいアーキテクチャがどのように対応しているかを解説している。Zaxcomはこの分野で長い実績を持っており、ZMT4ワイヤレストランスミッターやNovaミキサー/レコーダーといった製品について、当サイトでも長年にわたり取り上げてきた。

現在の受信機設計が課題に直面している理由

このホワイトペーパーでは、2つの確立されたアーキテクチャを検証している。Zaxcom自身が2000年に初めて設計したスーパーヘテロダイン受信機は、入力されたRFを1つ以上の中間周波数に変換し、そこで信号のフィルタリングと処理を行う。同社によれば、このアプローチは数十年にわたりプロ用ワイヤレスオーディオにおいて信頼性の高い性能を発揮してきたが、変換プロセスによって中間周波数(IF)の漏れ、イメージ周波数感度、クロストーク、および近接して設置された複数の受信機間の干渉が生じる可能性がある。Zaxcomは、これらの制限は実装の不備ではなく、アーキテクチャそのものに内在するものであると指摘している。

2つ目のアプローチとして取り上げられた「広帯域直接変換(Wideband Direct Conversion)」は、電力予算、アンテナの配置、動作条件を制御できる携帯電話インフラなどの用途では良好に機能する。しかし、現場録音に適用すると、Zaxcomは、ハードウェアのコストパフォーマンスが低下し、消費電力が大きく、設置スペースも多くなると主張している。これら3つの点は、録音技師が実際にカートやバッグに求めている、コンパクトで軽量、省電力であり、地上レベルで、しばしば他の送信機のすぐ隣でも確実に動作する機材と真っ向から相反するものだ。

『ショパン、ショパン!』の撮影現場にいる現場録音技師のマルチン・マトラック。画像提供:Zaxcom

デジタル化前のフィルタリング

狭帯域ダイレクトコンバージョン(Narrow Band Direct Conversion)の核心となる考え方は、信号がアナログ-デジタル変換器に到達する前に干渉に対処することだ。まず、調整可能なトラッキング・フロントエンド・フィルタが、目的の信号を含むスペクトル帯域を選択する。その後、その信号はダウンコンバートされ、デジタル化の前に200kHzのウィンドウを通じてフィルタリングされる。これにより、そのウィンドウ外の周波数は、A/Dコンバータの性能を低下させる前に除去される。

従来の広帯域受信機との対比は、Zaxcomの主張の核心だ。従来の設計では通常、25MHz以上のスペクトルをデジタル化し、その後ソフトウェアによって目的のチャンネルを分離する。これは柔軟性があるが、受信機にとって不要なRFエネルギーにコンバーターをさらすことになる。強い不要信号がコンバーターのダイナミックレンジを圧倒してしまうと、デジタル処理が始まる前に目的の信号が損なわれる恐れがあり、論文が指摘するように、変換中に失われた情報はソフトウェアでは回復できない。Zaxcomは適切な例えを挙げている。騒がしい乗客や泣き叫ぶ赤ん坊で満員の飛行機の中で、狭帯域直接変換は、聞きたい音だけを通すノイズキャンセリングヘッドホンのようなものだ。

Zaxcomによれば、その実用的な効果は、近くで遥かに強力な送信機が動作している中で受信機が微弱な信号を復元しなければならない「近・遠」の状況や、トランシーバーなどの帯域外信号への耐性において現れる。これらはまさに、混雑した撮影現場でのカメラホップやバッグワークを悩ませるシナリオそのものだ。

周波数に追従するフロントエンド

トラッキング機能を備えたフロントエンドフィルターは、470~698MHzのUHF帯域で動作し、1MHz単位で電子的にチューニングできる。これにより、受信機の30MHzフロントエンドは、不要な周波数帯域に開いたままにするのではなく、その場所での使用可能な周波数に追従することが可能になる。Zaxcomは、このフィルターが固定周波数のSAWフィルターによる制約を受けない点を強調している。従来の多くの設計では、SAWフィルターによってあらかじめ決められた周波数帯域に制限されていたのだ。

効率性の面でも利点がある。200kHzをデジタル化するのに必要なデータ処理量は、25MHz以上をデジタル化するよりもはるかに少ない。同社によれば、処理負荷の軽減は、消費電力の低減、稼働時間の延長、デバイスの小型化、発熱の低減につながるという。受信機がバッテリーを急速に消耗したり、サウンドバッグの中で熱を帯びたりする様子を見たことのある人にとって、これらは抽象的なメリットではない。

独立したチャンネルとスペクトル効率

ZaxcomのZHD96変調方式では、各ワイヤレスチャンネルが100kHzを占有する。同社によれば、これにより6MHzのスペクトル帯域内に最大30の独立したチャンネルを確保できるという。各送信機と受信機はそれぞれ完全かつ自立したワイヤレスリンクであるため、システムはチャンネルを1つずつ拡張でき、受信機は最も有用な場所に配置できる。制作現場では、単一の共有RF伝送に複数のオーディオチャンネルを依存させることなく、必要な周波数帯域とハードウェアのみを展開すればよい。

このアーキテクチャに基づいて開発された最初の製品DCiRX

この技術は2026年5月、DCiRXの発売により商用デビューを果たした。これは、狭帯域ダイレクトコンバージョンを基盤とした初のUHF受信機である。本機は、モノラルまたはステレオのワイヤレス受信機能に加え、5Vラベリアマイクまたは48Vファンタム電源マイク用のダイレクト入力端子を備えている。内蔵の4トラックレコーダーは、32ビット浮動小数点または24ビット固定小数点形式で、最大3つのISOトラックと、タイムコード付きのオートミックストラック1つを記録できる。多くの読者にとって32ビット浮動小数点が購入の決め手となっている現状を考えると、これは歓迎すべき機能だ。4チャンネルのUSB-Cインターフェースは、互換性のあるモバイルデバイス、コンピュータ、カメラに接続でき、タイムコードも伝送する。

Zaxcom DCiRX。画像提供:Zaxcom

実際には、この1台でワイヤレスレシーバー、カメラリンク、有線マイク入力、アイソレートされたバックアップレコーダー、オートミキサー、あるいはコンピュータやモバイル端末とのインターフェースとして機能するため、少人数のクルーが持ち運ぶ必要のある機材の数を減らすことができる。これは、URX50 IFBレシーバーのような多機能デバイスに見られるように、Zaxcomが以前から追求してきた設計哲学に沿ったものだ。

単発の機能ではなく、拡張可能なアーキテクチャ

このホワイトペーパーから得られる最も興味深い点は、Zaxcomが「ナローバンド・ダイレクト・コンバージョン」を単一の製品機能ではなく、拡張可能なアーキテクチャとして位置付けていることだ。同社は現在、望ましい信号を優先し、性能に影響を与える前に不要なRFを排除するという同じ原則を、新世代のマルチチャンネル無線受信機にも適用していると述べている。他のメーカーのホワイトペーパーと同様、性能に関する主張はZaxcom自身によるものであり、現場での実証が必要だが、その技術的根拠は、ロケーションサウンドのプロなら誰もが共感する課題に対処している。

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