Файл: Кубальский Ю.А. Качественные показатели радиовещательного тракта и методы их измерения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
| НА ДО”» НЕ ВЫДАЕМ
ИНИСТЕРСТВО связи союз дрзтс-р-— ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ' Экземпляр
■■ |
-- |
Лекции по |
технике связи |
Ю. А. КУБАЛЬСКИИ
КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
РАДИОВЕЩАТЕЛЬНОГО ТРАКТА И МЕТОДЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ВОПРОСАМ СВЯЗИ И РАДИО
МОСКВА i960
ГОС. ПУБЛИЧНАЯ НАУЧН-ТЕХНИЧЕСНАЯ
БИБЛИОТЕКА СССР
ПРЕДИСЛОВИЕ
Наша страна располагает обширной сетью мощных радио вещательных станций и узлов проводного вещания. На этих
предприятиях установлена первоклассная аппаратура с высо кими электроакустическими показателями. Для обеспечения должного качества звучания радиовещательных станций, узлов проводного вещания необходимо правильно организовать и стро го проводить периодические измерения электроакустических по казателей аппаратуры.
Настоящая лекция должна дать работникам радиовещания
необходимые сведения об электроакустических качественных
показателях аппаратуры и об устройстве и работе приборов, применяемых для измерения этих показателей.
Все замечания по данной лекции следует направлять в Связьиздат (Москва-центр, Чистопрудный бульвар, 2).
Техническое управление Министерства связи Союза ССР
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАДИОВЕЩАТЕЛЬНОГО ТРАКТА
Качество звучания радиопередач определяется не только техническим совершенством аппаратуры радиостанций, но во многом зависит и от работы всего остального оборудования, ис пользуемого при радиовещании, начиная со студий с установлен
ными в них микрофонами. Обеспечение высококачественной работы всего входящего в тракт передачи радиовещания обору
дования немыслимо без постоянного тщательного контроля путём измерений электроакустических показателей высокочас
тотных и низкочастотных устройств.
К основным показателям, подлежащим объективному конт ролю путём электрических измерений, относятся: мощность радиовещательного передатчика, глубина модуляции, частотная характеристика, коэффициент нелинейных искажений, уровень
шумов (паразитная модуляция).
Первые два показателя определяют дальность действия ра диостанции. Остальные определяют качество передачи.
При достаточной мощности радиопередатчика, работающего с глубокой модуляцией, качество звучания передач определяется наличием искажений и шумов, появившихся в аппаратуре ра
диовещательного тракта. При наличии значительных частотных и нелинейных искажений звучание передачи теряет окраску (тембр), свойственную определённым музыкальным инструмен там или человеческому голосу, исчезает ясность передачи, плохо различаются отдельные слова, появляются дребезжания, хри пы и т. п. Повышенный уровень шума, фон, сопровождающий передачу, делает её неприятной, слабые звуки передачи заглу
шаются шумами и не различаются ухом, теряется художествен ность звучания передаваемого материала.
ИСКАЖЕНИЯ РАДИОВЕЩАТЕЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ
а) Амплитудно-частотные искажения
Искажения по характеру их возникновения разделяют на две группы. К первой группе относятся так называемые ампли-
4
тудно-частотные или линейные искажения, ко второй группе —
•нелинейные искажения.
. Сущность возникновения частотных искажений сводится к следующему.
Все слышимые звуки (речь, музыка) состоят из колебаний
различных частот примерно от 20 до 20000 гц. Звуки отлича ются друг от друга количеством составляющих частот и рас пределением их амплитуд по спектру.
В процессе передачи через радиовещательную систему, вслед ствие наличия в тракте частотнозависимых сопротивлений (ёмкостей, индуктивностей), коэффициенты передачи для коле баний различных звуковых частот могут отличаться друг от друга, т. е. отдельные звенья оборудования, входящего в тракт, будут неодинаково усиливать или ослаблять напряжения пере
даваемых звуковых частот. В результате этого составляющие
звук колебания будут прослушиваться также неодинаково: одни
слабее, другие сильнее, т. е. нарушатся соотношения амплитуд
колебаний, составляющих передаваемый звук, и изменится тембр звучания.
При значительных частотных искажениях качество звуча ния передачи сильно ухудшается. Если плохо пропускаются низкие частоты, то передача становится резкой, голос визгливым и неприятным. При плохом прохождении высоких частот
(2000 гц и более) передача становится приглушённой, бубня щей, неразборчивой.
В наиболее высококачественной современной радиоаппара туре частотные искажения нормируются из условия, что изме
нения амплитуд в спектре частот данного звука не должны пре вышать 30—40%, так как в этом случае наше ухо их не за мечает.
Частотные искажения определяются . при снятии частотных характеристик путём измерения коэффициента передачи на раз личных частотах звукового диапазона. В передатчиках, усили
телях, соединительных линиях, трансформаторах зависимость ко эффициента передачи от частоты передаваемых колебаний, как правило, изменяется плавно и не содержит резких колебаний на
отдельных частотах. Поэтому измерение коэффициента передачи этих устройств может производиться по точкам на отдельных частотах.
Снятие частотных характеристик громкоговорителей и ми крофонов должно производиться путём плавного изменения частот, так как иначе могут быть пропущены отдельные острые пики и провалы в промежутках между выбранными фиксиро ванными частотами.
Подавая на вход измеряемого устройства колебания раз личных частот одинакового напряжения от звукового генератора и измеряя при этом напряжение на выходе измеряемого устрой ства (или глубину модуляции при измерении передатчика), опре-
5
деляют зависимость коэффициента передачи А от частоты коле
баний f, т. е. частотную характеристику данного устройства. На рис. 1 представлены частотные характеристики: а —-в слу
чае отсутствия частотных искажений в диапазоне передавае
мых звуковых частот и б — при наличии искажений.
Рис. 1. Графическое изображение частотной характеристики
По ходу кривой графика частотной характеристики может быть установлен характер, область и величина искажений. Для количественной оценки степени частотных искажений принято определять неравномерность хода кривой частотной характери стики как отношение коэффициентов передачи на интересующих нас частотах к коэффициенту передачи на частоте 1000 гц.
Учитывая, что человеческое ухо реагирует на относительные
изменения громкости звука, оценку частотных искажений удоб нее вести не в процентах, а в логарифмических единицах — децибелах (бб). Для этого рассчитывают коэффициенты пере дачи на различных частотах по формуле
Выше было условлено, что амплитуда подаваемых на вход устройства колебаний.постоянна во время измерений. Это зна чит, что коэффициенты передачи на различных частотах будут
изменяться так же, как и напряжение на выходе измеряемого
устройства, т. е. для оценки степени частотных искажений до статочно определить изменение выходного напряжения на раз личных частотах.
Таким образом, частотные искажения определяются как не равномерность частотной характеристики в децибелах. Напри мер, частотная характеристика в диапазоне частот 50—8000 гц для радиовещательного передатчика не должна иметь отклоне ния более ±1,5 дб, это значит, что допустимыми в данном слу
чае являются искажения в 3 дб (около 40%). Однако по отно-
6
шению к значению на частоте 1000 гц коэффициент передачи может увеличиваться или уменьшаться на отдельных частотах не более чем на 1,5 дб. На рис. 2 представлен график частотной характеристики радиовещательного тракта с указанием допу сков на частотные искажения.
Рис. 2. Примерная частотная характеристика радиовещательного тракта
При нормировании частотных искажений в диапазоне звуко вых частот следует учитывать свойства человеческого уха. На
основании «кривых равной громкости», характеризующих чувст вительность человеческого уха к звукам различных частот, мож но сделать вывод, что на низких и высоких частотах чувстви тельность уха меньше, чем на средних частотах. Учитывая это положение, а кроме того, и технические трудности при создании широкополосной радиоаппаратуры, в большинстве случаев допу скают повышенные частотные искажения на краях диапазона звуковых частот, т. е. в области самых низких и высоких частот. Например, в высококачественном радиовещательном тракте могут допускаться искажения ±2 дб на участке частотного диа пазона 30—100 гц и от 6000 гц и выше при условии, что участок 100—6000 гц имеет неравномерность частотной характеристики
± 1 дб.
б) Нелинейные искажения
Сущность нелинейных искажений заключается в том, что в процессе передачи форма первоначальных звуковых колебаний
изменяется. Так, если к усилителю, вносящему нелинейные иска жения, подвести синусоидальное напряжение от звукового гене ратора, то напряжение на выходе этого усилителя окажется не синусоидальной формы. Такие искажения возникают главным образом из-за нелинейности характеристик радиоламп, а также являются следствием нелинейности кривой намагничивания
стальных сердечников трансформаторов, применяемых в радио
аппаратуре.
3—201 |
7 |
Образование новой искажённой формы напряжения или тока вызывает появление дополнительных звуковых частот. В случае передачи звука одного тона, т. е. колебания одной частоты, в искажающем тракте возникает целая группа посторонних час
тот, кратных основной частоте. Эти частоты, относящиеся к ос новной, как 2: 1; 3: 1; 4: 1 и т. д. называются гармониками
основной частоты.
Более сложная картина получится при художественной пере даче, состоящей из группы различных колебаний. Естественно, что в этом случае гармоники будут, возникать от каждой часто ты, входящей в состав звука, т. е. их будет значительно больше, чем при передаче одного тона. Но в этом случае в искажающем
звене возникнут не только гармоники каждого из основных ко лебаний, но и новые колебания с частотами, определяемыми как сумма и разность любой пары гармонических или основных ко лебаний, появившиеся в результате нелинейности амплитудной характеристики.
Колебания с частотами, являющимися суммой или разностью передаваемых основных частот, называются комбинационными. Они могут существенно исказить передаваемый звук, тем более, что их частоты могут оказаться в пределах наивысшей чувстви тельности уха, т. е. в области средних частот 600—2000 гц.
Нужно отметить, что ухо очень чувствительно к появлении^ лишних частот, возникающих из-за нелинейных искажений. От сюда становится понятным, насколько важным фактором для оценки качества звучания являются тщательные измерения ко эффициента нелинейных искажений.
Казалось бы наиболее простым методом определения степени нели
нейных искажений является снятие амплитудных характеристик изме ряемого устройства.
Амплитудная характеристика по казывает зависимость напряжения
на выходе измеряемого объекта от напряжения на входе. Примерный вид амплитудной характеристики показан на рис. 3. Вначале, при ли нейной зависимости между напряже
ниями на входе и на выходе изме-
Рис. 3. Амплитудная характе- ряемого устройства, характеристика'
ристика представляет собой прямую линию.
На верхнем участке характеристика искривляется — это значит, что при подаче на вход устройства повышенного уровня возникнут нелинейные искажения. Таким образом, можно определить предельно допустимый уровень на пряжения звуковой частоты на входе испытуемого устройства, при
8