Некоммерческое Акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ и СВЯЗИ

 

Кафедра радиотехники

                                                                                                                                 

Радиовещание, электроакустика, запись сигналов звука и изображения

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения специальности

050719-Радиотехника, электроника и телекоммуникации

 

 

Алматы 2009 

СОСТАВИТЕЛЬ: Т.А.Урусова  Радиовещание, электроакустика, и запись сигналов звука и изображения. Методические указания к выполнению лабораторных работ для сту­дентов всех форм обучения специальности 050719- Радиотехника, электроника и телекоммуникации. — Алматы: АИЭС, 2009. - 41 с.

       Методические указания содержат рекомендации по выполнению лабораторных  работ, в них приведены:  структурные   схемы лабораторной   установки,  формулы,  графические  зависимости  и принцип  проведения   измерений   для   исследования   различных процессов курса "Радиовещание, электроакустика, запись сигналов звука и изображения», объединенные в отдельные  задания, которые необходимы студентам  для  предварительной подготовки,  выполнения и защиты двухчасовых лабораторных работ.

          Методические указания предназначены для студентов  всех форм обучения специальности РЭТ

 

Содержание 

          1 Лабораторная работа №1.Определение зависимости  порога слышимости от частоты            4

          2 Лабораторная работа №2. Частотные характеристики канала  записи            11

          3 Лабораторная работа №3. Определение параметров лентопротяжного  механизма   аудиомагнито­фона III класса                                                                                                                  16

          4 Лабораторная работа №4. Измерение параметров микрофонов       20

                5 Лабораторная работа №5. Измерение параметров фильтров звуковых частот  и их классификация                                                26

          6 Лабораторная работа №6. Изучение явления маскировки                    30

          7 Лабораторная работа №7.  Кривые равной громкости                          34

          8 Изучение работы микшерского пульта «BIHRINGER MX2004»         37

Список литературы                                                                                         41

 

Лабораторная работа №1 Определение зависимости порога    слышимости от частоты

          Цель работы: ознакомление с особенностями восприятия на слух сигналов звуковых частот минимального уровня.

          1.1 Теоретическая подготовка

          Человек  ощущает  звук  в  чрезвычайно  широком  диапазоне  звуковых  давлений  (или  интенсивностей).  Одной из опорных величин  этого  диапазона  является  стандартный порог  слышимости.  Под  ним  условились  понимать  эффективное  значение звукового  давления, создаваемое  гармоническим звуковым колебанием F = 1000 Гц,  едва  слышимым  человеком со средней чувствительностью  уха.  Порогу  слышимости  соответствует интенсивность  звука  I зв.о  = 10 -12 Вт/м или  звуковое   давление p зв.о  = 2  . 10 -5Па.  Верхний  предел  определяется  значениями I зв  = 1 Вт/м 2 и  p зв  = 20 Па , при которых при восприятии звука наступает болевое ощущение (стандартный порог болевого ощущения). В  области  звуковых давлений, существенно превышающих стандартный порог слышимости,  величина слухового ощущения Е и амплитуда звукового давления (или интенсивности звука) связаны

     по закону психофизики, сформулированному Фехнером:

 

Е = q  log (p зв  / p зв.о )

          q - некоторая постоянная.

Из этого выражения следует,  что величина ощущения Е пропорциональна не  амплитуде внешнего раздражителя,  а логарифму отношения p зв. / p зв.о    Поэтому звуковое давление и интенсивность звука  часто оценивают в логарифмических единицах по отношению к стандартному порогу слышимости:

а  =   20   lg   (p зв  /   p зв.о ) = 10   lg   (I зв  /   I зв.о ) ,

    а найденное значение Nа  называют абсолютным акустическим уровнем.

      Порог слышимости зависит от частоты.  Порог слышимости существенно зависит от условий прослу­шивания: в тишине или же на фоне  шума  (или  другого  ме­шающего звука). В  последнем  случае порог слышимости по­вышается.  Это говорит о том, что помеха маскирует полезный сигнал. Количественно это повышение порога слышимости по­лезного сигнала в присутствии мешающего выражают уровнем  маскировки М = Nаш - N а, где  N аш   и  N а   - уровни порога слышимости в присутствии шума (или другой помехи) и в тишине.  При  существенном  превыше­нии уровня мешающего  звука над полезным, последний может оказаться неслышным.

 

          1.2 Принцип проведения измерений

      На головные телефоны участников  измерений  с  генератора Г3-118 подается  гармоническое  напряжение  звуковой  частоты. Участники измерений плавно увеличивают напряжение на телефонах от 0 В до некоторого значения, при котором каждый участник начинает слышать тон.  Указанное значение напряжения заносится в таблицу и является основой для вычисления порога слышимости на частоте проведения измерения.

      Измерения повторяются  на нескольких частотах в диапазоне

от 20 Гц до 20 кГц . Поскольку результаты измерений зависят от

субъективных  особенностей  восприятия  звука,  то каждый участник фиксирует их индивидуально. Сравнение полученных данных производится в конце выполнения лабораторной работы.

В процессе проведения вычислений порога слышимости учитываются параметры  телефонов и неравномерность их частотной характеристики:            

-уровень звукового давления на частоте 500 Гц при мощности сигнала Р тел  = 2 мВт, 94 дБ;

-номинальное сопротивление R ном  = 16 Ом;

-типовая частотная характеристика звукового давления показана на рисунке 2.2 .

 


         ГЕНЕРАТОР                                           ВОЛЬТМЕТР

            Г3-118                                                         В3-38  

        

             БЛОК КОММУТАЦИИ СИГНАЛОВ 

 


     

          ГОЛОВНЫЕ             ГОЛОВНЫЕ           ГОЛОВНЫЕ

          ТЕЛЕФОНЫ             ТЕЛЕФОНЫ           ТЕЛЕФОНЫ

                      1                                2                             3    

 

 

Рисунок 1.1 - Структурная схема аппаратурного комплекса для снятия зависимости порога слышимости от частоты.

 

ВНИМАНИЕ! Все  измерения  в  данной работе проводятся при

соблюдении тишины в лаборатории.

         

1.3 Подготовка аппаратуры к работе

          1.3.1Произвести   соединение  аппаратуры  согласно  схеме

(см. рисунок 1.1). Для этого:

           -головные телефоны участников измерений подключить к гнездам для подключения головных телефонов, расположенным под столешницей лабораторной установки;

          -выход генератора Г3-118 (разъем «ВЫХОД II») подключить  к разъему «ГЕНЕРАТОР 1», «Блока коммутации сигналов»;

          -вход вольтметра В3-38 соединить с разъемом «ВОЛЬТМЕТР» на «Блоке коммутации сигналов».

          1.3.2 Ручку «РЕГ.ВЫХОДА» генератора Г3-118 повернуть влево

        до упора. Переключатель «ОСЛАБЛЕНИЕ dB» установить в положение «60».

        1.3.3    Включить  электропитание  генератора  Г3-118 и вольтметра В3-38.

          1.4 Проведение измерений

          1.4.1  Переключатель «ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ», «Блока  коммутации сигналов» поставить в положение «ГЕН.1». При этом головные телефоны и вольтметр подключаются к выходу генератора Г3-118.

          1.4.2 Установить  частоту  генератора равной 20 Гц.

          1.4.3 Плавно  увеличивая  напряжение  на выходе генератора

        при помощи ручки «РЕГ.ВЫХОДА» и переключателя «ОСЛАБЛЕНИЕ  dB» по вольтметру  ВЗ-38  установить такое напряжение на телефонах U 1 (F), при котором участник измерения начинает слышать тональный звук.

           1.4.4 Ручку «РЕГ.ВЫХОДА» генератора Г3-118 повернуть влево до упора. Переключатель «ОСЛАБЛЕНИЕ dB» установить в положение «60».

           1.4.5 Повторить операции,  описанные в п.п.  1.5.3.-1.5.4  для других частот звукового диапазона .

         

1.5 Обработка результатов измерений

 

        1.5.1 Определить  уровень  порога слышимости Nа  для каждой из частот звукового диапазона,  по формуле

                                   

                                                            1  (F)

N a (F),дБ = 20 lg                      + N(F) - N(500) + 94

                                                        U(500)

где  U(500)  -  напряжение тонального сигнала частотой 500 Гц,

которое необходимо подать на телефон  для  создания  звукового

давления  94 дБ :

                          U(500) =  Ö Р тел  R ном  

 

N(500) - звуковое давление (дБ), создаваемое телефоном на частоте

500 Гц, определяемое по частотной характеристике звукового давления (см. рисунок 1.2); N(F) - то же для частоты F .

Рисунок 1.2- Частотная характеристика звукового давления

телефонов ТДС- 15

 

          1.5.2 По полученным данным  построить зависимость уровня

порога слышимости Nа  от частоты F .

          1.5.3 Сделать необходимые выводы, содержащие сравнительный анализ полученных графических зависимостей и диапазон частот, воспринимаемый с минимальным уровнем.

 .

          2Лабораторная работа№2.Частотные характеристики канала  записи

 Цель работы: Изучение  методов корректирования частотных характеристик в  канале записи  магнитофона

2.1 Принцип проведения измерений

          Согласно общепринятой методике при определении характеристик

канала записи на вход магнитофона с генератора  звуковой  частоты  подается  сигнал  частотой 400 Гц напряжением, равным чувствительности входа магнитофона.  Регулятором уровня записи  устанавливается номинальное его значение.  Отключается электропитание генератора тока стирания и подмагничивания. Затем выходное напряжение генератора звуковой частоты уменьшается на 20 дБ (в 10 раз) и во время снятия характеристик поддерживается неизменным. Измеряются напряжение на головке записи и ток записи при различных частотах генератора в пределах  рабочего диапазона частот.

        В данной лабораторной работе с целью упрощения  измерений и повышения их точности характеристики определяются при номинальном уровне записи.  При этом погрешность снятия  характеристик незначительна.

          Для измерения  тока записи  последовательно с головкой записи включен дополнительный резистор R доп = 10 Ом, не оказывающий заметного влияния на параметры канала записи. Вольтметром переменного тока производится измерение падения напряжения U доп  на этом резисторе.  Величина тока записи определяется  из выражения:

                        3  = доп  /   R доп

Скорость записи влияет на разрешающую способность магнитофона.

2.2 Подготовка аппаратуры к работе

2.2.1 Соединить  элементы  лабораторной установки согласно схеме (см. рисунок 2.1 ). Для этого: соединить выход  звукового генератора Г3-118 (разъем «ВЫХОД II») с входом вольтметра 1 В3-38 и с гнездом «УНИВ» на панели «Магнитофон ОРБИТА МПК-108С»;соединить вход вольтметра 2 ВЗ-З8 с  гнездом  «ГЗ-U» на панели «Магнитофона ОРБИТА МПК-108С».

2.2.2Ручку «РЕГ.ВЫХОДА» генератора ГЗ-118 повернуть влево до упора.  Переключатель «ОСЛАБЛЕНИЕ dB» генератора установить в положение 60 .

2.2.3 Включить электропитание  генератора  ГЗ-118  и  двух вольтметров В3-38.

2.2.4 Подключить акустическую систему к выходу левого  канала усилителя мощности магнитофона (разъем «ВЫХ. ЛЕВ» на панели «Магнитофон ОРБИТА МПК-108С»).

2.2.5 Переключатель скорости  движения  ленты  магнитофона «Орбита» установить в положение «19».  Включить электропитание магнитофона кнопкой «СЕТЬ».  Заправить магнитофон  лентой  без записи. Установить  нулевые  показания  счетчика расхода ленты нажатием кнопки «>O<».  Включить левый канал магнитофона нажатием кнопки «ЛЕВ». Кнопку «ВХОД УНИВ.» отжать.

2.2.6 Отключить   подмагничивание.   Для   этого   тумблер «ПОДМАГН.» на панели «Магнитофон ОРБИТА МПК-108С» установить в положение «ВЫКЛ».

 

2.3 Снятие АЧХ усилителя записи при скорости ленты 19 см/с

2.3.1 Установить частоту генератора ГЗ-118 400 Гц. При по-мощи ручки «РЕГ.ВЫХОДА» и  переключателя  «ОСЛАБЛЕНИЕ  dB»  по вольтметру  1  ВЗ-38 установить напряжение на выходе звукового генератора (на входе магнитофона) U ген = 1В .  Далее в процессе  снятия АЧХ усилителя записи поддерживать это напряжение постоянным на всех частотах генератора.

2.3.2 Включить магнитофон в режим записи. Для этого последовательно нажать  кнопки «ЗАПИСЬ» и «ВОСПР»,  отпустив кнопку «ЗАПИСЬ» последней.  При этом загорится индикатор над  кнопкой «ЗАПИСЬ» и включится режим «ПАУЗА». 

2.3.3 Установить номинальный уровень записи. Для этого: нажать кнопку «КОНТРОЛЬ ВХОД»; регулятор «УРОВЕНЬ  ЗАПИСИ»  левого  канала (ручка малого диаметра) установить в такое положение, при котором загорается сегмент «0dB» индикатора уровня, но не горят оранжевые сегменты, указывающие на превышение оптимального уровня.

2.3.4 Через акустическую систему прослушать  тон  частотой        400 Гц.  Ручкой  «ГРОМКОСТЬ» левого канала (малого диаметра) установить удобный для контроля уровень громкости звука.

2.3.5Изменяя частоту генератора f ген  от 20 Гц до  20  кГц при  помощи  вольтметра  2,  измерить напряжение U зап  на выходе усилителя записи (гнездо «ГЗ-U» на панели  «Магнитофон ОРБИТА  МПК-108С»  ) для каждого значения частоты.  Значения частоты f ген  и напряжения U зап  занести в таблицу.

Примечание: Значения частоты, на которых производится   измерение необходимо выбрать самостоятельно таким образом,  чтобы явно прослеживалась зависимость U зап  от f ген  .

2.3.6 Рассчитать и занести в таблицу значения АЧХ усилителя записи.

 

2.4 Снятие АЧХ усилителя записи при скорости ленты   9 cм/с

2.4.1Переключатель скорости  движения  ленты  магнитофона установить в положение «9».

2.4.2 Измерить АЧХ усилителя записи при скорости 9 cм/с. Полученные данные занести в таблицу.

.

2.4.3 По данным таблиц в одних и тех же координатных осях  построить АЧХ усилителя записи для скоростей 19 см/с и 9 cм/с.

  

2.5 Снятие АЧХ тока записи при скорости ленты 9 cм/с

 2.5.1 Вход  вольтметра 2 отключить от гнезда «ГЗ-U» и соединить с гнездом «ГЗ-I» на панели «Магнитофона ОРБИТА МПК-108С» (см. рисунок 2.2 ).

2.5.2 Снять АЧХ тока записи.

 

Примечание: Измерение  тока  записи  проводится косвенным образом вольтметром 2 измеряется падение нап­ряже­ния U доп  на резисторе  R доп ,  включенном по­следовательно  с  головкой  записи  (гнездо «ГЗ-I»).

                                   = U доп  /   R доп

           Поскольку для построения АЧХ тока записи используются относительные значения тока I  ,  в целях упрощения расчетов целесообразно не производить вычисление I , а использовать относительные значения напряжения U доп . Полученные данные занести в таблицу.

2.6  Снятие АЧХ тока записи при скорости ленты 19 см/с

2.6.1 Переключатель скорости  движения  ленты  магнитофона установить в положение «19».

2.6.2 По методике,  описанной в п.2.4, измерить АЧХ тока записи при скорости 19 см/с.

          2.6.3 По данным таблиц в одних координатных осях построить АЧХ тока записи для скоростей 19 см/с и 9 cм/с.

2.6.4 Сделать выводы, содержащие пояснение форм полученных графических зависимостей. 

 

2.7 Контрольные вопросы:

 

2.7.1 Как обеспечивается сквозной канал в АМЗ?

2.7.2 Пояснить форму полученных АЧХ канала записи.

2.7.3 Назначение и постоянные времени цепей коррекции для  разных скоростей движения ленты.

2.7.4 Пояснить конструктивные различия магнитных головок АМЗ.

 

 

 

 

   

      ВОЛЬТМЕТР 1   В3-38                       ВОЛЬТМЕТР 2   В3-38 

      ВХОД                                                                              ВХОД

 

 


               СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МАГНИТОФОНА

                                ОРБИТА МПК-108С

    УНИВ                                                                       ГЗ-U

 

 


 

    ГЕНЕРАТОР Г3-118            КАТУШЕЧНЫЙ МАГНИТОФОН

                                                      ОРБИТА МПК-108С

 


    ВЫХОД II             

 

Рисунок 2.1- Схема соединения элементов установки для снятия  АЧХ усилителя записи

 

 

      ВОЛЬТМЕТР 1   В3-38                         ВОЛЬТМЕТР 2   В3-38 

      ВХОД                                                                                 ВХОД

 

 

 

                    СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МАГНИТОФОНА

                                ОРБИТА МПК-108С

                  УНИВ                                                                       ГЗ-I

 

 

     ГЕНЕРАТОР    Г3-118        КАТУШЕЧНЫЙ МАГНИТОФОН

                                                     «ОРБИТА» МПК-108С  

     ВЫХОД II            

 

Рисунок 2.2- Схема соединения элементов установки для снятия

 АЧХ тока  записи

 

3 Лабораторная работа №3 Определение параметров лентопротяжного  механизма  аудиомагнито­фона III класса

 

3.1 Теоретическая  подготовка

Цель работы: Изучение детонации  и её влияния на процесс  звуко­записи          

        Важным параметром,  характеризующим лентопротяжный  механизм (ЛПМ) магнитофона,  является скорость V 0 движения магнитной ленты относительно магнитных головок.

        Отклонение скорости движения магнитной ленты от номинальной не сказывается при записи и воспроизведении на одном и том же магнитофоне,  если это отклонение постоянно.  В этом случае оно может быть замечено при воспроизведении записи,  выполнен ной на другом магнитофоне,  либо при воспроизведении на другом магнитофоне записи  с  используемого  магнитофона.  Отклонение скорости  субъективно воспринимается,  как общее изменение тональности программы.

        Скорость движения магнитной ленты в магнитофоне, в основном,  определяется скоростью вращения ведущего вала и его диаметром, однако,  в реальных условиях существует еще ряд факторов, которые оказывают на нее влияние, в частности на изменения:

 - температуры и влажности окружающей среды;

 - натяжения магнитной ленты;

 - силы прижима магнитной ленты к ведущему валу;

           - трения в отдельных частях ЛПМ механизма вследствие

 загрязнения и т. д.

             Периодические и  непериодические  отклонения  мгновенного

значения  скорости движения магнитной ленты от среднего значения приводят  к  появлению  детонации  воспроизводимого звука,

т.е.  возникновению  искажений  вследствие  паразитной частотной  модуляции  сигнала. В  бытовой  магнитной  записи   мерой оценки величины  этих искажений является коэффициент детонации Кд.

 

К д  =  DV / V ср,

          где D V- величина  отклонения  скорости  движения  магнитной ленты от среднего значения;

          V ср  - средняя скорость движения магнитной ленты.

 

          Низкочастотная детонация воспринимается как периодическое изменение тональности звука, высокочастотная - как дробление (дрожание) звука. Лучше всего детонация звука ощущается при прослушивании  чистых  тонов, в этом случае человек с музыкальным слухом улавливает детонацию с К д  0= 0,1 %  и менее.  Для магнитофонов высокой сложности  предусмотрены два метода измерения коэффициента детонации:  с применением измерительной ленты (при  этом  измеряется коэффициент  детонации  в режиме воспроизведения) и измерения, при которых сигнал от генератора записывается на  магнитофоне, а  измерения К д производят при воспроизведении сделанной записи.  Поскольку детонация в бытовой аппаратуре магнитной записи имеет место как при записи, так и при воспроизведении, следует иметь в виду,  что вышеуказанные два метода неадекватны.

           Последний метод вернее отражает качество лентопротяжного

механизма магнитофона,  но при этом К д , как правило, выше на 20-40 %,

чем по первому методу около  (0,3...1) %  только при использовании электронного секундомера.

          Наиболее удобным является метод девиации частоты.  Он основан на том,  что частота воспроизводимого сигнала  fв   прямо пропорциональна скорости V 0 перемещения воспроизводимой фонограммы f в  = f з.V 0/Vз

 где V з , f з  - скорость ленты эталонного магнитофона и частота записанного сигнала соответственно.

     К достоинствам метода можно отнести  низкую  трудоемкость измерения,  применимость метода как для катушечных,  так и для кассетных ЛПМ и  достаточно высокую точность. Достижение потенциальной  точности  метода возможно при точном задании частоты f з ,  измерении f в  и наличии образцового записывающего магнитофона,  средняя скорость которого незначительно,  например,  не более чем на 0,5%  отличается от нормируемой. Первое и третье требование удовлетворяются одновременно,  если в качестве сигналограммы использовать измерительную  ленту,  предназначенную для измерения детонации (часть "Д"). Погрешность записи частоты (f з =3150 Гц) на этой ленте находится в пределах 0,5-1,0  %.

Частоту воспроизводимого сигнала f в  в заводских и лабораторных

условиях измеряют, как правило, с помощью цифрового частотомера.

 

 3.2 Принцип проведения измерений

 

Для измерения средней скорости движения магнитной ленты в проигрывателе компакт-кассет используется  сигналограмма колебаний частотой fз = 3150 Гц.  При воспроизведении fз  с данной ленты  на исследуемом магнитофоне со скоростью Vв производится измерение частоты колебаний fв  на линейном выходе с  помощью частотомера.

 

Скорость движения магнитной ленты

                                          

                                              f в

в----з     .                             (3.1 )

                                              f з

 Погрешность определения скорости

           

 


DV =Ö[(Vз/fз ) Dfв]2 + [(fвVз/fз2) Dfз]2 + [(fв/fз) DVз]2  ,          (3.2)

            

где   Df в  - абсолютная погрешность измерения частоты;

        D f з  - абсолютная погрешность частоты генератора, с которого производилась  запись сигналограммы;

         DV з  - абсолютная погрешность скорости магнитофона.

     Измерение коэффициента  детонации  частотомером при подаче на его вход напряжения с линейного  выхода исследуемого магнитофона,  работающего в режиме воспроизведения сигналограммы  гармонических  колебаний  частотой 3150Гц, записанной на  этом  же  магнитофоне. 

 

3.3 Подготовка аппаратуры к работе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3.3.1 Включить электропитание генератора и магнитофона. При этом загорятся  соответствующие индикаторные лампочки

3.3.2Подать сигнал частотой f = 3150Гц и Uвых £ 500мВ от генератора Г3-118 ( 50W вых.) на линейный вход проигрывателя компакт кассет (в дальнейшем – магнитофона).

       

3.3.3 Вставив в магнитофон кассету, перемотать пленку на начало.

3.3.4 Установить  нулевые  показания счетчика расхода  магнитной ленты нажатием кнопки ">0<".

3.3.5 Включить  магнитофон  в режим записи одновременным нажатием кнопок  запись и воспроизведение, при этом автоматически включится режим «пауза» и загорится соответствующая индикаторная лампочка.

 3.3.6 Произвести измерение частоты  на линейном выходе магнитофона.

3.3.7 Перемотать измерительную ленту на середину(конец) рулона кассеты. Повторить измерения частоты записанного сигнала  для середины (конца) рулона по методике, описанной  в п.п 3.3.2-3.3.6

3.5.8 По результатам измерений, используя формулу (3.2),  определить среднюю скорость движения  магнитной ленты и погрешность измерения.

 

Исходные данные для расчета:

 

- номинальная скорость движения магнитной ленты  эталонного

  магнитофона 4,76 см/;

- погрешность скорости движения магнитной ленты  эталонного

   магнитофона:  0,3 % от номинальной;

- частота записанного эталонного сигнала:  3150 Гц ;

- погрешность установки частоты эталонного сигнала:  0,1 % ;

 -погрешность измерения частоты:  0,25 % от измеряемой частоты.

  

 3.4 Сравнить результаты измерений и сделать необходимые выводы, содержащие анализ зависимости изменения Кд от степени натяжения ленты в кассете

  

3.5  Контрольные вопросы

3.5.1 Что называется детонацией?

3.5.2 Какой типов ЛПМ характеризуется наибольшей стабильностью скорости движения ленты? Является ли он наиболее применяемым?

3.5.3 Причины возникновения детонации? Как она проявляется на слух?

 

4Лабораторная работа №4. Измерение параметров микрофонов

4.1 Теоретическая подготовка

 

Цель работы: получение навыков в работе с микрофонами разных типов, исследование их параметров.

Классификация микрофонов

-по принципу преобразования звуковой энергии в электрическую

(механоэлектрические характеристики);

-по принципу воздействия звука на диафрагму (механоакустические характеристики);

-по принципу зависимости выходного сигнала от пространственной ориентации (характеристи­ки направленности);

-по принципу включения в аудио тракт (коммутационные характеристики).

Предназначение: ручной / подвесной, петличный, накамерный, прикрепляемый к музыкальному инструменту, настольный и т.д.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.1 – Устройство динамического микрофона

          Устройство динамического микрофона аналогично устройству динамического громкоговорителя (последние часто используются и в качестве микрофона - в рациях, переговорных устройствах - там, где компактность важнее качества звука).

          Диафрагма динамического микро­фона связана с катушкой, находящейся в зазоре во­круг магнита (см. рисунок 4.1). Продольные колебания при­легающего воздуха смещают диафрагму с катуш­кой относительно постоянного магнитного поля, что приводит к появлению на концах катушки переменного электрического напряжения, амплитуда и частота которого пропорциональны силе и частоте звука, воздействующего на диафрагму.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.2- Устройство конденсаторного микрофона

 В конденсаторном микрофоне, звук воздействует на мембрану, являющуюся одной из обкладок конденсатора. Этот конденсатор включен в последовательную цепь с источником постоянного тока. При звуковом воздействии на мембрану она начинает колебаться, вызывая изменение емкости, которое, в свою очередь, превращает постоянное напряжение источника в переменное. В силу ряда особенностей использования конденсатора в качестве электроакустического преобразователя конденсаторный микрофон всегда снабжается специальным усилителем, согласующим выход микрофона с входом нагрузки.

 Особой разновидностью конденсаторного микрофона является электретный микрофон, у которого пластины конденсатора, изготовленные из специального материала, постоянно заряжены и не требуют источника напряжения. Этот источник в электретных микрофонах все же имеется, но только для питания микрофонного усилителя, который также необходим в электретных микрофонах, как и в обычных конденсаторных микрофонах.

          Большинство современных конденсаторных микрофонов используют постоянное напряжение 48 В, которое подается от специального источника питания, либо с микшерного пульта, имеющего функцию так называемого "фантомного питания". Многие профессиональные видеокамеры также имеют возможность подачи фантомного питания для того, чтобы использовать в видеосъемке внешние конденсаторные микрофоны.

          По пространственным характеристикам микрофоны делятся, на направленные и ненаправленные.

          Направленность определяется как изменение чувствительности микрофона при перемещении источника звука неизменной интенсивности относительно оси, перпендикулярной плоскости диафрагмы

- в случае, если чувствительность меняется  слабо, микрофон  ненаправленный, и его характеристика направленности изображается в виде круга;

- если чувствительность в пределах фронтальной полусферы меняется мало, а чувствительность со стороны тыльной полусферы резко падает, мик­рофон  односторонненаправленный - характеристика направлен­ности напоминает сердце, он называется кардиоидным;

- если у кардиоидного микрофона чувствитель­ность при отклонении от оси сильно ослабляет­ся, образуя вытянутую кардиоиду, это суперкардиоидный микрофон;

- в случае резкого падения чувствительности микро­фона при отклонении от оси, этот микрофон является гиперкардиоидным, или остронаправленным.

- двусторонне направленные микрофоны, график характеристики которых "восьмерка". 

          Следует учитывать, что характеристики направленности сильно зависят от соотношения длины волны и размеров микрофона, то есть от частоты звука. В отношении низких частот направленность микрофонов проявляется меньше, в отношении высоких - больше.

           По способам коммутации микрофоны делятся на традиционные проводные и радиомикрофоны. Радиомикрофон представляет собой устройство, состоящее из микрофонной головки и пере­датчика в одном корпусе и прием­ника (ресивера). Петличные радиомикрофоны состоят их двух частей: самого микрофона, закреп­ленного на одежде, и соединен­ного с ним скрытым кабелем трансмиттера (на поясе).

Измерения характеристик микрофонов производятся в специальной камере,  изготовленной из толстой ДСП,  оптимальный  объем камеры рассчитан с помощью программы Win ISD, исходя из параметров  используемой динамической головки, внутренняя поверхность камеры имеет звукопоглощающее покрытие  из ковролана с коэффициентом

aпогл = 0,7- 0,8.

 

4.2 Порядок выполнения работы:

4.2.1 Собрать схему проведения измерений в соответствии с рисунком 4.3

 

 

 

 

 

 


          4.2.2 Для каждого из тестируемых микрофонов измерить:

- номинальный диапазон частот.

- чувствительность по уровню 12 дБ в различных направлениях.

- амплитудно-частотную характеристику, оценив ее неравномерность.

          4.3.3 Классифицировать протестированные микрофоны по:

 - принципу действия,

- пространственным характеристикам;

- способу коммутации, назначению.

-сравнить качество звукоусиления при помощи каждого из протестированных микрофонов.

          4.2.4 Для этого: измерить номинальный диапазон частот

          Изменяя частоту сигнала, подаваемого с генератора в пределах звукового диапазона, регистрировать показания милливольтметра на выходе микрофона. Номинальный диапазон частот – тот, в котором сигнал на выходе микрофона регистрируется.

          4.2.5 Измерить чувствительность по уровню 12 дБ (4раза)

          - измерить уровень собственных шумов микрофона, для чего: выключить питание генератора, измерив при этом выходное напряжение микрофона;

          - включить питание генератора, выставив аттенюатор  его выхода таким образом., чтобы показания  милливольтметра в 4 раза превышали уровень собственных шумов микрофона;

          - измерить при этом  выходное напряжение генератора. Полученное значение соответствует чувствительности микрофона в заданном направлении;

          - изменить осевую направленность микрофона:, отвернув его от динамика и повернув на некоторый угол от динамика.

          4.2.6 Измерить АЧХ, оценив ее неравномерность

- изменять частоту сигнала, подаваемого с Г3-118 в пределах звукового диапазона, фиксируя значения напряжения на выходе микрофона. По полученным значениям составить таблиц;

- разность между максимальным и минимальным  табличными значениями  напряжений позволяет оценить неравномерность амплитудно-частотной характеристики;

- поменять микрофон в камере, повторить  измерения

          4.3 Оценить полученные результаты измерений. Классифицировать протестированные микрофоны

 

5Лабораторная работа № 5 Измерение параметров фильтров звуковых частот и их классификация

 

5.1 Теоретическая подготовка

 Цель работы: получение навыков  работы с фильтрами различного назначения

 

В звукорежиссерских микшерных пультах, на входах и выходах линий связи, в усилителях имеются устройства частотной обработки звуковых сигналов - частотные корректоры, состоящие из фильтров различных типов.

В радиовещании находят применение фильтры подъема верхних частот, фильтры плавного подъема и спада НЧ и ВЧ, фильтры «присутствия», графические корректоры (эквалайзеры) и другие.

          Фильтры плавного подъема и спада  АЧХ позволяют звукорежиссеру изменять в широких пределах спектральные характеристики отдельных источников в области нижних и верхних частот звукового диапазона. Обычно с помощью таких фильтров можно регулировать сигнал на крайних частотах до ±20 дБ плавно или ступенями и тем самым добиваться наиболее естественного звучания  при некоторых акустических дефектах студии, а также несовершенстве микрофонов или не совсем удачном их расположении. Можно выделить или, наоборот, подавить отдельные участки спектра, можно подчеркнуть характерные оттенки исполнения, изменить в значительной степени характер звучания, чтобы придать ему новизну и оригинальность. Субьективно применение любого фильтра воспринимается как изменение тембра первичного сигнала.

          Фильтры среза также позволяют изменять характер звучания. Например, можно создать такие звуковые эффекты, как  «разговор по телефону», «передача по радио», и другие. Эти фильтры помогают избавиться от мешающих призвуков при исполнении на некоторых инструментах, уменьшить влияние НЧ и ВЧ помех при студийных записях, при реставрации старых записей. Но чаще всего их используют для ослабления низкочастотного фона (от освещения, блоков питания) или  высочастотного шума магнитной ленты.         

          Фильтры присутствия получили название в связи с тем, что при их использовании как бы обеспечивался эффект присутствия слушателей около исполнителя. Эти фильтры позволяют подчеркнуть область средних частот, где расположены певческие и инструментальные форманты, что делает звучание певцов-солистов или отдельных инструментов более сочным и ярким, как бы выделенным из общей звуковой картины и приближенным к слушателю вещательных программ.

          Обычно фильтры присутствия позволяют выделять относительно узкие участки спектра в диапазоне частот 700…4000Гц при подъеме до 10дБ. Резонансная частота фильтров присутствия вибирается с помощью переключателя. Чаще всего в качестве резонансных выбираются частоты: 0,7; 1,4; 2,0; 2,8 и 4 кГц. Для подчеркивания сигнала солиста наиболее часто выделяют область частот около 2,8 кГц, так как известно, что наличие ярко выраженной певческой форманты в области частот 2,8…3,2 кГц придает голосу тембральную яркость.

          В современных пультах с помощью фильтров можно не только осуществлять подъем в области средних частот, но и вырезать часть спектра.

          У графических корректоров (эквалайзеры) положение ручек регуляторов уровня представляет собой как бы график АЧХ, отсюда и название графические.

          Из АЧХ графического корректора понятно, что по своим возможностям он практически перекрывает возможности перечисленных выше корректоров. Во всем частотном диапазоне графические корректоры позволяют осуществлять регулировку в диапазоне уровней не менее ±12 дБ.

 

          5.2 Порядок выполнения работы:

 

          5.2.1  Подать на вход  верхнего из реализованных лабораторной стойкой УРВС-94 фильтров сигнал звуковой частоты с генератора  Г3-118  уровнем  1 В. Ручки регулировок параметров фильтров необходимо выставить в крайнее левое положение.  Контролируя уровень сигнала на выходе фильтра при помощи вольтметра В3-38, снять амплитудно-частотную характеристику, фиксируя результаты измерений в таблице отчета.

          5.2.2 Произвольно изменить положение регулировочных ручек фильтров и снять еще одну АЧХ, занести показания в таблицу  и сравнить их с предыдущими результатами.

          5.2.3.Собрать схему согласно рисунку 5.1. Произвольно изменяя положения регулировок фильтров, прослушать разницу звучания музыкальных отрывков и сделать соответствующие выводы.

 

 


    Г3-118  вых II                 .В3-3

 

 

Рисунок 5.1- Схема проведения измерений  АЧХ-фильтра

 

          5.2.4  Собрать схему измерений согласно рисунку 5.2 .

Снять АЧХ в звуковом диапазоне (20-20000Гц), подавая на вход сигнал уровнем  1В. Сделать выводы, на основании полученной характеристики о назначении данного фильтра.

 

 

 

 

 


Рисунок 5.2 – Схема проведения измерений АЧХ- фильтра

 

          5.3 Измерить полосы пропускания режекторных фильтров,  настроенных на частоты 80Гц и 1000Гц.

          5.3.1 Вых.II  генератора Г3-118 соединить со входом фильтра  согласно рисунку 5.3.Частота генератора должна соответствовать резонансной частоте фильтра, уровень сигнала 1В.

      5.3.2 Отстраивая частоту генератора в сторону увеличения и уменьшения от резонанса зафиксировать те значения частот при которых уровень сигнала на выходе фильтра, контролируемом вольтметром В3-38, уменьшится в 0,7 раз от максимума. По полученным данным оценить значение полосы пропускания данного фильтра.

      5.4 По аналогии с пунктами 5.3.1, 5.3.2 измерить значение полосы пропускания  для режекторного фильтра  с резонансной частотой  1000Гц.

 

 

 

 

 


Рисунок 5.3- Схема проведения измерения АЧХ  фильтра

 

    5.4.1 Полученные показания свести в таблицы, построить графики АЧХ  2-х фильтров, рассчитанные значения полос пропускания фильтров, настроенных на 80Гц и 1000Гц также привести в отчете. По форме полученных характеристик, их неравномерности, крутизне подъема (спада) в определенном частотном диапазоне сделать выводы о назначении изученных фильтров и области их применения.

 

 

5.5 Контрольные вопросы:

 

         5.5.1 Поясните назначение корректоров частотных характеристик

          5.5.2 Расскажите о назначении и поясните принцип работы компандерной системы.

          5.5.3 Что понимают под терминами: сжатие, коэффициент сжатия, расширения?

         5.6.4 Поясните принцип работы порогового щумоподавителя «Долби».

 

6Лабораторная работа № 6. Изучение явления маскировки звука

6.1 Теоретическая подготовка

Цель работы: ознакомление с явлением  маскировки одних    сигналов другими в зависимости от их уровня.

               Явление маскировки  проявляется  по-разному в зависимости

от отношения уровней  и  спектральных  особенностей  полезного сигнала и помехи. В любом случае кривые маскировки расположены значительно выше кривой,  соответствующей  абсолютному  порогу слышимости тона . Из анализа кривых для разных частот маскирующего тона следует, что высокие тона малого уровня маскируются низкими громкими тонами,  а низкие тона малого уровня высокими громкими тонами не маскируются.

          При достаточно  больших уровнях громкости проявляются  нелинейные свойства слуха,  вследствие чего весьма сложными оказываются зависимости порога слышимости тона при его маскировке чистым тоном.  Так, например, если частота измерительного тона близка к основной, удвоенной или утроенной частоте маскирующего тона,  то слышны биения в широком диапазоне изменения уровней.

          Уровень ощущения  неточно характеризует субъективное ощущение. Введено понятие уровня громкости N гр , измеряе­мого в фонах. За уровень громкости любого звука принимают уровень в децибелах равногромкого с ним чистого тона часто­той  1000  Гц  .При оценке  громкости  используют  метод сравнения испытуе­мого звучания с эталоном - тоном частотой 1000Гц.          Уровень  громкости в фонах совпадает с числом децибел,  оценивающим уровень эталонного звука

                   N гр  =   20   lg   (p зв.эт  /   p зв.о )

при условии,  что оба звучания (испытуемое и эталонное) при их попеременном предъявлении слушателю оцениваются как равногромкие.

          6.2 Принцип проведения измерений

          В процессе  проведения измерений используются два генера-тора звуковой частоты:  один является источником  маскирующего тона, другой источником измерительного тона. На головные телефоны участников измерений подаются оба тона одновременно.

    Путем повышения  уровня напряжения измерительного тона от 0 В до некоторого минимального напряжения, при котором измерительный тон  начинает прослушиваться на фоне маскирующего звука, фиксируется и заносится в таблицу напряжение, соответствующее порогу слышимости  при наличии маскировки.  Поскольку вольтметр подключен  непосредственно  к  входу головных телефонов,  измерение  уровня напряжения маскирующего тона производится при выключенном измерительном тоне, и наоборот.

          Измерения повторяются  на нескольких частотах в диапазоне от 20  Гц до 20 кГц .  Результаты измерений зависят от субъективных особенностей восприятия звука,  поэтому каждый участник фиксирует их индивидуально. Сравнение полученных данных производится в конце выполнения лабораторной работы.

В процессе  проведения  вычисления  порога слышимости при наличии маскирующего тона учитываются  параметры  телефонов  и неравномерность их частотной характеристики.

Структурная схема  аппаратурного  комплекса  для проведения измерения показана на рисунке 6.1 .

Технические характеристики телефонов ТДС-15, необходимые для дальнейших расчетов: приведены в лабораторной работе№1,типовая частотная характеристика звукового давления показана на рисунке 1.2 .

 


 ГЕНЕРАТОР                 ВОЛЬТМЕТР              ГЕНЕРАТОР

     Г3-118                            В3-38                           TR-0157

 

 

                  БЛОК КОММУТАЦИИ СИГНАЛОВ

 

       

           ГОЛОВНЫЕ      ГОЛОВНЫЕ       ГОЛОВНЫЕ

          ТЕЛЕФОНЫ       ТЕЛЕФОНЫ      ТЕЛЕФОНЫ

        

 

Рисунок 6.1- Структурная схема аппаратурного комплекса для  изучения явления маскировки звука и снятия зависимости звукового давления  равной  громкости  от частоты

 

          6.3 Подготовка аппаратуры к работе

        6.3.1 Произвести  соединение  аппаратуры  по схеме (см. рисунок 6.1)

Для этого:

          -головные телефоны участников измерений подключить к гнездам для подключения головных телефонов, расположенным под столешницей лабораторной установки;

          -выход генератора Г3-118 (разъем «ВЫХОД II») подключить  к разъему «ГЕНЕРАТОР 1» «Блока коммутации сигналов»;

          -выход генератора TR-0157 «ATT.OUT» блока  «AUDIO  GENERA-TOR» подключить  к  разъему «ГЕНЕРАТОР 2» на «Блоке коммутации сигналов»;

          -вход вольтметра В3-38 соединить с разъемом «ВОЛЬТМЕТР» на «Блоке коммутации сигналов».

Ручку «РЕГ.ВЫХОДА» генератора Г3-118 повернуть влево до упора. Переключатель «ОСЛАБЛЕНИЕ dB» установить в положение «60».

          6.3.3Включить  э/питание  генератора  Г3-118 и вольтметра В3-38.

          6.3.4 На блоке «AUDIO GENERATOR» прибора TR-0157 все кнопки переключателя «FREQU.RANGE» отжать. Нажатием кнопки «MAINS» включить  электропитание  прибора TR-0157.  При этом загорится индикаторная лампочка в правом  верхнем  углу  лицевой  панели прибора.

          6.4 Измерение порога слышимости тона при его  маскировке тоном частотой F ш  = 1000 Гц и уровнем N ш  = 60 дБ

          6.4.1  Головные телефоны и вольтметр  подключить  к  выходу генератора TR-0157, поставив переключатель «ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ» «Блока коммутации сигналов» в положение «ГЕН.2».

          Ручкой «FREQUENCY» и кнопочным переключателем  «FREQU.RANGE» установить на выходе «ATT.OUT» генератора «AUDIO GE-NERATOR» TR-0157 частоту  маскирующего  тона F ш  = 1000 Гц .

          6.4.2 По показаниям вольтметра В3-38 ступенчатым  переключателем «ATTENUATOR  dB»  и  малой  ручкой плавного регулятора «ATTENUATOR» (в нажатом положении)  установить  напряжение  на телефонах U 2 , соответствующее уровню N ш  = 60 дБ :

U 2  =   U(500)  10    , где

 

К =     94 - N ш  + N(F ш ) - N(500)

                                                                       20

                                U(500) - напряжение тонального сигнала частотой 500 Гц, которое необходимо подать на телефон для создания звукового давления 94 дБ

U(500) =  Ö Р тел  Rном   ;

N(500) - звуковое давление (дБ), создаваемое телефоном на частоте 500 Гц, определяемое по частотной характеристике звукового давления  ТДC-15 (рисунок 1.2 ); N(F ш ) - то же для частоты F ш   .

          6.4.3Установить частоту F измерительного тона,  вырабатываемого  генератором Г3-118,  равной  20Гц.

          6.4.4 На  головные  телефоны  и вольтметр подать тональные сигналы одновременно с выходов  двух  генераторов.  Для  этого переключатель «ИСТОЧНИК  СИГНАЛОВ» «Блока коммутации сигналов» поставить в положение «ГЕН.1 + ГЕН.2».

          6.4.5 Плавно  увеличивая  напряжение  на выходе генератора

Г3-118 ручкой «РЕГ.ВЫХОДА» и переключателем  «ОСЛАБЛЕНИЕ  dB», зафиксировать его на том уровне,  когда участник измерения начинает слышать измерительный тон.

          6.4.5 Не изменяя  положение  ручек  регулировки  выходного напряжения генератора Г3-118,  перевести переключатель «ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ» в положение «ГЕН.1».  При этом головные телефоны и  вольтметр  оказываются  подключенными  только  к генератору Г3-118.

Записать в таблицу  показание вольтметра U 1 (F).

          6.4.5 Ручку «РЕГ.ВЫХОДА» генератора Г3-118 повернуть влево до упора. Переключатель «ОСЛАБЛЕНИЕ dB» установить в положение «60».

Повторить операции,  описанные в пп.  6.5.4 - 6.5.8  для других частот звукового диапазона

          6.4.6 Измерение порога слышимости тона  при  его маскировке     тоном а) Fш  =   1000   Гц, Nш  = 80   дБ   ;  б) Fш  =  2000   Гц,   Nш = 60 дБ;

 в)  Fш =  2000 Гц,   Nш  = 80 дБ

Измерения проводятся по методике, изложенной в п.6.4.  Полученные данные необходимо занести  в  таблицы .

          6.5 Обработка результатов измерений

          6.5.1  Определить  уровень порога слышимости N аш  для каждой из частот звукового диапазона, по формуле:

                                                                 U1(F)

аш (F), дБ = 20   lg   ------- + N(F) - N(500) + 94

                                                             U(500)

где  N(F) - звуковое  давление (дБ),  создаваемое телефоном на частоте F,  определяемое по частотной характеристике звукового давления ТДС-15 (рисунок 1.2 ).

          6.5.2Аналогично  определить  уровень порога слышимости по результатам, полученным в п.6.4 .

          6.5.3 По  данным таблиц в одних и тех же координатных осях построить зависимость порога слышимости тона при его маскировке чистым тоном различных частот и уровней.         

6.5.4 Сделать необходимые выводы, содержащие анализ полученных графических зависимостей, число которых соответствует количеству участников измерений.

 

 

 

 

7 Лабораторная работа №7 Построение кривых равной громкости

          Цель работы: изучение субъективных особенностей   восприятия звука на примере кривых равной   громкости

          7.1 Принцип проведения измерений

      Чтобы определить уровень  громкости  какого-либо  звука,

достаточно взять чистый тон 1000 Гц (эталонный тон) и изме­нять его уровень до тех пор,  пока его громкость не будет  на  слух одинаковой с громкостью определяемого звука.  При этом искомая величина уровня громкости этого  звука  будет  чис­ленно  равна уровню эталонного тона 1000 Гц .

                Для построения кривых равной громкости  измерения  проводятся в обратном порядке. Эталонный тон 1000 Гц подается с одного из генераторов звуковой частоты и его уровень поддержи­вается неизменным в процессе проведения одной серии измере­ний. С другого генератора подается тональное  напряжение  на  частоте измерения. Участники измерений попеременно подключают головные телефоны к выходу одного и другого  генераторов  и  постепенно изменяют напряжение  измеряемого  тона  до тех пор,  пока громкость сравниваемых тонов не станет одинаковой на слух. Указанное значение  напряжения фиксируется по показаниям вольтметра, заносится в таблицу и является основой для вычисления звукового давления, громкость которого равна громкости эталонного тона.

                Технические характеристики телефонов ТДС-15, необходимые для дальнейших расчетов: уровень звукового давления на частоте 500 Гц при мощности сигнала Р тел  = 2 мВт, 94 дБ; номинальное сопротивление

R ном  = 16 Ом. Типовая частотная характеристика звукового давления телефонов ТДС-15 показана на рисунке 1.2 .

Измерения повторяются  на нескольких частотах в диапазоне

от 20 Гц до 20 кГц . Поскольку результаты измерений зависят от

субъективных  особенностей  восприятия  звука,  поэтому каждый участник фиксирует их индивидуально. Сравнение полученных данных производится в конце выполнения лабораторной работы.

          7.2 Подготовка аппаратуры к работе

          7.2.1 Произвести   соединение  аппаратуры  согласно  схеме (см. рисунок 7.1 ). Для этого: головные телефоны участников измерений подключить к гнездам для подключения головных телефонов, расположенным под столешницей лабораторной установки;

          -выход генератора Г3-118 (разъем «ВЫХОД II») подключить  к разъему «ГЕНЕРАТОР 1» «Блока коммутации сигналов»;

          -выход генератора TR-0157 «ATT.OUT» блока  «AUDIO  GENERATOR» подключить  к  разъему «ГЕНЕРАТОР 2» на «Блоке коммутации сигналов»;

          -вход вольтметра В3-38 соединить с разъемом «ВОЛЬТМЕТР» на «Блоке коммутации сигналов».

          7.2.2 Ручку «РЕГ.ВЫХОДА» генератора Г3-118 повернуть влево

 до упора. Переключатель «ОСЛАБЛЕНИЕ dB» установить в положение «60».

          7.2.3 Включить  э/  генератора  Г3-118 и вольтметра В3-38.

          7.2.4 На блоке «AUDIO GENERATOR» прибора TR-0157 все кнопки переключателя «FREQU.RANGE» отжать. Нажатием кнопки «MAINS»включить  электропитание  прибора TR-0157.  При этом загорится индикаторная лампочка в правом  верхнем  углу  лицевой  панели прибора.

          7.3 Снятие зависимости звукового давления равной громкости

от частоты для N гр = 70 фон

          7.3.1Переключатель «ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ» «Блока  коммутации сигналов» поставить в положение «ГЕН.2». При этом головные телефоны участников измерения и вольтметр подключаются к генератору TR-0157

          7.3.2 Ручкой «FREQUENCY» и кнопочным переключателем  «FREQU.RANGE» установить на выходе «ATT.OUT» генератора «AUDIO GENERATOR» TR-0157 частоту  тона  1000 Гц .

          7.3.4 По показаниям вольтметра В3-38 ступенчатым  переключателем «ATTENUATOR  dB»  и  малой  ручкой плавного регу­лятора «ATTENUATOR» (в нажатом положении)  установить  напряжение  на телефонах U 2 , соответствующее уровню N гр =  70 фон:

= U(500)  . 10   , где

 

К =    94 - N гр  + N(1000) - N(500)

                                                                           20

U(500) - напряжение тонального сигнала частотой 500 Гц,  которое необходимо подать на телефон для создания звукового давления 94 дБ

 


                            U(500) =  Ö Р тел R ном   ;

N(500) - звуковое давление (дБ), создаваемое телефоном на частоте

500 Гц, определяемое по частотной характеристике зву­кового давления (рисунок 1.2); N(1000) - то же для частоты 1000 Гц  .

        7.3.4 Установить частоту генератора Г3-118 равной 20 Гц.

        7.3.5 Плавно  увеличивая  напряжение  на выходе генера­тора

       Г3-118 ручкой «РЕГ.ВЫХОДА» и переключателем «ОСЛАБЛЕНИЕ dB»  и попеременно переводя  переключатель «ИСТОЧНИК СИГНА­ЛОВ» «Блока коммутации сигналов»  из положения «ГЕН.1» в положение «ГЕН.2»и обратно, добиться того, чтобы звучание тональных сигналов от генератора  Г3-118  и от генератора TR-0157 воспринималось как равногромкое.

          7.3.6  Записать во вторую строку таблицы  то значение напряжения на телефонах U 1 (F), при котором обеспечивается равногромкое звучание разнотональных сигналов от генераторов  Г3-118 и TR-0157. Указанное напряжение считывается с вольтметра В3-38 при установке переключателя «ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ» «Блока  коммутации сигналов» в положение «ГЕН.1» .

          7.3.5 Изменяя частоту генератора Г3-118, повторить из­мерения для других частот звукового диапазона.

 

           7.4 Снятие кривой равной громкости для N гр  = 80 фон

Методика проведения измерений  и  вычислений  изложена  в п.7.4 .  Результаты  измерений  и  вычислений занести в таблицу

        7.5       Обработка результатов измерений

 

       7.5.1 Для всех частот звукового диапазона рассчитать звуковое давление,  соответ­ствующее Nгр  = 70 фон по формуле:

 

                                              U 1 (F)

               N а (F), дБ =  20lg ------- + N(F) - N(500) + 94  ,

                                           U(500)

где  N(F) - звуковое  давление (дБ),  создаваемое телефоном на

частоте F,  определяемое по частотной характеристике звуко­вого давления (рисунок 7.2 ).

Результаты расчетов занести в третью графу таблицы.

          7.5.2 Аналогично п.7.7.1  для всех частот звукового диапазона  определить давление,  соответствующее Nгр  = 80 фон .

        7.5.3 По  данным  таблиц построить кривые равной громкости

            для Nгр  = 70 фон и для Nгр  = 80 фон.  Построение произвести  в одних и тех же координатных осях.

          7.5.4 Сделать необходимые выводы, содержащие сравнитель­ный анализ полученных кривых между собой.

.

 

 

8 Лабораторная работа №8. Изучение работы микшерского пульта «BIHRINGER MX2004»

 

          Цель работы: получение практических навыков работы с 

 микшерским пультом «BIHRINGER MX2004»

 

 

          8.1 Порядок выполнения работы

 

          8.1.1 Ознакомиться с описанием и техническими характеристиками

пульта «BIHRINGER MX2004»

 

           Данная конфигурация представляет собой систему 20 в 4. В ней присутствует 8 моно каналов, 4 стерео и 2 стерео AUX- выхода. Здесь также имеется 2-трековый вход,  который соединяется с главным миксом. Канал всегда соединяется с выходами главного микса, если выбран Alt 3-4 (16), в этом случае сигнал посылается к выходам 3 и 4. Сигнал с выходов 3и 4 может быть добавлен к сигналу главного микса при помощи ключа.

    

Входные моно каналы:

Каналы 1-8 работают в моно режиме с возможностью выбора балансированного микрофона или line- входов.

 

Входные стерео каналы:

Далее эти 8 line- входов образуют 4 входных стерео канала.

 

Канал выходов:

Высококачественный логарифмический 60мм фэйдер подводит сигнал к главному миксу или шине Alt 3-4 через устройство канального панорамирования (канальный пан).

 

Вспомогательные выходы (AUX- выходы):

Данный микшер содержит 2 шины AUX- выходов.

Выход главного микса:

          Уровень этого выхода задается парой  логарифмических 60мм стерео

фэйдеров и наблюдать за значением этого уровня можно с помощью пары 13- сегментных графических анализаторов, окруженных 4-мя светодиодами статуса уровня.

          Также пульт позволяет обеспечивать выход для наушников, разделять 2-трековый вход/выход и Alt 3-4. Уровни в графическом анализаторе будут около 0 дБ в случае громких звуков.

          Если они много выше (пики в районе +10 дБ),уменьшите основные фэйдеры L/R и/или фэйдеры канала, или уровень входного сигнала.

 

         

          8.1.2 Рекомендации перед началом работы:

Источник питания (ИП):

     Любой микшер содержит внутри ряд операционных усилителей (ОУ). Когда они перегружены большими уровнями сигналов, панели микшера начинают подавать сигналы тревоги из-за ограниченных характеристик ИП. Но в этом микшере звук остается чистым, а  хрипы ограничиваются собственными свойствами ОУ, благодаря 40Вт внешнему ИП.

Рекомендации:

Соедините ИП с гнездом MX2004A  на задней панели микшера и включите выключатель «POWER».

 

Внимание: подсоединяйте микшер к источнику питания до того как вы включите его в сеть. Выключатель  POWER на панели включать в последнюю очередь.

 

 Моно вход.

     Каждый такой канал оснащен штекером line-входа со стороны приемного терминала  и XLR микрофонным входом .

 

Внимание: когда используете микрофонный вход, убедитесь, что ничего не подключено к этому же  LINE-входу и наоборот

 

Усиление сигнала имеет очень широкие пределы, тем самым устраняя необходимость переключения микрофон/line. Наиболее важные для работы уровни (+4 дБ и -10дБ) четко обозначены.

 Установка входного уровня сигнала:

          Входной уровень  определяется контролем усиления . Используйте переключатель PFL/SOLO  для подачи входного сигнала на левый и правый анализаторы  соответственно. Вы также услышите PFL/SOLO сигнал в динамиках.

 

          Для установки уровня выберите моно PFL шину (ключ Channel Mode (35) вверх).  Сигнал  PFL/SOLO никогда не прерывает основной микс в главных записывающих выходах. Канальный светодиод  светится, когда канал перегружен. Если такое случается, необходимо уменьшить  входное усиление . Здесь также имеется ФВЧ ( со спадом 18дБ/окт, -3дБ на 75 Гц для снижения гула, “Взрывов”и других нежелательных эффектов на низких частотах.

           Эквалайзер. Все моно каналы работают совместно с 3-полосным эквалайзером и ФВЧ для устранения нежелательных подтональных звуков. Все 3 полосы обеспечивают усиление/ослабление на 15дБ. Верхний  и нижний  регуляторы установлены на фиксированных частотах 12кГц и 80Гц соответственно. Регулятор среднего диапазона частот является полупараметрическим, его ослабление установлено по отношению к одной октаве.

Усиление устанавливается с помощью регулятора, центральная частота устанавливается регулятором  в диапазоне 100Гц- 8кГц.

         

 AUX- выходы: оба AUX- выхода работают в моно режиме и расположены после эквалайзера. Сигнал из AUX- выхода 1  может быть взят из точки до или после канального фэйдера, т.е. перед или после. AUX- выход 2  всегда соединен с постфэйдером.

          Для организации каких- либо эффектов, AUX- выходы можно использовать в качестве  постфэйдера, т.е. когда уровень фэйдера установлен, а любой сигнал, подверженный реверберации, с этого канала следует установкам фэйдера. Даже когда фэйдинг почти отсутствует, реверберацию все еще можно слышать. Звук будет особенно “влажным”, если канальный фэйдер установлен в районе -15 дБ или ниже.

 

          8.1.3 Установка. Выбор входов:

-моно каналы принимают сигналы входов микрофона или Line. Если Вы используете микрофонный вход, убедитесь, что ничего не подключено к Line.

-стерео каналы принимают сигналы Line уровней -10дБ/В - +4дБ/В.  Любой стерео канал может работать в моно режиме, при этом нужно просто присоединить только левый коннектор.

8.1.4 Инициализация каналов для лучшего регулирования:

          -установите усиление (GAIN) на минимум, выключите все AUX- выходы (регуляторы в крайнее левое положение);

          - все регуляторы эквалайзера перевести в положение “12 часов”, т. е. сделайте его “плоским”;

          -установите переключатель  ФВЧ (LOW-CUT) в положение ON для наибольшего числа микрофонов или в положение OFF, если необходимо присутствие в сигнале НЧ- содержания;

          - установите режим канала (CHANNEL MODE) на PFL;.

          -отожмите кнопку PFL/SOLO.

       

Технические характеристики:

 Входы:

8 моно (XLR+Jack)

+ 4 стерео (Jack),

дополнительный  вход 2 track (RCA);

моновходы с микрофонными усилителями и

фантомным питанием  +48V

На каждом канале регулятор панорамы (баланса),

кнопка MUTE с индикатором состояния,

индикаторы наличия сигнала и перегрузки,

2 + 2 подгруппы,

2 AUX-посыла,

2 стерео AUX-возврата

Эквалайзеры моноканалов:

НЧ,

СЧ,

полупараметрическая СЧ

+ LOW CUT-фильтр

Эквалайзеры стереоканалов:

НЧ,

НСЧ,

ВСЧ,

ВЧ,

Внешний блок питания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Рисунок 8.1- Схема соединения аппаратуры

 

          8.1.5 По заданию преподавателя  осуществить монтаж музыкального клипа, в котором смешиваются речевые и музыкальные сигналы определенной длительности звучания, а также регулируются:

- частотный спектр;

- громкость звучания;

- вносится эффект присутствия.

 

Для этого:

          8.1.6  Подключить все устройства, обозначенные на рисунке 8.1  к соответствующим входам и выходам  пульта. Включить питание этих устройств.

          8.1.7 Выбрать заданный преподавателем  трек на CD,  воспроизвести музыкальный фрагмент, с удобным для прослушивания уровнем громкости.

          8.1.8 Пользуясь микрофоном, подать речевой сигнал.

          8.1.9 Регуляторами громкости используемых каналов обеспечить плавное убывание и возрастание музыкального  речевого сигналов соответственно в момент перехода от одного фрагмента к другому.

          8.1.10 Регуляторами ВЧ и НЧ регулировать тембр музыки и речи, выбирая субъективно-оптимальный  для прослушивания.

          8.1.11 Подключить наушники к соответствующему разъему пульта для  контроля  подаваемых сигналов. 

          8.1.12Записать музыкальный сигнал со вставками речевого, таким образом, чтобы обеспечить разборчивость речи и плавность переходов на магнитную пленку, для этого: 

          8.1.13 Перевести магнитофон в режим записи, обнулив предварительно показания счетчика ленты.

 

 Список литературы

 

1. Радиовещание и электроакустика /Под. ред. М.В. Гитлица -М.: Радио и связь, 1989.

2. Магнитная запись сигналов / М.В. Гитлиц  - М. :Радио и связь,1990.

3. Устройства для настройки магнитофонов / Н.В. Шиянов - М.: Радио и связь, 1988.

4. Цифровая запись сигналов звука и изображения: Учебное пособие Урусова Т.А. Алматы: АИЭС, 2004г.