Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Шпоры по ФОЗИ / ФОЗИ шпорв 1

.doc
Скачиваний:
38
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
382.46 Кб
Скачать

Билет1

1.Поля объектов и проблема ЗИ. Электрическое поле.

По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела. Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда – небольшого по величине точечного заряда, который не вносит заметного перераспределения исследуемых зарядов. Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика - напряженность электрического поля.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора Е совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:

Это свойство электрического поля означает, что поле подчиняется принципу суперпозиции. В соответствии с законом Кулона, напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю

  Это поле называется кулоновским. В кулоновском поле направление вектора Е зависит от знака заряда Q: если Q > 0, то вектор Е направлен по радиусу от заряда, если Q < 0, то вектор Е направлен к заряду. Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Эти линии проводятся так, чтобы направление вектора Е в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии (рис. 1). При изображении электрического поля с помощью силовых линий, их густота должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля.

2.Основы акустики. Основные понятия: звуковое колебание, звуковое поле, звуковой луч.

Звук распространяется в виде переменного возмущения упругой среды, т.е. в виде звуковых волн.

Звуковые колебания – колебательные движения частиц среды под действием этого возмущения. Пространство, в котором происходит распространение этих волн, - звуковое поле. Если источник возмущения известен, то пространство, в котором могут быть обнаружены звуковые колебания, создаваемые этим источником называется звуковым полем данного источника звука.Звуковые колебания в жидкой и газообразной средах – продольные, в твердых телах – поперечные и продольные. Направление распространения звуковой волны – звуковой луч.

3.Основные сведения о линиях передачи. Основные требования к линиям передачи.Симметричная двухпроводная линия, коаксиальный кабель.

ЛинииПередач предназначены для передачи э/м энергии от источника к потребителю, т.е. от генератора ВЧ энергии к передающей антенне или от приемной к приемнику. К ним предъявляют следующие основные требования: отсутствие излучения э/м энергии; передача с минимальными потерями; наличие режима бегущих волн; высокое пробивное напряжение; удобство эксплуатации. ЛП могут быть открытыми и закрытыми. Существует большое число конструкций фидерных линий. Выбор зависит от назначения, диапазона частот и передаваемой мощности. Простейшим типом открытых линий является симметричная двухпроводная линия. Она слабо излучает э/м волны при условии, что расстояние между проводами много меньше длины волны. Чем больше передаваемая мощность, тем выше напряжение между проводами. Максимально допустимое напряжение должно быть меньше пробивного. Выбор диаметра проводов зависит от требуемого волнового сопротивления, которое для линий такого вида 300–800 Ом. На работу открытых линий заметное влияние оказывают климатические условия. Большая влажность или обледенение вызывают увеличение потерь в несколько раз. В закрытых линиях э/м поле полностью изолировано от окружающей среды. Наибольшее распространение из закрытых ЛП получил коаксиальный кабель. В нем 1 провод, покрытый диэлектриком, помещен внутри другого, выполненного из гибкой металлической оплетки. Наибольшие потери имеют коаксиальные кабели, внутренний провод которых покрыт чешуйчатыми керамическими изоляторами или диэлектрическими шайбами, расположенными на некотором расстоянии друг от друга. Внешний провод кабеля может быть заземлен. Длина э/м волны в коаксиальном кабеле не зависит от поперечных размеров кабеля. Волновое сопротивление стандартных кабелей от 35 до 150 Ом. С увеличением частоты в двухпроводных линиях возникают потери на излучение в изоляторах: в коаксиальном кабеле при этом резко увеличиваются потери в диэлектриках. На волнах 10-ти см. диапазона и короче потери так велик, что применение коаксиальных кабелей становится нецелесообразным. В см. и мм. диапазонах широко применяются волноводы. Это полые металлические трубы прямоугольного, круглого или П-образного сечения, а в оптическом диапазоне – диэлектрические волноводы. Распространение радиоволн в волноводе возможно лишь при определенных соотношениях между длиной волны и геом. размерами волновода. Рассматривая картину распространения токов в волноводе, можно установить, что в волноводе существуют продольные и поперечные токи. В волноводе по внутренним поверхностям вдоль широких стенок будут распространяться волны продольного тока, а поперек стенок установятся стоячие волны поперечного тока. Скорость распространения энергии не может быть больше С.

Билет2

1.Поля объектов и проблема ЗИ. Магнитное поле.

Магнитные явления были известны еще в древнем мире. Компас был изобретен более 4500 лет тому назад. Он появился в Европе приблизительно в XII веке новой эры. Однако только в XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом и возникло представление о магнитном поле. Магнитное поле - составляющая электромагнитного поля, появляющаяся при наличии изменяющегося во времени электрического поля. Изменяющееся во времени электрическое поле может создаваться током заряженных частиц либо магнитными моментами электронов в атомах (постоянные магниты).

Ученые XIX века пытались создать теорию магнитного поля по аналогии с электростатикой, вводя в рассмотрение так называемые магнитные заряды двух знаков (например, северный N и южный S полюса магнитной стрелки). Однако, опыт показывает, что изолированных магнитных зарядов не существует.

Магнитное поле токов принципиально отличается от электрического поля. Магнитное поле, в отличие от электрического, оказывает силовое действие только на движущиеся заряды (токи).

Для описания магнитного поля необходимо ввести силовую характеристику поля, аналогичную вектору напряженности Е электрического поля. Такой характеристикой является вектор магнитной индукции В. Вектор магнитной индукции В определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле.

За положительное направление вектора В принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Таким образом, исследуя магнитное поле, создаваемое током или постоянным магнитом, с помощью маленькой магнитной стрелки, можно в каждой точке пространства определить направление вектора В. Такое исследование позволяет представить пространственную структуру магнитного поля. Аналогично силовым линиям в электростатике можно построить линии магнитной индукции, в каждой точке которых вектор В направлен по касательной. Пример линий магнитной индукции полей постоянного магнита и катушки с током приведен на рис. 2.

Обратите внимание на аналогию магнитных полей постоянного магнита и катушки с током. Линии магнитной индукции всегда замкнуты, они нигде не обрываются. Это означает, что магнитное поле не имеет источников – магнитных зарядов. Силовые поля, обладающие этим свойством, называются вихревыми. Картину магнитной индукции можно наблюдать с помощью мелких железных опилок, которые в магнитном поле намагничиваются и, подобно маленьким магнитным стрелкам, ориентируются вдоль линий индукции.

Для того, чтобы количественно описать магнитное поле, нужно указать способ определения не только направления вектора В, но и его модуля. Проще всего это сделать, внося в исследуемое магнитное поле проводник с током и измеряя силу, действующую на отдельный прямолинейный участок этого проводника. Этот участок проводника должен иметь длину Δl, достаточно малую по сравнению с размерами областей неоднородности магнитного поля. Как показали опыты Ампера, сила, действующая на участок проводника, пропорциональна силе тока I, длине Δl этого участка и синусу угла α между направлениями тока и вектора магнитной индукции: F ~ IΔl sin α.

  Эта сила называется силой Ампера. Она достигает максимального по модулю значения Fmax, когда проводник с током ориентирован перпендикулярно линиям магнитной индукции. Модуль вектора В определяется следующим образом:

Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального значения силы Ампера, действующей на прямой проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине Δl:

  В общем случае сила Ампера выражается соотношением: F = IBΔl sin α.

Это соотношение принято называть законом Ампера. В системе единиц СИ за единицу магнитной индукции принята индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр длины проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила Ампера 1 Н. Эта единица называется тесла (Тл).   Тесла – очень крупная единица. Магнитное поле Земли приблизительно равно 0,5·10–4 Тл. Большой лабораторный электромагнит может создать поле не более 5 Тл. Сила Ампера направлена перпендикулярно вектору магнитной индукции В и направлению тока, текущего по проводнику. Для определения направления силы Ампера обычно используют правило левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции В входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник (рис. 3). Если угол α между направлениями вектора В и тока в проводнике отличен от 90°, то для определения направления силы Ампера F более удобно пользоваться правилом буравчика: воображаемый буравчик располагается перпендикулярно плоскости, содержащей вектор В и проводник с током, затем его рукоятка поворачивается от направления тока к направлению вектора В. Поступательное перемещение буравчика будет показывать направление силы Ампера F (рис. 3). Правило буравчика часто называют правилом правого винта. Магнитное поле постоянных токов различной конфигурации изучалось экспериментально французскими учеными Ж. Био и Ф. Саваром (1820 г.). Они пришли к выводу, что индукция магнитного поля токов, текущих по проводнику, определяется совместным действием всех отдельных участков проводника. Магнитное поле подчиняется принципу суперпозиции:

Если магнитное поле создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником в отдельности. Индукцию В проводника с током можно представить как векторную сумму элементарных индукций создаваемых отдельными участками проводника.

На опыте невозможно осуществить отдельный участок проводника с током, так как постоянные токи всегда замкнуты. Можно измерить только суммарную индукцию магнитного поля, создаваемого всеми элементами тока. Закон Био–Савара определяет вклад в магнитную индукцию результирующего магнитного поля, создаваемый малым участком Δl проводника с током I. Здесь r – расстояние от данного участка Δl до точки наблюдения, α – угол между направлением на точку наблюдения и направлением тока на данном участке, μ0 – магнитная постоянная. Направление вектора определяется правилом буравчика.

2.Линейные характеристики звукового поля.

К линейным хар-кам относятся звуковое давление, смещение частиц среды, скорость колебаний и акустическое сопротивление среды. Звуковое давление – разность между мгновенными значениями давления в точке среды при прохождении через нее звуковой волной и статическим давлением в той же точке р=рамас. Звук.Давление величина знакопеременное. В момент уплотнения P>0, в момент разрежения P<0. ЗвукДавлен оценивают по амплитуде или эффективному значению. P=F/S [H/м2] 106[Дин/см2] =1Па=1Бар. Смещение – отклонение частицы среды от ее статического положения под действием проходящей звуковой волны. Если смещение происходит по направлению звуковой волны, то знак +, иначе -. Скорость колебания – скорость движения частиц среды под действием проходящей звуковой волны V=dU/dt (U – смещение). Удельное акустическое сопротивление δ=P/V. Оно определяется свойствами среды и материала и условиями распространения волны. В общем случае - комплексная величина.

3.Обьемные резонаторы.

Колебательные контура с сосредоточенными параметрами, а также в виде отрезков длинных линий используются в дм и более длинноволновых диапазонах. На волнах короче дм они имеют низкую добротность из-за значительных потерь энергии в проводах, изоляторах и на излучение. Колебательными системами, свободными от указанных недостатков в см и мм диапазонах волн являются закрытые объемные резонаторы. Они представляют собой часть пространства, ограниченного хорошо проводящей поверхностью. В полости объемного резонатора могут иметь место э/м колебания с резко выраженными резонансными свойствами. Они могут быть в виде прямоугольного параллелепипеда, цилиндра или тора. Э/м поле в объемном резонаторе приобретает характер стоячих волн. Вся энергия, запасенная в резонаторе переходит сначала в энергию электрического поля, через ¼ периода в магнитную и т.д.

Билет3 1.Поля объектов и проблема ЗИ. Электромагнитное поле.

Электромагнитное поле – особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Физической причиной существования электромагнитного поля является то, что изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей). Однако при ускоренном движении носителей электромагнитное поле «срывается» с них и существует в окружающей среде независимо, в виде электромагнитной волны, не исчезая с устранением носителя.

2.Энергетические характеристики звукового поля.

Интенсивность звука (сила звука) – кол-во энергии, проходящей в 1 времени через 1 площади перпендикулярно направлению распространения [Вт/м2], I. Если мы имеем ввиду мгновенное значение давления и скорости колебания то для периодических процессов спарведливо: Для синусоидальных колебаний I связано со звуковым давлением и скоростью колебаний следующим соотношением: - сдвиг фаз между звуковым давлением и скоростью колебаний, . pmVm-амплитудное значение, PэфVэф- эффективное значение, акустическое сопротивление. Плотность энергии – кол-во звуковой энергии находящийся в 1 объема. .

3.Антенны. Осн.физ-ие параметры: диаграмма направленности, КНД.

Устройства, предназначенные для излучения или приема э/м волн, называют антеннами. Антенны разделяют на передающие и приемные. Антенна обладает свойством обратимости, согласно которому одна и та же антенна может как излучать, так и принимать э/м волны. Основные параметры антенны в режиме излучения сохраняются и в режиме приема. Конструкция антенны зависит от диапазона волн, желаемой направленности излучения, величины излучаемой мощности и места установки. Кол-во энергии, излучаемое антенной в 1 телесного угла, неодинаково. О направленности излучения антенны судят по ее диаграмме направленности (ДН). Различают ДН антенн по полю и по мощности. ДН по полю называется графическое выражение зависимости напряженности электрического поля, которое создается в равноудаленных от антенны точках зоны, от направления излучения. В пространстве эту зависимость представить сложно, поэтому обычно строят сечение двумя взаимно ортогональными плоскостями. Линия пересечения совпадает с максимумом ДН. Одну из этих плоскостей совмещают с вектором Е и называют Е-плоскостью, а вторую плоскость совмещают с вектором Н и называют Н-плоскостью. Дальняя зона излучения антенны определяется условием, при котором расстояние от антенны до точки наблюдения, которая находится в дальней зоне, R>>2D2/λ, где D2 - наибольший размер излучающего раскрыва антенны. Если выполнено это условие, то можно считать, что все идущие от антенны лучи к точке наблюдения радиолучи параллельны. Коэф-т направленного действия (КНД) антенны – числовая характеристика степени концентрации энергии в пространстве, обеспечиваемой антенной. КНД – число, показывающее, во сколько раз нужно увеличить мощность излучения при переходе от направленной антенны к ненаправленной при условии, что они имеют одинаковые КПД и создают равные направленности полей в одной и той же точке приема. Максимальная величина КНД достигает значения нескольких единиц у слабо направленных и десятки-сотни тысяч у антенн с узкой ДН (РЛС космической связи).

Билет5

1.Общие принципы регистрации информационных характеристик полей.

Физические поля

Виды полей делятся на скалярные и векторные

Виды физических полей делятся на электромагнитное (- электрическое,- магнитное,- электростатическое), акустическое, гравитационное, поле давления, поле температур,

Свойства полей делятся на Качественные(- дивергенция,- циркуляция,- ротор) и Количественные(-силовые характеристики, - временные характеристики, - пространственные характеристики)

Виды измерений

По характеру измеряемой величины (- электромагнитные,- электрические,- магнитные,- радио,- оптические,- акустические,- термо,- пространственные, - измерения др. физич. св-в)

По способу обработки экспериментальных данных (- прямые,- косвенные,- совместные,- совокупные)

По динамическим характеристика (- фазы,- частоты,- периода, - спектра,- гармоник,- нелинейных искажений,- коэффициента модуляции)

Схема преобразования

1.Измеряемая величина

Преобразование в удобную форму

2. Измерение

Преобразование в удобную форму

3. Отображение измерения

2.Динамический диапазон речи и акустические уровни.

В акустике и электросвязи за уровень параметра принимают величину, пропорциональную логарифму относительного значения этого параметра: , а- коэффициент пропорциональности (для энергетич.характеристик=10,для линейных=20) - условное значение параметра, соответствующее некоторому, принятому за нулевой уровень. За условное нормированное значение интенсивности звука принята интенсивность, равная 10-12 Вт/м2 Тогда абсолютный уровень интенсивности в дБ: . Уровень по звуковому давлению для воздуха определяется по величине, соответствующей нулевому значению уровня интенсивности: . Уровень по плотности энергии в дБ для воздуха принято определять относительно плотности, соответствующей уровню интенсивности для скорости звука, равной 343 м/с.

В процессе передачи уровень акустического сигнала непрерывно изменяется. Диапазон его изменения может быть довольно широким. Зависимость уровня сигнала от времени называется уровне-граммой. С опред точностью можно считать что уровень сигнала изменения по случайному закону, поэтому его можно характеризовать интегральным распределением и среднем значением для этого распределения. Разность между квази максимальным и квази минимальным уровнями называют динамическим диапазоном. Т.о. нахождение динамического диапазона для ряда первичных акустических сигналов, в том числе и речевого. Речь диктора-25-35Дб,Телефонный разговор-35-45Дб,Небольшой ансамбл-45-55Дб, Симфонический оркестр-67-75Дб.

3.Радиоволновой диапазон элетромагнитных волн. Физич.смысл уравнений Максвелла.

Билет4

1.Поля объектов и проблема ЗИ. Сейсмическое поле.

Технические средства разведки эффективно работают с сейсмическими и гравитационными полями. Поэтому и в таких полях возникает проблема защиты информации. Для сейсмической разведки информативны волны, распространяющиеся в земной коре. Принимая сигналы, переносимые этими волнами, можно обнаружить, идентифицировать и пеленговать источник сейсмических колебаний. Если на тело действуют внешние силы, то внутри него устанавливается уравновешенная система внутренних сил. Напряжение представляет собой меру интенсивности, с которой действуют эти сбалансированные внутренние силы. Напряжение, действующее на некоторую площадку любой поверхности тела, можно разложить на две компоненты:

- нормальную, направленную перпендикулярно этой площадке;

- сдвиговую (тангенциальную), лежащую в плоскости площадки.

Тело под действием напряжений испытывает изменение формы и (или) размеров, т. е. деформируется. Вплоть до некоторого предельного значения напряжения, называемого пределом текучести материала, величина деформации изменяется пропорционально приложенному напряжению (закон Гука).

Деформация делится на упругую(обратимую), необратимая (разрушение) и нелинейное(частично обратимое)

2.Частотные диапазоны спектра акустического сигнала.

3.Антенны. Предназначение, осн.физ.параметры: мощность излучения, сопротивление излучения, КПД.

Устройства, предназначенные для излучения или приема э/м волн, называют антеннами. Антенны разделяют на передающие и приемные. Антенна обладает свойством обратимости, согласно которому одна и та же антенна может как излучать, так и принимать э/м волны. Основные параметры антенны в режиме излучения сохраняются и в режиме приема. Конструкция антенны зависит от диапазона волн, желаемой направленности излучения, величины излучаемой мощности и места установки.

Мощностью излучения называется среднее количество э/м энергии, излучаемое антенной в 1 времени. Полная мощность Р, потребляемая антенной от источника, складывается из мощности потерь и мощности излучения. Мощность потерь является следствием конечной проводимости проводников антенны, несовершенства диэлектриков: Р=Рап. В тех случаях, когда известна амплитуда токов на клеммах антенны, т.е. с местами подключения антенны с линиями передачи, каждую из составляющих мощности можно представить в виде: .

Сопротивление излучения антенны равно такому активному сопротивлению, на котором при токе, равном току на клеммах, рассеивается мощность, равная току излучения. Величина сопротивления излучения зависит от характера распространения тока вдоль провода антенны, от соотношения длины излучающего провода и длиной изучаемой э/м волны. Все полуволновые вибраторы имеют сопротивление излучения РΣ=73,1 Ом. Вибраторы с длиной в 1 волну имеют сопротивление 210 Ом. В общем случае сопротивление излучения антенны является комплексной величиной.

Антенна преобразует энергию источника э/м колебаний в энергию э/м поля. КПД этого преобразователя определяется Ри/Р. Таким образом КПД тем больше, чем больше сопротивление излучения по сравнению с сопротивлением волновых потерь. Величина КПД антенны для полуволнового вибратора равна 0,9.

Билет6

1.Физические поля различной природы как носители информации об объектах.

всякое изменение маг­нитного поля вызывает появление вихревого электрического поля

всякое изменение электрического поля вызывает появление вихревого магнитного поля

Характеристики поля, несущие информацию об объекте

E - Напряженность электри­ческого поля

B = µµ0H магнитная индукция

D = εε0E– электрическое смещение поля

H - Напряженность магнит -ного поля

Каналы утечки информации, использующие электрическое, магнитное и электромагнитное излучение

  • просачивание информационных сигналов в цепи электропитания (возможно при наличии магнитной связи между выходным трансформатором усилителя и трансформатором электропитания, а также за счет неравномерной нагрузки на выпрямитель, что приводит к изменению потребляемого тока по закону изменения информационного сигнала;

  • просачивание информационных сигналов в цепи заземления (образуется за счет гальванической связи с землей различных проводников, выходящих за пределы контролируемой зоны, в том числе нулевого провода сети электропитания, экранов, металлических труб систем отопления и водоснабжения, металлической арматуры)

  • съем информации с использованием закладных устройств (представляют собой минипередатчики, устанавливаемые в ТСОИ, излучения которых модулируются информационным сигналом и принимаются за пределами контролируемой зоны).

  • электромагнитные излучения элементов ТСОИ (носителем информации является электрический ток, сила, напряжение, частота или фаза которого изменяются по закону информационного сигнала (побочное излучение терминала и т.п.)

  • электромагнитные излучения на частотах работы высокочастотных генераторов ТСОИ и ВТСС (в результате внешних воздействий информационного сигнала на элементах генераторов наводятся электрические сигналы, которые могут вызвать непреднамеренную модуляцию собственных высокочастотных колебаний генераторов и излучение в окружающее пространство)

  • электромагнитные излучения на частотах самовозбуждения усилителей низкой частоты ТСОИ (самовозбуждение возможно за счет случайных преобразований отрицательных обратных связей в паразитные положительные, что приводит к переводу усилителя из режима усиления в режим автогенерации сигналов, причем сигнал на частотах самовозбуждения, как правило, оказывается промодулированным информационным сигналом).

Характеристики физического состояния объектов, передаваемые электрическими и магнитными полями

Электрическое поле

  • объективная аттестация корабельных, производственных, общественных и бытовых помещения по уровню безопасности электрических полей.

  • выделение в помещениях с повышенным уровнем физических полей зоны, где обеспечивается совместная работа помехочувствительного и помехоактивного электрооборудования или экологическая безопасность рабочих мест или безопасность проживания.

  • поиск повреждений в трубопроводах (по распределению электрического поля токов утечки от вспомогательного источника);

  • контроль узлов электрического разъединения, используемого для противокоррозионной защиты промышленных объектов;

  • поиск закладных устройств (устройств для негласного съема информации) путем выделения локальных неоднородностей электрического поля

Магнитное поле

  • выявление и устранения дефектов проектирования залов и других помещений, а также контроль различных технических изделий;

  • Получение специфической характеристики геологических объектов (магнитные свойствам горных пород, их строение, механические свойства).

  • отражение функционирования различных органов и систем биообъекта;

  • исследования токов в проводящих тканях, сопровождающих физиологические процессы биообъекта

  • регистрация магнитного поля, при исследовании деятельности мозга и нервной системы биообъекта

2.Физические основы вакодерной связи.

Вокодер – устройство, в передающей части которого из речевого сигнала выделяются параметры, определяющие информативность речи. К этим параметрам относятся: спектральная огибающая звуков речи и параметры основного тона, т.е. произношение звуков речи, медленно изменяющихся во времени. Параметры основного тона управляют частотой генератора основного тона, находящегося в приемной части вокодера. Напряжение от генератора, создающего импульсы, сходные с импульсами гортани, подается на сложный фильтр, имитирующий акустическую систему речевого тракта для звонких звуков. При синтезе глухих звуков речи генератор создает шумовое напряжение, подаваемое на фильтры, имитирующие систему речевого тракта для глухих звуков. Параметрами этих фильтров и уровнем звуковой речи управляют характеристики, выделенные из речи на передающем конце вокодера. В результате восстанавливается спектральная огибающая речевого сигнала. Качество и разборчивость – высокие. В зависимости от типа выделяемых параметров сигналы различают полосные, гармонические, формантные и фонемные вокодеры. В полосных выделяется комплекс ординат спектра в узких полосках. В гармонических – коэффициент Фурье от разложения спектральной огибающей в функцию гармоник. В формантных выделяются частоты и амплитуды формант. В фонемных – произнесенный звук. Применение вокодеров дает повышение разборчивости речи в условиях помех, так как сигналы передаются в телеграфном режиме со специальным помехоустойчивым кодированием. Речь, передаваемая с помощью вокодерной связи идет с высоким уровнем и характеризуется разборчивостью даже при наличии сильных помех. Импульсная форма сигнала дает возможность засекречивания речи. Такую закодированную речь невозможно раскодировать современными методами. Кроме того, вокодерная связь дает возможность значительного увеличения числа каналов в системах связи. Для обычного речевого сигнала требуется пропускная способность 64 кбит в секунду, что в 25 раз больше, чем для полосного вокодера, и в 50 раз больше, чем для фонемного вокодера. Вокодерную связь в США применяют с 1959 года в военной авиации. В наст. время выпускают аппаратуру для коммерческой связи. Выпускаются на новой элементной базе с цифровыми методами анализа и синтеза речевого сигнала.

3.Уравнения Максвелла для электромагнитных волн в векторной.

Билет7

1.Электрические поля объектов.

«Источниками электрического поля являются неподвижные электрические заряды или переменное магнитное поле.

Взаимодействие между покоящимися электрическими зарядами осуществляется через электрическое поле. Всякий заряд изменяет свойства окружающего пространства – создает в нем электрическое поле. Это поле проявляет себя в том, что помещенный в какую-либо его точку заряд оказывается под действием силы. По величине силы, действующей на данный заряд, можно судить об «интенсивности» поля.Исследуем с помощью точечного пробного заряда qпр поле, создаваемое неподвижным точечным зарядом q.Поместив пробный заряд в точку, положение которой определяется расстоянием r, мы обнаружим, что на пробный заряд действует сила: (1)

Из формулы (1) следует, что сила, действующая на пробный заряд, зависит не только от величин, определяющих поле(от q и r), но и от величины пробного заряда. Если брать разные по величине пробные заряды, то и силы, которые они будут испытывать в данной точке поля будут различными. Однако из формулы (1) видно, что отношение F/qпр для всех пробных зарядов будет одним и тем же и зависит лишь от величин q и r, определяющих поле в данной точке. Поэтому естественно принять это отношение в качестве величины, характеризующей поле: (2 )

Эту векторную величину называют напряженностью электрического поля в точке, в которой пробный заряд qпр испытывает действие силы F. В соответствии с формулой (2) напряженность электрического поля численно равна силе, действующей на единичный точечный заряд, находящийся в данной точке поля. Направление вектора совпадает с направлением силы, действующий заряд. Формула (2) остается справедливой и для пробного отрицательного заряда. В этом случае векторы E и F имеют противоположные направления. Также величина пробного заряда должна быть достаточно малой. Напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавал бы каждый заряд в отдельности:(3).

Электрическое поле можно описать с помощью линий напряженности(силовых линий). Линии напряженности проводят таким образом, что касательная к ним в каждой точке совпадает с направлением вектора E.

Линии напряженности точечного заряда представляют собой совокупность радиальных прямых, направленных от заряда, если он положителен, и к заряду, если он отрицателен. Линии одним концом опираются на заряд, а другим уходят в бесконечность».

2.Лазерные системы негласного съема информации.

3.Поле вторичного излучения.

Билет9

1.Электромагнитные поля объектов.

«В 1831 г. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Это явление называют электромагнитной индукцией.

Явление электромагнитной индукции свидетельствует о том, что при изменениях магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила индукции.

2 1

I2 I1 I0

Силу тока I0 в контуре 1 можно изменять с помощью реостата. Этот ток создает магнитное поле, пронизывающее контур 2. Если увеличивать ток I1, поток магнитной индукции Ф через контур 2 будет расти. Это приведет к появлению в контуре 2 индукционного тока I2, регистрируемого гальванометром. Уменьшение тока I0 обусловит убывание магнитного потока через второй контур, что приведет к появлению в нем индукционного тока иного направления I1. Индукционный ток во 2 контуре также можно вызвать приближением или удалением первого контура с током.»

Сущность явления индукции заключается в том, что изменяющееся во времени магнитное поле порождает изменяющееся во времени электрическое поле, которое называется током смещения.

В свою очередь, исходя из условий возникновения магнитного поля, мы можем утверждать, что переменное во времени электрическое поле порождает переменное магнитное поле.

Совокупность взаимопревращений переменного и магнитного полей называется электромагнитным полем.

Важными особенностями электромагнитного поля являются:

- равномерное распространение во все стороны относительно точки возникновения;

- существование в пространстве даже после того, как источник электромагнитного поля перестал дейст-ть;

- возможность распространения в вакууме.

Также оно обладает стандартными характеристиками полей:

- осуществляется перенос энергии;

- процесс распространения в пространстве представляет собой волновой процесс (в данном случае это электромагнитные волны).

«Электромагнитные волны являются поперечными: колебания векторов напряженности Е переменного электрического поля и индукции В переменного магнитного поля взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной вектору скорости распространения v и образуют правовинтовую систему. Взаимно перпендикулярные векторы Е и В в электромагнитной волне колеблются в одинаковых фазах – они одновременно достигают максимума и одновременно обращаются в нуль.» Источником электромагнитных волн может быть любой колебательный контур или проводник, по которому течет переменный электрический ток. В эпоху интенсивного развития научно технической революции человечество научилось использовать электромагнитное поле для реализации своих интересов. Электромагнитные волны благодаря своим свойствам нашли свое применение в секторе передачи информации, а именно в радио, локации, навигации, мобильной связи. Также электромагнитные волны, в силу присутствия электрического и магнитного полей и их взаимопревращения и распространения, являются неотъемлемой составляющей многих приборов окружающих нас и облегчающих нам жизнь. Если рассматривать электромагнитное поле с точки зрения защиты информации и, учитывая, то, что оно может быть носителем информации, то интересно будет рассмотреть несколько примеров, посвященных проблеме защиты данных.

2.Основные свойства слуха. Нелинейные свойства слуха. Восприятие по амплитуде.

Нелинейные свойства слуха. При воздействие слуха, имеющего одну частотную составляющую (чистый тон) с уровнем 100 дБ человек слышит тон 2-й гармоники, как бы имеющей уровень 80 дБ и слышит тон 3-й гармоники с уровнем 74 дБ и т.д. При слушании двух чистых тонов, с частотами, не попадающими в одну и ту же критическую полоску слуха, человек часто слышит тон разностной частоты с достаточно высоким уровнем ощущения и с меньшим уровнем ощущений слышит тон суммарной частоты.. При воздействии звука, состоящего из тонов с некратными составляющими, получается засорение спектра многочисленными комбинационными частотами. Эти частотные составляющие являются продуктами нелинейности в слуховом тракте.

Восприятие по амплитуде.Если волокно основной мембраны при своих колебаниях не достигает до ближайшего к нему нервного окончания, то человек такой звук не слышит. При увеличении амплитуды колебаний волокна оно касается нервного окончания и происходит раздражение. Нервное окончание начнет посылать электрические импульсы в слуховой центр мозга и звук будет услышан. Этот скачкообразный переход из неслышимого состояния в слышимое называется порогом слышимости. Абсолютное значение слухового ощущения на пороге слышимости мало, но имеет вполне конечное значение. Порог слышимости зависит от частоты. На рисунке приведены зависимости порогов слышимости, причем по y отложены уровни интенсивности звука (уровни звукового давления), по х – частоты. 1) для биноурального слушания, когда давление создается множеством источников звука в горизонтальной плоскости вокруг головы человека. 2) Биноуральное слушание, когда источник звука перед слушателем (фронтальный порог). 3) Моноуральное слушание.

(РИСУНОК)

Часто приходится иметь дело с различными зависимостями порога слышимости от частоты. Разница между ними обусловлена разницей в условиях измерений порога. Так, кривая 2 дана для случая измерения уровня звукового тона при слушании двумя ушами. Кривая 3 дает порог слышимости для уровней звука, измеренных около ушной раковины при слушании через телефон. Кривая 2 представляет порог для фронтального падения звуковой волны, а кривая 1 – для всестороннего падения (диффузный порог).

3.Звукопоглащающие материалы и конструкции. Резонансные поглотители (виды).

Другой распространенной конструкцией являются резонансные поглотители. Они делятся на 2 вида: мембранные и резонаторные. Мембранные представляют собой натянутый холст или тонкий фанерный лист, под которым располагаются хорошо демпфирующий материал с большой вязкостью, либо поролон, либо губчатая резина, строительный войлок. Щиты с натянутым холстом называют щитами Бекеши. Максимум поглощения получается на резонансных частотах. Для натянутого холста силой F, , где ρ – плотность холста; l, b, t – длина, ширина, высота холста; k – резонансные частоты (порядок).

Таким образом мембранные поглотители имеют лучшее поглощение на резонансных частотах. Коэффициент поглощения можно подсчитать, если знать вязкость материала, находящегося под холстом. Для фанерного листа с соотношением длина/ширина равным 2 резонансные частоты определяются из выражения: fk=3,45∙103∙t/l2, где l – длина, t – толщина. Если лист расположен близко к твердой стене, то его упругость будет повышена и собственная частота также повысится.

Билет12

1.Распространение полей в неоднородных средах. Волновая механика устанавливает аналогию распространения волнового импульса в неоднородной среде с движением частицы в потенциальном поле. Впервые подобная аналогия была открыта для света в оптически неоднородной среде и получила название оптико-механической.

Среда

диспергирующая

нелинейная

неоднородная

Если гармонические волны различной частоты обладают в среде различными фазовыми скоростями, говорят, что среда обладает дисперсией.

При значительных амплитудах волновых полей меняются и средние характеристики среды. В этом случае мы имеем дело с нелинейной средой

Если равновесные значения параметров среды меняются от точки к точке U = U(x), то такие среды естественно назвать неоднородными

Скорость распространения гармонических волн в неоднородных средах также будет зависеть от координаты через этот параметр V = V(U(x)). Радиоволны, излучаемые передатчиком, прежде чем попасть в приёмник, проходят путь, который может быть сложным. Способы Распространения радиоволн существенно зависят от длины волны , от освещённости земной атмосферы Солнцем и от ряда др. факторов.

Дисперсия звука , зависимость фазовой скорости монохроматических звуковых волн от частоты.

Дисперсия звука

Д. звука, обусловленная

физическими

свойствами среды

Газы, жидкости, эмульсии, растворы электролитов.

Д.звука, обусловленная, наличием границ

тела

Пластины, стержни, Волноводы

акустические.

Величина Д. звука может быть весьма различной в разных веществах.

2.Первичный речевой сигнал. Основные понятия: речь, фонема, период основного тона, частота основного тона, интонация.

Речь с физической точки зрения состоит из последовательностей звуков с паузами между ними или их группами. При нормальном темпе речи паузы появляются между отрывками фраз, так как при этом слова произносятся слитно. При замедленном темпе речи, при диктовке паузы могут делаться между словами и их частями. Один и тот же звук речи каждый человек произносит по разному - устный почерк. Произношение звуков зависит от соседних звуков,от ударения и т.п. При всем разнообразии произношении звуков, они являются физической реализацией ограниченного числа фонем. Фонема – звук который человек хочет произнести. В русском языке насчитывается 42 основных и 3 неопределенных фонемы. Звуки делятся на звонкие и глухие. Звонкие звуки образуются с участием голосовых связок, находящихся в напряженном состоянии. Под напором воздуха голосовые связки периодически раздвигаются и создается прерывистый поток воздуха. Импульсы потока воздуха, создаваемые голосовыми связками с достаточной степенью точности могут считаться периодическими. Период повторения импульсов называется периодом основного тона, и обратная величина называется частотой основного тона. Если связки тонкие и сильно напряжены, то период получается коротким, а частота – высокой. Частота основного тона для всех голосов лежит в пределах: 70 – 450 Гц. При произнесении речи частота основного тона непрерывно изменяется в соответствии с ударением, подчеркиванием отдельных звуков и слов, а также при проявлении эмоций. Изменение частоты основного тона называется интонацией. У каждого человека совой диапазон изменения основного тона, обычно не более октавы, и своя интонация. Интонация имеет большое значение для узнаваемости говорящего. Основной тон, интонация и тембр голоса служат для опознавания человека, причем достоверность опознавания выше, чем при отпечатках пальцев. Это свойство используют для создания аппаратуры, срабатывающей только от определенного голоса. Импульсы основного тона имеют пилообразную форму, и поэтому при их периодическом повторении получается дискретный спектр с большим числом гармоник (до 40) с частотами, кратными частотам основного тона. Огибающая спектра основного тона имеет спад в сторону высоких частот с крутизной около 6 дБ на октаву. Для мужского голоса с частотой 3000 Гц ниже уровня составляющих на 100 Гц примерно на 30 дБ. При произнесении глухих звуков связки находятся в расслабленном состоянии и поток воздуха из легких свободно проходит в полость рта. Встречая на своем пути различные преграды, он образует завихрения, создающие шум со сплошным спектром. Согласные звуки делятся на сонорные звуки, щелевые, взрывные, аффрикаты, комбинация глухих взрывных и щелевых

3.Электромагнитные каналы утечки информации.

Билет13

1.Принципы экранирования статических и динамических полей

Функционирование любого технического средства информации связано с протеканием по его токоведущим элементам электрических токов различных частот и образованием разности потенциалов между различными точками его электрической схемы, которые порождают магнитные и электрические поля, называемые побочными электромагнитными излучениями.

Способы экранирования

электростатическое

магнитостатическое

электромагнитное

по существу сводится к замык-ию

электростатического поля на поверхность металлического экрана и отводу электрических зарядов на землю (на корпус прибора).

основано на использовании магнитной индукции, создающей в экране переменные индукционные вихревые токи (токи Фуко). Магнитное поле этих токов внутри экрана будет направлено навстречу возбуждающему полю, а за его пределами - в ту же сторону, что и возбуждающее поле.

Действие электромагнитного экрана основано на том, что высокочастотное электромагнитное поле ослабляется им же созданным (благодаря образующимся

в толще экрана вихревым токам) полем обратного направления.

Изготовление экрана Теория и практика показывают, что с точки зрения стоимости материала и простоты изготовления преимущества на стороне экранированного помещения из листовой стали. Однако при применении сетчатого экрана могут значительно упроститься вопросы вентиляции и освещения помещения. В связи с этим сетчатые экраны также находят широкое применение. Качество экранированных полей. Качество экранирования полей зависит от магнитной проницаемости экрана и сопротивления магнитопровода, которое будет тем меньше, чем толще экран и меньше в нем стыков и швов, идущих поперек направления линий магнитной индукции.

2.Первичный речевой сигнал. Осн. понятия: артикуляция органов речи, анти-/-форманты, модуляция речевым сигналом (спектр.).

При произношении звуковой речи речевой аппарат, голосовые связки, челюсть должны находится в определенном положении для каждой фонемы- артикуляция органов речи. При артикуляции в речеобразующем тракте создаются резонансные полости, определенные для каждой фонемы. При произнесении звуков речи через речевой тракт проходит или тональный импульсный сигнал, или шумовой, или оба вместе. | Речевой тракт представляет собой сложный акустический фильтр с рядом резонансов, создаваемых полостями рта, носа, носоглотки, т.е. с помощью артикуляционных органов речи. Вследствие этого равномерный, тональный или шумовой спектр превращается в спектр с рядом максимумов и минимумов. Максимумы спектра называются формантами, а нулевые провалы антиформантами. Для каждой фонемы огибающая спектра имеет индивидуальную и вполне определенную форму. При произнесении речи спектр ее непрерывно изменяется и образуются формантные переходы. Частотный диапазон речи человека от 30-70 до 6500-7000 Гц. Звонкие звуки, особенно гласные, имеют высокий уровень интенсивности, глухие – самый низкий уровень интенсивности. При произнесении речи громкость ее непрерывно изменяется. Гласные звуки имеют длительность 0,15 сек., согласные – 0,08 сек. Звуки речи неодинаково информативны. Гласные звуки – малоинформативные, а глухие согласные – наиболее информативны. Разборчивость речи снижается при действии шумов в первую очередь из-за маскировки глухих звуков. Образование звуков речи происходит путем передачи команд мускульным артикуляционным органом от речевого центра мозга. Общий поток сообщений от мозга составляет не более 100 бит/сек., вся остальная информация – сопутствующая. Речевой сигнал представляет собой модулированную несущую, его спектр может быть описан: p(ω)=E(ω)∙F(ω), где E(ω) – спектр генераторной функции, те импульсы основного тона или шума. F(ω) модулирующая кривая – фильтровая функция речевого тракта, спектральная модуляция. При ней несущая имеет широкополосный спектр, а в результате модуляции изменяется соотношение между частотными составляющими, т.е. изменяется форма огибающей спектра. Почти вся информация о звуках речи заключена в спектральной огибающей речи и ее временном изменении. Частично информация о звуках речи заключена в переходах от тонального спектра к шумовому. Все эти изменения происходят в темпе речи. Речевой сигнал отличается от телеграфного тем, что в последнем нет информации об эмоциях, личности говорящего, а также исключается сопутствующая информация. Для передачи смысла речи достаточно передавать следующие сведения: о форме огибающей спектра речи, о ее временном изменении в темпе изменения звуков речи.

3.Области использования лазерного излучения.

Билет16

1.Основы акустики слуха

Звук распространяется в виде переменного возмущения упругой среды, т.е. в виде звуковых волн.

Звуковые колебания – колебательные движения частиц среды под действием этого возмущения. Пространство, в котором происходит распространение этих волн, называется звуковым полем.

Человеческое ухо воспринимает звуки различной высоты, то есть различной частоты колебаний. Звуки с частотой колебаний до 16 Гц, так называемые инфразвуки, ухом не воспринимаются; также не воспринимаются и звуки с частотой выше 20 000 Гц – ультразвуки. Порогом слышимости называют скачкообразный переход из слышимого состояния в неслышимое и наоборот. Порог слышимости зависит от частоты звука. В условиях шума и помех порог слышимости для приема слабого звука возрастает. Это повышение порога слышимости называют маскировкой. Величина маскировки определяется величиной повышения порога слышимости для принимаемого звукового сигнала. Чувствительность уха к звукам различной частоты не одинакова и не линейна. Она является максимальной по отношению к звукам с частотой колебаний от 1000 до 5000 Гц. Ухо представляет собой звукоприемный аппарат, работающий в чрезвычайно широком диапазоне частот и амплитуд. Большая широта области слышимости связана с довольно сложным устройством слухового аппарата Наиболее важным органом человеческого слуха является улитка, где происходит преобразование аналоговых звуковых сигналов в последовательность электрических импульсов двоичного типа. Различают моноуральное и бинауральное слушание. При моноуральном – звуковая волна оказывает воздействие лишь на одно ухо человека, при бинауральном – на оба уха. При бинауральном слушании мозг обладает функцией определения положения источника звука в пространстве. Речь с физической точки зрения состоит из последовательностей звуков с паузами между ними или их группами. Периферический речевой аппарат человека состоит из следующих органов: зубов, мышц языка, губ, гортани, дыхательной мускулатуры. Органы, осуществляющие функцию речи, обеспечивают произнесение членораздельных звуков – артикуляцию. Речь человека лежит в диапазоне частот от 70 до 7000 Гц. Звонкие звуки речи, особенно гласные, имеют высокий уровень интенсивности. Глухие согласные – самый низкий уровень интенсивности. Для передачи смысла речи достаточно передавать следующие сведения: о форме огибающей спектра речи, о ее временном изменении в темпе изменения звуков речи, а также изменение основного тона речи и переходов тон-шум.

2.Физические поля различной природы как носители информации об объектах.

3.Распространение электромагнитных волн. Осн. Понятия: угол скольжения фронта волны, поляризация.

Плоскость проходящую через точки пространства с одинаковой фазой напряженности электрического и магнитного поля э/м волны, и перпендикулярно направлению распространения волн, называют фронтом волны. В ряде случаев фронт волны может быть отклонен от вертикали на угол β, называемый углом скольжения фронта волны. Поляризация характеризует направление вектора электрического поля относительно плоскости распространения. Поляризация определяет закон изменения направления вектора напряженности электрического поля в данной точке за период колебаний. Плоскость, в которой находятся векторы Е и Р, называется плоскостью поляризации. Угол α между плоскостью поляризации и плоскостью. Распространения волн называется углом поляризации. Различают несколько видов поляризации э/м волны если вектор Е лежит в плоскости S, а вектор Н перпендикулярен ей, то независимо от того, есть наклон фронта волны, или его нет, принято считать поляризацию вертикальной. При этом плоскость поляризации совпадает с плоскостью распространения. Если вектор Н лежит в плоскости S, а вектор Е перпендикулярен этой плоскости, то поляризацию называют горизонтальной

Билет17

1.Специфика акустики помещений. Звукоизоляция, звукопоглощение.

  • Шумом называются беспорядочные звуковые колебания разной физической природы, характеризующиеся случайным изменением амплитуды и частоты.

  • Комплекс мероприятий снижения шума. Рисунок 1.

Звукопоглощением называется процесс перехода части энергии звуковой волны в тепловую энергию среды, в которой распространяется звук. Звукопоглощение в непрерывных средах характеризуется уменьшением амплитуды распространяющихся звуковых волн в зависимости от расстояния.

Виды звукопоглощающих материалов.

К звукопоглощающим материалам относятся такие материалы, у которых коэффициент поглощения больше 0,3. В зависимости от механизма звукопоглощения.

  • материалы, в которых поглощение осуществляется за счет вязкого трения воздуха в порах (волокнистые пористые материалы типа ультратонкого стеклянного и базальтового волокна)

  • материалы, в которых помимо вязкого трения в порах происходят релаксационные потери, связанные с деформацией нежесткого скелета (войлок, древесноволокнистые материалы, минеральная вата и т. п.)

  • панельные материалы, звукопоглощение которых обусловлено деформацией всей поверхности или некоторых ее участков (фанерные щиты, плотные шторы и т. п.).

Для увеличения поглощения пористых материалов на низких частотах:

  1. увеличивают их толщину; 2) используют воздушный промежуток между материалом и ограждением (рисунок 2).

Максимум поглощения наблюдается тогда, когда воздушный зазор 2 между поверхностями конструкции 1 и материала 3 равен половине длины волны падающего звукового колебания 4. При этом будет максимальное увеличение потерь по трению, так как звукопоглощающий материал располагается в области 5 наибольшего колебательного движения.

Конструктивно звукопоглощающие материалы выполняются нескольких типов.

  1. Резонансные конструкции

  • используют резонансные свойства отдельных резонаторов интенсивно поглощать энергию звуковой волны на определенных частотах (рисунок 3)

  • на перфорированный лист 5 наклеивается вместе с защитным слоем 4 пористый поглощающий материал 3. Данная конструкция располагается на некотором расстоянии (воздушный зазор 2) от стены (ограждения) 1

  • Слоистые поглотители

      • тип конструкции выполняется в виде определенного числа слоев из звукопроницаемых материалов (тканей, металлических сеток, перфорированных листов, фанеры и т. п.), разделенных друг от друга воздушными промежутками

      • толщина должна составлять примерно половину наибольшей длины волны звукового поля ; позволяют получать звукопоглощение по энергии падающей звуковой волны до 99%.

  • Пирамидальные конструкции

        • тип представляет собой пирамидальные каркасы с вершинами, направленными внутрь помещений (рисунок 4)

        • решетчатые каркасы 3 заполняются пористым поглощающим материалом 1 (например, минеральной ватой), обернутым защитной стеклотканью 2, предохраняющей поглощающий материал от выдувания. Пирамидальные конструкции крепятся на стене 5

        • общее поглощение таких конструкций может быть большим в широком частотном диапазоне.

    Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий – ослабление звука при его проникновении через ограждения зданий; в более широком смысле - совокупность мероприятий по снижению уровня шума, проникающего в помещения извне (рис. 5).

    Как показано на рисунке помещение А изолировано ограждением 2 от помещения Б, в котором находится источник шума 1. Как правило, звукоизоляция часто применяется совместно со звукопоглощением (помещение В). Для изоляции источников шума на практике часто применяются звукоизолирующие кожухи 4.

    Средства звукоизоляции.

    1. Звукоизоляционные ограждения.

    • должны обладать такой звукоизоляцией, при которой уровень громкости проникающего через них шума не превышал допускаемого (нормированного) шума

    • для увеличения звукоизоляции применяются слоистые ограждающие конструкции. В них жесткие элементы, имеющие большую массу, чередуются с гибкими слоями (воздушные зазоры, упругие прокладки и т. п.)

    • для увеличения звукоизоляции в области низких частот применяют прокладки из материалов с меньшим модулем упругости и большой толщиной. Для звукового диапазона наиболее используемыми прокладками являются древесноволокнистые, минераловатные плиты толщиной 2 — 4 см с плотностью 200 — 400 кг/м3 , а также резиновые прокладки.

    1. Звукоизолирующие кожухи.

    • применяются для эффективной борьбы с шумом машин, различных устройств и оборудования; конструкция кожухов отличается большим многообразием в соответствии с типом механизма и может быть стационарной, разборной, съемной, иметь смотровые окна, двери и т.п. требуемая эффективность кожуха рассчитывается по приближенной формуле:

    L – уровень звукового давления в зоне измерения или в расчетной точке

    Lдоп – нормированный (допустимый) уровень.

    1. Акустические экраны.

        • применяются для снижения уровня шумов в окружающей среде, создаваемых открыто установленными источниками шума на территории предприятий

        • использование целесообразно в том случае, если уровень шума источника превышает более чем на 10 дБ уровня шумов, создаваемых другими источниками в рассматриваемой зоне

        • конструкция акустических экранов самой различной формы либо стационарного исполнения, либо передвижная

        • звукоизолирующие поверхности экранов изготовляются из металла, бетона, пластмассы и т. д.

        • поверхность со стороны падающего звукового поля облицовывается звукопоглощающим материалом

        • для увеличения зоны акустической тени размеры экранов (ширина и высота) должны более чем в 3 раза превышать размеры установки, производящей шум

        • при низких частотах размеры экранов тоже должны увеличиваться для получения требуемого уровня снижения

        • экраны целесообразнее использовать на средних и высоких частотах, а в области низких частот применять комплексные меры подавления шумов.

    Средства и методы звукопоглощения и звукоизоляции выбирают для каждого конкретного случая. Звукопоглощающие, звукоизолирующие материалы и конструкции применяют как в помещении самого источника шума, так и в смежных или изолированных помещениях.

    Наибольший технический и экономический эффект достигается при комплексной защите зданий от шумов.

    2.Электромагнитные волны в видимом диапазоне.

    3.Коэффициенты отражения Френеля.

    Билет 19,

    1.Инфразвук.

    Инфразвук — колебание звуковой волны > 20 Гц. Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же как и у слышимого звука. Подчиняется тем же закономерностям. Используется такой же математический аппарат, кроме понятия, связанного с уровнем звука. Особенности: малое поглощение энергии, значит распространяется на значительные расстояния. Источники инфразвука: оборудование, которое работает с частотой циклов менее 20 в секунду. Вредное воздействие: действует на центральную нервную систему (страх, тревога, покачивание, т.д.)

    Опасность для человека: Диапазон инфразвуковых колебаний совпадает с внутренней частотой отдельных органов человека (6-8 Гц), следовательно, из-за резонанса могут возникнуть тяжелые последствия. Увеличение звукового давления до 150 дБА приводит к изменению пищеварительных функций и сердечному ритму. Возможна потеря слуха и зрения. Защитные мероприятия: Снижение интенсивности звука в источнике возникновения. Средства индивидуальной защиты. Поглощение.Приборы контроля Шумомеры типа ШВК с фильтром ФЭ-2. Виброаккустическая аппаратура типа RFT

    2.Акустика помещений. Основные понятия: диффузное поле, длина свободного пробега, сред. время своб пробега.

    Рассмотрим звуковые процессы в помещениях. Для помещений прямоугольной формы применяется волновая теория анализа характеристик. Но в инженерной практике пользуются более простыми методами расчета. Они основаны на статистической теории рассмотрения процессов отзвука. Согласно волновой теории собственные частоты помещения с длиной l, шириной b и высотой h определяется из выражения , где c – скорость звука в воздухе, k, m, n – целые числа. При включении источника звука процесс затухания колебаний происходит на всех собственных частотах помещения и имеет вид Pm=Prm∙exp[-αr+γωrt], где αr – показатель затухания, определяемый из условия отражения волн на границах помещения для r-ной собственной частоты ………………………..

    3.Распространение электромагнитных волн. Основные понятия: плоскость распространения волн, фронт волны.

    Вертикальная плоскость S, в которой находятся вектор Р, называется плоскостью распространения волн.

    Плоскость проходящую через точки пространства с одинаковой фазой напряженности электрического и магнитного поля э/м волны, и перпендикулярно направлению распространения волн, называют фронтом волны.

  • Билет8

    1.Магнитные поля объектов.

    «Взаимодействие токов осуществляется через поле, называемое магнитным.» Это название происходит от того, что, как обнаружил в 1820 г. Эрстед, поле, возбуждаемое током, оказывает ориентирующее действие на магнитную стрелку. В опыте Эрстеда проволока, по которой тек ток, была натянута над магнитной стрелкой, вращающейся на игле. При включении тока стрелка устанавливалась перпендикулярно к проволоке. Изменение направления тока заставляло стрелку повернуться в противоположную сторону. Из опыта Эрстеда следует, что магнитное поле имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной. Эту величину принято обозначать буквой В. Логично было бы по аналогии с напряженностью электрического поля Е назвать В напряженностью магнитного поля. Однако по историческим причинам основную силовую характеристику магнитного поля назвали магнитной индукцией. Магнитное поле в отличие от электрического не оказывает действия на покоящийся заряд. Сила возникает лишь тогда, когда заряд движется. Проводник с током представляет собой электрически нейтральную систему зарядов, в которой заряды одного знака движутся в одну сторону, а заряды другого знака движутся в противоположную сторону(либо покоятся). Отсюда следует, что магнитное поле порождается движущимися зарядами. Для магнитного поля как и для электрического справедлив принцип суперпозиции: поле В, порождаемое несколькими движущимися зарядами (токами), равно векторной сумме полей Вi , порождаемых каждым зарядом (током) в отдельности:»

    2.Основные свойства слуха восприятие по частоте.

    3.Излучение электромагнитных волн совокупностью когерентных источников: условие пространственной синфазности лазерного излучения.

    Рассматриваемое поле, создаваемое источником свет, представляет собой газ излучающих атомов. Атом, находящийся в точке посылает в точку наблюдения монохроматическую волну, которую можно описать след образом: , где φj–начальная фаза, Aj–амплитуда волны, S–возмущение, k=2π/λ–волновое число. Полное поле создаваемое всеми атомами источника будет равно сумме волн. Допустим, что атомы излучают совершенно независимым образом. Разности фаз фи-житая и фи-житая штрих принимают произвольное значение. В этом случае интерференция волн отсутствует. Без дальнейших вычислений ясно, что на больших расстояниях значительно превышающих линейные размеры светящегося объема его излучение будет практически изотропным (во всех направлениях). Что касается маленьких расстояний, яркость излучения будет неравномерной и неизотропной, однако, изменения яркости будет плавным. Это соответствует некогерентным источникам света(лампы накаливания, солнечное излучение). Результат интерференции значительно зависит от взаимного положения излучающих атомов и от того конкретного закона которому подчинены фазы фи-житая. Рассмотрим случай когда источник имеет форму параллелепипеда, с длинами ребер а,b,L.Параллелепипед расположен длиной стороной вдоль оси z. Рисунок. Светящиеся атомы заполняют этот объём равномерно. Амплитуда волн одинакова. Пусть расстояние между соседними атомами значительно меньше длины волны. Поэтому суммирование по j можно заменить интегрированием по объему источника. Предположим, что все атомы, находящиеся в плоскости, перпендикулярной оси OZ, испускают волны с одинаковыми фазами φ(r’). Эти фазы φ(r’) зависят только от z’, а от х’ и y’ не зависят. При выполнении всех перечисленных условий поле, создаваемое атомами в какой-либо плоскости z’=const подобно полю в случае дифракции монохроматической волны, падающей параллельно от OZ на экран с прямоугольным отверстием. Роль вторичных волн Френеля в дифракционной задаче играют реальные волны, испускаемые реальными атомами, которые расположены в пределах этого отверстия , где , , N – кол-во атомов и в излучающем объеме

    Билет10

    1.Элетромагнитные волны, их характеристики, свойства и особенности распространения в различных средах.

    Электромагнитная волна представляет собой процесс распространения в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей.

    Основными свойствами электромагнитных волн являются: поглощение; рассеяние; преломление; отражение; интерференция; дифракция; поляризация;

    Существование электромагнитных волн было предсказано английским физиком Майклом Фарадеем. В 1831 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции - возбуждение электрического тока в замкнутом проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле. Он является основоложником учения об электромагнитных явлениях. В 1865 году Дж. Максвелл теоретически доказал, что электромагнитные колебания распространяются в вакууме с конечной скоростью, равной скорости света: с = 3 * 10^8 м/с. В 1888 году электромагнитные волны были впервые экспериментально обнаружены немецким физиком Генрихом Герцем (1857-1894), что сыграло решающую роль для утверждения максвелловской теории электромагнитных волн. Таким образом, электромагнитные волны - это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью. Длина электромагнитной волны - расстояние между двумя ближайшими точками, в которых колебания происходят в одинаковых фазах. При распространении электромагнитных волн в какой-либо другой среде скорость волны изменяется и длина волны. В атмосфере скорость практически можно принять равной скорости света в вакууме. Скорость распространения электромагнитных волн в данной среде совпадает со скоростью света в этой среде, что является одним из обоснований электромагнитной природы света. Основная характеристика электромагнитных волн - это частота их колебаний v (или период Т). Длина волны л меняется при переходе из одной среды в другую, в то время как частота остается неизменной. Электромагнитные волны являются поперечными волнами. Распространение электромагнитных волн связано с переносом энергии электромагнитного поля волны, которая переносится в направлении распространения волны, т.е. в направлении вектора v. Наряду с энергией электромагнитная волна обладает импульсом. Если волна поглощается, то ее импульс передается тому объекту, который ее поглощает. Отсюда следует, что при поглощении электромагнитная волна оказывает давление на преграду. Плотность потока излучения (интенсивность электромагнитной волны) равна произведению плотности электромагнитной энергии на скорость её распространения. Интенсивность электромагнитной волны пропорциональна среднему значению произведения модулей векторов Е и В электромагнитного поля, т.е. пропорциональны квадрату напряженности Е.

    2.Основные свойства слуха. Уровень ощущения.

    При плавном увеличении интенсивности звука выше пороговой слуховые ощущения нарастают скачками по мере увеличения числа возбужденных нервных окончаний. Увеличение уровня интенсивности тона в конце концов приводит к появлению ощущения боли (болевой порог-1вт/м2 на максимуме). Минимальный порог слышимости на частоте 3 кГц – 10-13 Вт/м2. Т.о., динамический диапазон по уровню звука от порога слышимости до болевого порога – 130 дБ. Между болевым порогом и порогом слышимости несколько сотен элементарных скачков ощущения. Слуховое ощущение-Е. Вебер и Фехиер сформулировали спец закон ощущения звука: Одинаковое относительное изменение раздражающей силы вызывает одинаковые приращения слухового ощущения Слуховые ощущения пропорциональны логарифму раздражающей силы где Е – уровень ощущения в дБ. Т.о., уровень ощущения представляет собой уровень над порогом слышимости

    3.Общие сведения об оптических квантовых генераторах.

    В начале 60-х годов были созданы источники света, получившие название оптических квантовых генераторов или лазеров (Басов и Прохоров). В противоположность некогерентным источникам, э/м волны, зарождающиеся в разных частях лазера (удаленных друг от друга на макроскопические расстояния), оказываются когерентными между собой. В этом отношении лазеры аналогичны источникам когерентных радиоволн. Когерентность излучения проявляется практически во всех свойствах лазера. Особенностью лазерного излучения является способность к концентрации энергии во времени, в пространстве, в направлении излучения, в спектре. Для нескольких лазеров характерна высокая монохроматичность(четка одна гармоника) излучения. В других лазерах используются очень короткий импульсы (10-12 с), поэтому мгновенная мощность такого излучения может быть очень большой. Световой пучок, выходящий из ОптичКванГен, обладает очень высокой направленностью. Такое излучение можно сфокусировать на ничтожно малой площади и получить большую освещенность

    Билет11

    1.Ближняя и дальняя зона излучателя.

    Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами.

    Электромагнитное поле

    Ближняя зона (зона индукции) Дальняя зона (зона излучения)

    -зона несформированной волны - зона сформировавшейся волны

    Расстояние от источника до Расстояние о т источника более

    Зоны

    Ближняя

    Дальняя

    Граница

    напряженность эл. поля

    Временные зависимости

    составляющих поля диполя Герца

    2.Эффект маскировки, уровень громкости, громкость сложных звуков.

    Эффект маскировки. В условиях шума и помех порог слышимости для приема слабого звука возрастает. Это повышение порога слышимости – маскировка. Величина маскировки обозначается М и определяется величиной повышения порога слышимости для принимаемого звукового сигнала: M=Lпсшуме-Lпстишине. При повышении порога слышимости соответственно изменяется и уровень ощущения. Уровень ощущения в условиях шума , где - интенсивность звука порога слышимости в условиях шума., М – маскировка. Уровень ощущения звукового сигнала изменяется при изменении уровня шумовых помех, даже при неизменном уровне сигнала источника. Низкочастотные тона сильнее маскируют высокочастотные, чем наоборот.

    Уровень громкости. За уровень громкости любого звука принимать уровень в дБ равногромкого с ним тона частотой 1 кГц. За 1 уровня громкости принята единица фон. Чтобы определить уровень громкости нужно взять чистый тон 1 кГц и изменять его уровень интенсивности до тех пор, пока его громкость не будет на слух одинаковой с громкостью определяемого звука.

    Громкость сложных звуков. Если тональные или шумовые составляющие попадают в одну и туже частотную группу, то их суммирование происходит по интенсивности. Громкость такого сложного звука определяется суммарной интенсивностью.(т.е. суммарный уровень для двух составляющих с одинаковым уровнем будет на 3 дБ выше и на столько же увеличится уровень громкости (если уровень составляющих выше 70 дБ)). Если составляющие сложного звука расположены по частоте близко друг к другу и наблюдается взаимная маскировка между ними, то громкость такого сложного звука будет меньше суммы громкостей всех составляющих. Для тона уровень громкости и уровень интенсивности совпадает друг с другом. Уровень громкости белого шума получается выше уровня его интенсивности на 7-10 фон.

    3.Эффект экранирования электромагнитных волн.

    Билет14

    1.Упругие волны, и их характеристики.

    Волновым процессом или волной — называется процесс распро­странения колебаний в сплошной среде; отклонения среды от равновесного состояния (их называют возмущениями), которые распространяются в этой среде и переносят с собой энергию. Упругие волны - волны, обусловленные упругими силами, возникающими в различных средах при их деформациях (сжатии, сдвиге или изгибе). Звук и сейсмические волны являются примерами упругих волн. Упругая волна бывает продольной и поперечной. В газах и жидкостях упругие силы возникают только при сжатии и не возникают при сдвиге. Поэтому смещения частиц газа или жидкости распространяются только в виде продольных волн, или волн сжатия. В твердых телах упругие силы возникают также при сдвиге. Вследствие этого в твердых телах могут одновременно распространяться и продольные волны, и поперечные, т.е. волны сдвига. Важнейшие свойства: Конеч­ная скорость распространения; Перенос волнами энергии без переноса вещества При распространении волны частицы колеблются около своих положений равновесия, а не перемещаются вслед за волной. Вместе с волной от частицы к частице передается только состояние колебательного движения и его энергия. Упругая волна называется гармонической, если соответствующие ей колебания частиц среды являются гармоническими. Характеристики волн: Длина волны,Скорость волны, Период колебания

    Виды и характеристики упругих волн Волной называют колебания, распространяющиеся в про­странстве с течением времени. Например, колебания давления, распространяющиеся в газах или жидкостях, представляют собой звуковые волны, которые относятся к механическим волнам. Механической волной называют­ся колебания, распространяющиеся в упругой среде — газе, жидкости или твердом теле. Например, волны на по­верхности воды; в резиновом шнуре, один конец которого закреплен, а дру­гой его конец приведен в колебатель­ное движение. В сферической (или шаровой) волне волновыми поверхностя­ми являются сферы, а лучи направлены вдоль радиусов сфер от центра, где расположен источник волны. Сферические волны воз­никают, если источник является точечным — помещенная в среду пульсирующая сфера. Примером может быть волна на спокойной поверхности воды от брошенного камня. По мере удаления от источника ампли­туда колебаний частиц в сферической волне обязательно убывает, а энергия, измеряемая источником, равномерно распределяется по поверхности сферы. По мере распростране­ния волны радиус сферы непрерывно увели­чивается. Поперечной волной называют волну, в которой колебания происходят перпендикулярно перемещению волны. Например, поперечная волна распространяется вдоль натянутого резинового шнура, один конец которого закреп­лен, а другой его конец приве­ден в колебательное движение. Каждый участок шнура колеб­лется относительно своего по­ложения равновесия в направлении, перпендикулярном к направлению распространения волны. Поперечные волны состоят из ряда чередующихся горбов (гребней) и впадин. Они распространяются только в твердых телах, так как для возникновения поперечной волны требуется деформация сдвига. Отдельные слои вещества сдвигаются друг относительно друга, не изменяя объема тела. При деформации сдвига в твердом теле возникают силы упругости, стремящиеся вернуть тело в исходное положение. Таким образом, изменение формы сопровождается повышением упругих возвращающихся сил, которые и вызывают колебания частиц среды. Продольной Волной называют волну, в которой колебания происходят вдоль линии перемещения волны. Продольная волна возникает, например, в длинной спираль­ной пружине, висящей горизонтально. Если один конец ее под­вергнуть периодическому внешнему воздействию, то по ней побе­гут волны в виде перемещающихся сгущений и разрежений ее витков. Звуковые волны также являются продольными механически­ми волнами, однако исследовать эти волны труднее, чем волны вдоль пружины. Продольные волны могут распространяться в любой среде — твердой, жидкой и газообразной, так как в любой среде возможны упругие деформации сжатия и разрежения (растяжения). В твер­дых телах скорость продольных волн больше скорости попере­чных волн. Это обстоятельство на практике используется для оп­ределения расстояния от очага землетрясения до сейсмической станции.Скорость распространения волны — это скорость перемеще­ния гребня или впадины в поперечной волне или сжатий и разре­жений в продольной, т.е. это скорость распространения колеба­ний в пространстве. скорость распро­странения звуковых волн в газах зависит от абсолютной темпера­туры и для идеальных газов определяется по формуле: где R — универсальная газовая постоянная,— молярная масса, Скорость распространения продольных волн в твердых телах зависит от плотности и модулей упругости. Так, скорость про­дольных волн в тонком стержне: где Е — модуль упругости (модуль Юнга). Для железа v= 5170м/с. Скорость упругих волн в жидкостях: где К — модуль объемной упругости. Для воды v = 1430 м/с. Длина волны — это расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания, или это расстояние между двумя ближайшими точками в волне, колеблющимися в одинаковой фазе Звуковые волны (или акустические) — это механические волны с частотой колебаний примерно от 16 до 20000 Гц, воспри­нимаемые ухом человека. Механические волны с частотой коле­баний меньше 16 Гц — инфразвуковые; механические волны с частотой колебаний больше 20000 Гц — ультразвуковые. Когда эта волна достигает уха человека, то она вызывает вблизи уха периодические колебания давления, кото­рые приводят в вынужденные колебания барабанную перепонку внутри уха, и человек ощущает звук. иЗвуковые волны, как и другие виды волн, распространяются c конечной скоростью. Скорость звука в воздухе впервые была определена в XVII веке по известному расстоянию s до пушки и времени t между моментом наблюдения световой вспышки и мо­ментом прихода звука при выстреле. Так как скорость света принималась бесконечно большой, то скорость звука . Скорость распространения звука в воздухе при нормальных условиях равна 331 м/с. Скорость звука зависит от среды. Скорость распространения звука в газе примерно равна сред­ней скорости теплового движения молекул, т.к. процесс распро­странения колебаний в газе происходит в результате столкнове­ний молекул газа. Скорость звука в газе прямо пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры. Ско­рость распространения звука в жидкостях и твердых телах значи­тельно больше, чем в газах. Это связано с тем, что межмолекуляр­ные связи в жидкостях и твердых телах значительно более жесткие, чем у газов. Восприятие звука органами слуха зависит от того, какие час­тоты входят в состав звуковой волны.

    2.Многообразие физических полей

    3.Антенны. Осн. параметры: Коэффициент усиления, действующая длина.

    Коэффициент усиления. Две антенны, имеющие одинаковые Диаграммы Направленности и одинаковые КоэффНапрДействия при равной подводимой мощности будут создавать в одинаково расположенных относительно антенны точках приема различные направления поля в зависимости от величины потерь энергии в антенне. Чтобы учесть влияние потерь энергии в антенне, вводят понятие коэф-та усиления антенны. КУ равен произведению КПД на КНД, т.е. G=nD. Действующая длина. Для сравнения проволочных антенн различных типов вводят параметр действующая длина антенны (ДДА). Создаваемая элементарным отрезком антенны напряженность поля в точке приема, расположенной на направлении максимума ДН, определяется величиной тока в этом отрезке. Напряженность, которую создает вся антенна, определяется графически путем вычисления площади S1, ограниченной кривой распространения тока вдоль провода и осью провода. Эту площадь называют площадью тока. Антенны с одинаковой площадью тока создают одинаковые напряженности полей в равноудаленных точках приема, расположенных по максимуму ДН. Поэтому антенну длиной l можно заменить некоторой воображаемой антенной с той же площадью тока, но в которой ток одинаков по всей длине и равен току на клеммах реальной антенны. Такая воображаемая антенна будет иметь длину hд, которую и называют ДДА. Она всегда меньше реальной. Чем равномерней распределение тока по излучающему проводу, тем больше ДДА. Для наиболее распространенных антенн hд=λ/π.

    Билет15

    1.Основы акустики речи.

    Звук распространяется в виде переменного возмущения упругой среды, т.е. в виде звуковых волн.

    Звуковые колебания – колебательные движения частиц среды под действием этого возмущения. Пространство, в котором происходит распространение этих волн, называется звуковым полем.

    Человеческое ухо воспринимает звуки различной высоты, то есть различной частоты колебаний. Звуки с частотой колебаний до 16 Гц, так называемые инфразвуки, ухом не воспринимаются; также не воспринимаются и звуки с частотой выше 20 000 Гц – ультразвуки. Порогом слышимости называют скачкообразный переход из слышимого состояния в неслышимое и наоборот. Порог слышимости зависит от частоты звука. В условиях шума и помех порог слышимости для приема слабого звука возрастает. Это повышение порога слышимости называют маскировкой. Величина маскировки определяется величиной повышения порога слышимости для принимаемого звукового сигнала. Чувствительность уха к звукам различной частоты не одинакова и не линейна. Она является максимальной по отношению к звукам с частотой колебаний от 1000 до 5000 Гц. Ухо представляет собой звукоприемный аппарат, работающий в чрезвычайно широком диапазоне частот и амплитуд. Большая широта области слышимости связана с довольно сложным устройством слухового аппарата Наиболее важным органом человеческого слуха является улитка, где происходит преобразование аналоговых звуковых сигналов в последовательность электрических импульсов двоичного типа. Различают моноуральное и бинауральное слушание. При моноуральном – звуковая волна оказывает воздействие лишь на одно ухо человека, при бинауральном – на оба уха. При бинауральном слушании мозг обладает функцией определения положения источника звука в пространстве. Речь с физической точки зрения состоит из последовательностей звуков с паузами между ними или их группами. Периферический речевой аппарат человека состоит из следующих органов: зубов, мышц языка, губ, гортани, дыхательной мускулатуры. Органы, осуществляющие функцию речи, обеспечивают произнесение членораздельных звуков – артикуляцию. Речь человека лежит в диапазоне частот от 70 до 7000 Гц. Звонкие звуки речи, особенно гласные, имеют высокий уровень интенсивности. Глухие согласные – самый низкий уровень интенсивности. Для передачи смысла речи достаточно передавать следующие сведения: о форме огибающей спектра речи, о ее временном изменении в темпе изменения звуков речи, а также изменение основного тона речи и переходов тон-шум.

    2.Модуляция и демодуляция сигналов.

    3.Распространение электромагнитных волн. Осн. понятия: поляризация, плоскость и угол поляризации, виды поляризации.

    Поляризация характеризует направление вектора электрического поля относительно плоскости распространения. Поляризация определяет закон изменения направления вектора напряженности электрического поля в данной точке за период колебаний. Плоскость, в которой находятся векторы Е и Р, называется плоскостью поляризации. Угол α между плоскостью поляризации и плоскостью. Распространения волн называется углом поляризации. Различают несколько видов поляризации э/м волны если вектор Е лежит в плоскости S, а вектор Н перпендикулярен ей, то независимо от того, есть наклон фронта волны, или его нет, принято считать поляризацию вертикальной. При этом плоскость поляризации совпадает с плоскостью распространения. Если вектор Н лежит в плоскости S, а вектор Е перпендикулярен этой плоскости, то поляризацию называют горизонтальной

    Билет18

    1.Виды модуляции.

    Модуляция -  изменение информативных параметров некоторых первичных физических процессов (сигналов), рассматриваемых как носители информации, в соответствии с передаваемой (включаемой и сигнал) информацией. Виды модуляции связаны с типом сигнала-носителя. Виды модуляции: Амплитудная Модуляция; Угловая Модуляция; Импульсная Модуляция; Частотная Модуляция; Фазовая Модуляция.

    Во всех методах модуляции несущей служат синусоидальные ко­лебания угловой частоты н, которые выражаются в виде

    еннsin(нt+н) (1а)

    где Ан - амплитуда, а нt+н - мгновенная фаза (отметим, что нt, так же как и н, измеряется в градусах или радианах). Фазовый сдвиг н введен для придания уравнению (la) большей общности. Аналогично модулирующий сигнал может быть представ­лен как

    еммsin(мt+м) (2б)

    для AM, ЧМ и ФМ или в виде импульса в случае импульсной моду­ляции. Выражение м может быть использовано для обозначения скорее полосы частот, чем единичной частоты.

    При амплитудной модуляции (АМ) в соответствии с законом передаваемого сообщения меняется амплитуда модулируемого сигнала При частотной модуляции (ЧМ) мгновенная частота сигнала изменяется по закону модулирующего сигнала. Идеальная ЧМ не вносит изменений в амплитуду несущей. При фазовой модуляции (ФМ) фаза сигнала изменяется по закону модулирующего сигнала. То есть мгновенная фаза несущей из­меняется пропорционально мгновенной амплитуде модулирующе­го сигнала. Импульсная модуляция (ИМ) не является в действительности каким-то особым типом модуляции. Этот термин характеризует ско­рее вид модулирующего сигнала. Здесь учитывают то, каким образом информация представлена - с помощью импульса или ряда импульсов. Можно рассматривать в качестве модулируе­мой величины амплитуду импульса, или его ширину, или его поло­жение в последовательности импульсов и т. д. Следовательно, су­ществует большое разнообразие методов импульсной модуляции. Все они используют в качестве формы передачи или AM, или ЧМ.

    2.Электромагнитные волны в ИК диапазоне.

    3.Звукопоглощающие материалы и конструкции. Коэффициенты поглощения, класс. материалов, облицовочная конструкция.

    Коэффициентом поглощения материала α называют отношение поглощенной энергии звуковой волны к падающей на поверхность этого материала. Если размеры поверхности поглощающего материала велики по сравнению с длиной падающей звуковой волны и имеют большую толщину, то коэффициент поглощения α=1-αотр . Различают нормальный коэффициент поглощения для угла падения 90˚ и диффузный – для различных углов падения. Кроме того, коэффициенты поглощения зависят от частоты звуковой волны. Одни материалы имеют маленькое поглощение на низких, другие – на средних, высоких частотах. Ряд материалов имеет немонотонную зависимость коэффициента поглощения от частоты. Все это позволяет подбирать общее поглощение в помещении оптимальной величины во всем необходимом диапазоне частот. Все материалы по звукопоглощению делятся на пористые, резонирующие и перфорированные. Другая классификация – сплошные и пористые. Все сплошные материалы имеют акустическое сопротивление больше, чем у воздуха, а пористые в большинстве случаев меньше. Пористые материалы комбинируют всегда со сплошными, располагая сплошные позади пористых. При этом наименьшее поглощение у пористого материала получается при его расположении вплотную к стене из хорошо отражающего сплошного материала. Наибольшее поглощение у пористого материала получается при его расположении на расстоянии четверти длины волны от стены из хорошо отражающего сплошного материала. Несколько меньшая разница в поглощении при расстоянии 3/4 и 5/4 длины звуковой волны. При большом удалении от стены коэффициент поглощения остается постоянным. Для поглощающего материала с размером, сравнимым с длиной звуковой волны, коэффициент поглощения зависит от соотношения между ними. Открытое окно имеет коэффициент поглощения больше 1, т.е. энергия звуковой волны, падающей рядом с окном уходит в него из-за дифракции. Коэффициент поглощения портьеры с небольшими размерами по сравнению с длиной звуковой волны больше, чем портьеры с большими размерами. Поэтому лучше иметь ряд узких портьер, чем одну широкую. Одна из распространенных конструкций пористых поглощающих материалов – облицовочная. Такие материалы изготавливают в виде плоских или рельефных плит, располагаемых или вплотную, или на небольшом расстоянии от сплошной толстой стены. Пирамиды или клинья устанавливают на небольшом расстоянии от стены основаниями вплотную друг к другу, обращенными острыми углами в помещение. Такие конструкции создают большее поглощение, чем плоские плиты. Коэффициент поглощения зависит от толщины материала(ковер с ворсом, драпировка). Пористые звукопоглощающие материалы дают преимущественное поглощение в области высоких частот, и не эффективны в нижней части частотного диапазон

    Билет20

    1.Ультразвук

    Ультразвук — колебание звуковой волны < 20 кГц. Используется в оптике (для обезжиривания, ...) — Низкочастотные ультразвуковые колебания распространяются воздушным и контактным путем. — Высокочастотные - контактным путем. Вредное воздействие — на сердечно-сосудистую систему; нервную систему; эндокринную систему; нарушение терморегуляции и обмена веществ. Местное воздействие может привести к онемению.

    Меры защиты

    Использование блокировок. Звукоизоляция (экранирование). Дистанционное управление. Противошумы. Приборы контроля: виброаккустическая система типа RFT.

    2.Общие принципы регистрации информативных характеристик полей.

    3.Акустика помещений. Осн. понятия: сред.коэфф поглощения, время реверберации, акустическое отношение

    При каждом отражении сигнала от поверхности происходит поглощение некоторой части энергии сигнала E. В зависимости от свойств некоторых частей отражающей поверхности относительная убыль энергии при каждом отдельном отражении будет различной. При достаточно большом числе отражений можно говорить о среднем значении коэффициента поглощения . Если помещение состоит из i участков площадью Si с различными коэффициентами поглощения αi, то средний коэффициент поглощения находится по следующей формуле:

    , где А – общий коэффициент поглощения.

    ………..

    Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

    Оставленные комментарии видны всем.

    Соседние файлы в папке Шпоры по ФОЗИ