Качество воспроизведения сигналов звукового вещания. Критерии оценки качества сигналов звукового вещания.

Качество вещательной передачи оценивается тем, насколько воспроизводимое громкоговорителем на приемной стороне звучание близко к исходному, воспринимаемому в месте расположения микрофона на передающей стороне. Расхождение в ощущениях звучания определяется рядом причин.

1. Потеря акустической перспективы.Если вещание ведется по одному каналу (монофоническая передача), то звучание, ощущаемое в месте приема, не содержит составляющих, позволяющих сохранить особенности бинаурального звучания. Все звуки исходят из одной точки. Бинауральное слушание возможно при наличии стереофонической двухканальной или многоканальной систем передачи звука.

2. Смещение уровней. Часто вещательные передачи про­слушивают при громкости, отличной от громкости источника сиг­нала. При этом восприятие воспроизведения отличается от вос­приятия оригинальных звучаний. Поскольку кривые равной гром­кости сближаются в области нижних и верхних частот звукового диапазона, то прослушивание звука на более низком или более высоком уровне приводит к изменению тембра звучания. Если передачу слушают на более низком уровне, то сигналы низких частот подавляются, если на более высоком — под­черкиваются сигналы нижних частот.

3. Сжатие динамического диапазона. Если значе­ние динамического диапазона передаваемого звука больше допус­тимого в месте его воспроизведения, то их согласовывают, умень­шая динамический диапазон передаваемого. При этом звучание ухудшается. 4. Искажения и помехи. Качество веща­тельных каналов принято оценивать линейными и нелинейными искажениями и нормами защищенности от различного рода помех.

Линейные искажения. Под линейными искажениями понимают искажения сигнала в ЭКЗВ, в котором все составляющие его звенья имеют линейные амплитудные характеристики. Линейные искажения вызываются наличием в ЭКЗВ реактивных элементов: индуктивностей и емкостей. К этому виду искажений относятся амплитудно-частотные (частотные) и частотно-фазовые искаже­ния. Мерой частотных искажений является коэффициент частотных искажений, равный отношению коэффициента передачи k_f в гра­ницах воспроизводимого номинального диапазона частот (в интервале между верхней fв и fн граничными частотами) к коэффициенту передачи k₀ на средней частоте f₀ (для звуковых сигналов f₀ = 500-1000 Гц), дБ.

k_ч.и =20lg(U_f\U₀) (1) (1.16J

где U_f — амплитуда сигнала частоты на выходе устройства; U₀— амплитуда выходного сигнала на средней частоте.

В технике вещания частотные искажения выражают не­равномерностью частотной характеристики, дБ,

∆k=201g k_{f макс}—20 k_{f мин}, (1.17J

где k_{f макс} и k_{f мин} — максимальное и минимальное значения коэф­фициента передачи в границах номинального диапазона частот (рис. 1.4,с). Неравномерность частотной характеристики нормиру­ют, задавая поле допустимых отклонений (допусков) коэффици­ента передачи от среднего значения. На рис. 1.5 показано поле допусков, которым пользуются для нормирования частотных иска­жений. Частотные искажения приводят к изменению тембра звучания и ухудшению разборчивости речи. Частотно-фазовые искажения, связаны с отклонением реальной фазовой характеристики канала (кривая 2 рис. 1.4,6) от идеаль­ной, выражаемой прямой линией. Фазовые искажения приводят к искажениям формы сигнала. При монофоническом воспроизве­дении звука вследствие определенных физиологических свойств слуха фазовые искажения не сказываются на качестве звучания. В стереофонии фазовые искажения могут привести к значительному ухудшению качества передачи. Нелинейные искажения. При подаче напряжения гармониче­ского сигнала u=Umcosωt на вход устройства с нелинейной ам­плитудной характеристикой (рис. 1.6) на его выходе, кроме напря­жения сигнала основной круговой частоты со, появятся гармони­ческие составляющие с частотами, кратными основной: 2ω, Зω, 4ω и т. д. При этом напряжение на выходе устройства

u_вых= Um₁ cosωt+Um₂ cos2ωt+ Um₃ cos3ωt +….) , (1-18)

где Um₁…. Um₃ — амплитуды гармонических составляющих выход­ного сигнала.

Причиной появления нелинейных искажений в ЭКЗВ являются нелинейные амплитудные характеристики усилительных элементов транзисторов и трансформаторов со стальными сердечни­ками. Нелинейные искажения при воспроизведении звука приводят к появлению посторонних звучаний: хрипов, дребезжаний, тресков. Количественно нелинейные искажения в ка­нале, предназначенном для передачи спектра звуковых частот, оцениваются коэффициентом гармоник, который представляет со­бой отношение корня квадратного из суммы квадратов действую­щих значений напряжений или токов высших гармоник, появив­шихся в результате нелинейных искажений, к действующему зна­чению напряжения или тока на основной частоте

k_г = √U₁² + U₂²+ U₃²+…..+\U₁ (1.19)

Помехи. Под помехой понимают посторонние сигналы, кото­рые, накладываясь на полезный, затрудняют его опознание. По­мехи бывают периодическими, шумовыми и импульсными. К периодическим помехам относится фон переменного тока, к шумовым — напряжения, вызванные тепловыми движениями электронов и ионов. Импульсные помехи появляются из-за атмосферных разря­дов и искажений в токовых контактах промышленной аппаратуры. Наиболее слышны они в паузах вещательного сигнала, поэтому напряжения помех измеряют при его отсутствии.

2. Задание на СРС (Л.2 стр. 18-21) 2.1Что такое потеря акустической перспективы? 2.2 К чему приводит смещение уровней вещательной передачи? 2.3 К чему приводит сжатие динамического диапазона? 2.4 Дайте понятие линейным искажениям 2.5 Дайте понятие нелинейным искажениям 2.6 Что является мерой частотных искажений

3.Задание на СРСП. 3.1 Поясните , что такое внятная помеха. 3.2 Поясните, что такое переходная помеха 3.3 Для чего уменьшают динамический диапазон канала? 3.4 Что такое псофометрические шумы?

4. Контрольные вопросы

4.1 К чему приводит появление фазовых искажений в ЗВ? 4.2 Дайте понятие коэффициенту гармоник, как его определяют 4.3 Что такое неравномерность частотной характеристики? 4.4 Дайте понятие качеству вещательной передачи

Глоссарий

5.1 Искажения 5.2 Качество 5.3 Помехи 5.4 Смещение уровней

Distortions Quality Handicapes Displacement of levels

Литература

Основная 6.1 М.Т. Кохно стр.18-22 6.2 А.В. Выходец стр. 18-23

Дополнительная

Лекция 4