|
|
Параметры качества каналов и трактов ЗВОбозначения и сокращения, принятые в конспекте
ЗВ – звуковое вещание РВ - радиовещание ПВ – проводное вещание ТФП – тракт формирования программ ТПРП – тракт первичного распределения программ ТВРП – тракт вторичного распределения программ ТРК – телерадиовещательная компания СЛ – соединительная линия КК – корректирующий контур ЭКЗВ – электрический канал звукового вещания МКЗВ – междугородный (магистральный) канал звукового вещания АСК – аппаратно-студийный комплекс АСБ – аппаратно-студийный блок РД - радиодом ТП – трансформаторная подстанция ЦСПВ – центральная станция проводного вещания СПВ – станция проводного вещания АЛ – абонентская линия РФ – распределительный фидер МФ – магистральный фидер КРА – коммутационно-распределительная аппаратная ЦКРА – центральная КРА (в Москве) МВА – международная вещательная аппаратная ЦМВА – центральная МВА (в Москве) ОМВА – оконечная МВА (в городах организуется чаще всего на оконечной междугородной станции) ТПП – тракт приема программ АУ – абонентское устройство РРЛС – радиовещательная станция (О - оконечная, У – узловая, П – промежуточная) АТС – автоматическая телефонная станция МТС – междугородняя телефонная станция КСП – кабельная система передачи ССП – спутниковая система передачи РРЛСП – радиорелейная система передачи ДВ – длинные волны (километровые) СВ – средние волны (гектометровые) КВ – короткие волны (декаметровые) УКВ – ультракороткие волны (метровые) ВА, ЦА, СА, ТА, МА, АЗ (А - аппаратная; В - вещательная; Ц - центральная; С – студийная; Т – трансляционная; М – монтажная; З – записи). РПдУ – радиопередающее устройство РпрУ – радиоприемное устройство ИСЗ – искусственный спутник Земли ПерЗС – передающая земная станция ПрЗС – приемная земная станция АМ – амплитудная модуляция ЧМ – частотная модуляция ПМК – полярно-модулированные колебания ИКМ – импульсно-кодовая модуляция ЗУ – звукоусиление ОЗ – озвучивание ВА – громкоговоритель ВМ – микрофон ДН – диаграмма направленности АЧХ (ЧХ) – амплитудно-частотная характеристика АРУ – автоматические регуляторы уровня УЗ – управляющее звено РЗ – регулируемое звено ПУ – промежуточный усилитель ЛУ – линейный усилитель ИУ – измеритель уровня
Содержание
Обозначения и сокращения, принятые в конспекте......................................... 12 Введение......................................... 1 Системы звукового вещания...................... 1.1 Основные термины и определения............... 1.2 Организация звукового вещания (ЗВ)........... 1.3 Структурная схема системы ЗВ................. 1.4 Параметры качества каналов и трактов ЗВ...... 2 Звуковое поле.................................. 2.1 Основные характеристики...................... 2.2 Классификация и особенности звуковых волн......................................... 2.3 Акустические и электрические уровни.......... 3 Особенности слухового восприятия гармонических колебаний............................... 4 Акустика помещений............................. 4.1 Спектр собственных частот в помещении........ 4.2 Время реверберации. Процессы нарастания и затухания звука в помещении......................... 5 Системы озвучения и звукоусиления.............. 5.1 Назначение систем озвучения ОЗВ и звукоусиления......................................... 5.2 Требования к системам ОЗВ и ЗУ............... 5.3 Методы размещения громкоговорителей.......... 6 Электромеханические аналогии................... 6.1 Классификация колебательных элементов и систем................................................ 6.2 Правила построения схем электрических аналогов механико-акустических систем................. 7 Громкоговорители (излучатели звука)............ 7.1 Классификация излучателей звука. Сопротивление излучения............................... 7.2 Диффузорные громкоговорители................. 7.2.1 Устройство диффузорного громкоговорителя и принцип его работы. Входное сопротивление........... 7.2.2 Частотные искажения в диффузорном громкоговорителе. Улучшение частотной характеристики........................................ 7.3 Другие способы улучшения качества громкоговорителей..................................... 7.4 Нелинейные искажения в диффузорных и рупорных громкоговорителях.......................... 8 Микрофоны (приемники звука).Чувствительность... 8.1 Приемники давления и градиента давления...... 8.2 Электродинамические микрофоны................ 8.2.1 Катушечные микрофоны....................... 8.2.2 Ленточные микрофоны........................ 8.3 Конденсаторные микрофоны..................... 9 Обработка (преобразование сигналов)............ 9.1 Назначение обработки сигналов................ 9.2 Авторегуляторы (АРУ)......................... 9.3 Цифровое представление звуковых сигналов..... ................................................. ................................................. ................................................. ................................................. .................................................
Введение
Электроакустика и радиовещание – специальная дисциплина. Курс охватывает все технические средства звукового вещания и звуковых трактов телевизионного вещания, совокупность которых рассматривается как большая система, нормальное функционирование которой возможно лишь при согласованной работе всех ее составных частей. В этой системе выделяют акустические звенья и устройства и вещательные. Основой, объединяющей системный подход и реализацию конкретных видов вещательной аппаратуры, является сигнал звукового вещания (ЗВ), его характеристики, особенности слухового восприятия и требования к качеству звучания.
Системы ЗВ Основные термины и определения
Вещанием называют организацию и циркулярную передачу с помощью систем, сетей и средств электрической связи различных сообщений широкому кругу территориально разобщенных слушателей. Акустика изучает процессы возникновения и распространения упругих волн разных частот. Звуковые колебания – такие, которые занимают область слышимых частот от (16 - 20)Гц до (16 - 20)кГц. Инфразвуковые – это колебания частот ниже 16Гц, ультразвуковые – выше 20кГц. Среда распространения может быть различной – воздух, вода и др. Мы будем изучать звуковые колебания в воздушной среде. Акустика, изучающая теорию преобразователей звука (микрофонов и громкоговорителей), называется электроакустикой. Акустика, учитывающая геометрические размеры помещения и распространения звука в помещении, называется соответственно строительной и архитектурной. Музыкальная акустика изучает теорию музыкальных инструментов, психофизиологическая – строение органов слуха и особенности слухового восприятия. В зависимости от вида передаваемого сообщения вещание бывает звуковым и телевизионным; от используемых технических средств – радио (РВ) или проводным (ПВ); от формы передаваемых электрических сигналов – аналоговым или цифровым; от жанра передачи – информационным или развлекательным. В вещании слиты творческая и техническая стороны. Творческая сторона определяет формирование и исполнения содержание программы, и доведение этих сигналов до потребителей. Сообщения, подлежащие распространению, компонуются в тематически однородные и законченные блоки. Эти блоки называются передачами и выпускаются в соответствии с расписанием. Последовательность передач называются программой вещания. В России формируют и выпускают несколько общенациональных программ: Радио – 1, Радио России, Маяк и Орфей. С учетом временных поясов создано 12 вариантов общенациональных программ. Программы ЗВ готовят в редакциях телерадиокомпаний (ТРК), творческих объединениях ТРК, специализированных по жанрам, и агентствах ТРК. Передачи ведутся непосредственно или в записи.
Организация ЗВ
Организацией занимаются государственные и частные ТРК и Министерство РФ по связи и информатизации. Вещание относится к средствам массовой информации, как и печать. ТРК определяют объем вещания, число программ, согласуют технические средства для передачи сформированных электрических сигналов с Министерством связи. В ведении последнего находится оборудование трактов первичного и вторичного распределения программ. Структура организации ЗВ показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 Вещательной сетью называют распределения технических средств по обслуживанию территории. Это может быть сеть междугородных каналов ЗВ (МКЗВ), сеть радиовещательных станций, централизованная или децентрализованная сеть ПВ или РВ. Система вещания представляет собой совокупность технических решений и устройств, принятых для организации канала или тракта вещания. при этом необходимо учитывать условия формирования электрического сигнала на передающем конце и воспроизведения – на приемном. Упрощенная схема системы ЗВ показана на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 Помещения 1 и 2, микрофон ВМ и громкоговоритель ВА относят к акустическим звеньям системы, электрический канал ЗВ (ЭКЗВ) – к вещательным. В качестве “передающего” помещения 1 может быть использована студия, концертный зал или другое помещение, из которого ведется передача. В качестве “приемного” помещения 2 может быть жилая комната, а озвучиваемое помещение, в котором имеется система звукоусиления, является совмещенным. Как видно из рисунка 1.2 передача звуковой информации из помещения 1 в помещение 2 осуществляется по электрическому каналу, с помощью электрического сигнала, преобразованного из звукового. Для преобразования звука в электрический сигнал применяют микрофон, для преобразования электрического сигнала в звуковой – громкоговоритель. Каналом вещания называют путь, по которому электрические сигналы проходят от источника сигнала до воспроизводящих устройств. Отдельно функционально законченные и организационно обособленные части канала называются звеньями.
Структурная схема ЗВ
Согласно ГОСТ 11515-91 ЭКЗВ заканчивается на выходе радиопередатчика (в случае РВ) или на абонентской розетке (при ПВ). Канал ЗВ состоит из тракта формирования программ ТФП, тракта первичного распределения программ ТПРП и тракта вторичного распределения программ ТВРП (рисунок 1.3).
Рисунок 1.3 ТФП включает в себя оборудование радио домов (РД): аппаратно-студийный комплекс АСК, содержащий аппаратно-студийные блоки АСБ, в каждом из которых имеется студия и аппаратная (записи АЗ или вещания); монтажную, трансляционную и центральные аппаратные (соответственно МА, ТА, ЦА). В Москве находится головной ТФП, в столицах республики, входящих в состав России – республиканские ТФП, в областных и краевых центрах – местные ТФП. В ТФП ведется подготовка и выпуск программ, коммутация каналов программ на СЛ (соединительные линии), идущие на местные радиовещательные передающие центры, к центральной станции проводного вещания (ЦСПВ). ТПРП содержит городские соединительные линии СЛ, являющиеся звеном тракта, МКЗВ и КРА. ТВРП содержит радиопередатчики (РПдУ), а также станции и линии проводного вещания (СПВ и ЛПВ). Источники программ в ТФП могут быть внутренние (условно обозначено: микрофон) и внешние: АТС, МТС, ТП – трансляционный пункт. Коммутационно-распределительные аппаратные КРА, включая и ЦКРА, осуществляют прием и контроль сигналов вещания, поступающих из АСК радио домов ТРК и передают их далее через магистральные вещательные аппаратные (ОМВА, ЦМВА) в магистральные каналы распределения вещательных каналов, а по СЛ – к другим потребителям. Эти магистральные каналы совместно с МВА называют междугородними (МКЗВ). МКЗВ организуется на кабельных (КСП), радиорелейных (РРЛ СП) и спутниковых системах передачи (ССП). Один вещательный сигнал передается одновременно по нескольким магистральным каналам. Тракт приема программ ТПП не входит в ЭКЗВ. Он образован радиовещательными приемниками (РПрУ) и абонентскими устройствами АУ проводного вещания. Обобщенная структурная схема системы ЗВ показана на рисунке 1.4, упрощенные структурные схемы отдельных звеньев и трактов – на рисунках 1.5 – 1.9. радиовещание ведется в диапазонах ДВ,СВ,КВ,УКВ. Диапазон УКВ используется для местного (краевого, областного) вещания, ДВ и СВ - в основном центрального вещания, КВ – иновещания. На рисунках 1.7-1.9 сокращения следующие: Пер.ЗС – передающая земная станция; Пр.ЗС – приемная земная станция ИСЗ – ретранслятор искусственного спутника земли; ОРРЛС – оконечная радиорелейная станция; ПРРЛС – промежуточная радиорелейная станция; УРРЛС – узловая радиорелейная станция (применяется для ввода или выделения, т.е. транзита, сигнала); СПВ – станция проводного вещания (ее еще называют опорной усилительной станцией); МФ – магистральный фидер; РФ – распределительный фидер; АЛ – абонентская линия; ТП – трансформаторная подстанция.
Параметры качества каналов и трактов ЗВ
Параметры устанавливаются или национальными стандартами (ГОСТ 11515-91) или международными рекомендациями. В России ЭКЗВ с ТФП и ТВРП для подачи стереофонических сигналов, звукового сопровождения телевизионных программ и моно фонических сигналов на передатчики УКВ (метровых волн) имеют полосу частот шириной 15 кГц. Нормам на каналы с полосой частот 10 кГц должны удовлетворять передатчики с АМ диапазона километровых (ДВ) и гектометровых (СВ) волн, узлы ПВ и городские сети ПВ. Нормам на каналы с полосой частот 6.4 кГц – сельские узлы и сети ПВ. ГОСТ нормирует параметры качества ЭКЗВ, исключая источники сигналов(микрофоны и магнитофоны) и приемники (радиовещательные и абонентские), антенны и среду распространения. Нормируются: 1) отклонения АЧХ относительно коэффициента передачи на частоте 1 кГц, дБ, в полосе частот; 2) коэффициент гармоник, %, в полосе частот; 3) защищенность от взвешенного шума, дБ, в полосе частот; 4) защищенность от внятной переходной помехи, дБ, в полосе частот. Пока в ГОСТ не вошли дополнительные параметры качества стереофонических каналов, указаны нормы на отдельные звенья.
Звуковое поле
Основные характеристики
Звуковым полем называют пространство, в котором распространяются звуковые волны. Звуковой волной называют чередующиеся слои сжатия (сгущения частиц) и разрежения, вызванные звуковыми колебаниями. Направление распространения звуковых колебаний называют звуковым лучом. Поверхность, перпендикулярная направлению распространения звуковых волн, называют фронтом волны. Иначе фронт волны определяют как поверхность, соединяющую точку звукового поля с одинаковой фазой колебаний. Фронт волн перемещается со скоростью звука. Скорость звука К линейным параметрам звукового поля относят: колебательную скорость
то она зависит от частоты колебаний и громкости звука (чем громче сигнал, тем больше отклоняется частица среды от своего положения равновесия ). Амплитуда колебательной скорости намного меньше скорости звука. К энергетическим параметрам звукового поля относят интенсивность (силу звука) Сила звука (интенсивность) определяется средним потоком звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности перпендикулярно к направлению распространению звуковой волны.
где
Для амплитудных значений интенсивность звука можно определить следующим образом:
Введено понятие удельного акустического сопротивления
Акустическое сопротивление измеряется в
где
Исходя из введенного понятия
где В общем случае Таким образом, Плотность звуковой энергии – это среднее количество звуковой энергии, приходящееся на единицу объема, измеряется в
Для закрепления основных характеристик покажем, как изменяется звуковое давление во времени для гармонического колебания (синусоидального, косинусоидального). Такие колебания с одной частотой называются чистым тоном.
Рисунок 2.1
Момент Момент Момент
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
зависит от метеорологических условий (атмосферное давление, температура) и плотности среды. Скорость звука при распространении в воздушной среде при нормальных метеорологических условиях равна 
(плотность воздушной среды принимают равной 
).
и звуковое давление 
. Звуковое давление – это разность между мгновенным давлением в данной точке поля и атмосферным давлением 
. Атмосферное давление – это статическое давление среды в отсутствии звуковых колебаний. Колебательной скоростью частиц 
во времени:
и плотность звуковой энергии 
.
-поверхность, через которую проходит звуковая волна, 
;
-звуковая мощность (акустическая), 
;
-эффективное значение звукового давления, 
;
-эффективное значение колебательной скорости, 
;
-угол сдвига фаз между звуковым давлением и колебательной скоростью.
– это отношение звукового давления к колебательной скорости.
(слово “удельное” обычно опускают). Оно зависит от свойств среды, в ряде случаев – от формы фронта волн и частоты колебаний. В общем случае оно комплексное (при 
) .
,
-активное акустическое сопротивление, 
-реактивное акустическое сопротивление, 
-удельное сопротивление воздушной сферы, в расчетах принимают равным 
;
и 
-безразмерные коэффициенты, зависящие от 
и расстояния между источником и точкой наблюдения;
интенсивность звука можно определить
,
-модуль акустического сопротивления, 
.
.
-мгновенное значение давления в точке поля;
-это скалярная знакопеременная величина;
соответствует сгущению частиц (звуковое давление максимально и положительно);
-соответствует разрежению частиц (звуковое давление максимально и отрицательно).
-звуковые колебания отсутствуют.