3.8. Шумы и помехи

Одна из наиболее серьезных причин, мешающих высококачественному воспроизведению передаваемой программы, - помехи, возникающие в тракте звукопередачи. Особенно неприятны на слух помехи в паузах, а также на тихих местах исполнения, когда они не маскируются полезным сигналом и потому существенно мешают восприятию звука.

Помехи по своему характеру и происхождению разделяются на фон, шум и различного характера внешние наводки. Влияние шумов и помех сводится к маскировке вторич­ного акустического сигнала независимо от их происхож­дения (акустического или электрического). Шумы сдви­гают порог слышимости, который не зависит от време­ни, если шумы относятся к «гладким», т. е. имеют пик-фактор, не превышающий 6 дБ. К этим шумам относят­ся различные флуктуационные шумы, например шумы; дробового эффекта, речевые шумы от нескольких голо­сов, звучащих одновременно. Импульсные шумы созда­ют порог слышимости, изменяющийся во времени в зависимости от пик-фактора шума и длительности им­пульсов. Из-за наличия постоянной времени у слуха ощущение кратковременных импульсов получается сгла­женным: происходит выравнивание временной зависи­мости порога слышимости. 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.

Спектр шумов электрического происхождения, как; правило, близкий к равномерному, а акустического про­исхождения — ближе к речевому. Поэтому частотная за­висимость порога слышимости для первых имеет тен­денцию роста к высоким частотам, так как ширина кри­тических полосок растет с увеличением частоты. Для ре­чевых шумов порог слышимости почти не зависит от частоты.

Индустриальные, атмосферные и станционные поме­хи, кроме тональных, могут быть отнесены и к импуль­сным, и к гладким, с равномерным или низкочастотным спектром. Кроме этих помех, приходится иногда считаться с помехами от самомаскировки речи, т. е. с мас­кировкой слабых звуков, следующих за громкими.

Фон проявляется обычно в виде прослушиваемого низкого однотонного гудения с частотой 50 или 100 Гц. Причина фона может быть двоякой: чаще всего это плохая фильтрация переменной составляющей напряжения, выпрямленного в источнике питания и используемого для питания транзисторов или электронных ламп усилителей. Но могут проявиться и внешние наводки, т.е. возбуждения в самом усилителе или в присоединенных к нему проводах и линиях колебаний, появляющиеся за счет электромагнитной связи этих цепей с посторонними источниками электрических и магнитных полей (например, трансформаторов, силовых электрических кабелей, театральных софитов и т.п. Таким же путем, т.е. путем электромагнитных наводок на токоведущие цепи канала передачи звукового сигнала, могут проникнуть в канал и, так называемые, "внятные" помехи, например, посторонние программы близко расположенных мощных радиовещательных станций и т.п. Для борьбы с наводками любого характера следует тщательно защищать, применяя экранировку, те цепи, по которым протекают слабые токи ( например, микрофонные провода).

Принцип действия экранов следующий. Провод, по которому передаются токи звуковой частоты, заключаются в гибкую и достаточно густую металлическую сетку , обязательно заземленную. Электрические заряды, образующиеся на экране из-за влияния внешних полей, стекают на землю, не наводя помех на токоведущие части схемы.

Экранами снабжаются также все используемые в схемах трансформаторы и катушки индуктивности - потенциальные источники сильных помех. Эти экраны, выполненные в виде кожухов из железа, пермаллоя или других подобных магнитных материалов, выполняют двоякую роль: предохраняют трансформатор от воздействия внешних магнитных полей и, кроме того, не дают возможности полю рассеяния самого трансформатора оказывать нежелательное влияние на соседние детали схемы.

Еще более неприятен на слух и трудно устраним собственный шум транзисторов, электронных ламп и резисторов, входящих в схему. Это характерное шипение, с физической точки зрения - тот же звук с непрерывным спектром, его энергия распределена на широком участке диапазона звуковых частот. На практике часто встречаются шумы, отличающиеся один от другого не только по интенсивности, но и по тембру и ритму. Но самым характерным и типичным шумом является шум, не имеющий ни определенного тона, ни ритма, у которого, следовательно, ни одна частотная полоса не отличается от другой по энергии и ни один отрезок, выделенный во времени, не отличается от другого по частотному составу. Такой шум называют "белым" по аналогии с принятым в оптике наименованием белого цвета, который можно, как известно получить, смешивая в одинаковых пропорциях все цвета солнечного спектра.

Борьба с акустическими шумами ведется путем уст­ранения (или ослабления) действия источников шума, а также путем повышения звукоизоляции помещений. Учет их действия на прием речевого сигнала делается при расчете и измерении разборчивости речи.