Контрольная работа по "Электроакустика и звуковое вещание"

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ПО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

 

Московский технический университет  связи и информатики

Кафедра радиовещания и электроакустики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по курсу 

 

ЭЛЕКТРОАКУСТИКА И ЗВУКОВОЕ ВЕЩАНИЕ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Факультет:	РС	Группа:	РС0552		Дата возвращения КР в ЦОКР:
Курс:	5	Шифр:	3РС05161
Ботвин Д.В.		Вар.:	61		Оценка:
Контрольная работа по дисциплине:					Преподаватель:
«Электроакустика и звуковое вещание»					начало сессии:		29.03.10г.

 

 

 

 

 

Москва 2010г.

 

Вопрос 11.

Составьте программу для ПЭВМ или  микрокалькулятора и рассчитайте  собственные (резонансные) частоты  помещений с линейными размерами 2,5; 2,5; 2,5 м, а также 6; 5 и 3 м в диапазоне 20-200 Гц. Какое помещение и почему вы считаете лучшим в акустическом  отношении? Можно ли какими-либо способами улучшить акустические свойства небольших помещений?

 

Ответ.

 Помещение представляет собой замкнутый воздушный объем. Являясь колебательной системой с распределёнными параметрами, он существенно влияет на временную структуру сигнала источника звука, ощутимо изменяя окраску звучания. Воздух, заполняющий помещение, имеет определённую упругость и массу, оказывает сопротивление распространяющейся в нём звуковой волне. При воздействии сигнала, излучаемого источником звука, в воздушном объеме помещения возбуждаются собственные колебания. Спектр частот достаточно просто рассчитать лишь для помещений простых геометрических форм. Для помещения прямоугольной формы длиной l, шириной b и высотой h собственные частоты определяются:

 , где g, q, r – целые числа, каждой тройке их соответствует одна из собственных частот помещения. Скорость звука 340м\с.

Программа  на микрокалькуляторе  «Электроника МК 61»

 

 

	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09
00	П→Х0	П→Х3	∕	F(X)2	Х→П4	П→Х1	П→Х3	∕	F(X)2	Х→П5
10	П→Х2	П→Х3	∕	F(X)2	П→Х4	+	П→Х5	+	F√	3
20	4	0	*	2	∕	СП

 

F АВТ

 * → П 0

 * → П 1

 * → П 2

 

 

Собственные частоты помещения с размерами 2,5 м; 2,5 м; 2,5 м:

68 Гц, 96 Гц, 118 Гц, 136 Гц, 152 Гц, 167 Гц, 192 Гц.

 

Собственные частоты помещения с размерами 6 м; 5 м; 3 м:

28 Гц; 34 Гц; 44 Гц; 57 Гц; 63 Гц; 66 Гц; 68 Гц; 72 Гц; 74 Гц; 80 Гц; 85 Гц; 87 Гц; 88 Гц;

93 Гц; 102 Гц; 105 Гц; 113 Гц; 117 Гц; 118 Гц; 122 Гц; 123 Гц; 127 Гц; 132 Гц; 135 Гц;

142 Гц; 144 Гц; 170 Гц; 175 Гц; 179 Гц; 183 Гц; 185 Гц; 190 Гц; 193 Гц; 198 Гц.

 

 

С позиции волновой теории объясняются различные акустические недостатки, в том числе неудовлетворительное звучание в помещениях, пропорции которых сильно отличаются от “золотого сечения” – кубической формы или сильно вытянутых в одном направлении. Исходя из этого лучшим помещением в акустическом отношении будет, помещение с линейными размерами 2,5 2,5 2,5.

 Для помещений небольшого размера плотность резонансных частот, особенно на низких частотах, невелико, интервалы между ними составляю несколько герц и более. Поэтому спектр отзвука  в таких помещениях заметно отличается  от спектра возбуждающего сигнала.

 Для достижения лучших акустических  свойств помещения необходимо отделать его звукопоглощающим материалом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос 41.

 Какую систему звукоусиления вы выберете для звукоусиления в зале:а) при прослушивании речи, б) при воспроизведении музыки?

Ответ:

 В зависимости  от расположения громкоговорителей  по отношению к озвучиваемой площади системы звукоусиления подразделяются на сосредоточенные, зональные и распределённые.

 Система звукоусиления отличается тем, что электроакустические преобразователи – микрофон и громкоговорители оказываются в общем  звуковом поле. Это может повлечь возникновение акустической обратной связи ввиду воздействия звуков излучаемых громкоговорителями на микрофон.

 Для  звукоусиления речи одно из  лучших средств против самовозбуждения  системы - применение потолочной или кресельной  распределённых систем озвучения. Если звуковые колонки установлены на боковых стенах, то для увеличения уровня прямого звука оси колонок следует направлять перпендикулярно продольной осевой линии помещения.

 Для  звукоусиления в зале при воспроизведении музыки я выберу сосредоточенную систему. В ней звук к слушателю приходит как бы из одной точки пространства – из громкоговорителей над сценой или по бокам её. Сосредоточенные системы обеспечивают наилучшее соответствие зрительного и звукового образов и широко используются при стереофоническом звукоусилении. 

 Требования к акустическим свойствам помещения определяются характером акустического сигнала. Оптимальное время реверберации в больших залах  для речевого сигнала 0,5…0,7 с, для музыки 1,3…2,1 с. Поэтому в залах оптимальные акустические условия для различных сигналов создаются специальной системой звукоусиления, которая с помощью устройств искусственной реверберации позволяет оперативно изменять время реверберации. Такие системы называются амбиофоническими. В залах многоцелевого назначения амбиофонические и стереофонические системы звукоусиления работают совместно. Такая система подойдёт для обоих наших случаев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос 61.

Почему дельта-модуляцию, несмотря на сравнительную простоту реализации, используют преимущественно в устройствах  вещательных аппаратных, а не в каналах передачи сигналов ЗЧ.

Ответ:

 В процессе дельта-модуляции кодируется не квантованные значения аналогового сигнала (как при ИКМ), а знак приращения данного отсчета относительно предыдущего. Информация о знаке передается с помощью 2-х уровневого одноразрядового кода. В этом случае непрерывный сигнал заменяется ступенчатой функцией, которая приблизительно совпадает с характером изменения преобразуемого сигнала.

 

Процесс передачи при использовании  дельта-модуляции организован следующим  образом. В момент очередного замера текущее значение исходной функции сравнивается со значением ступенчатой функции на предыдущем шаге. Если значение исходной функции больше, передается 1, в противном случае – 0. Таким образом, ступенчатая функция всегда меняет свое значение.

 У метода дельта-модуляции  есть два параметра: величина  шага δ и частота замеров  или шаг квантования. Выбор  шага δ – это баланс между  ошибкой квантования и ошибкой  перегрузки по крутизне. Когда  исходный сигнал изменяется достаточно  медленно, то возникает только ошибка квантования, чем больше δ, тем больше эта ошибка. Если же сигнал изменяется резко, то скорость роста ступенчатой функции может отставать. Это вид ошибки растет с уменьшением δ.

  Положение можно улучшить, увеличив частоту замеров, но это увеличит битовую скорость на линии.

  При одинаковом качестве передачи сигналов ЗВ дельта-модуляция в сравнении с ИКМ требует большей полосы частот. Такое различие происходит, во-первых, из-за свойственного аналого-цифровому преобразованию шума квантования, определяемого различием формы входного аналогового сигнала и сигнала, восстановленного при демодуляции. Во-вторых, из-за наличия при дельта-модуляции специфических искажений, называемых искажениями перегрузок по крутизне.

  Для сравнения при ИКМ увеличение числа разрядов на единицу приводит к улучшению отношения сигнал-шум на 6 дБ. А, переход, допустим, от14 разрядов кодирования к 15 означает рост скорости передачи всего на 7 %. Это является особенностью ИКМ, так как ни один другой метод аналого-цифрового преобразования не позволяет так заметно улучшать помехозащищенность за счёт небольшого увеличения скорости передачи.

 

 

 

 

 

 

Вопрос 91.

В чём различие понятий: динамический диапазон сигнала, пропускаемого трактом (аппаратурой), и отношение сигнал/помеха? На сколько децибел (примерно) должны различаться их значения для трактов высшего класса качества?

Ответ:

 В акустике под динамическим диапазоном понимают два разных понятия: динамический диапазон сигнала  D_с и динамический диапазон канала передачи D_к (тракта). Если первый определяется как отношение максимального давления к минимальному, характеризующее данный звуковой процесс. То второй зависит как от шумов в тракте, так и от номинального напряжения:          

 

Здесь U_ном – номинальное напряжение;  U_ш-напряжение шума, измеренное псофометром (значения U_ном и U_ш должны быть приведены либо к входу, либо к выходу канала передачи);    - уровень перекрытия помех шумов, дБ (обычно около 20 дБ);   - допуск на перегрузку (обычно 3,,,6 дБ).

 Первый член выражения, называется в соответствии с терминологией ОИРТ отношением сигнал/помеха. Он определяет предельно возможные границы динамического диапазона..

 Передача СЗВ по каналу  звукового вещания без искажений возможна, если D_с < D_к. Так как для реальных акустических сигналов это условие в ряде случаев не выполняется, то необходима предварительная обработка СЗВ, заключающаяся в сокращении его динамического диапазона. Он в каналах и трактах звукового вещания не превышает 40 дБ.

Уровень шума относительно номинального уровня для аппаратуры высшего класса качества равен 67 дБ. Таким образом, различия в их значениях примерно 25…30 дБ. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы.

 

1. Методические указания и задания на контрольную работу по дисциплине «Радиовещание и электроакустика». Для студентов 5 курса.

Составитель: Ефимов А.П., М.: МТУСИ 2009г.

 

2. Радиовещание и электроакустика:  Учебник для вузов / А.В.Выходец,  М.В.Гитлиц, Ю.А.Ковалгин и др.; Под ред. М.В.Гитлица – М.: Радио и связь, 1989г.

 

3.Акустика: Справочник / Под ред. М. А. Сапожкова.- М.:Радио и связь, 1989.