Акустика и звуковое вещание


САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО И ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ











Контрольная работа

по курсу

Акустика и Звуковое Вещание







Факультет ВиЗО

Группа Р-21з

№ зач. кн. ****21










г. Санкт-Петербург

2007 г.


Вопрос №37

Почему для организации стереофонического радиовещания выбран метровый диапазон волн?

Наземное радиовещание ведется в диапазонах длинных (144…353 кГц), средних (520…1710 кГц), коротких (3,2…3,4; 3,5…3,8; 3,9…4,0; 4,75…5,06; 5,95…6,2; 7,1…7,3; 9,5…9,9; 11,65…12,05; 13,6…13,8; 14,0…14,35; 15,1…15,6; 17,55…17,9; 21,45…21,85; 25,65…26,1; 28,0…29,7 МГц) и метровых волн (65,8…74 и 87,5…108 МГц).

В диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ) и коротких (КВ) волн передатчики работают с использованием амплитудной модуляции несущей частоты. В этих диапазонах радиовещание является монофоническим. Заметим также, что в диапазонах ДВ и СВ разнос между несущими частотами передатчиков принят равным 9 кГц, номиналы несущих частот здесь также кратны 9 кГц. Ширина полосы частот звукового сигнала может меняться в пределах от 4,5 до 10 кГц, а полоса частот радиоканала – соответственно от 9 до 20 кГц. В диапазоне КВ разнос несущих частот равен 10 кГц, при этом номиналы несущих частот кратны 5 кГц. Полоса частот радиоканала составляет 9 кГц, при этом нижняя модулирующая частота звукового сигнала равна 150 Гц, ниже 150 Гц для звукового сигнала вводится затухание 6 дБ/октаву, верхняя модулирующая частота составляет 4,5 кГц.

В диапазоне МВ осуществляется высококачественное стереофоническое радиовещание с использованием частотной модуляции несущего колебания. Номиналы несущих частот здесь выбраны кратными 30 кГц. Вследствие этого разнос несущих частот также кратен 30 кГц и может быть равен 30, 60, 90, 120,... кГц. При этом в нижнем диапазоне (65,8…74 МГц) используется отечественная система с полярной модуляцией, а верхнем (87,5…108 МГц) – система с пилот-тоном. Полоса частот звукового сигнала в обоих случаях составляет 40…15000 Гц, а радиоканала – 192,5 кГц (система с полярной модуляцией) или 206 кГц (система с пилот-тоном).

Стереофоническое радиовещание можно организовать в любом диапазоне волн. Диапазон МВ используется чаще, т.к. можно обеспечить более высокие параметры качества.

Вопрос №28

Что используется в качестве соединительных линий, как они реализуются? Какими параметрами они характеризуются?

Соединительные линии – линии ограниченной длинны, связывающие между собой различные территориально разнесенные аппаратные ЗВ. Сигналы программ передаются по СЛ либо токами звуковой частоты, либо модулированными токами ВЧ. Во втором случае используют многоканальные системы связи с ЧРК или ВРК.

Специальные кабели для организации СЛ организуются редко. Как правило, на правах аренды используют симметричные пары городских кабелей связи: ТДС с экранированными парами жил диаметром 0,8; 1,2; 1,4 мм или ТЗЭ и ТЗ с жилами диаметром 0,9 и 1,2 мм. Нагрузкой СЛ служит входное сопротивление аппаратуры 600 или 150 Ом. Номинальное сопротивление нагрузки выбирают близким к модулю волнового сопротивления симметричной пары кабеля на средних ЗЧ. В диапазоне ЗЧ волновое сопротивление изменяется от нескольких тысяч на НЧ до одной двух сотен на ВЧ, т.е. на порядок. Очевидно, что согласовать СЛ с нагрузкой невозможно.

Нормируются максимальный уровень на входе СЛ – обычно не более + 15дБ – и на выходе СЛ – не менее 0 дБ. Превышение установленного уровня приведет к появлению заметных переходных помех на других парах кабеля. Норма на входной уровень установлена, исходя из реальных значений переходного затухания между парами кабеля. Уровень на выходе СЛ нормирован исходя из иных соображений. Если уровень станет меньше нормированного, то возрастет заметность помех, обусловленных флуктуационными шумами аппаратуры и пульсациями напряжения питания. Длинна СЛ при указанных диаметрах жил составляет примерно 10 км. Для компенсации большего затухания в СЛ включают промежуточные усилители ПУ. При использовании жил диаметром 0,5 мм допустимая длинна СЛ составляет примерно 5 км, поэтому ПУ необходимо включать чаще.

Затухание СЛ определяется формулой.

, где - коэффициент распространения, l – длинна линии, Zв – волновое сопротивление, Rн – сопротивление нагрузки.

В большей части диапазона ЗЧ СЛ можно рассматривать как четырехполюсник с сосредоточенными параметрами, эквивалентная схема которого изображена на рис 1. Здесь R, L, G, C – первичные километрические параметры линии; l – ее длинна.


Рисунок 1. Эквивалентная схема СЛ.

Задача №21

Рассчитать и построить диаграммы уровней тракта звукового вещания (рис. 1) для трех случаев:

  1. на микрофон воздействует минимальное звуковое давление сигнала, величина которого - 0,02 Па, стандартный уровень осевой чувствительности микрофона Nст =-40 дБ. В этом случае затухание индивидуального регулятора (ИР) уровня А=0дБ, а уровень на выходе Nвых =6 дБ;

2) на микрофон воздействует максимальное звуковое давление сигнала, величина которого равна 20 Па. В этом случае необходимо увеличить затухание А индивидуального регулятора таким образом, чтобы уровень сигнала на выходе тракта не превысил значения 6 дБ;

3) в обоих предыдущих случаях в студии присутствуют акустические шумы, акустический уровень которых равен 30 дБ. Построить диаграммы уровней шумов при двух ранее определенных значениях затухания индивидуального регулятора и вычислить в децибелах отношение сигнал/помеха (С/П), на выходе тракта звукопередачи для обоих случаев звукового давления в студии.


Рис. 1. Структурная схема тракта звукового вещания


Считать, что микрофон нагружен на согласованное сопротивление, а его выходное сопротивление равно 600 Ом; коэффициенты усиления Кму = 20 дБ микрофонного усилителя (МУ), и Клу = 20 дБ линейного усилителя (ЛУ).

Определить уровни N1-N4, затухание А индивидуального регулятора и усиление Кпу промежуточного усилителя (ПУ)


Осевая чувствительность

Eo=10-2*0.775=7.75 мВ

,

где Pmin – звуковое давление на входе микрофона.

N2=N1+Kму= -54+20=-34 dB

N3=N2=-34 dB (A=0 dB)

N4=Nвых-Kлу=6-20=-14 dB

Кпу=N4-N3=-14-(-34)=20 dB



,

где Pmax – звуковое давление на входе микрофона.

N2=N1+Kму= 6+20= 26 dB

N4=Nвых-Kлу-Кпу=6-20-20= - 34dB

A=N3-N2= -34 -26 = -60 dB


  1. Уровень шумов на выходе микрофона составляет.

, где Psh=Po*10Lsh/20; Po=2*10-5 Па – эффективное звуковое давление, соответствующее порогу слышимости.

Psh=2*10-5*1030/20=6.3*10-4 Па

  1. Уровни шума в тракте, вариант 1.

N2ш1=N1+Kму= - 104 + 20 = - 84 dB

N3ш1= N2ш1= - 84 dB (A=0 dB)

N4ш1=N3ш1+Кпу= - 84 + 20 = -64 dB

Nвыхш1=N4ш1+Клу= - 64+20 = -44 dB

  1. Уровни шума в тракте, вариант 2.

N3ш2=N2ш2-A= - 84 + 60 = -24 dB

N3ш2= -110 dB (уровень шумов усилителя ПУ).

N4ш2=N3ш2+Кпу= - 110 + 20 = -90 dB

Nвыхш2=N4ш2+Клу= - 90+20 = -70 dB


Ċ
alex zaharenkov,
28 июн. 2008 г., 13:59
Comments