←предыдущая следующая→
1 2
Министерство Образования Республики Казахстан
Алматинский Институт Энергетики и Связи
Кафедра РТ
Конспект лекций
по дисциплине "Радиовещание и электроакустика"
Выполнил: ___________________
___________________
Принял: ____________________
Алматы 1999
Содержание
1. Микрофоны 3
2. Громкоговорители 5
3. Волновая и статистическая теория акустических процессов помещения 7
1. Микрофоны
Микрофоны как преобразователи акустических колебаний в электрические сигналы выполняют роль входных элементов в лю¬бых радиовещательных системах и бытовых радиовещательных комплексах, установках озвучения и звукоусиления. Особенно вы¬сокие требования предъявляются к микрофонам при передаче и записи художественных программ. Преобразование звука в элек¬трический сигнал должно производиться с высокой информацион¬ной точностью, и технические требования к микрофонам очень высоки. Требуется обеспечить высокую разборчивость и узнавае¬мость речевого сигнала, избежать появления различных искаже¬ний и помех в пределах динамических диапазонов, достигающих при музыкальных программах 90... 100 дБ в частотной полосе до 15 кГц и более. Кроме того, нужно удовлетворять и эстетическим требованиям зрителей. Микрофон является связующим звеном между исполнителями и аппаратным комплексом радиовещатель¬ной системы. При создании звуковой партии телевизионных про¬грамм (например, эстрадных) он часто попадает в кадр изобра¬жения. Это обстоятельство вызывает необходимость соответствия его конструкции современному дизайну.
Вещательные микрофоны стараются сделать обтекаемой фор¬мы и малых размеров. Микрофон, помещенный в звуковое поле, нарушает его однородность из-за отражения звуковой волны от внешних поверхностей корпуса. Обтекаемая форма снижает от¬ражения до минимума, позволяя на низких частотах звукового диапазона, где длина волны намного больше размера микрофона, ими пренебрегать, а при сравнимых размерах их учитывать. Ма¬лые размеры микрофона позволяют считать его системой с сосре¬доточенными параметрами.
Свойства микрофонов описываются многими техническими параметрами, основными из которых являются следующие:
1. Чувствительность—отношение напряжения U в вольтах на выходе микрофона к звуковому давлению рзв в паскалях, воздей¬ствующему на его входной элемент:
.
Чувствительность различна для ненагруженного микрофона в режиме холостого хода (если нагрузочное сопротивление не под¬ключено и измеряется ЭДС на выходе микрофона) и нагружен¬ного на номинальное активное сопротивление Rном (обычно 250...1000 Ом). При определении чувствительности и других параметров микрофонов оговариваются и условия измерения. Обычно исполь¬зуется методика измерения в «свободном» звуковом поле. Звуко¬вое давление в определенной точке поля измеряется с помощью специального измерительного микрофона очень малых размеров. Далее в эту точку поля вместо измерительного микрофона поме¬щают рабочий и измеряют его выходное напряжение относительно звукового давления, которое было измерено в его отсутствии. Оговаривается и частота, на которой определяется чувствитель¬ность (обычно 1000 Гц).
Чувствительность зависит и от того, под каким углом она из¬меряется по отношению к акустической оси микрофона. Для уточ¬нения вводят термин «осевая чувствительность» Ем.ос, поясняющий, что она измерена в направлении акустической (рабочей) оси.
Чувствительность выражают в виде уровня в децибелах отно¬сительно ее условной величины — 1 В/Па.
Пользуются представлением осевой чувствительности в виде ее стандартного уровня. Стандартным уровнем осевой чувствитель¬ности Nо.м называется выраженное в децибелах отношение мощ¬ности Р, развиваемой микрофоном на номинальной нагрузке Rном (при действующем на микрофон звуковом давлении рзв=1 Па), к мощности 1 мВт:
где и—напряжение на нагрузке, численно равное чувствитель¬ности микрофона при рзв ==1 Па.
2. Направленность и характеристика направленности, вы¬раженная через отношение чувствительности микрофона, изме¬ряемой под различными углами оси симметрии микрофона относи¬тельно нулевой координаты азимутальной плоскости. Характерис¬тики (или диаграммы) направленности симметричны относительно акустической оси микрофона, однако могут иметь различную форму при различных частотах. Поэтому свойства направленно¬сти характеризуются семейством диаграмм, построенных для ряда выбранных частот.
Направленный микрофон может обладать определенной чув¬ствительностью не только с фронтальной стороны, обращенной к источнику звука, но и с обратной. Этот фактор учитывается от¬дельным параметром «фронт-тыл», измеряемым путем поворота микрофона по отношению к направлению на источник звука на 180° и сравнения чувствительности при таком положении относи¬тельно прямого положения.
3. Частотная характеристика—это зависимость осевой чувст¬вительности или ее уровня от частоты. Ее отклонения от горизон¬тальной линии в номинальном диапазоне для данного типа мик¬рофона определяют частотные искажения. Сам номинальный час¬тотный диапазон определяют по допустимым спадам чувствитель¬ности в области нижних и верхних частот.
4. Уровень собственного шума микрофона, выраженный обыч¬но через уровень эквивалентного ему звукового давления рш, от¬несенный к значению порогового восприятия po=210-5 Па.
При детальном анализе микрофонов или же их отдельных эле¬ментов приведенные основные параметры могут быть дополнены другими, обычно удовлетворяющими требованиям (коэффициент нелинейных искажений, динамический диапазон и пр.).
2. Громкоговорители
Согласно принятому определению, под громкоговорителями понимаются пассивные электроакустические преобразователи, предназначенные для излучения звука в окружающее пространст¬во. По способам излучения громкоговорители подразделяются на диффузорные — непосредственного излучения колеблющейся диа¬фрагмой с гибкой подвеской и на рупорные — излучения с по¬мощью жесткого рупора. Конструктивно каждый из громкогово¬рителей представляет собой совокупность двух независимых уз¬лов — головки и акустического оформления, согласованных по акустическим свойствам. Головка громкоговорителя — это собст¬венно преобразователь сигналов звуковой частоты из электриче¬ской формы в акустическую — содержит все необходимые для этого конструктивные элементы, определяемые способом электро¬акустического преобразования. Акустическое оформление являет¬ся элементом громкоговорителя, не участвующим в процессе ука¬занного преобразования; оно лишь обеспечивает эффективное излучение звука в пространстве с помощью различного вида акусти¬ческих экранов, ящиков, рупоров в разных вариантах построения. Основой для конструирования диффузорных громкоговорителей являются серийно выпускаемые специализированными предприяти¬ями головки с различными электрическими и конструктивными па¬раметрами, а сам громкоговоритель в зависимости от задаваемого класса качества комплектуется одной или несколькими головка¬ми, в сумме дополняющими друг друга по акустическим свойст¬вам. При разработке громкоговорителей часто налагается условие совмещения его с другим устройством: радиоприемником, магни¬тофоном, телевизором, абонентским устройством проводного веща¬ния и пр. В этих случаях головки располагают в общих корпусах и громкоговорители называют встроенными. Если же громкого¬ворители создаются в отдельных корпусах как независимые уст¬ройства, то их называют выносными. К ним принадлежат, напри¬мер, звуковые колонки для стереофонического воспроизведения, бытовые электроакустические системы повышенного качества зву¬чания и пр.
Свойства громкоговорителей и отдельно их головок (без аку¬стического оформления) принято оценивать многими параметра¬ми и характеристиками, оговоренными ГОСТ 16122—78 и др. Из многочисленного перечня выделим лишь основные.
Характеристика направленности — зависимость звукового дав¬ления, развиваемого громкоговорителем (и головкой) на частоте F или в полосе частот со средней частотой Fcp в точке сво¬бодного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабо¬чего центра, от угла между рабочей осью громкоговорителя (го¬ловки) и направлением на указанную точку.
Частотная характеристика звукового давления (или просто ча¬стотная характеристика)—зависимость от частоты звукового дав¬ления, развиваемого громкоговорителем в точке свободного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра излучателя, при постоянном напряжении на зажимах громкогово¬рителя.
Номинальная мощность — максимальная мощность электриче¬ского сигнала, подводимого к громкоговорителю, ограничиваемая нелинейными искажениями, устанавливаемыми для данного гром¬коговорителя, при которой обеспечиваются его механическая и тепловая прочность.
Акустическая мощность — усредненная (во времени) мощность излучаемого громкоговорителем сигнала на частоте F (или в по¬лосе частот со средней частотой Fcp).
Характеристическая чувствительность — отношение среднего звукового давления, создаваемого громкоговорителем в номиналь¬ном диапазоне частот на расстоянии 1 м от рабочего центра на ра¬бочей оси, к корню квадратному от подводимой мощности.
Основными опорными геометрическими параметрами громкого¬ворителей являются: геометрический центр—точка, от которой ведется отсчет расстояний от громкоговорителя; рабочая ось—прямая, проходящая через
←предыдущая следующая→
1 2
|
|