АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

 

 

 

Радиотехника кафедрасы

 

 

 

 

РАДИОХАБАР ЖӘНЕ ЭЛЕКТРАКУСТИКА

Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған

әдістемелік нұсқау

(380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар

мамандықтарының барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін)

 

 

 

Алматы 2004

 

 

 

Құрастырушы: Г.Г.Сабдыкеева Радиохабар және электракустика. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқау (380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар мамандықтарының барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін)

– Алматы: АЭжБИ, 2004. - 21 б.

 

 

Әдістемелік нұсқауда зертханалық қондырғылардың құрылымдылық сұлбалары, өрнектер, графиктік тәуелділіктер және өлшеулерді өткізудің принциптері келтірілген. Бұл тапсырмалар студенттердің алдын-ала дайындалуына, төрт сағаттық зертханалық жұмыстарды өткізуіне және қорғауына қажет.

Әдістемелік нұсқау 380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар мамандықтары бойынша барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін арналған.

Без. 5, кесте 1, библиогр. – 2 атау.

 

 

 

Пікір жазушы: тех. ғыл. канд. АЭБ каф. проф. Т.К.Бектыбаев.

                       

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтының 2004 жылғы жоспары бойынша басылды.

 

 

 

ÓАлматы энергетика және байланыс институты, 2004 ж.

 

Мазмұны

 

1 №1 Зертханалық жұмыс

Жиілікке естілудің тәуелдігін түсіріп алу………………………………. 4

2 №2 Зертханалық жұмыс

Дыбыс масклық-бүркеу құбылыстарды оқып білу .………….………… 7

3 №3 Зертханалық жұмыс

Тең дауыс қаттылықтың қисықтарын құру……………………………… 12

4 №4 Зертханалық жұмыс

Акустикалық кері байланысты оқып білу……………………………….. 15

Пайдаланылған әдебиеттер……………………………………………….. 21

 

 

 

           №1 Зертханалық жұмыс

 

1 Жиілікке естілу тектін тәуелділігін түсіріп алу

 

          1.1 Жұмыс мақсаты: Минималды деңгей дыбысының жиіліктер сигналдарындағы   есту қабілетінің түйсік ерекшеліктерімен танысу

 

1.2            Теориялық дайындылығы

 

Адам баласы дыбыстық қысымдардың (немесе интенсивтіктердің) төтенше кең диапазондарында дыбысты сезеді. Бұл диапазонның тіреу өлшемдерінің бірі - естілу стандартының шектегендігі болады. Оны құлағының орташа сезімділігі бар адам зорға тыңдайтын F=1000Гц гармоникалық дыбыстың тербеліспен жасалынатын дыбыстық қысымының нәтижелік мәні деп түсінуге болады. Естілу шекке дыбыс интенсивтік I_ЗВО=10^-12Вт/м немесе дыбыстық қысым P_ЗВО=2*10^-5Па сәйкес келеді, жоғарғы шек дыбысы қабылдау кезіндегі ауыртатын сезім бола бастағанда I_ЗВ=1Вт/м² және P_ЗВ=20Па мәндерімен анықталады (ауыртатын сезімнің стандарттық шегі). Естілу стандарттық шектен көп есе артатын дыбыстық қысымдар аймағында естулік сезімнің өлшемі Е және дыбыстық қысымның амплитудасы (немесе дыбыс интенсивтігі Фехнермен тұжырымданған психофизикалық заңымен байланысты)

E=g×log(P_ЗВ/P_ЗВО),

бұл g- кейбір тұрақты;

P_ЗВ/P_ЗВО қатынастың логарифміне пропорционалды деп айтуға болады. Сондықтан дыбыстық қысым және дыбыстың интенсивті естілуінің стандарттық шегі қатынас бойынша жиі лагорифмдік өлшемдермен бағаланады.

N=20lg(P_ЗВ/P_ЗВО)=10lg(I_ЗВ/I_ЗВО),

ал табылған N мәні абсолюттік акустикалық деңгей деп атайды.

Естілу шегі тыңдау жағдайында (басқа кедергі жасайтын дыбыста) тыныштықта немесе шу  фонында жиілікке тәуелді болады. Ақырғы жағдайда естілу шегі жоғарлайды. Бұл пайдалы сигналды маскалайды деген түсінік. Сондықтан пайдалы сигналдың естілу шегін жоғарлату кедергісін жасайтын сигналдың бар кезін маскалау деңгейін мына формуламен жазамыз: M=N_аш –N_а,

бұл жерде N_аш  және N_а шу (немесе басқа бөгеуіл) және тыныштық кезіндегі естілу шегінің деңгейі. Арттыру кезінде кедергі жасайтын сигналдың ақырғысы естілмей қалуы мүмкін. 

 

 

1.3  Өлшеулерді жасау принципі

 

Өлшеулер қатысушылардың бас телефондарына Г3-118 генератордан дыбыстық жиіліктің гармоникалық кернеуі беріледі. Өлшеулер қатысушылары телефондардағы кернеуді 0В бастап әр қатысушы үн еститін кездегі мәнге дейін көбейтеді. Кернеудің нұсқауланған мәні кестеге кіргізіледі және ол өлшеу жасайтын жиіліктегі естілу шекті есептеу үшін негізгі мән болып саналады.

Өлшеулерді 20Гц-тен 20кГц-дейінгі диапазонда бірнеше жиіліктерде қайталайды. Өлшеулер қорытындылары дыбыс қабылдаудың субъективтік ерекшеліктеріне тәуелді болғандықтан, әр қатысушы оларды жекеше жазып алады. Алдыңғы мәліметтердің салыстыруын зертханалық жұмысты орындау қорытындысында жасайды.

Естілу шегінің есебін жасау кезінде телефондардың параметрлері және жиілік сипаттамасының бір қалыпсыздығы мынандай түрде есепке алынады: 500Гц жиіліктегі дыбыс қысымының деңгейлік сигнал қуаты Р_ТЕЛ=2кВт, 94дБ кезінде номиналдың кедергісі R_НОМ=16 Ом, дыбыстық қысымның типтік жиілік сипаттамасы 2.2 - суретте көрсетілген.

 

                     

                                    

Блок коммутации сигналов

 

          

Головные телефоны

Головные телефоны

Головные телефоны

 

1.1 –  сурет. Жиілікке тәуелді болған естілу шекті түсіруге арналған                  аппаратуралық комплекстің құрылымы

 

ТЫҢДАҢЫЗДАР! Берілген жұмыста барлық өлшеулер зертханадағы тыныштықты сақтау кезінде ғана жасалынады.

  

1.4 Аппаратураны жұмысқа дайындау

 

1.4.1 1.1- суреттегі сұлбаға сәйкес аппаратураның қосылыстарын жасау керек. Ол үшін:

-                    өлшеулерге қатысушылардың бас телефондарын зертханалық құрылғысы астындағы ұяда жалғастыру керек;

-                    Г3-118 генератор шығуын (“Выход-II” ағытпасын) “Блок коммутации сигналов”, “Генератор 1” ағытпасына қосу керек;

-                    В3-38 вольтметр кіруін “Блок коммутации сигналов” “Вольтметр” ағытпасымен қосу керек.

1.4.2 Г3-118 генератордың “РЕГ.ВЫХОД” деген тетікшесін тірекке дейін сол жаққа бұрау керек. “ОСЛАБЛЕНИЕ dB” ауыстырып қойғышты “60” дегеннің орнына келтіру керек.

1.4.3    Г3-118 генератордың және В3-38 вольтметрдің электр қоректендіруін қосу керек.

 

1.5  Өлшеулерді жасау

 

1.5.1 “Источник сигналов” “Блок коммутации сигналов” ауыстырып қойғышын “ГЕН. 1” орнына қою керек. Бұл кезде Г3-118 генератордың шығуына қосылады.

1.5.2   Генератор жиілігін 20Гц-ке қою керек.

1.5.3   Генератор шығуындағы кернеуді көбейте отырып “РЕГ. ВЫХОДА” тетікшесі және “ОСЛАБЛЕНИЕ dВ” ауыстырып қойғышы арқылы В3-38 вольтметр бойынша өлшеуге қатысушы дыбыс ести бастаған кезінде телефондардағы U₁(F) кернеуді қою керек. U₁(F) алынған мәндерін кестенің екінші жаймасына жазу керек.

1.5.4   Г3-118 генератордың тетікшесін “РЕГ. ВЫХОДА” сол жаққа қарай тірекке дейін бұрау керек. “ОСЛАБЛЕНИЕ dВ” ауыстырып қойғышын “60” дегеннің орнына қою керек.

1.5.5   Дыбыстық диапазонның басқа жиіліктері үшін 1.5.3, 1.5.4. п.п. операцияларды қайталау керек.

 

1.6           Өлшеулер қорытындысын өңдеу

 

1.6.1 Мына формула бойынша дыбыс диапазонының әр жиіліктері үшін N_а естілу шегінің деңгейін анықтау керек.

Na(F)_ДБ=20lgU₁(F)/U/500+M(F)-N(500)+94, бұл жерде N(500) - 94дБ дыбыстық қысымын жасау үшін 500Гц жиілігі бар үндік сигналдың телефонға беруге қатысты кернеуі.

          N(500)= ;

N(500) - дыбыстық қысымның жиілік сипаттамасы бойынша анықталатын 500 Гц жиілікте телефонмен жасалынатын дыбыстық қысым (дБ), (2.2 - сурет).

         Алынған мәліметтерді кестеге кіргізу керек.

1.6.2   Кесте мәліметтер бойынша F  жиілікке Nа естілу шек деңгейінің тәуелділігін құру керек.

          Құрылған тәуелділіктердің салыстырмалы талдауы болатын қажетті қорытындылар жасау керек.

№2 Зертханалық жұмыс

 

          Дыбыс маскалық- бүркеу құбылыстарды оқып білу

 

2.1 Жұмыс мақсаты:  Бір сигналдарды басқа сигналдармен бүркеу  олардың деңгейлеріне тәуелді болғанына қарай құбылыспен танысу

 

          2.2     Теория дайындылығы

 

Бүркеу құбылысы бөгеуілмен пайдалы сигналдың спектралдың ерекшеліктеріне және деңгейлер қатынастарына тәуелді болғанына қарай әр түрлі болып көрінеді. Қалай болған жағдайда бүркеу қисықтары үннің абсолюттік естілу шегіне сәйкес қисықтан жоғары орналасады. Бүркелейтін әр жиіліктердің үн қисықтарын талдауынан мынадай қорытындылар шығып отыр: деңгейі аз биік үндер төменгі қатты үндермен бүркеуленеді, ал деңгейі аз төменгі үндер биік қатты үндермен бүркеуленбейді.

Қаттылықтың жеткілікті үлкен деңгейлері кезінде есту қабілетінің түзу сызықты емес қасиеттері көріне бастайды. Сондықтан үннің естілу шегінің тәуелділіктері бүркелеу кезінде таза үнмен өте күрделі болып шығады. Мысалы, өлшеулік үннің жиілігі негізгіге жақын болса, бүркелейтін үннің екі немесе үш есе жиілігіндегі, соғу деңгейлерінің өзгеруі кең диапазонында естіледі.

Сезім деңгейі субъективтік деңгейді дәл сипаттамайды. Фонмен өлшеуленетін N_ГР  қаттылық деңгейі деген түсінік кіргізілген. Әр дыбыстықтің қаттылық деңгейін 1000Гц жиілігі бар онымен тең қатты таза үннің децибелдегі деңгейі деп қабылдайды. Қаттылықты бағалау кезінде 1000Гц жиілігі бар үнмен саналатын дыбыстарды эталонмен салыстыратын әдісті пайдаланады.

N_ГР =20lg(P_ЗВ/P_ЗВО).

Фондағы қаттылықтың деңгейі эталондық дыбыс деңгейін бағалайтын децибелдің санымен сәйкес келсе, дыбыстаудың екеуі де (сыналатын мен эталондық) тыңдаушыға кезегімен көрсетілетін кезде тең қатты болып саналады.

 

           2.3 Өлшеулер жасаудың принципі

 

Өлшеулер жасайтын процессте екі генератор: маскалайтын үннің көзі және үннің көзі қолданылады. Өлшеуге қатысушылардың бас телефондарына үннің екеуі де бірдей беріледі.

Өлшеулік үннің кернеу деңгейін жоғарылату арқылы 0В маскалайтын дыбыс фонында өлшеулік үннің естіле бастайтын кезінде минималды кернеуге яғни, маскалаудың болу кезіндегі естілу шегіне сәйкес келетін кернеуді фиксирлейді және кестеге енгізіледі.

Бас телефондардың кіруіне вольтметрдің тікелей қосылғандығынан маскалайтын үннің кернеу деңгейінің өлшеуі өлшеулік үнді ажыратқан кезде ғана жасалынады және керісінше. 20Гц – 20кГц дейінгі диапазонда бірнеше жиіліктерде өлшеулер қайталанады. Өлшеулердің қорытындысы дыбыс қабылдауының субъективтік ерекшеліктеріне тәуелді болғандықтан әр қатысушы оларды бөлек фиксирлейді. Алынған берулерді салыстыру зертханалық жұмыстың соңында жасалынады.

Маскалайтын үннің болуы естілу шегінің есеп процессінде телефондардың параметрлері және олардың жиілік сипаттамасының бір қалыпсыздығы есепке алынады.

Өлшеулер жасау үшін аппаратуралық комплекстің құрылымдық сұлбасы 2.1- суретте көрсетілген.

Келесі есептерге қажет ТДС-15 телефондардың техникалық сипаттамалары №1 зертханалық жұмыста келтірілген, дыбыстық қысымның типтік жиіліктік сипаттамасы  2.2 - суретте көрсетілген.

 

Генератор Г3-118

Вольтметр В3-38

Генератор ТR-0157

                     

                                    

Блок коммутации сигналов

 

          

Головные телефоны

Головные телефоны

Головные телефоны

 

2.1- сурет. Жиілікке тәуелді болған тең қаттылық дыбыстық қысыммен түсіру және дыбысты маскалайтын құбылысты оқып білу үшін аппаратуралық комплекстің құрылымдық сұлбасы

 

2.2 – сурет. ТДС-15 телефондардың дыбыстық қысымының жиілік сипаттамасы

 

ТЫҢДАҢЫЗДАР!  Берілген жұмыстағы барлық өлшемдер зертханадағы   тыныштықты сақтау кезінде жасалынады.

 

 2.4 Аппаратураны жұмысқа дайындау

 

2.4.1 Сұлбаға сәйкес (2.1 сурет) аппаратураның қосындысын жасау керек. Ол үшін:

- өлшеулер қатысушылардың бас телефондармен зертханалық жабдықтың астындағы бас телефондарды қосуға арналған ұясымен жалғастыру керек;

-                    Г3-118 генератордың шығуын (“ВЫХОД П” ағытпасы) “Блок коммутации сигналов” “Генератор-1” ағытпасына қосу керек;

-                    “AUDIO GENERATOR” блоктың “ATT.OUT” TR-0157 генератордың шығуын “Блок коммутации сигналов” “Генератор 2” ағытпасына қосу керек;

-                    В3–38  вольтметрдің кіруін “Блок коммутации сигналов” “Вольтметр” ағытпасымен жалғастыру керек.

2.4.2   Г3–118 генератордың “РЕГ. ВЫХОД” деген тетікшесін оңға қарай тірекке дейін бұрау керек.  “ОСЛАБЛЕНИЕ dВ” ауыстырып-қосқышты “60” белгісіне қою керек.

2.4.3   В3-38 вольтметрдің және Г3-118 генератордың электр қоректендіруін қосу керек.

2.4.4   “AUDIO GENERATOR” блоктағы TR-0157 жабдықтың “FREQU. RANGE” ауыстырып-қосқыштың барлық бастырмаларын ажырату керек.

2.5           Үнді N_Ш=60 дБ деңгеймен және F_Ш=1000Гц жиілікпен маскалау кезінде оның естілу табалдырығын өлшеу.

 

2.5.1   “Блок коммутации сигналов” “Источник сигналов” деген ауыстырып-қосқышты “ГЕН. 2” жағдайға қоя отырып бас телефондармен вольтметрді TR-0157 генератордың шығуына қосу керек.

2.5.2   “FREQUENCY” тетікшесімен және “FREQU. RANGE” батырмалық ауыстырып-қосқышпен TR-0157 “AUDIO GENERATOR” генератордың “ATT. OUT” шығуында маскалайтын үннің жиілігін

    F_Ш=1000Гц қою керек.

2.5.3                     Г3-38 вольтметрдің көрсетулері бойынша “ATTENUATOR dB”           сатылап ауыстырып-қосқышпен және “ATTENUATOR” реттегіштің (қосылған жағдайындағы) жаттық кішкене тетікшесімен телефондардағы U₂ кернеуді  N_Ш=60 дБ деңгейге сәйкес қою керек.

                           U₂=U(500)10^-K,

бұл жерде 

                           K=94-N_Ш+ N(F_Ш) – N(500)/20,

N(500) - 94 дБ дыбыстық қысым жасау үшін телефондарға беретін 500 Гц жиілігі бар үндік сигналдың қажеттік кернеуі.

                           N(500)= _НОМ ;

N(500) - дыбыстық қысымның жиіліктік сипаттамасы бойынша анықталатын (2.2 - сурет) 500Гц жиілікте телефонмен жасалынатын дыбыстық қысым;

N(F_Ш)- бұл да осындай, бірақ F_Ш  жиілік үшін.

2.5.4   Г3-118 генератормен шығаратын өлшеулік үннің  F жиілігін 20 Гц тең жасап қою керек.

2.5.5 Екі генератордың шығуынан бас телефондарға және вольтметрге             үндік сигналдарды бір бағытта беру керек. Ол үшін “Источник сигналов” “Блок коммутации сигналов” деген ауыстырып-қосқышты “ГЕН.1 + ГЕН.2”   жағдайға қою керек.

2.5.6 Г3-118 генератордың шығуында кернеуді жатықша көбейте отырып “РЕГ. ВЫХОД” дегеннің тетікшесімен және “ОСЛАБЛЕНИЕ dВ”                                                                          дегеннің ауыстырып-қосқышымен өлшеу қатысушы өлшеулік үнді естіген    деңгейде бекіту керек.

2.5.7 Г3-118 генератордың шығулық кернеуін реттейтін тетікшелерінің                                жағдайын өзгертпей   “Источник сигналов” деген ауыстырып-қосқышты “ГЕН.1” деген жағдайға көшіру керек. Бұл кезде бас телефондар және вольтметр тек қана Г3-118 генераторға қосылынған болады. U₁(F) вольтметрдің көрсетуін кестеге жазып алу керек.

2.5.8    Г3-118 генератордың  “РЕГ. ВЫХОД” деген тетікшесін оңға қарай тірекке дейін бұру керек. “ОСЛАБЛЕНИЕ dВ” деген ауыстырып-қосқышты “60” деген жағдайға қою керек.

         2.5.4-2.5.8 жазылған операцияларды дыбыстық қысымның басқа        жиіліктері үшн қайталау керек.

 

2.6           Үнмен маскалау кезіндегі естілу табалдырығын өлшеу:

а) F_Ш=2000Гц; N_Ш=80дБ;                     

б) F_Ш=2000Гц, N_Ш=60дБ;  

в) F_Ш=2000Гц ; N_Ш=80дБ .      

 Өлшеулер п.2.5 жазылған әдістеме бойынша өткізіледі. Алынған мәлімметтерді кестеге жазу керек.

 

2.7           Өлшеулердің қорытындыларын өңдеу

 

2.7.1   N_АШ(F), дБ=20lg4U₁(F)/U(500)+N(F)-N(500)+94.

Формула бойынша дыбыстық диапазонның әр жиіліктері үшін    N_АШ             естілу табалдырықтың деңгейін анықтау керек.

Формуладағы    N(F) - дыбыстық қысымның жиіліктік сипаттамасы бойынша (2.2 - сурет) анықталатын F жиіліктегі телефонмен жасалынатын дыбыстық қысым, дБ. Алынған мәлімдерді кестеге енгізу керек.

2.7.2   Осыған ұқсас 2.5-тегі алынған қорытындылары бойынша естілу табалдырықтар деңгейін анықтау керек.

2.7.3   Кестелердің мәлімдері бойынша бір координаттық остерде әр түрлі жиіліктермен деңгейлердің  таза үнімен маскалау кезіндегі естілудің табалдырық тәуелдігін құру керек. 

2.7.4   Өлшеулер қатысушыларының соңына сәйкес алынған графикалық тәуелділіктерінің талдауы бар қажет қорытындыларды жасау керек.

 

 

№3 Зертханалық жұмыс

 

Тең дауыс қаттылық қисықтарын құру

 

3.1 Жұмыс мақсаты: Тең дауыс қаттылық қисықтарының мысалында дыбыс қабылдауының субъективтік ерекшеліктерін оқып білу

 

          3.2 Өлшеулерді өткізу принципі

 

Қайбір дыбыстық дауыс деңгейін анықтау үшін 1000Гц жиілігі бар таза үнді алған жөн, эталондық үн және оның есту қабілетіне оның дауыс қаттылығы анықталатын дыбыстық дауыс қаттылығымен бірдей болғанша өзгеру керек. Осы кезде бұл дыбыстық дауыс қаттылық деңгейінің ізделіп отырған шамасы санды түрде 1000Гц эталондық үннің деңгейіне тең болады.

Тең дауыс қаттылық қисықтарын құру үшін өлшеулер кері тәртіпте өткізіледі. Дыбыстық жиілік генератордың біреуінің 1000Гц эталондық үн беріледі және оның деңгейін өлшеулердің бір сериясын өткізу процессінде өзгертпей ұстайды. Басқа генераторды өлшеу жиіліктегі үндік кернеу беріледі. Өлшеулер қатысушылары бас телефондарды екі генератордың шығуына ауысып қосады және өлшенетін үннің кернеуін салыстыратын үндердің дауыс қаттылығын есту қабілеті бірдей болғанша біртіндеп өзгертеді. Кернеудің көрсетілген мәні вольтметрдің көрсетулері бойынша бекітіледі, кестеге енгізіледі және ол дыбыстық қысымның есебі үшін негіз болады. Оның дауыс қаттылығы эталондық үннің дауыс қаттылығына тең болады.

Келесі есептер үшін ТДС-15 телефондардың қажет техникалық сипаттамалары:

500Гц жиіліктегі сигналдық қуаты P_ТЕЛ=2мВт кезде дыбыстық қысымның деңгейі 94дБ;

номиналдық кедергісі R_НОМ=16Ом; дыбыстық қысымның типті жиіліктік сипаттамасы 2.2- суретте көрсетілген.

Өлшеулер 20Гц – 20кГц дейінгі диапазонда бірнеше жиіліктерде қайталанылады. Өлшеулердің қорытындысы дыбыс қабылдаудың субъективтік ерекшеліктеріне тәуелді болғандықтан, әр қатысушы оларды дербес бекітеді. Алынған мәліметтерді салыстыру зертханалық жұмыстың аяғында жасалынады.

         ТЫҢДАҢЫЗДАР! Барлық берілген жұмыстарды өлшеу зертхананың ішінде тыныштықта жасалынуы керек.

 

3.3 Аппаратураны жұмысқа дайындау

 

3.3.1 (2.1 - сурет) сұлба бойынша аппаратураны қосу керек. Ол үшін:

- өлшеулер қатысушылардың бас телефондарын зертханалық жабдықтың    астында орнатылған бас телефондардың ұяларына қосу   керек;

-                    (ағытпасы “ВЫХОД”) Г3-118 генератордың шығуын “ГЕНЕРАТОР 1” “Блок коммутации сигналов” дегеннің ағытпасына қосу керек;

-                    генератордың шығуын TR-0157 “ATT. OUT” - “AUDIO GENERATOR” блогінда орналасқан  “Блок коммутации сигналов” дегеннің “ГЕНЕРАТОР 2” ағытпасына қосу керек;

-                    В3-38 вольтметрдің кірісін “Блок коммутации сигналов” дегеннің “ВОЛЬТМЕТР” ағытпасына қосу керек.

3.3.2   Г3-118 генератордың  “РЕГ. ВЫХОД” деген тетікшесін оңға қарай   тірекке дейін бұру керек. “ОСЛАБЛЕНИЕ dВ” деген ауыстырып-қосқышты “60” деген жағдайға қою керек.

3.3.3     В3-38 вольтметрдің және Г3-118 генератордың электр қоректендіруін қосу керек.

3.3.4   “AUDIO GENERATOR” блоктағы TR-0157 жабдықтың “FREQU. RANGE” ауыстырып-қосқыштың барлық батырмаларын ажырату керек. “MAINS” батырмалармен TR-0157 жабдықтың электр қоректендіруін қосу керек.

Бұл кезде жабдықтың бетін панелдің сол жақтағы жоғарғы бұрышында көрсеткіштік шам жанады.

 

3.4 N_ГР=70фон үшін жиілікке тең дауыс қаттылық дыбыс қысымының       тәуелділігін түсіріп алу

 

3.4.1 “Источник сигналов” “Блок коммутации сигналов” деген ауыстырып-қосқышты “ГЕН.2” деген жағдайға қою керек. Бұл кезде өлшеулер қатысушыларының бас телефондары және вольтметр TR-0157 генераторға қосылады.

3.4.2   “FREQUENCY” деген тетікшемен және “FREQURANGE” деген ауыстырып-қосқышпен “AUDIO GENERATOR” генератордың “ATTOUT” шығуында 1000Гц үннің жиілігін қою керек.

3.4.3   В3-38 вольтметрдің көрсетулері бойынша “ATTENUATOR dB”деген сатылы  ауыстырып-қосқышпен және   ауыстырып-қосқышпен   “ATTENUATOR” (қосылған жағдайда) деген жаттық реттегіштің кішкене тетікшесін телефондарға U₂ кернеуін қою керек, ол кернеу  N_ГР=70фон деңгейге сәйкес болуы керек

                     U₂=U(500)·10^K,

бұл жерде

                      K=94-N_Гр+N(1000)-N(500)/20,

                     U(500)-94дБ дыбыс қысымын жасау үшін телефонға берілетін 500Гц жиілігі бар үндік сигналдың қажет кернеуі.

                     U(500)= ;

                    N(500) -   дыбыстық қысымның жиіліктік сипаттамасы бойынша анықталатын (2.2 - сурет) 500Гц жиіліктегі телефонмен жасалынатын дыбыстық қысымы, дБ;

                    N(1000)-1000Гц жиілік үшін.

3.4.4      Г3-118 генератордың жиілігін 20Гц тең қою керек.

3.4.5    “РЕГ.ВЫХОДА” деген тетікшемен және “ОСЛАБЛЕНИЕ      dB” деген ауыстырып-қосқышпен Г3-118 генератордың шығуындағы кернеуді жаттық көбейте отырып, және “Источник сигнала” “Блок коммутации сигналов” деген ауыстырып-қосқышты “ГЕН. 1” жағдайдан “ГЕН. 2” жағдайға және TR-0157 генератордан үндік сигналдардың дыбыстауы тең дауыс қатты сияқты қабылданғанша  ауысып көшіру керек.

3.4.6   Г3-118 және TR-0157 генератордан әр үндік сигналдардың  тең дауысы қатты дыбыстармен қамтамасыз ететін кездегі телефондардың U₁(F) кернеудің кестенің екінші жаймасына жазу керек. Айтылған кернеу “Источник сигнала” “Блок коммутации сигналов” деген ауыстырып- қосқышпен  “Ген. 1” деген жағдайға орнату кезінде В3-38 вольтметрден санап оқылынады.

3.4.7   Г3-118 генератордың жиілігін өзгерте отырып 3.4.3-3.4.5 жазылған әдістеме бойынша өлшеулерді дыбыстық диапазонның басқа жиіліктері үшін қайталау керек.

 

3.5              N_ГР=80фон үшін тең дауыс қаттылық қисықтарын түсіру

         

Өлшеулерді өткізу және есептеулер әдістемесі 3.4 жазылған. 

          Өлшеулер және есептеулер қорытындыларын кестеге енгізу    керек.

 

3.6  Өлшеулер қортындыларын өңдеу

 

3.6.1  Дыбыстық диапазонның барлық жиіліктері N_ГР=70фон сәйкес     

дыбыстық қысымын есептеу керек. Есеп келесі формула арқылы жасалынады.

N_a(F),дБ=20lgU₁(F)/U(500)+N(F)-N(500)+94,

бұл жерде N(F) - дыбыстық қысымның жиіліктік сипаттамасы бойынша анықталатын F жиіліктегі телефонмен жасалынатын дыбыстық қысым, дБ.

Есептеулердің қорытындыларын кестенің үшінші жаймасына енгізу керек.

3.6.2   3.6.1.п. ұқсас N_ГР=80фон сәйкес дыбыстық диапазонның барлық жиіліктері үшін қысымды анықтау керек. 

3.6.3   Кестелердің мәліметтері бойынша N_ГР=70фон және N_ГР=80фон үшін тең дауыс қаттылықтың қисықтарын құру керек. Құруды бір координаттық остерде жасау керек.

3.6.4   Берілген қисықтардың арасындағы салыстырмалық талдауы бар қажеттік қорытынды жасау керек.

 

 

 

         №4 Зертханалыќ ж±мыс

 

Акустикалыќ кері байланысты оќып білу

 

4.1 Ж±мыс маќсаты: Дыбыс к‰шейту трактініњ параметрлерін жєне  акустикалыќ кері байланыстыњ пайда болу жаѓдайларын оќып білу

 

4.2 Теориялыќ дайындыќ

 

Акустикалыќ сигнал ќуатын кµбейту ‰шін дыбысты к‰шейтуді келесі жаѓдайда ќолданады: дыбыс кµздіњ ќуаты жетпейтін кезде, ‰ндендіру беттіњ немесе т±мшаланѓан ѓимараттыњ µлшемдері ‰лкен болѓандыќтан тыњдаушы орналасќан жерде дыбыс дењгейі керектіден тµмен болған кезінде.

Дыбыс к‰шейту ж‰йесіндегі микрафон дауыс зорайтќыштыњ дыбыстыќ µрісінде болады. Б±л жаѓдай мына тізбек бойынша акустикалыќ кері байланыс туѓызады: дауыс зорайтќыш–дыбыстыќ µріс-микрафон–к‰шейтулік ќ±рылѓы–дауыс зорайтќыш. Ашыќ кењістікте кері байланыс тек ќана тікелей дыбыс ‰шін, ал ѓимараттыњ ішінде тікелей жєне диффузиялыќ дыбыстар ‰шін пайда болады. Микрафонѓа єсер ететін дыбыстыќ ќысым екі ќосылѓыштан т±рады. P_ИМ – алѓашќы дыбыс кµзімен жасалынатын ќысым.

P_ГМ – дыбыстандыру ж‰йеніњ дауыс зорайтќышымен жасалынатын ќысым.

                     b= P_ГМ /( P_ИМ+ P_ГМ) – ќатыстыќты акустикалыќ кері байланыс коэффициенті деп атайды.

Жалпы жаѓдайда б±л µлшем комплекстік болып саналады жєне синусойдалыќ сигналдар ‰шін

                    b=b₀(cosψ + jsinψ),            

оныњ маѓынасы ерекше болады. Кері байланыс кезінде ψ фазаныњ дыбыстыќ жол ±зындыѓымен жєне оныњ жиілігімен аныќталатын мєні єр т‰рлі болады. Дыбыстыќ жиіліктердіњ ж±мыс диапазонында кері байланыс бір жиіліктер ‰шін – оњ, ал басќа жиіліктер ‰шін – теріс болуы м‰мкін.

Акустикалыќ кері байланыс коэффициентін д±рыс тањдамаѓан кезінде дыбыс к‰шейту ж‰йесі генерация режиміне (µздігінен ќозу) кµшіп кетуі м‰мкін немесе сигналдардыњ спецификалыќ б±рмаланулары сезілуі тиіс.

Дыбыстандырылатын беттіњ еркін н‰ктесі ‰шін алѓашќы сигнал тарату коэффициенті дыбыс кµзбен микрафон алдында жасалынатын ќысыммен тыњдаушыныњ алдында дауыс зорайтќышпен жасалынатын P_Г.С. дыбыстыќ қысымныњ қатынасына тењ болады

                                  K=P_Г.С./  P_И.М..                                                       (4.1)

Q_М.С.тарату тракті индексі децибелл арќылы кµрсетілген тарату коэффициентініњ модуліне тењ.

                                 Q_M.C=20lg =N_Г.С-N_И.М ,    

N_Г.С тыңдауында дауыс зорайтқышпен дыбыстық өрістің деңгейімен микрафонды N_И.М дыбыс көзімен жасалынатын дыбыстық өрістің деңгейінің арасындағы айырмашылықпен анықталады.

Акустикалық кері байланысты есепке ала отырып синусоидалық сигнал үшін тарату тракт индексі

 Q_M.C=N_Г.С-N_И.М +20lgk,

бұл жерде   k= ,

бұл кезде    k_МАКС= , ал k_МИН= .

Осыған қарағанда дыбыс күшейту жүйесіндегі акустикалық кері байланыс тарату коэффициентінің жиіліктік сипаттамасының бірқалыпсыздығына келтіреді.

 

4.1 – сурет. Дыбыс күшейту трактісінің жиіліктік сипаттамасы:

                             а) кері байланыссыз;

                             б) өз бетінше жақындалған кері байланыс.

 

Сипаттаманың түрі тарақ тәрізді (4.1 - сурет).

Акустикалық кері байланыстан болған тракт индексінің жиіліктік сипаттамасының қалыпсыздығы мына өрнек арқылы табылады

N_a=20lgk_max/k_min=20lg(1+ /1- ).

Акустикалық кері байланысты болғандығынан реверберация құбылысына ұқсас әсер пайда болады.

Дауыс зорайтқышпен шығарылған және микрофон алдында пайда болған қысқа мерзімдік дыбыс микрофонға қайтадан әсерін тигізді. Бұл бастапқы дыбыстық кешігетін және әлсіренетін қайталауы дауыс зорайтқышпен қайта шығарылады да, біраз t уақыттан кейін микрофонға қайтадан жетеді және басқа болып жатқан процесс реверберациялық процесске ұқсайды. Сондықтан регенеративтік реверберация деп атайды.

Тракт индексінің жиіліктік сипаттамасы тарақ тәрізді болғандықтан біраз уақыттан кейін дыбысқа үнділік түс пайда болады. Акустикалық кері байланыс коэффициенті көбейген сайын үнділік түс көрнекті бола бастайды. Бұл эффектінің генерация режиміне жүйенің көшуінен бұрын пайда болатынын ескеру керек. Дыбыс күшейту жүйесінің өздігінен қозу (генерация) жағдайы – ол барлық ілім бойынша микрофоннан күшейткіш, дауыс зорайтқыш, ғимарат (немесе ашық кеңістік) арқылы қайтадан микрофонға дейінгі тарату  коэффициент модулінің бірге теңдігі. Өздігінен қозу трактсінің жиіліктік сипаттама шындарының біреуінде пайда болады.

Шекті Q_M.C тракт индексінің көбірек болуына микрофон алдындағы дауыс зорайтқыштың даму деңгейін азайту керек. Ол үшін микрофон зорайтқышты бір-бірінің максималдық аралыққа орналастырады, сонда зорайтқыштың дыбыс шығаруы және микрофонның сезімділігі аз болады. Әдеттегідей бұл жағдайда сүйір бағыттылық микрофондар қолданылады. Егер микрофон зорайтқыштың өріс әсерінің сыртында болса, онда акустикалық кері байланыс болмайды.

 

4.3         Өлшеулерді өткізу принциптері

 

Дыбыс күшейту трактісінің жиіліктік сипаттамасын алу үшін, әртүрлі дыбыстық жиіліктерде трактінің тарату коэффициентін анықтау керек. Трактінің жиіліктік сипаттамасы микрофонның, күшейткіштің, акустикалық жүйенің жиіліктік сипаттамаларына және де ғимараттың параметрлеріне микрофонмен зорайтқыштың оның ішінде тұрған орындарына тәуелді болады.

4.1 - формулаға қарағанда тыңдаушының алыс орналасқан нүктесінде және микрофонның жанындағы дыбыстық қысымдарды өлшеу керек. Осындай өлшеу әдісі дыбыс күшейту трактінің абсолюттік акустикалық деңгейлері көрсетілген жиліктік сипаттамасын алуға мүмкіншілік береді, бірақ күрделі өлшеулік құрылғының амплитудалық-жиліктік сипаттамасының бір қалыпсыздығын есепке алатын түзетпе енгізуге талап етеді.

4.2 - суретте акустикалық кері байланысы жоқ және бар кезіндегі дыбыс күшейту  трактінің қатынастық жиілік сипаттамаларын алуға мүмкіншілік беретін аппаратуралық комлекстің сұлбасы көрсетілген. Құрылымдық сұлбада дыбыс күшейту трактінің барлық элементтері бар, бірақ олар кері реттілікте орналасқан, сондықтан акустикалық сигнал орнына электрлік сигналды өлшеуге мүмкіншілік береді. Бұл кезде өлшеулер қортындысында алатын деректерге түзетпелер енгізудің қажеті жоқ.

Анықталған жилік электрлік сигналы Г3-118 генератордың шығысынан «Орбита» магнитофонының  сол каналының микрофондық күшейткіш сапасында қолданылатын 1 күшейткіштің кірісіне беріледі. Күшейтілген электрлік тербелістер акустикалық жүйеге беріледі. Ғимарат кеңістігінде олар шығарылатын акустикалық тербелістерге түрлендірледі.

Микрофон оларды қайтадан электрлік тербелістерге түрлендірмелі содан кейін 2 микрофондық күшейткішпен күшейтіледі (магнитофоның оң жақ каналы) және өлшеу үшін В3-38 вольтметрге беріледі.

         Егер S тумбілер ажыратылса, онда жүйеге кері байланыс жоқ. Г3-118 генератордың жилігін өзгерте отырып  және 2 күшейткіштің шығысында кернеуді бекіте отырып акустикалық кері байланыстың жоқ кезіндегі дыбыс күшейту трактінің  қатынастық амплитудалық-жиілік сипатамасын алуға болады.

Егер S тумбілер тұйықталса, онда акустикалық кері байланыс бар кезіндегі дыбыс күшейту трактінің қатынастық амплитудалық-жиілік сипатамасына сәйкес АЖС алуға болады.

Акустикалық кері байланыстың тереңдігі күшейткіштердің күшейту коэффиценттеріне, микрофонмен акустикалық жүйенің арасындағы аралыққа және олардың өзаралық орналасуына байланысты болады.

 

S Генератор Г3-118

Усилитель 1 М. ОРБИТА

Акустическая система

                     

                                    

Вольтметр 1 В3-38

 

          

Микрофон

Усилитель 2 М. ОРБИТА

Вольтметр 2 В3-38

 

4.2 – сурет.  Акустикалық кері байланысы бар және жоқ кезіндегі дыбыс күшейту трактінің жиліктік сипатамасын өлшеуге арналған аппаратуралық комплекстің құрылымдық сұлбасы.

 

Тыңдаңыздар! Бұл жұмыста өлшеулер зертханадағы тыныштықты сақтау кезінде ғана өткізіледі.

 

4.4         Аппаратураны жұмысқа дайындау

 

4.4.1  4.2 суреттегі сұлбаға сәйкес аппаратураны қосу керек. Ол үшін:

- Г3-118 генератордың шығысына («Выход» ағытпасы) сол жақтағы  микрофондық күшейткіштің (күшейткіш 1) кірісіне және В3-38 вольтметрдің кірісіне қосу керек;

- оң жақтағы микрофонды микрофон күшейткішінің кірісіне (2 күшейткіш) қосу керек;

- 1 күшейткіштің шығысына реттелінетін қуат күшейткіші арқылы акустикалық жүйеге қосу керек;

- өз араларындағы 2 күшейткіштің шығысына В3-38 2 вольтметрдің кірісін және 1 күшейткіштің кірісін қосу керек.

4.4.2 «Орбита» магнитофонды шығыстық күшейту режиміне қосу керек.

          Ол үшін:

          - дауыс реттегіштерді шеткі сол жаққа қою керек;

          - “Уровнь записи” деген реттегіштерді орта жағдайға қою керек;

          - “Сеть” деген батырмамен магитофондардың электрқоректендіруін қосу керек; жылдамдықтардың ауыстырып қосқыш тетікшесін “У” жағдайға қою керек. Бұл кезде көрсеткіш–санағышта “У” деген әрпі жанып шығуы керек;

           - “Контроль вход” деген батырманы басу керек.

4.4.3     Г3-118 генератордың “Рег.Выхода” деген тетікшесін сол жаққа қарай тірелгенше бұрау керек. “Ослабление dB” деген ауыстырып қосқышты “Ю” жағдайына қою керек.

4.4.4 Г3118 генератордың және В3-38 вольтметрдің электрқоректендіруін қосу керек.

4.4.5    Микрофонмен акустикалық жүйені бірбірінен 2-3 м аралықта қою керек және оларды бір біріне қарсы орналастыру керек.

 

4.5 Акустикалық кері байланысы бар кезіндегі дыбыс күшейту трактінің жиліктік сипатамаларын өлшеу

 

4.5.1 Сол жақтағы каналдың ретегішімен тракт күшейтуін өздігімен қозу шегіне қою керек.

4.5.2 Г3-118 генератордың жилігін 1000 Гц-ке қою керек. 1 вольтметрдің көрсетуі бойынша қаттылық қабылдауы үшін ыңғайлы болатын акустикалық жүйе арқылы 1000 Гц жилігі бар үн тыңдалынатындай 1 күшейткіштің кірісінде Uвх кернеуді қою керек. Дыбыс күшейту каналдық жиліктік  сипаттамаларын өлшеу процессте генератордың барлық жиліктерінде Uвх кернеудің мәні өзгермеу керек.

4.5.3    Генаратордың жилігін fг 20 Гц–тен 20 кГц-ге дейін өзгерте отырып 2 вольтметр арқылы 2 күшейткіштің шығысындағы жиліктің әр мәні үшін Uвх кернеуді өлшеу керек.

          Fг жиліктің және Uвх кернеудің мәндерін 4.1- кестеге енгізу керек.

Ескерту:  Өлшеу жүргізілетін жиліктер мәнін өз бетінше таңдап алу қажет, Uвх f жилікке тәуелді болуы үшін көрініп тұруы керек.

4.5.4  Әрбір өлшеу жиліктері үшін дыбыс күшейту трактінің тарату коэффицентін есептеу керек. К= Uвых/ Uвх. 

          Алынған деректерді 4.1- кестеге кіргізу керек.

4.6  Акустикалық кері байланыстың жоқ кезіндегі дыбыс күшейту трактінің жиліктік сипаттамасын өлшеу.

 

4.6.1 Кері байланыс тізбекті ажырату керек. Ол үшін “Вх”, “Магнитофон Орбита МПК-108С” ағытпалардан қосатын баусымның ашасын суырып алу керек.

4.6.2   4.5.3-ке ұқсас өлшеулерді жасау керек, содан кейін 4.1 - кестеге ұқсас  кестеге өлшеулердің қортындысын енгізу керек. Осы кестеге дыбыс күшейту трактісін тарату коэффициентінің кері акустикалық байланысы жоқ кездегі әр жиілікте жасалған есептердің қорытындысын кіргізу керек.

 

4.7   Дыбыс күшейту трактінің жиіліктік сипаттамасын құру және акустикалық кері байланыстың параметрлерін анықтау. 

 

4.7.1 Кесте деректері бойынша бір координаттық остерде акустикалық кері байланыстың бар және жоқ кездеріндегі K=f(f_Г) тәуелділік графиктерін құру керек.

4.7.2  Графиктер бойынша  деген акустикалық кері байланыстың коэффициент модулін және k_МАКС коэффициентін есептеу керек.

 

4.8 Микрофонмен акустикалық жүйенің әр түрлі өзаралық жағдайларындағы дыбыс күшейту трактісін тарату коэффициентін өлшеу.

 

4.8.1 Жүйедегі кері байланыс тізбекті құру керек. Ол үшін магнитофон “ОРБИТА МПК-108С” панелдегі каналдардың сол жақтағы “В” және оң жақтағы  “Вых” деген ағытпаларды қайта қосу керек, яғни 4.5.1 тараулардағы жиналған сұлбаны қайта қалпына келтіру керек.

4.8.2     Аралықтарын өзгертпей микрофонмен акустикалық жүйені әр жаққа қарай бұрып қою керек.

4.8.3      Г3-118 генератордың шығысындағы нөлдік кернеу кезіндегі жазу және “ОРБИТА ” магнитофонның қаттылық деңгейлерін реттеу трактілерін күшейту өздігімен қозу шегіне қою керек.

4.8.4 Кері байланыс тізбекті ажырату керек (4.5.1 тарауларды қараңыз). Акустикалық жүйені және микрафонды бұрынғы орнына қою керек.

4.8.5     4.5 тарауларда бейнеленген әдістеме бойынша 1000Гц жиіліктегі К(1000) трактінің таратылу коэффициентін анықтау керек. Нәтижесін 4.5.2 тарауларда анықталған К(1000) мен салыстру керек.

4.8.6 4.8.1- 4.8.5 тарауларға ұқсас акустикалық жүйемен микрофонның басқа өзаралық орындары үшін К(1000) анықтау керек. Алынған нәтижелердің салыстырмалы талдауы бар қажетті қорытындыларды жасау керек және де графиктік тәуелділіктер түрінде түсіндіру керек.

 

 

 

4.1 - кесте Акустикалық кері байланыстың бар кезіндегі дыбыс күшейту трактінің күшейту коэффициентінің жиілікке тәуелділігі

 

Генератор жиілігі fГ,Гц	20	…  ….	2000
Uвых,В2 күшейткіш шығысындағы кернеу
К трактінің күшейту коэффициенті

 

 

Пайдаланған әдебиеттер

 

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.

 

 

 

         2004 ж. жинақтық жоспары, реті 72 

 

 

Сабдыкеева Гульбану Габдулловна

 

 

 

РАДИОХАБАР ЖӘНЕ ЭЛЕКТРАКУСТИКА

Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған

әдістемелік нұсқау

(380340 – Радиотехника, 380540 – Радиобайланыс, радиохабар және теледидар мамандықтарының барлық оқыту түрлерінің студенттері үшін)

 

 

 

Редакторы      Ж.А.Байбураева       

Стандарттау жөніндегі маман Н.М.Голева

 

 

 

Басуға қол қойылды __ . __ . __ .                           Пішімі 60х84 1/16.

Таралымы ______ дана.                                          №1 типография қағазы

Көлемі ______ оқу-баспа. т.                                    Тапсырыс____ .

Бағасы __44__ тг.

 

 

 

Алматы энергетика және байланыс институтының

көшірмелі-көбейткіш бюросы,

480013, Алматы, Байтұрсынұлы көшесі,126.