Шумы и помехи в трактах и каналах связи и вещания

Шумы и помехи могут быть как акустического, так и электрического происхождения. Однако независимо от происхождения их действие сводится к маскировке вторичного акустического сигнала, которая определяется повышением порога слышимости по сравнению с прослушиванием в тишине. Если в результате действия шумов порог слышимости получается не зависящим от времени, то такие шумы (по акустическим характеристикам) называют "гладкими". К этим шумам относятся речевые шумы от нескольких голосов, звучащих одновременно.

Если в результате действия шумов порог слышимости изменяется во времени в зависимости от пик-фактора шума, то такие шумы называют импульсными. Импульсные шумы не только маскируют полезный сигнал, но и искажают его, создавая комбинационные частоты шума и сигнала. Получается нечто похожее на взаимную модуляцию сигнала и шума.

Шумы электрического происхождения имеют спектр, как правило, близкий к равномерному, а шумы акустического происхождения - ближе к речевому. Частотная зависимость порога слышимости для первых имеет тенденцию роста к высоким частотам. Для речевых шумов порог слышимости почти не зависит от частоты.

Индустриальные, атмосферные и станционные помехи, кроме тональных, по их действию могут быть отнесены и к импульсным, и к гладким с равномерным спектром или с низкочастотным.

Линейные искажения

К линейным искажениям звукового сигнала относятся нежелательные изменения соотношений между амплитудами частотных сотавляющих сигнала при передаче его по тракту (изменения фазовых соотношений не играют роли в восприятии акустического сигнала). Эти искажения называют частотно-амплитудными или просто частотными.

Одним из показателей тракта передачи сигнала является коэффициент передачи. Под ним подразумевают отношение звуковых давлений на выходе и входе тракта при передаче по нему синусоидального сигнала, т.е. К= p_Г/р_М, где р_М – звуковое давление в точке звукового поля, в которой будет находиться центр микрофона; р_Г – звуковое давление на расстоянии 1м от акустического (рабочего) центра громкоговорителя (для громкоговорящего приема) или в камере искусственного уха (для телефонного приема). Коэффициент передачи тракта К = К_МК_ЭК_Г, где К_М – чувствительность микрофона; К_Э – коэффициент усиления электрической части тракта; К_Г – чувствительность громкоговорителя или телефона. В идеальном случае коэффициент передачи К не должен зависеть от частоты, практически же он всегда зависит от нее, т.е. К=f(w).

Отклонение частотной характеристики коэффициента передачи от оптимальной, называемое неравномерностью частотной характеристики тракта, субъективно вызывает ощущение изменения тембра сигнала. При подчеркивании высокочастотных составляющих сигнал становится звонким, резким, а при значительном подчеркивании сигнал становится свистящим и хриплым. При недостатке высокочастотных составляющих сигнал становится глухим. Подчеркивание низкочастотных составляющих делает сигнал бубнящим и т.п.

Неравномерность частотной характеристики тракта для передачи художественных программ оценивают отношением величин максимального и минимального коэффициентов передачи в заданном диапазоне частот:

М = K_MAX/K_MIN. (5.1)

Эту неравномерность обычно выражают в децибелах.

L = 20lgM (5.2)

Неравномерность частотной характеристики для информационных программ и для речевой связи определяют относительно оптимальной частотной характеристики для передачи речи. Такой характеристикой принята характеристика с подъемом 6 дБ/октавы в сторону высоких частот в диапазоне 300 ... 3400 Гц и равномерная в диапазонах 100 ... 300 и 3400 ... 5000 Гц. На рис. 5.2 приведены фактическая и оптимальная неравномерности в виде отклонений фактической характеристики от оптимальной.

Рис. 5.2. Неравномерность частотной характеристики для трактов передачи речи : 1- фактическая; 2 - оптимальная.

Частотные искажения уменьшают путем коррекции частотной характеристики тракта.