|
|
Характеристики речевого сигналаЗвуки речи образуются в речевом аппарате человека; основными составляющими при этом являются легкие с их мускульным аппаратом, голосовые связки и воздушные полости глотки, рта и носа. При рождении звука голосовые связки, представляющие собой два упругих мускульных валика с окончаниями нервных волокон, приходят в состояние автоколебаний. Поток воздуха из легких прерывается. Возникает первичный звук, имеющий характер П-образных импульсов, частота следования которых определяет тип голоса: бас (80—320 Гц), баритон (100—400 Гц), сопрано (250— 1200 Гц) и т. д. Такой первичный звук (основной тон) имеет непрерывный (сплошной) спектр частот с убывающими амплитудами в диапазоне, примерно от 80 до 12 000 Гц. Под воздействием изменяющихся резонансных объемов, образуемых в полости рта при различном положении языка, зубов и губ, спектрально-амплитудный состав звуковых колебаний изменяется — амплитуды одних частот усиливаются, других — ослабляются. Каждому звуку речи соответствует усиление частот в одной или нескольких областях. Эти области, в пределах которых заключена значительная часть общей энергии звука, называются формантными областями или просто формантами. Звуки речи отличаются друг от друга числом формант и их расположением в частотном спектре. Отдельным звукам речи может соответствовать до шести формант, из которых только одна или две являются определяющими — основными. Если исключить из передачи любую из основных формант, то передаваемый звук исказится. Анализ звуков русской речи показывает, что хотя их форманты и расположены в спектре частот от 200 до 8600 Гц, однако подавляющее большинство основных формант находится в диапазоне 300—3400 Гц. Поэтому Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (МККТТ) рекомендовал передавать по телефонному тракту этот диапазон тональных частот. Звуковые колебания речи обладают весьма незначительной мощностью, которая при нормальной громкости разговора с учетом пауз в среднем равна 10 мкВт (без учета пауз—15 мкВт). Эта мощность соответствует звуковому давлению примерно 0,5 Па на расстоянии около 5 см от рта говорящего. Средняя мощность наиболее слабых звуков речи (при шепоте) — 0,01 мкВт, а при крике—1000—5000 мкВт. Величина, характеризующая пределы изменения мощности речевого сигнала в логарифмическом масштабе, называется динамическим диапазоном речи, определяется она в децибелах:
D= 10lg(Imax/Imin)= 20lg(Pmax/Pmin) (1.1)
где: Imax, Imin (Pmax, Pmin) – максимальное и минимальное значение интенсивности звука(звукового давления) соответственно. Интенсивность звука – количество энергии звуковых колебаний, проходящих через единицу поверхности, расположенную перпендикулярно к направлению ее распространения, за единицу времени. Интенсивность звука I и звуковое давление Р связаны соотношением I=kP2, где k- коэффициент, зависящий от атмосферного давления и температуры воздуха. Для неискаженной передачи звуков различной возможной интенсивности необходимо обеспечить динамический диапазон речи Dр= 10 lg(5000/0,01) =57 дБ. При передаче речи без выкриков достаточен динамический диапазон 30-40 дБ, поэтому такой динамический диапазон рекомендован для передачи по телефонным трактам. 1.3. Характеристики слухового восприятия Воздействие упругих колебаний акустической среды на барабанную перепонку органа слуха воспринимается как звук. Человек может слышать звуки с частотами от 20 до 2000 Гц, однако чувствительность уха к звукам разных частот неодинакова. Наиболее восприимчиво ухо к звуковым сигналам с частотами в пределах 1000—4000 Гц. Характерно, что звуковые колебания небольшой интенсивности не воспринимаются ухом как звук. Минимальные значения интенсивности колебаний, воспринимаемых ухом как звук, называются порогом слышимости. Величина интенсивности колебаний, при которой в ухе возникают болевые ощущения, называется порогом болевого ощущения. Орган слуха согласно психофизиологическому закону (который гласит, что прирост ощущения пропорционален логарифму раздражения) обладает логарифмической чувствительностью. Поэтому интенсивность звука / (звуковое давление Р) определяют не в абсолютных, а в логарифмических единицах — децибелах (дБ), называемых уровнями интенсивности (давления) звука В: В=10lg (I/I0) или В = 20 lg (Р/Р0), (1.2) где Iи Р — интенсивность звука и звуковое давление в Вт/м2 в Па, а I0=10-12 Вт/м2 и Р0=2-10-5 Па — интенсивность и звуковое давление нулевого уровня соответственно. Величины Iо и ро приняты за начало отсчета, поскольку они соответствуют порогу слышимости в области частоты 1000 Гц. При оценке уровней сложных звуков, например звуков речи и шума, используется понятие спектрального уровня, т. е. уровня энергии, приходящейся на полосу частот шириной 1 Гц. Изменение интенсивности звукового колебания воспринимается на слух как субъективное изменение громкости. Для ее объективной оценки пользуются уровнем громкости звука, -вычисляемым из выражения L=10lg(I1000/Io.), (1.3) Где: I1oоо — интенсивность гармонического колебания частотой 1000 Гц, равногромкого исследуемому звуку, I0= 10~12 Вт/м2 — интенсивность нулевого уровня слышимости. Уровень громкости L, в отличие от уровня интенсивности В, измеряют в фонах. На практике уровни громкости определяют по экспериментальным кривым равной громкости для звуков различных частот (рисунок 1.1.2)
Рисунок 1.1.2 Семейство кривых равной громкости Штриховкой показана область в которой заключены звуки речи. Приведенные кривые свидетельствуют о широких возможностях и исключительном совершенстве уха как индикатора звуковых колебаний. Например, при частоте 1000 Гц человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания интенсивностью от 1 до 10~12 Вт/м2, т. е. динамический диапазон слуха на этой частоте, определяемый по формуле (1.1), составляет : Dс = = 10lg(1/10-12) = 120 дБ. (1.4) При организации телефонной связи следует учитывать такие особенности слухового восприятия, как маскировка звука, адаптация и гармонические искажения слуха. Маскировкой звука называется понижение чувствительности уха к слабым звукам при одновременном воздействии звуков большей интенсивности. В результате маскировки звуков повышается порог слышимости сигнала при воздействии мешающего звука или шума по сравнению с порогом слышимости сигнала без помех. Адаптацией слуха называется способность уха изменять свою чувствительность, т. е. приспосабливаться к интенсивности воздействующих звуковых колебаний. Прослушивание звуков значительной (малой) интенсивности приводит к повышению (понижению) порога слышимости. Это явление наиболее заметно при быстром чередовании звуков большой и малой интенсивности. Если, например, вслед за громким звуком сразу следует слабый звук, то последний не будет восприниматься, поскольку первоначальная чувствительность уха восстанавливается лишь после прекращения воздействия громкого звука через некоторое время (1,5—2 с). Гармоническими искажениями слуха называется возникновение в слуховом аппарате человека колебаний с частотами, отсутствующими в исходном звуке. Чем выше интенсивность звука, тем сильнее сказываются возникающие нелинейные искажения слуха. Это является одной из причин уменьшения разборчивости речи при очень громкой передаче. 1.4 Качество обслуживания абонентов на телефонных сетях. Для телефонной связи характерны три показателя качества обслуживания: насыщенность телефонными аппаратами или телефонная плотность; качество обслуживания поступающих вызовов; качество предоставленного телефонного тракта; Уровень телефонной плотности влияет на структурный состав абонентов сети, и как следствие, на величину средней абонентской нагрузки. При низкой плотности в первую очередь устанавливают аппараты делового сектора с большой удельной нагрузкой. С ростом телефонной плотности увеличивается число аппаратов квартирного сектора с малой удельной нагрузкой, что приводит к уменьшению средней удельной нагрузки сети. При расширении сети, часть аппаратов с большой нагрузкой переключается на новые АТС, что также снижается в течение суток становится более равномерным, что улучшает качество обслуживания абонентов. Качество обслуживания поступающих вызовов определяет время затрачиваемое абонентом на один разговор, учитывая и время установления соединения, которое влияет на общую нагрузку сети, уменьшая ее полезное использование. Время установления соединения зависит, в основном, от коммутационного оборудования используемого на сети. На АТСДШ и АТСЭ оно практически равно времени набора номера, на координатных и квазиэлектронных АТС существенно зависит от значности нумерации сети. Низкое качество разговорного тракта приводит к снижению качества телефонной передачи речи, и, как следствие, к снижению реальной пропускной способности сети. При плохой слышимости и разборчивости длительность разговора увеличивается, а в некоторых случаях возможен даже отказ от установленного соединения, что требует дополнительного времени на установление нового соединения. Качество телефонной передачи речи характеризуют в совокупности три показателя: разборчивость, громкость и натуральность. а) разборчивость - это отношение числа правильно принятых абонентом элементов речи (фраз, слов, слогов, звуков) к общему числу элементов, переданных через тракт телефонной связи. Основным показателем является слоговая разборчивость. б) громкость, измеряется эквивалентом затухания по громкости, который представляет собой разность затухания (в дБ) между испытываемым ТА и некоторым эталонным трактом при условии одинаковой субъективно воспринимаемой громкости приема речи в обоих трактах. в) натуральность - способность различать личность говорящего абонента. Высокое качество передачи речи гарантируется также выполнением нормы затухания всего тракта телефонной связи, которая регламентирована МККТТ при F=1020 Гц. Уровень мощности на выходе ТА принимается за номинальную точку отсчета на шкале дБ - т.е. О дБ. Затухание нормируется, как для отдельных элементов телефонных сетей, так и для установленных разговорных трактов при различных видах связи. Качество связи не должно быть ниже нормы независимо от количества коммутируемых участков , соединительного тракта, т.е. от того, каким образом он устанавливается - по прямому каналу или через обходные пути. Максимальное затухание разговорного такта не должно превышать: при междугородном соединении -30 дБ; при местном - 29 дБ; при внутризоновом - 28 дБ. Нормы затухания для участков соединительного тракта: - абонентской линии от ТА до АТС - 4.5 дБ; - станционных сооружений при двухпроводной коммутации - 1 дБ; - станционных сооружений при четырехпроводной коммутации - 0 дБ; - СЛМ и ЗСЛ - 4 дБ. На СТС радиалъно-узловой структуры, та же норма затухания на ЗСЛ и СЛМ (4 дБ) приходится на два коммутируемых участка ОС-УС и УС-ЦС. При значительной протяженности СЛ на СТС выполнить эту норму с применением физических СЛ зачастую невозможно, поэтому в таких случаях приходится четырехпроводный тракт доводить до УС, а иногда и до ОС. В связи с этим часто определяется суммарная норма затухания до начала четырехпроводного канала - 9.5 дБ, которая состоит из затухания АЛ -4.5 дБ, затухания С Л до АТС - 4 дБ и затухания самой АТС после которой начинается 4-проводный канал - 1 дБ. Начало и конец 4-проводного канала определяется наличием дифсистем, вносящих затухание по 3,5 дБ каждая. Таким образом минимальное затухание 4 х проводного канала составляет 7-ДБ. Для повышения устойчивости междугородных каналов МККТТ
Рисунок 1.1.3 Распределение затухания для различных видов соединений 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
