Сделай Сам Свою Работу на 5

Шумы и помехи в трактах и каналах связи и вещания





Шумы и помехи могут быть как акустического, так и электрического происхождения. Однако независимо от происхождения их действие сводится к маскировке вторичного акустического сигнала, которая определяется повышением порога слышимости по сравнению с прослушиванием в тишине. Если в результате действия шумов порог слышимости получается не зависящим от времени, то такие шумы (по акустическим характеристикам) называют "гладкими". К этим шумам относятся речевые шумы от нескольких голосов, звучащих одновременно.

Если в результате действия шумов порог слышимости изменяется во времени в зависимости от пик-фактора шума, то такие шумы называют импульсными. Импульсные шумы не только маскируют полезный сигнал, но и искажают его, создавая комбинационные частоты шума и сигнала. Получается нечто похожее на взаимную модуляцию сигнала и шума.

Шумы электрического происхождения имеют спектр, как правило, близкий к равномерному, а шумы акустического происхождения - ближе к речевому. Частотная зависимость порога слышимости для первых имеет тенденцию роста к высоким частотам. Для речевых шумов порог слышимости почти не зависит от частоты.



Индустриальные, атмосферные и станционные помехи, кроме тональных, по их действию могут быть отнесены и к импульсным, и к гладким с равномерным спектром или с низкочастотным.

Линейные искажения

К линейным искажениям звукового сигнала относятся нежелательные изменения соотношений между амплитудами частотных сотавляющих сигнала при передаче его по тракту (изменения фазовых соотношений не играют роли в восприятии акустического сигнала). Эти искажения называют частотно-амплитудными или просто частотными.

Одним из показателей тракта передачи сигнала является коэффициент передачи. Под ним подразумевают отношение звуковых давлений на выходе и входе тракта при передаче по нему синусоидального сигнала, т.е. К= pГМ, где рМ – звуковое давление в точке звукового поля, в которой будет находиться центр микрофона; рГ – звуковое давление на расстоянии 1м от акустического (рабочего) центра громкоговорителя (для громкоговорящего приема) или в камере искусственного уха (для телефонного приема). Коэффициент передачи тракта К = КМКЭКГ, где КМ – чувствительность микрофона; КЭ – коэффициент усиления электрической части тракта; КГ – чувствительность громкоговорителя или телефона. В идеальном случае коэффициент передачи К не должен зависеть от частоты, практически же он всегда зависит от нее, т.е. К=f(w).



Отклонение частотной характеристики коэффициента передачи от оптимальной, называемое неравномерностью частотной характеристики тракта, субъективно вызывает ощущение изменения тембра сигнала. При подчеркивании высокочастотных составляющих сигнал становится звонким, резким, а при значительном подчеркивании сигнал становится свистящим и хриплым. При недостатке высокочастотных составляющих сигнал становится глухим. Подчеркивание низкочастотных составляющих делает сигнал бубнящим и т.п.

Неравномерность частотной характеристики тракта для передачи художественных программ оценивают отношением величин максимального и минимального коэффициентов передачи в заданном диапазоне частот:

М = KMAX/KMIN. (5.1)

Эту неравномерность обычно выражают в децибелах.

L = 20lgM (5.2)

Неравномерность частотной характеристики для информационных программ и для речевой связи определяют относительно оптимальной частотной характеристики для передачи речи. Такой характеристикой принята характеристика с подъемом 6 дБ/октавы в сторону высоких частот в диапазоне 300 ... 3400 Гц и равномерная в диапазонах 100 ... 300 и 3400 ... 5000 Гц. На рис. 5.2 приведены фактическая и оптимальная неравномерности в виде отклонений фактической характеристики от оптимальной.



Рис. 5.2. Неравномерность частотной характеристики для трактов передачи речи : 1- фактическая; 2 - оптимальная.

Частотные искажения уменьшают путем коррекции частотной характеристики тракта.

Нелинейные искажения

Нелинейными искажениями называют искажения сигнала, обусловленные нелинейностью зависимости между вторичным и первичным сигналами в стационарном режиме. В результате нелинейных безынерционных искажений входного сигнала синусоидальной формы получается выходной сигнал сложной формы

y = y0 + v1x + v2x2 + v3x3 + ... (5.3)

где: x - входная величина; y0 - постоянная составляющая; v1 - линейный коэффициент усиления; v2, v3 ... - коэффициенты нелинейных искажений.

В системе с нелинейной передаточной характеристикой возникают спектральные составляющие, которых не было на входе - продукты нелинейности. При подаче на вход такой системы сигнала с единственной частотой f1 на выходе появятся составляющие с частотами f1, 2f1, 3f1 и т.д. Если же на вход подается сигнал, состоящий из нескольких частот f1, f2, f3, ..., то на выходе системы кроме гармонических составляющих дополнительно появятся и так называемые "комбинационные составляющие" с частотами n1f1 ± n2f2 ± n3f3 ± ..., где n=1, 2, 3, ... При подаче звуков со сплошным спектром получается также сплошной спектр, но с измененной формой огибающей спектра.

Нелинейные искажения принято оценивать коэффициентом нелинейных искажений, представляющим собой отношение эффективных значений гармоник к эффективному значению суммарного выходного сигнала

(5.4)

и измеряется в процентах. Здесь An - амплитуды составляющих с частотами nf. Приведенная рядом упрощенная формула справедлива для случаев, когда искажения невелики (К<=10%).

Различают два типа нелинейности: степенную и нелинейность из-за ограничения амплитуды. Последняя делится на ограничение сверху и ограничение снизу (центральное). На рис. 5.3 а и б показаны эти виды ограничения. При первом виде ограничения искажаются только громкие сигналы, при втором - все сигналы, но более слабые искажаются сильнее, чем громкие.

Рис. 5.3. Виды характеристик амплитудного ограничения: а - ограничение сверху, б - ограничение снизу.

Нелинейность искажения гармонического вида и комбинационных частот ощущается как дребезжание, переходящее в хрипы при значительном искажении на высоких частотах. Нелинейные искажения в виде разностных комбинационных частот вызывают ощущение модуляции передачи.

При сужении полосы частот нелинейные искажения становятся менее заметными.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.