+++ミニFMでも始めてみるか。+++   2004.5.15〜  2013.9.23更新


[ ミニFMの活用例 ]

・学園祭、運動会、クラブ活動
  大きな音が出しにくい場所でのアナウンスにも

・商店街
  安売り情報、地元の話題、町おこし

・商店、店舗
  待ち客の呼出、宣伝など

・社寺や教会
  説教等イヤホンで聞けるように

・ホール、会議室等での同時通訳
  同時複数チャンネルも可能です

・祭り、フリーマーケット、イベント、催し物
  イベント番組放送、案内

・各種競技場、スタジアム、競馬場、体育館等
  場内放送、実況、解説など

・博物館、美術館、劇場
  各展示品ごとの解説(イヤホンガイド)、ラジオの貸出

・観光地、道の駅でのガイド

・ドライブインシアターなど

・スキー場、海の家などでのミニFM放送

・バス等の車内放送(音楽やガイド)

・店舗、駐車場等での待ち客呼出
  FMで呼出放送し、店舗混雑時車内で順番待ち可能

・店舗などのBGM、放送用
  ラジカセ等を使い配線なしで音楽を送出

・近距離の音声伝送
  隣接建物同士や離れ、一階と二階との通話など

・集合住宅等での防災放送・FM再送信
  TV共聴設備に混合し各部屋のラジオで聴取

・コミュニティFMの開設準備


[ 必要な機材 ]

・送信器(トランスミッタ)
iPod用など市販のFMトランスミッタが最も簡単かつ安上がりに入手できますが、ミニFM用として利用する際の欠点は、送信周波数の選択の幅が狭いこと、モノによっては音質があまり良くないこと、車シガー電源用または電池駆動が多いこと、外部にアンテナを接続できず電波があまり飛ばない。これは車内からカーラジオに飛ばすのが目的だから無理もないのですが、商品によってのばらつきが大きいのが現状です。

また、市販のキットを製作する手もあります。数千円から購入できます。欠点は周波数安定度が良くないこと。但し「PLL」と銘打ってあるモノは、音質はともかく送信周波数安定度は問題ないでしょう。但し価格は高くなります。完成品になっているのもあるようです。使い方や予算に応じて、最適な送信器を選定しましょう。

さて、PLLとは"Phease Locked Loop"の略で、簡単に言うと、発振周波数を安定化する回路です。 基準となる周波数が安定な発信器(水晶等)と不安定な発信器(変調器)の位相を比較して同じになるように「不安定な発信器」の位相(即ち周波数)を自動的に合わせるように動くしかけです。
最初から安定な発信器だけを使わないのは、送信周波数が選択出来ないし、FMは周波数変調ということですから、変調器として使いにくいからです。 そこでPLLの技を用いると、送信周波数はすこぶる安定で、しかもデジタル的に周波数を設定できることになるのです。
欠点は、周波数を一定にしようとする回路ですから、周波数変調がかかりにくくなるとか、基準に使う周波数が一緒に変調される恐れがある等です。これらは設計でカバーできます。
PLLではない送信器は、「不安定な発信器」のみで送信するので、回路は単純になりますが、温度変化等で周波数がふらつき易くなります。ここら辺も設計である程度はカバーできます。でも周波数の設定はアナログ的な調整作業になってしまいます。

その他のFM送信器のポイントとしては、ステレオかどうか、音声周波数特性、送信出力などがあります。
殆どのFM送信器はステレオ方式になっています。その品位はチャンネルセパレーションという値で示されます。左の音と右の音の分離度を表します。例えばこれが40dBという値であれば、送信器の右chのみに信号を入れたとき、受信器の左chのレベルが右chの1/100ということです。
測定周波数は1kHzであることが多いです。30dB以上あれば十分ステレオ感があります。 受信器側では良いチューナは60dB以上、ポケットラジオは30dBくらいかと思います。

周波数特性は、FM放送の規格で上限は15kHzあたりとなりますが、CDなどの音源では20kHzくらいまでの周波数成分が含まれています。高域はプリエンファシスによってレベルを上げて変調(10kHzで約+10dB)されるため、CDなどの音声をそのままステレオ変調すると音質の悪化や変調波の帯域拡大などの弊害があります。これを防ぐためには、ステレオ変調器の前に15kHz以上、特に19kHz前後を十分に減衰させるフィルタを通します。
周波数の下限は20Hz前後であるチューナが多いようなので、送信側でもカットオフが20Hz程度であれば良いでしょう。低域特性に問題のある送信器では、低周波の入力レベルが大きい場合、PLLのロックが不安定になりやすく、レベルの変動も大きくなります。
MP3は15kHz前後から高い周波数成分がカットされるため、FM送信の音源として適します。
また、エンファシス対応のマルチバンドコンプレッサと言われる器材を通すことで、FMに適切な変調とすることができ、平均変調率も上がります。 パソコンでも処理できます。例えばシェアウェアの 「MultiMax3」 が安価で効果的です。
人の声の中でも「さ行」(さしすせそ)と「た行」(たちつてと)が高域成分が多く、プリエンファシスをかけてFM変調すると耳障りなノイズが発生する場合があります。安価なラジオで受信すると特に目立つ傾向があります。ディエッサを用いるか、5kHz〜10kHz辺りでコンプレッサをかけると改善するでしょう。「MultiMax3」も効果があります。

周波数特性の他に音質上重要なのがノイズとひずみだと思われます。いわゆる「S/N」というもので、南極と北極ではなく、Signal/Noiseです。信号の最大レベルは決まっているので、ノイズがどれだけ低いかということになります。
音声帯域全体にあるホワイトノイズや、特定の周波数に発生するノイズがあります。商用電源の50,60Hzとその整数倍の「ブーン」という低周波音のノイズは乗り易いですが、ケーブルの引き回しや、器材の設置場所などを調整することで、軽減できる場合が多いです。電源ケーブルに嵌めるフェライトコア等も効果があります。
送受信器は、電波を用いる器材なので、周囲の環境に影響を受け易いので注意が必要です。テレビ、パソコン、携帯電話、調光器、給湯器、電子レンジ、モータを使っている機器などがノイズ発生源となり易いです。なるべく離して使用しましょう。
「ひずみ率」とは測定信号(例えば1kHz)で変調(一般的に100%で)された電波を受信した際の、目的信号(例えば1kHz)以外の高調波やノイズなどのレベル比です(THD+N)。信号に対しそれ以外の目的外信号が1/100であればひずみ率1%です。全高調波ひずみ率とは高調波のみを対象にしたひずみ率のことで、ノイズ等が除外される分、ひずみ率より良い値になります。

送信出力は大きい程遠くまで飛びます。無資格無免許で出せる電波の強度は法律で決まっていて、「無線設備」から3mの距離で500μV/m(マイクロボルトパーメートル)の電界強度以下であること。これがいわゆる「微弱電波」というわけです。 この規定を利用し、FM放送帯で自由に微弱電波を送信するのが通称「ミニFM」です。「コミュニティFM」というのは免許を取得し、原則として20W以下の送信出力で放送する小規模局のことで、これをミニFMと呼ぶ方もいるので注意が必要です。
このため、「マイクロFM」や「マイクロラジオ」といった呼称も使われているようです。確かに電波出力の弱さやエリアの狭小さからいうとミニよりマイクロの方が妥当かもしれません。

さて、微弱と言ってもどの程度の強さか判りにくいし、正確に測定するのも困難です。100m程度の飛距離などとも言われていますが、受信器の感度とそのアンテナ、及び周囲の状況によって大きく変化します。
また、電波が大地や建物に反射することによる直接波との干渉で、電波が強い場所と弱い場所が必ず存在します。これが送信アンテナとの距離に関わらず、移動すると受信状況が大きく変動する理由となります。 また、基本的に自由空間では電界強度は距離に反比例(-6dB/oct)し、3mで500μVであれば30mで50μVとなるはずです。但し、大地との干渉を考慮すると、アンテナとの距離や高さにもよりますが、これより減衰が大きくなってしまうようです。送信アンテナの給電部を半波長(約2m)以上の高さとした方が、大地による減衰も減少し打ち上げ角が低くなり、地面に近い受信点において、より電界強度を得られるようです。

大概のポケットラジオはイヤホンコードがアンテナを兼ねているため特に受信が不安定になりやすく実用エリアは半径10m前後、カーラジオでの受信は電波の強いポイントに停車したとして20m程度がモノラル受信の実用限界でしょう。尚、車のアンテナがルーフアンテナやガラスフィルムアンテナなどであると比較的感度が悪く、長めのロッドアンテナの車は感度が良いです。

具体的な微弱電波の送信電力は理論値で0.1μW[マイクロワット]=1mWの1/10000以下です。送受見通しで良好なチューナと指向性のある受信アンテナを使えば、1km程度離れていても電波環境次第では受信可能なはずです。受信電波が弱い場合、受信器のアンテナにFM用の受信ブースタを挿入すると効果があるかも知れません。
また、「無線設備から3mの距離」と規定されているため、アンテナ及び本体等から3m離れたあらゆる方向で最も強い電界強度値が採用されます。このため、ケーブルや送信器本体からの電波の漏れにも注意が必要です。
電波強度が上記のレベルを超えてしまう場合、送信機の出力を下げるか適切な値のアッテネータ(減衰器)を送信機とアンテナの間に挿入し、アンテナに供給する電力を落とす必要があります。 但し、送信器本体からの漏れ電波だけで法定を超えている場合もあります。
送信器によって電波出力は様々です。電波法に違反した際は運用者が処罰されます。「微弱電波」かどうかは送信器の使い方次第ですのでご注意下さい。また、微弱電波には免許もなく機器認証も必要ありませんが、公的機関にて性能証明を得ることはできます。

送信周波数の選定は、その地域での放送局の使用周波数を全て調査・確認し、互いに妨害とならない様に留意します。コミュニティ放送等が新規開局予定となっている場合もありますので要注意です。地元局からは0.4MHz以上離れた周波数にし、受信可能な遠方局とも同一周波数とならない様にするべきでしょう。近所でワイヤレスカラオケマイクなどが使われることも想定し、ある程度の期間をおいて入念に受信してから決定しましょう。
意外な遠方局が受信できたりしますのでそれらの聴取者の存在の可能性に注意が必要です。例えば都内でも群馬(86.3)、栃木(76.4)の県域局が弱いですが受信できます。都内近郊では85MHz以下に空きチャンネルは殆どありません。他局の電波が弱い場合でも同一か隣接周波数で送信すると、隣接局に妨害を与えるだけでなくこちらの受信可能エリアも狭くなります。
また、77MHz前後と88MHz前後は対応する車用などのトランスミッタが多いため混信する可能性が高くなります。近年特に車載用が増加しているようです。車で移動中によく混信します。また、パソコンはFM放送帯も含め弱いですが多数の電波を出しています。
81.0MHz及びその前後は、その3倍の周波数に航空用緊急無線が割り当てられているため使用してはいけません。
地域のケーブルテレビのFM再送信の周波数も避けるべきでしょう。 放送帯域外ですが、75.8MHzは視覚障害者向け音声アシスト用無線電話用周波数となっており、76MHz近辺の運用は注意が必要です。
76.0と90.0MHzは受信できないチューナが一部存在します。

・アンテナ
送信アンテナの設置については、室内アンテナは手軽ですが、建物の壁など障害物があるとただでさえ狭い受信可能エリアが大幅に狭くなります。同一建物内のみでの受信する目的以外は、屋外の見通しのいい所で、ある程度地上から高く設置することをお勧めします。
風でアンテナが揺れると受信される電波強度が変動(フェージング)し、受信音声にも影響があるので、屋外では揺れにくいアンテナを揺れにくい箇所に固定しましょう。近くに人間、車、電線や木立等動く物がある場合はできるだけ離れた位置に設置した方がよいでしょう。
大半のFM受信受信用のアンテナは微弱電力であれば送信にも使用できます。屋内設置ではアマチュア無線や各種無線受信用として、ロッドアンテナ(ラジカセとかについている伸縮するタイプ)や、ホイップアンテナが市販されています。 アンテナのインピーダンスは、50Ωか75Ωとされているものどちらでも大差ないと思います。特にインピーダンスの仕様が無くてもとりあえずは使えるでしょう。

屋外設置ではFM受信用として市販されているものが使えますが、電波法は出力電力ではなく電波の強さで規定されているので、水平指向性のある八木アンテナ等は指向性の分出力を下げなくてはならないため、エリアは狭くなります。水平無指向のアンテナでエリアを円形に近づける程、受信可能エリアが拡がります。
また、水平偏波で無指向性を実現するには少々特殊なアンテナ(ターンスタイル等)を要しますが、1素子のアンテナを垂直に設置し、垂直偏波とすれば容易に水平無指向となります。 ちなみに大半のテレビ(VHF,UHF,地デジ)は水平偏波で送信され、AMラジオは垂直偏波、FMは水平偏波が多いですが、局によっては垂直偏波のようです。

アンテナは送信器に直接接続しても構いませんが、設置場所の都合や電波の安定性を考慮するとある程度離した方がよいでしょう。 送信機とアンテナをつなぐケーブルは、テレビのアンテナ端子に使われる一般的な同軸ケーブルがよいでしょう。これも50Ω(3D-2V等)か75Ω(3C-2V等)とされているものであればどちらでも大差ないと思います。また、アマチュア無線用のアンテナ基台というものが各種市販されていますので、環境にあったものを用意しましょう。

・ミキサ(コンソール、調整卓)
マイク入力が3〜4ch、CD/PC入力がステレオ3〜4ch、エフェクト入力がステレオ1ch、出力がメイン1ch、AUX(グループ/ALT)出力1ch くらいがミニFMとしては適当でしょう。1万数千円〜で購入できます。
これに、コンプレッサ(通称コンプ、音声圧縮器)、リバーブ(エコー等効果)をつなげば十分な品質で放送ができます。各1万円台〜です。 特にコンプは必需品と言っても過言ではないです。設定が適切でないと効果がありません。FM放送はエンファシスに要注意です。
また、マイク1本にコンプ1chを割り当てると調整が楽です。この場合ミキサのインサートを使うのが一般的です。

・マイク(マイクロフォン)
まずは、カラオケ用の数千円のマイクでOKでしょう。高いやつはキリがありません。
主にダイナミックとコンデンサ型に大別できます。カラオケに使うようなヤツは大抵ダイナミックマイクというタイプです。丈夫で安いのが特徴です。ミニFMにも十分使用できます。
コンデンサ型は感度が高く、扱いがデリケートで、電源も必要ですが、一般的に周波数特性がよいとされています。。電池を入れるタイプか、プラグインパワー、若しくはファンタムタイプとなります。市販の電池動作コンデンサマイクはステレオマイクが多いですが、アナウンスマイクとしてはステレオは基本的に不向きです。ファンタムは一般的に、マイクで必要な48VDCをマイクケーブルに重畳して供給するもので、少々お高いマイクになります。大概のミキサはファンタム電源を搭載しています。PC用やプラグインパワー方式のマイクはミキサに接続しても使えません。
指向性は無指向と単一指向などがあります。単一指向とはマイク正面方向に感度が高く、周りの音を拾いにくいです。一般的なマイクは単一指向となっています。スーパーとかハイパーカーディオイドというのもありますが、単一指向と近い特性です。
一人につき単一指向マイク一本を使い、人数分のマイクをミキサに入力、各chのレベル差をミキサで調整するのが基本です。
マイクスタンドも必要でしょう。手持ちではハンドノイズが入りますし、なにより疲れます。フロアに立てるモノ、机の上に立てるモノ、机やパイプにはさむモノなどあり、蛇腹になってるフレキシブルタイプ(グースネック)とかもあります。机に置くマイクスタンドは机にぶつかったりした時の振動を拾い易い欠点があります。
息がマイクにかかってしまうと大きなノイズになります。マイクの位置や向き、ポップガード(マイクの前におく丸いネット)又はマイクの頭に被せるスポンジで対策できます。

・CDプレーヤ(送出系)
ライン出力ができるもので、ポーズスイッチが押し易く、ボタンを操作した時のカチッという音やメディアの出し入れの音があまり大きくないものが良いでしょう。 メモリプレイヤやパソコンも有用です。

・各接続ケーブル
意外とお金がかかるポイントです。コネクタもRCA(一般的なオーディオ用。ピンプラグとも)、フォンプラグ(標準プラグφ6.3)ミニプラグ(φ3.5)、キャノンタイプ(XLR、3ピンが主流)など色々なタイプが混在します。変換コネクタを用意しておくとよいです。
ちなみに、フォンプラグ3極アンバラの場合、先端が「チップ」Lch、中が「リング」Rch、根本が「スリーブ」でグラウンド、3極バランスの場合、チップがホット、リングがコールド、スリーブがグラウンドです。 キャノンは通常、1ピンがグラウンド、2ピンがホット、3ピンがコールドです。
マイクとミキサがバランス対応であれば、マイクケーブルは1m以上ならバランスタイプにした方が断然良いです。アンバランス(通称アンバラ)はノイズが入り易くなります。
両端がキャノンタイプなら殆どバランスケーブルです。フォンプラグ付のケーブル(比較的安価)ならフォンプラグがステレオ(3極、プラグに帯が2本あり電極が3つに分かれている)であればバランスケーブルかステレオケーブルです。ステレオケーブルは1芯シールド×2、バランスは2芯ツイストペアシールドを使います。最も一般的なカナレのケーブルではL4E6、L2E5等の表記があればバランスです。2極フォンプラグのケーブルはアンバランスです。

・他
マイクホルダのネジも数種類あって、メーカによってバラバラです、マイクスタンドとマイクホルダは合わないものと考え、ネジ変換アダプタも一緒に購入しましょう。
音声をスピーカでモニタするとハウリングし易く、普通ヘッドホンを使いますが、人数分、分配できないと不便です。2分岐なら、音量を別々に調整できませんが、二股分岐アダプタが使えます。3つ以上ヘッドホンを使いたい場合は、分配器(ヘッドホンディストリビュータ)を用意しましょう。各々でボリュームを調整できるようになります。また、ヘッドホンは密閉型と開放型があり、基本的にモニタは音の漏れにくい密閉型が適していますが、喋り手のモニタ(通称イヤモニ)は人それぞれの好みがあって両耳/片耳とか様々です。尚イヤホンによってはハウリングを発生させることもあります。

細かいことですが、クリック音の小さいストップウォッチも入手しておきましょう。時計の音やエアコンの送風がマイクに入らないよう、また椅子や机がギシギシいわないよう注意しましょう。
番組の録音はパソコンを使うと長時間録音でき、フェードイン等の編集も簡単にできるので有利です。フリーウェアで録音アプリが多数ありますので、各自の環境に合わせて選択しましょう。
曲やステーションID、ジングルなどの送出をキーボードのキーに対応させてサンプラーとしても有用です。できるだけ静音パソコン(ファンの付いていないノートパソコン等)を使用し、マウスやキーボードもクリック音の小さいものが良いでしょう。


[ 著作権について ]
コミュニティ放送局等では年間契約で著作権料をjasracに納めているらしいですが、法的に「放送局」ではない「ミニFM」の場合は市販の楽曲等を送信する際、どのようにするべきでしょうか?
「著作権フリー」として市販されているものや、web等において無料で提供される音源等は、明記された一定の条件下では自由に使用できると思われますが、殆どの市販のCD等の楽曲音源の著作権はjasracが管理しており、営利目的の楽曲使用においては、それなりの対価の支払いが必要です。
ただ、個人的で商業目的でもなければワイヤレスで音楽を聴いているのと同等と考え著作権料は発生しないと解釈できますが、音源にはjasrac管轄外の「著作隣接権」というのも存在し、ミニFMでの使用許可についてはそれを保有するレコード会社等の見解が決まってはいないようです。
また、番組を制作する際の市販CD等音源からのコピーを「私的使用のための複製」として認められているのは、「個人的に又は家庭内その他これに準ずる限られた範囲内において使用する」(著作権法第30条)場合ですが「これに準ずる限られた範囲内」というのは、明文化された規定はなくあいまいなようです。同じ場所で生活している人どうしくらいが妥当なところでしょうか。団体での制作や、他局との番組のネット(録音媒体のやり取り)をすると抵触するかもしれません。
「ミニFM局」として正々堂々と活動するのであれば、市販のCD等の音源は一切使わないというのが明快な解決策でしょう。



技術資料(暫定版)

各種ミニFMに最適 FMステレオトランスミッタ txDesign STM303

FM放送機器の手配、設置や必要機器の設計等も承ります。
電界強度の調査(コミュニティFM開局等)やアンテナ設置、各種ミニFM局開設、イベント放送やラジオレンタルなどについてもtxDesignまでご相談下さい。


制作・著作 :  txDesign
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