1.4 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.

2 Звуковое поле

2.1 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 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 ).

К линейным параметрам звукового поля относят: колебательную скорость 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 называется мгновенная скорость колебания частиц среды относительно своего первоначального положения равновесия. Так как колебательная скорость является производной смещения (отклонения) частиц во времени:

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) и плотность звуковой энергии .

Сила звука (интенсивность) определяется средним потоком звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности перпендикулярно к направлению распространению звуковой волны.

где -интенсивность звука для синусоидальных колебаний,

-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.

Для амплитудных значений интенсивность звука можно определить следующим образом:

Введено понятие удельного акустического сопротивления – это отношение звукового давления к колебательной скорости.

Акустическое сопротивление измеряется в (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 ) .

,

где -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;

Исходя из введенного понятия интенсивность звука можно определить

,

где -модуль акустического сопротивления, .

В общем случае .

Таким образом, пропорциональна квадрату звукового давления или квадрату колебательной скорости.

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

-мгновенное значение давления в точке поля;

-это скалярная знакопеременная величина;

Момент соответствует сгущению частиц (звуковое давление максимально и положительно);

Момент -соответствует сгущению частиц (звуковое давление максимально и положительно);

Момент -соответствует разрежению частиц (звуковое давление максимально и отрицательно).

-звуковые колебания отсутствуют.