Лекция 7 -8 Системы звукового вещания 1 2

Лекция 7 -8. Системы звукового вещания 1. 2. 3. 4. План лекции Структурная схема канала звукового вещания. Структуры электроакустических систем звукового вещания. Признаки качества стереофонического воспроизведения. Локализация кажущегося источника звука.

1. Программы вещания формируются в производственных предприятиях – радиодома (или радиотелецентры). Здесь есть помещения для радиожурналистов, готовящих тексты и идеи передач по различным тематикам. Кроме того, в радиодома входят специальные студии и аппаратные. На следующем слайде – структурная схема радиодома: ГР – главные редации, определяющие содержание каждого типа передачи, их планирование и запись. ОВ – отдел выпуска, где из отдельных передач формируется программа. ОК – отдел контроля, где контролируется техническое качество и содержание передач. С помощью вещательной системы (ВС) программа распределяется по стране и доводится до слушателя.

Структурная схема радиодома ГР ОВ ГР. . . ГР ОК ВС Слушатели

Формирование и доведение программ до слушателя осуществляется с помощью комплекса технических средств, образующих электрический канал звукового вещания (ЭКЗВ), по которому сигналы звукового вещания передаются с выхода микрофона до антенны передатчика или абонентской розетки тракта проводного вещания. Структурная схема канала вещания представлена на слайде. ЭКЗВ состоит из трех различных последовательно соединенных трактов: формирования программ (ТФП), первичного распределения программ (ТПРП) и вторичного (ТВРП). Совокупность технических средств составляет вещательную сеть.

Структурная схема канала звукового вещания

ТФП начинается на выходе микрофона и заканчивается на выходе аппаратной радиодома (или радиотелецентра), являющийся головным звеном и имеющий наиболее высокие параметры качества Вещательный сигнал, сформированный в радиодоме (РД) с использованием аппаратно-студийных комплексов (АСК), вещательной аппаратной (ВА), трансляционной аппаратной (ТА), апппаратной записи (АЗ) с выхода центральной аппаратной (ЦА) радиодома подается на вход центральной коммутационнораспределительной аппаратной (ЦКРА) (так называется московская КРА), которая осуществляет распределение программ через соединительные линии (СЛ) на входы местных трактов вторичного распределения: РВС – радиовещательные

станции, ГРТУ – городской радиотрансляционный узел. С выхода ЦКРА сигнал может быть подан на тракты его первичного распределения по стране – центральную междугородную вещательную аппаратную (ЦМВА) или междугородную вещательную аппаратную (МВА). Для передачи вещательных трактов используются и спутниковые канала, включающие земные станции ЗС и ИСЗ. Сигнал добирается до слушателя, имеющего абонентские устройства АУ или приемники ПР. Сигналы местного вещания поступают непосредственно на передатчики и ГТС.

Примечание: разработаны технические требования к качеству передачи каналов звукового вещания по каждому из трактов, но существующее метрологическое обеспечение не предполагает контроля качества сигнала звукового вещания на выходе абонентского приемника, а определяется сложностью и стоимостью, т. е. запросами и возможностями потребителя.

2. Электроакустические системы, применяемые в звуковом вещании, предназначены для передачи звука из первичного помещения (концертный зал, студии и т. д. ) во вторичное помещение (комната радиослушателя). Они состоят из средств формирования СЗВ на стороне передачи (студийный тракт), и звуковоспроизводящей аппаратуры на стороне приема (преобразование, усиление и воспроизведение сигналов). В состав электроакустической системы не входят тракты ТПРП и ТВРП, а также высокочастотные части радиоприемной и телевизионной аппаратуры.

Таким образом, электроакустическая система (ЭАС) – это совокупность устройств, предназначенных для формирования, передачи и воспроизведения звуковых сигналов в своей естественной форме, обеспечивая при этом передачу всего комплекса ощущений, свойственных естественному слушанию: пространственность впечатления, прозрачность звучания, естественность тембра инструментов и голосов, музыкального баланса, и кроме того качественные ЭАС должны создавать возможности для творчества звукорежиссера, включая создание звуковых эффектов. Т. е. звукорежиссура - это творческая переработка исходной звуковой информации с целью создания (конструирования)

нового звукового поля, обеспечивающего полноценное восприятие семантической и эстетической информации в том виде, как это задумали звукорежиссер и исполнители-музыканты. В самом общем виде структурная схема ЭАС приведена на слайде, где 1, 2, …, N – входные каналы ЗС, получаемых непосредственно от микрофонов, магнитофонов и т. п. ; Ф – совокупность устройств, с помощью к-рых звукорежиссер формирует из N первичных сигналов n канальных сигналов, которые передаются на выход системы (Ф включает в себя коммутаторы и смесители, регуляторы уровня, устройства кодирования, корректоры АЧХ, ревербераторы и т. д. );

Структурные схемы обобщенной (а) и обычной стереофонической (б) ЭАС звукопередачи

В – совокупность устройств, посредством к-рых из n канальных сигналов получаются сигналы 1, 2, …, N 1, воспроизводимые громкоговорителями Гр1, Гр2, …, Гр. N 1 системы воспроизведения (СВ). Классификация ЭАС звукопередачи прежде всего классифицируют по числу каналов передачи (n) и воспроизведения (N). Наибольшее распространение получили монофонические (n=N 1=1) и обычные стерефонические (n=N 1=2).

На рис. б ПКУ – панорамно-кодирующее устройство, к-рое преобразует исходное множество первичных сигналов в левый Л и правый П сигналы стереопары a 1 i, a 2 i – пара коэффициентов кодирования (определяют матрицу кодирования) первичного сигнала xi(t), формирующего при воспроизведении i -й источник звука, т. е. значения этих коэфф-в однозначно определяют местоположение i-го источника звука на линии базы Гр1 и Гр2.

3. Качество монои стереофонического звуковоспроизведения проявляется в совокупности ощущений, которые позволяют отличить один вид от другого. Для этого служит ESP – модель формирования реакции слушателя на звуковое воздействие (ESP – Emotional Response, Sensation, Physical characteristics – эмоциональная реакция, ощущение, физическая характеристика) условно делит процесс слухового восприятия на: анализ всего комплекса ощущений и выделение существенных из них; синтез выделенных основных ощущений в единый звуковой образ и формирование суждения слушателя об исходном звуковом воздействии.

Обобщенная модель формирования эмоциональной реакции слушателя на звуковое воздействие

Ясно, что каждому виду звучания (моно или стерео) присущи свои ощущения. В то же время несовершенство технических параметров аппаратуры ЭАС приводит к изменению этих ощущений, количественных связей между ними, а это затрудняет объективную оценку системы звукопередачи. Единственный возможный метод всесторонней оценки качества звучания – субъективная экспертиза путем своих личных ощущений каждым экспертом (своими терминами, индивидуальные беседы, анкетирование и т. п. ).

В таблице приведены основные признаки качества стереовоспроизведения, их значимость vi при оценке общего впечатления

Качество стереовоспроизведения настолько велико, что оно предпочитается подавляющим числом слушателей и опознается ими более чем в 85% случаев, при этом свыше 85% предпочитают стереозвучание с полосой 50… 10000 Гц монофоническому с полосой 30… 15000 Гц. Предпочтительность сохраняется даже при сужении полосы до 100. . 6300 Гц. Более того, предпочитают стереозвучание даже при заметном уровне искажений (коэффициент гармоник Кг=20%) и слышимом уровне шумов (отношение сигнал/шум составляет 35… 40 д. Б). Решающее значение при восприятии стереофонического эффекта играют механизмы пространственного слуха человека и прежде всего механизмы образования кажущихся звуковых образов, их пространственной локализации.

4. Локализация источника звука - процесс определения его пространственных координат. Кажущийся источник звука (КИЗ) субъективный звуковой образ источника звука, располагаемый определенным образом в пространстве. Положение и количество КИЗ не всегда адекватно расположению и количеству реальных источников звука. Более того, задача электроакустики в плане передачи пространственных характеристик именно формирование иллюзий, неадекватных КИЗ, поскольку положение акустических систем фиксировано, а пространственные характеристики первичных источников меняются.

Человек обладает стереовосприятием, благодаря тому, что у нас парные органы слуха (явная параллель со зрением и нашей способностью восприятия трехмерного объема окружающего пространства!). На самом деле в звуке - другой диапазон волн. Например, на 20 Гц длина волны около 17 метров! Поэтому у нас существует трехуровневое слуховое восприятие объема.

До 300 Гц мы не можем определить месторасположение источника звука. Именно поэтому, в многоканальных системах достаточно одной колонки, воспроизводящей сверхнизкие частоты (сабвуфера). В диапазоне от 300 Гц до 1 КГц мы определяем месторасположение источника звука по разности фаз. Другими словами, анализируем временной интервал между тем, как звук пришел в одно ухо, а потом в другое. В диапазоне выше 1 КГц мы ориентируемся по громкости. То есть, высокочастотные волны быстро затухают, таким образом, нам нужно проанализировать только громкости звуков справа и слева.

В чем состоят особенности образования и локализации источников звука (КИЗ) или звуковых образов при стереофоническом воспроизведении? Пусть слушатель находится на оси симметрии У системы воспроизведения Гр1 и Гр2, а излучаемые громкоговорителями сигналы Л и П не имеют различия по времени (Δτ = 0) и по уровню (ΔN = 0) и получены от одного и того же источника звука М (смотри рисунок на следующем слайде).

Установка для изучения особенностей локализации КИЗ

Звучания обоих Гр сливаются в единый звуковой образ, который кажется слушателю расположенным посередине линии базы Гр в точке О. Этот звуковой образ кажущийся, т. к. его появление возможно, если сигналы, излучаемые Гр, статистически связаны (коррелированы). Если корреляция между каналами снижается, то КИЗ локализуется все менее четко, его протяженность увеличивается, а при уменьшении корреляции до 0, 05… 0, 15 наступает разрыв КИЗ на два действительных источника звука, которые воспринимаются раздельно и локализуются на позициях Гр1 и Гр2.

Положение КИЗ на линии базы зависит только от временных и интенсивностных различиях между сигналами, достигающими ушей слушателя. Эти различия обусловлены либо свойствами левого и правого сигналов стереопары, либо местом слушателя относительно Гр