Сигнали телефонної мережі (мовні).

Пристрій перетворення звукового повідомлення в електричний сигнал є мікрофон (рис. 1.19) — металеву коробку, заповнену вугільним порошком. Передньою стінкою коробочки служить гнучка металева пластинка — мембрана, яка ізольована від коробочки. Електричний ланцюг на ділянці мембрана — коробочка замикається через зерна вугільного порошку.

Рис. 1.19. Перетворення звукового сигналу в електричний

Роль пристрою, що перетворює телефонний сигнал в звукове повідомлення, виконує телефон — подковообразний магніт, на полюсах якого розміщені дві котушки, а перед полюсами укріплена металева мембрана.

Якщо говорити перед мікрофоном, тиск повітря на мембрану буде безперервний змінюватися, збільшуючись і зменшуючись в порівнянні з первинним. При його збільшенні мембрана прогинається всередину мікрофону і стискає вугільні зерна. Площа контактів між зернами збільшується, і опір мікрофону зменшується. Зменшений опір збільшує струм в ланцюзі, і мембрана телефону притягується до полюсів електромагніту. При зменшенні тиску повітря на мембрану мікрофону порошок в камері розпушується, опір мікрофону росте і струм в ланцюзі стає меншим. Притягаюча сила електромагніту знижується і зменшується прогинання мембрани телефону. Таким чином, коливання мембрани мікрофону змінюють струм в ланцюзі, що викликає коливальні рухи мембрани телефону. В результаті остання більш менш точно повторює коливання мембрани мікрофону.

Звуки мови утворюються в результаті проходження повітряного потоку з легких людини через голосові зв'язки і порожнини рота і носа. Частота імпульсів основного тону мови лежить в межах від 50...80 Гц (дуже низький голос — бас) до 200...250 Гц (жіночий і дитячий голоси). Імпульси основного тону містять більше 40 гармонік, амплітуда яких убуває із зростанням частоти. При розмові частота основного тону міняється в значних межах, особливо при переході від голосних звуків до приголосних і навпаки.

Вивчення енергетичного спектру мови показує, що мова є широкосмуговий процес, частотний спектр якого знаходиться в межах від 50...100 до 8000...10 000 Гц. Встановлено, проте, що якість мови залишається цілком задовільною при обмеженні спектру частотами 300 і 3400 Гц. Ці частоти прийняті Міжнародним консультативним комітетом з телеграфії і телефонії (МККТТ) як межі ефективного спектру мови. При вказаній смузі частот зберігається хороша розбірливість мови і задовільна натуральність її звучання.

Середня потужність телефонного сигналу (зміряна в точці нульового відносного рівня) на так званих інтервалах активності (за відсутності тривалих пауз) складає 88 мкВт. В середньому в мові 75 % часу займають паузи, тому середня потужність телефонного сигналу, зміряна під час найбільшого навантаження (ЧНН), з урахуванням сигналів управління — набору номера, виклику і т.д. — складає 32 мкВт, що відповідає рівню (в порівнянні з 1 мВт) ./% = -15 дБм.

Максимальна потужність телефонного сигналу, вірогідність перевищення якої зникаюче мала, рівна 2220 мкВт (що відповідає рівню + 3,5 дБм); максимальна потужність сигналу, який ще чутний на тлі шумів, прийнята рівною 220 000 пВт (1пВт = 10~12 Вт), що відповідає рівню — 36,5 дБм.

Знаючи Літ, Рща і 7%, легко визначити динамічний діапазон мовного сигналу Д. = 40 дБ і пік-фактор (2=18,5 дБ.

Вплив шумів на якість телефонного зв'язку характеризується наступними даними: при потужності сигналу 17 800 пВт шуми ледве помітні; при потужності 178 000 пВт розбірливість ще достатня; якщо потужність 1 780 000 пВт, розбірливість мови утруднена і якість зв'язку незадовільно.

Кількість інформації, що міститься в мовному сигналі, знайдемо, прийнявши, що ширина спектру мови складає 3100 Гц, середня потужність мовного сигналу на інтервалах активності 88 мкВт, допустима потужність шуму 178 000 пВт. Підставляючи ці значення у формулу (1.67) і враховуючи, що 75 % часу в мові складають паузи, одержуємо кількість інформації / = 8000 бит/с.

Сигнали звукового віщання. Джерелами звуку при передачі програм віщання звичайно є музичні інструменти або голос людини. Формування сигналів звукового віщання і їх прийом відбувається так само, як і телефонних сигналів. Використовуються лише інші типи мікрофонів, замість телефону — гучномовець.

Спектр звукового сигналу займає смугу частот 20...20 000 Гц. Проте залежно від вимог до якості відтворення ширина спектру сигналу віщання може бути обмежена. Для достатньо високої якості (канали віщання першого класу) смуга частот AFc, повинна складати 50...10 000 Гц, для бездоганного відтворення програм віщання (канали вищого класу) — 30...15 000ГЦ.

Середня потужність Рср сигналу віщання (зміряна в крапці з нульовим відносним рівнем) залежить від інтервалу усереднювання і рівна 923 мкВт при усереднюванні за годину, 2230 мкВт — за хвилину і 4500 мкВт — за секунду. Максимальна потужність сигналу віщання 8000 мкВт.

Динамічний діапазон Dc сигналів віщання складає для мови диктора 25...36 дБ, для ансамблю — 40...50 дБ, для симфонічного оркестру — до 65 дБ.

Відповідно до рекомендації МККТТ потужність допустимих перешкод не повинна перевищувати Ра = 4000 пВт.

Використовуючи величини AFc =10 000 Гц, /*ср = 923 мкВт і Рп = 4000 пВт, можна підрахувати кількість інформації, що міститься в сигналі віщання: /= 180 000 бит/с, тобто інформаційна змістовність сигналу віщання вища, ніж телефонного сигналу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Динамічний діапазон і пік-фактор сигналів.	\|	Сигнали, факсиміле.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.