Выбрать главу

Вим╕рювання зд╕йснюються в логарифм╕чних одиницях (дБ):

Px=10lg(Px/Pe) в дБ (1)

в) П╕кова потужн╕сть Pпiк (ε %). Значення потужност╕ пов╕домлення

перевищуюче Pср за певний пром╕жок часу в % (ε %) (наприклад, за час

0,1%) щодо часу усереднення:

Pпiк(ε %) = 10lg[Pпiк(ε %)/Pe] в дБ, (2)

Де п╕д функц╕╓ю логарифма Pпiк (ε %) - абсолютне значення п╕ково╖

потужност╕.

г) П╕кфактор. Визнача╓ться в╕дношенням п╕ково╖ потужност╕ до середньо╖

потужност╕ в дБ:

14

χ(ε%) =10lg[Pпiк(ε %)/Pср] = 10lg Π2 (ε %) в дБ (3)

д) Динам╕чний д╕апазон. Р╕зниця абсолютних значень п╕ково╖ потужност╕ (у л╕тератур╕ часто зам╕сть п╕ково╖ потужност╕ використовують значення Pmax) ╕ м╕н╕мально╖ потужност╕:

D(ε %) = Pпик(ε %)-Pmin

Або

D(ε %) = 10lg[Pпик(ε %)/ Pmin] в дБ (4)

В ав╕ац╕йних системах рад╕озв'язку серед аналогових пов╕домлень найб╕льше поширення знайшли мовн╕ пов╕домлення.

Мовний сигнал ╕ його загальн╕ характеристики

Мова склада╓ться з посл╕довност╕ звук╕в. Звуки й переходи м╕ж ними ╓ символ╕чними поданнями ╕нформац╕╖.

Порядок проходження звук╕в визнача╓ться правилами мови. ╤нженер╕в у першу чергу ц╕кавить структура мовних пов╕домлень, а

також ╖хн╕ основн╕ характеристики. Структура мовного пов╕домлення визнача╓ться динам╕кою мовотворення. Характеристики мовних сигнал╕в можна розбити на групи: часов╕, спектральн╕, статистичн╕ й енергетичн╕.

1) Часов╕ характеристики.

Тривал╕сть звук╕в р╕зна й знаходиться в межах 30-250 мс. Голосн╕ звуки мають у середньому тривал╕сть порядку 150 мс, приголосн╕ - приблизно

80мс.

2) Спектральн╕ характеристики.

Частотний д╕апазон мови лежить (в основному) у межах 70-7000 Гц. У

процес╕ зм╕ни звук╕в зд╕йсню╓ться зм╕на спектра.

Усереднена спектральна щ╕льн╕сть потужност╕ мовного сигналу ма╓ максимум у д╕апазон╕ частот в╕д 250 до 600 Гц ╕ загаса╓ приблизно на 8-10 дБ на октаву.

3) Статистичн╕ характеристики ╤мов╕рн╕сть приголосних ╕ голосних звук╕в у мов╕ приблизно однакова й

становить Рсогл = Ргл ≈ 0,4. ╤мов╕рн╕сть пауз становить 0,2 в╕д Рсогл. Дисперс╕я мовного пов╕домлення зм╕ню╓ться при переход╕ в╕д приголосних до гласних

звук╕в.

Ефективне значення приголосних ╕ голосних звук╕в становить:

Gсогл ≈ Gгл ≈ 0,1Gречи, де Gречи - усереднене за певний час ефективне значення мови, з огляду на, що мова - нестац╕онарний випадковий процес,

якому можна апроксимувати тим або ╕ншому закону розпод╕лу.

Гарним описом одном╕рно╖ щ╕льност╕ ймов╕рност╕ мовного сигналу може служити нормальний закон розпод╕лу:

W ( λ) = P e − λ 2 / 2 G 2 гл + P e−λ2 / 2G2 согл

гл ПGгл согл 2 ПGсогл

2 (5),

15

де G2гл й G2согл - дисперс╕╖ голосних ╕ приголосних звук╕в мови.

Разом з тим при усередненн╕ за великий пром╕жок часу непоганим описом одном╕рно╖ щ╕льност╕ ймов╕рност╕ мови може служити гамма-розпод╕л.

4) Енергетичн╕ характеристики.

Середня потужн╕сть мови при нормальному по гучност╕ й темпу в╕щанн╕ становить ≈ 10 мквт. Основною енергетичною характеристикою служить динам╕чний д╕апазон:

D=10lg (Pmax/Pmin), дБ (6)

Де Pmax, Pmin - максимальне й м╕н╕мальне значення потужност╕ мови при зм╕н╕ р╕вня гучност╕ мови. Динам╕чний д╕апазон мови лежить у межах 35-45дБ.

При переход╕ в╕д шепоту до лементу динам╕чний д╕апазон досяга╓ 60дБ.

3. Електроакустичн╕ перетворювач╕

У системах рад╕озв'язку, призначених для обм╕ну мовними пов╕домленнями, електроакустичн╕ перетворювач╕ (ЕАП) ╓ к╕нцевими пристроями. Вони призначен╕ для перетворення мовного пов╕домлення в електричний сигнал ╕ назад. При цьому використаються акустичн╕ коливання (пов╕трян╕ потоки) або механ╕чн╕ коливання гортан╕. У першому випадку як датчики застосовуються м╕крофони, у другому ларингофони. Для зворотного перетворення електричних коливань у звуковий тиск, сприйманий вухом оператора, використовують телефони й гучномовц╕.

М╕крофони

М╕крофони класиф╕куються по наступних основних ознаках: а) Класам якост╕ (вищий, перший, другий, трет╕й).

б) Характеристикам спрямованост╕ (направлений, ненаправлений).

в) Способам перетворення акустичних (звукових) коливань в електричн╕ (електромагн╕тн╕ , електродинам╕чн╕, електростатичн╕, вуг╕льн╕, п'╓зоелектричн╕, транзисторн╕).

Основн╕ параметри, що характеризують як╕сть м╕крофон╕в - чутлив╕сть, ном╕нальна д╕апазон частот, модуль повного електричного опору на частот╕ до 1000 Гц (ном╕нальний оп╕р навантаження), характеристика спрямованост╕, ампл╕тудна характеристика.

Електродинам╕чн╕ м╕крофони перетворять акустичн╕ коливання в електричн╕ за рахунок електромагн╕тно╖ ╕ндукц╕╖. При цьому в пров╕днику котушки, що руха╓ться в поле сильного пост╕йного магн╕ту, наводиться ЕДС, величина яко╖ залежить в╕д величини звукового тиску, що д╕╓ на д╕афрагму, механ╕чно пов'язану з котушкою (пров╕дником). Величина ╕ндуковано╖ ЭДС у котушц╕ визнача╓ться вираженням:

16

e0 = Blv = BlFHH / ZM (7)

де B - ╕ндукц╕я магн╕тного поля в зазор╕, l - довжина пров╕дника в котушц╕, v - швидк╕сть руху котушки, FHH - сила, що д╕╓ на д╕афрагму, Z M - повний механ╕чний оп╕р рухливо╖ системи.

Так╕ м╕крофони в╕дпов╕дають вищому класу при прийнятних розм╕рах, не вимагають додаткового джерела живлення, прост╕ у виготовленн╕. Под╕бн╕ м╕крофони п╕дрозд╕ляють на котушков╕ й стр╕чков╕. М╕нусом ╓ те, що ц╕ м╕крофони чутлив╕ до механ╕чних вплив╕в.

Електромагн╕тн╕ м╕крофони використовують при перетворенн╕ акустичних коливань в електромагн╕тну ╕ндукц╕ю. Однак котушка одяга╓ться на полюсн╕ наконечники пост╕йного магн╕ту й залиша╓ться нерухомо╖. Мембрана виготовля╓ться з феромагн╕тного матер╕алу й п╕д д╕╓ю акустичних хвиль м╕ня╓ться величина пов╕тряного зазору, а, отже, ╕ загального опору магнитопровода , що приводить до зм╕ни магн╕тного потоку. магн╕тний пот╕к, Що Зм╕ню╓ться, збуджу╓ в котушц╕ електричне поле ╕з замкнутими силовими л╕н╕ями (вихрове електричне поле). Виникаюча при цьому ЕДС ╕ндукц╕╖ обумовлю╓ появу ╕ндукц╕йного струму.

До досто╖нств таких м╕крофон╕в в╕дноситься можлив╕сть роботи при б╕льших р╕внях низькочастотних акустичних шум╕в. До недол╕к╕в ставляться: великий коеф╕ц╕╓нт нел╕н╕йних перекручувань ( у диференц╕альних (двосторонн╕х) м╕крофонах ╖хн╕й р╕вень ╕стотно нижче), вузький д╕апазон частот.