Основы ФАп. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности

• Название: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности
• Дата: 19.04.2022
• Размер: 7.93 Mb.
• Имя файла: Основы ФАп.doc
• Тип: Учебное пособие; #485368
• страница: 27 из 28

10.4. Расчет номинального звукового давления громкоговорителя

Сначала определяют ориентировочное значение оптимальной величины максимального уровня звукового поля в удаленной точке, исходя только из условия перекрытия заданного или выбранного уровня акустических шумов [1,2,19].

(дБ), (10.6)

где L_a – уровень шума, дБ Кроме того, разборчивость речи при таком уровне будет максимально возможной в заданных шумовых условиях, однако это не столь необходимое условие, так как бывает вполне достаточно меньшая разборчивость (например, при передаче несложной информации), тем более что для создания высокого уровня речи требуется более дорогая аппаратура. Для расчета уровней звукового поля предварительно необходимо выбрать наиболее характерные точки, в которых следует определить уровни звукового поля. Эти точки берут для всех систем в углах объекта звукофикации на середине и на краях.

Для одиночного не направленного громкоговорителя звуковое давление рс и его уровень Lс на расстояние r до удалённой точки (до слушителя) определится выражением:

Lc = 20lg (p1/r) + 94, дБ (10.7)

где р1 – звуковое давление, развиваемое громкоговорителем на расстояние 1 м от акустического центра громкоговорителя, Па (см. Л.1)

Полный акустический расчёт систем звукоусиления, озвучения и звукофикации приведён в (Л.1)
Контрольные вопросы к главе 10

1. 
   Каковы основные показатели систем озвучения?
   
2. 
   Какие системы озвучения Вы знаете?
   
3. 
   В чём заключаются особенности озвучения открытых пространств?
   
4. 
   В чём заключаются особенности озвучения помещений?
   
5. 
   Что такое звукоусиление?
   
6. 
   Как производится расчёт минимального звукового давления громкоговорителя?
   

Основная литература

1. 
   Акустика. Справочник под редакцией М.А. Сапожкова. Радио и связь. М. 1989.
   
2. 
   Радиовещание и электроакустика: Учебник / под ред. Ю.А. Ковалгина,- М.: Радио и связь, 2006.
   
3. 
   Горон И. Е. Радиовещание. — М.: Связь, 1979. — 368с
   
4. 
   Ефимов А.П. Психофизиология вещания: Учебное пособие. – М.: МТУСИ, 2004, - 195 с.
   
5. 
   Ефимов А.П. Психофизиологические основы звукового вещания: Учебное пособие. – М.: МТУСИ, 2002, - 92с.
   
6. 
   Моль А. Теория информации и эстетическое восприятие. Пер. с французского. – М.: Мир, 1966, - 351с.
   
7. 
   Звуковое вещание / А.В. Выходец и др.; Под ред. Ю.А. Ковалгина: Справочник. - М.: Радио и связь, 1993. – 464с.
   
8. 
   Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов. Под ред. М.В. Гитлица. - М.: Радио и связь, 1989. – 432с.
   
9. 
   Попов О.Б., Рихтер С.Г. Цифровая обработка сигналов в трактах звукового вещания: Учебное пособие. – М; Горячая линия – Телеком, 2007. - 492с.
   
10. 
    Рихтер С.Г. Цифровое радиовещание. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003 – 336с.
    
11. 
    Фельдкеллер Р., Цвикер Э. Ухо как приемник информации. – М: Связь, 1965, -104с.
    
12. 
    Ефимов А.П., Рысин Ю.С., Свобода Д.Г. Акустические измерения, оценки, контроль. МТУСИ. М. 2005 - 113с
    
13. 
    Рысин Ю.С, Социально-информационные опасности телерадиовещания и информационных технологий. М. «Гелиос АРВ». 2007 - 270 с.
    
14. 
    Алдошина И.А.Электроакустические измерения и оценка качества звучания. СПб ГУТ им. М.А. Бонч-Бруевича.1998. 64 с.
    
15. 
    Васильева Н.К. Исследование особенностей стереофонического восприятия. Сб. ТУИС, вып. 56; 1977
    
16. 
    Ефимов А.П. Цифровые аппаратные звукового вещания, часть 2 -М.: Информсвязьиздат, 1994
    
17. 
    Ефимов А.П. Электронные музыкальные инструменты и синтезаторы. - М.: Информсвязьиздат, 1994
    
18. 
    Сапожков М.А. Речевой сигнал в кибернетике и связи -М.: Связьиздат, 1963.
    
19. 
    Сапожков М.А. Звукофикация открытых пространств. М.«Радио и связь».1985.
    
20. 
    Дворецкий И.М., Дриацкий И.Н. Цифровая передача сигналов звукового вещания. - М.: Радио и связь, 1987. – 192с.
    
21. 
    Симонов И.Д. Музыкальные инструменты и человеческий голос / Сб. Труды ВНИИТР, вып. 2(21), 1972.
    
22. 
    Лопашёв Д.З., Осипов Г.Л., Федосеева Е.Н.Методы измерения и нормирования шумовых характеристик .М. Стандарты. 1983. 232 с.
    
23. 
    Защита от шума. Справочник проектировщика. М. Стройиздат.1964.
    
24. 
    Е.П. Самойлюк и др. Борьба с шумом в населенных местах. Киев. "Будивельник". 1981.
    
25. 
    И.Л. Карагодина, Г.Л. Осипов, И.А. Шишкин. Борьба с шумом в городах. М. Медицина. 1972.
    
26. 
    Рысин Ю.С., Борисов А.Ф., Войтович В.А., Мозжухин А. Инженерные расчеты систем безопасности труда и промышленной экологии. Нижний Новгород. ВЕНТА – 2, 2000.
    
27. 
    СН 2.2.4 / 2.1.8.562-96. Санитарные нормы. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки.
    
28. 
    ГОСТ 12.1.003-83. Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности.
    
29. 
    ГОСТ 12.1.026-80. Система стандартов безопасности труда. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью. Технический метод.
    
30. 
    ГОСТ 12.1.028-80. Система стандартов безопасности труда. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума. Ориентировочный метод.
    
31. 
    ГОСТ 12.1.029-80. Система стандартов безопасности труда. Средства и методы защиты от шума. Классификация.
    
32. 
    ГОСТ 20444-85. Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики. М. Стандарт. 1985г.
    
33. 
    СНиП II-12-77. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Защита от шума.
    
34. 
    ГОСТ 17.2.4.04-82 «Охрана природы. Атмосфера. Нормирование внешних шумовых характеристик судов внутреннего и прибрежного плавания».
    
35. 
    Безопасность жизнедеятельности. Под ред. С.В. Белова. - Москва. "Высшая школа " 1999.
    

36. Акнорский Д. [e-mail]
ГЛОССАРИЙ
Акустическое сопротивление - среда, в которой распространяется звуковая волна, оказывает противодействие распространяющимся колебаниям. Это свойство среды выражают понятием акустического сопротивления. Размерность акустического сопротивления – кг/с•м⁴.

Акустическая перспектива - Передача звука по одноканальной системе эквивалентна слушанию одним ухом, что обедняет звучание. Теряется ощущение протяженности звучащего ансамбля по ширине и в глубину, ощущение размеров первичного помещения, теряется информация о перемещениях звучащего источника. Эти потери уменьшаются в многоканальных системах передачи, например, двухканальных (стереофонических).

Акустическая система - это многополосный агрегат с головками разных типов и конструкций, действующими в различных диапазонах частот, служит для расширения номинального диапазона частот, уменьшения амплитудно-частотных и интермодуляционных искажений.

Акустическая обратная связь (АОС) - Системы звукоусиления являются системами с обратной связью. Акустическая обратная связь (АОС) обусловлена воздействием звукового поля громкоговорителя на микрофон. При большом усилении система теряет устойчивость и переходит в режим генерации.

Акустическое отношение – это отношение диффузной энергии поля к прямой. . Изменение акустического отношения воспринимается слушателем как изменение времени реверберации. При восприятии музыки, R изменяется в пределах от 6-8 (симфоническая музыка) до 10-12 (органная музыка), для четкого восприятия речи желательно R<1.

Акустическое отношение— отношение плотности энергии отраженных звуковых волн (диффузной составляющей звукового поля) к плотности энергии прямого звука, или, что тоже самое, отношение квадратов звуковых давлений диффузного поля и поля прямого звука.

Акустическое оформление (АО)- это конструктивный элемент громкоговорителя, обеспечивающий эффективное излучение звука.

Акустические шумыявляются одной из характеристик помещения. Эти шумы складываются из шумов от источников шума, находящихся в данном помещении, и из шумов, проникающих из других помещений и с улицы. Шумы первого типа создаются людьми и аппаратурой, находящимися в данном помещении. Основными шумовыми характеристиками машины и оборудования являются:

1. 
   а) уровни звуковой мощности шума в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц (L_p);
   
2. 
   корректированный уровень звуковой мощности (L_рА);
   
3. 
   уровни звукового давления в октавных полосах частот, характеризующие спектральный состав шума (L);
   
4. 
   уровни звука, под которыми понимают интегральный уровень шума, измеренный прибором с частотной характеристикой типа А (L_А);
   

Аудиометрия – особый вид акустических измерений, предназначенный для исследования свойств слуха человека, например, для обнаружения его отклонений от нормального. Аудиометрия - основная часть содержания медицинской акустики.

Акустические шумы — шумы в пределах озвучиваемой поверхности, создаваемые публикой, различными агрегатами и т.п., и шумы, приходящие извне, например от транспорта.

Аналого-цифровое преобразование (АЦП). В АЦП производится дискретизация, квантование и кодирование сигнала. Из аналогового сигнала с помощью схемы выборки-хранения выделяются отсчеты, т.е. производится квантование сигнала во времени. Далее сигнал поступает на АЦП, который преобразует амплитуду каждого отсчета в закодированные числа. Они и представляют собой цифровые сигналы, дискретные во времени и по величине. На приемной стороне с помощью ЦАП вырабатывается сигнал, амплитуда которого в каждый момент времени соответствует амплитуде отсчета на стороне передачи. Наконец сигнал подается на фильтр НЧ, который позволяет восстановить непрерывный во времени (аналоговый) сигнал.

Бинауральный эффект- это эффект слушания двумя ушами. Бинауральный эффект обусловлен несколькими обстоятельствами : разностью фаз или времен прихода колебаний к правому и левому уху и разностью интенсивностей колебаний. По этим различиям человек судит о направлении прихода звука от источника. Бинауральный эффект лежит в основе систем стереофонической передачи и воспроизведения.

Время эквивалентной (эффективной) реверберации T_З. В этом понятии учтена не только энергия диффузного звука, но и энергия прямого звука, приходящие в точку приема. Значение T_З существенно зависит от расстояния между источником и приемником звука r. При малом r оно значительно меньше времени стандартной реверберации T.

Виды ячеек памяти. Некоторые виды ячеек флэш-памяти на основе МОП-транзисторов с "плавающим" затвором. Ячейки на основе SONOS-транзисторов, которые не содержат плавающего затвора. SONOS-транзистор напоминает обычный МНОП (MNOS) транзистор. В SONOS-ячейках функцию "плавающего" затвора и окружающего его изолятора выполняет композитный диэлектрик ONO.

В последнее время многие компании начали выпуск микросхем флэш-памяти, в которых одна ячейка хранит два бита. В технологии MLC используется аналоговая природа ячейки памяти.

Громкоговоритель представляет собой сложный электромеханоакустический преобразователь, в котором происходят линейное и нелинейное преобразование сигнала U(t), подводимого в виде напряжения от усилителя в распределенное в пространстве звуковое давление.

Громкость звука - субъективная оценка интенсивности звука.Человек может довольно точно установить равенство громкостей двух звуков любого частотного состава. Это свойство слуха использовали для введения понятия уровня громкости. Громкость данного звука сравнивают c громкостью чистого тона частоты 1000 Гц. Уровень интенсивности этого тона принимают за уровень громкости. Чтобы различать понятия уровня интенсивности и уровня громкости, логарифмическую величину выражения второго понятия назвали фоном.

Громкость зависит, прежде всего, от интенсивности сигнала, а также от значения основной частоты, спектра сигнала и длительности звуковых импульсов. При одинаковой интенсивности импульсы небольшой длительности, обусловленные слогами речи, воспринимаются с меньшей громкостью, чем протяженные импульсы, обусловленные музыкальными фразами. Звуки крайних частот при одинаковой интенсивности со звуками средних частот создают меньшую громкость ввиду частотной зависимости чувствительности слуха. Громкость зависит от психофизиологического состояния слушателя.

Дискретизация - замена непрерывной функции его дискретными значениями. Демодуляция дискретизованного сигнала позволяет полностью восстановить информацию, содержащуюся в исходном сигнале. Аналоговый сигнал будет восстановлен без искажений только идеальным фильтром.

Длина звуковой волны - расстояние между двумя соседними фронтами волны, находящимися в одинаковой фазе, или путь, проходимый в одной за один период. Длина волны связана с периодом и частотой колебаний соотношениями . В воздухе при C₀= 340м/с и наинизшей частоте слышимых звуков 20Гц =17м, при наивысшей частоте 20000Гц =17см.

Динамический диапазон - разность квазимаксимального и квазиминимального уровней: .

Для разговорной речи мощность звуковых колебаний составляет от 0,01мВт (шепот) до 2мВт (крик). Этому отношению мощностей соответствует динамический диапазон (перепад уровней) :

дБ.

Акустическая мощность большого симфонического оркестра на пиках громкости (фортиссимо) достигает 60-70Вт, а при тихих звучаниях (пианиссимо) оценивается значением 60мкВт. Акустическая мощность одной скрипки равна 4-6мкВт.

Динамический диапазон, измеренный измерителем уровня со временем интеграции 60мс, составляет для симфонического оркестра 60-70дБ, для большого хора 45дБ. для эстрадного оркестра и солистов-вокалистов 35дБ, для дикторской речи 25-35дБ, для джаз-оркестра 20дБ.

Детонация - искажение, возникающее в устройствах записи на движущийся носитель, вызванное периодическими отклонениями скорости от номинальной. В результате модуляции сигнала по скорости возникает частотная модуляция. При записи чистого тона она проявляется в виде суммарных и разностных частот, обусловленных комбинациями разных порядков частоты сигнала и частоты изменения скорости. Различают детонацию первого и второго рода. Детонация первого рода с частотой колебаний скорости в несколько герц возникает ввиду неточного изготовления вращающихся деталей движущего механизма и проявляется как "плавающий", "журчащий" звук. Детонация второго рода обычно вызвана продольными колебаниями упругой ленты; частота колебаний скорости составляет несколько сот герц. На слух проявляется как нечистое, хриплое звучание.

Диаграмма направленности - графическое выражение характеристики направленности. Ее строят в полярных координатах, иногда в единицах уровня.

Диаграмма направленности - графическое выражение зависимости звукового давления в точках свободного пространства, находящихся на одинаковом расстоянии от рабочего центра громкоговорителя, от угла между рабочей осью громкоговорителя и направлением на указанные точки. Обычно значения звукового давления нормируют по отношению к звуковому давлению на оси и пересчитывают в значения относительного уровня.

Запись. Под процессом записи понимают преобразование сигналов в пространственное изменение состояния или формы некоторого физического тела (носителя записи) с целью сохранения в нем информации для последующего ее извлечения (получения). Информацию, сохраняемую в носителе записи, называют записью.

Звуковое поле – это одна из форм существования материи, которая проявляется в виде кинетической энергии колеблющихся материальных тел, звуковых волн (в твердой, жидкой и газообразной средах,), обладающих упругой структурой. Звуковое поле полностью определено, если для каждой точки пространства в каждый момент времени известна одна из следующих величин:

1. 
   Вектор смещения x колеблющихся частиц среды относительно полевения равновесия (м).
   
2. 
   Вектор скорости v колебательного движения частицы. Колебательная скорость (скорость колебаний) (м/с).
   
3. 
   Звуковое (избыточное) давление p в среде (Па, 1 Па = I Hт/м²).
   
4. 
   Потенциал скорости (м²/с);
   

Звуковая волна - процесс постепенного распространения в упругой среде возмущений в виде смещения колеблющихся частиц относительно равновесного положения, приводящего к периодическому изменению плотности среды.

Звуковое давление - разность между мгновенным значением давления и атмосферным (статическим) давлением называют звуковым давлением p. Звуковое давление – это знакопеременная величина, в отличие от атмосферного давления. Звуковое давление изменяется в пределах от 2*10^-5 Па (порог слышимости) до 20Па (болевой порог), т.е. в 10раз. Давление равно силе (в ньютонах), приходящейся на площадку 1м². В системе СТО давление выражали в динах на квадратный сантиметр. Эта единица давления называется баром: 1бар = 0,1 Па.

Звуковое давление, воздействуя на барабанную перепонку, вызывает её деформацию. Давление является, в конечном счете, первым звеном в восприятии звука человеком.