Короткі відомості про звукові коливання

ОСНОВИ дротового зв'язку

Зв'язок, при якій повідомлення передаються по проводах з використанням електричних сигналів, називається провідний.

Способи організації та технічної реалізації дротового зв'язку наведені на рис. 2.1.

Мал. 2.1. Способи організації та технічної реалізації дротового зв'язку

Проводовий зв'язок поділяють на дальню (міжміський) і місцеву (міську).

Для здійснення дротового зв'язку використовують наземні дротяні лінії зв'язку і підземні кабелі зв'язку, а також проміжні підсилювачі і оконечную апаратуру зв'язку.

Вартість споруд дротового зв'язку протяжністю в декілька десятків і сотень кілометрів достатня велика. Тому природним є прагнення кореспондентів до збільшення пропускної здатності систем дротового зв'язку.

Короткі відомості про звукові коливання

Звук може породжуватися голосовими зв'язками, музичними інструментами і т.д. Звук створюється областями високого і низького тисків в навколишньому повітрі, ці перепади тисків стимулюють внутрішнє вухо людини, що генерує імпульси, які мозок розпізнає як звук. Середовищем передачі для звуку є повітря. Передача здійснюється механічно і являє собою чергування високого і низького тисків, що швидко розповсюджуються по повітрю як хвиля. Таким чином, механічні коливання, що поширюються в твердих, рідких і газоподібних середовищах, називаються звуковими хвилями. Як і в разі будь-якої іншої механічної передачі, в міру віддалення від джерела звук стає тихіше. Енергія звуку, спочатку сконцентрована в одній точці, поширюється на все більшу площу в міру того, як перепад тисків віддаляється від джерела звуку. Загасання звуку також відбувається через те, що зіткнення молекул повітря один з одним носить непружних характер. Все це обмежує відстань, на яке розбірлива мова може бути передана по повітрю, як би ми не посилювали звук, максимальна відстань не перевищить 1000 м.

Звукові коливання бувають прості і складні. На рис. 2.2 зображений графік синусоїдального коливання, яке характеризується частотою F. періодом Т і амплітудою А.

Частота коливань F - кількісна характеристика періодичних коливань, що дорівнює відношенню числа циклів коливань за часом їх завершення. Вимірюється частота коливань в герцах (Гц), т. Е. Одне повне коливання за одну секунду, а також в кілогерцах (1 кГц = 1000 Гц) і в мегагерцах (1МГц = 1 000 кГц = 1 000 000 Гц).

Період коливання Т - це час, протягом якого відбулося одне повне коливання. Звідси частота коливань, Гц,

де Т - період коливань, с.

Амплітуда коливань А - найбільше відхилення коливної точки від положення рівноваги за час одного періоду. Чим більше амплітуда, тим більшою гучністю володіє звук. Амплітуда коливань в будь-який момент часу визначається за формулою

де а (t) - поточне значення амплітуди коливань; А про - максимальне значення амплітуди коливань; w - кругова частота коливань, рад / с; t - поточний час, с.

Відстань, яку проходить звукова хвиля протягом одного періоду, називається довжиною хвилі:

де Т - період коливань, с; l - довжина хвилі, м; с - швидкість поширення звуку в повітряному просторі, з = 330 м / с.

У повітряному середовищі звукові хвилі, зустрічаючи на своєму шляху перешкоди, надають на нього деякий тиск. Кількісно звуковий тиск оцінюється силою дії хвилі на майданчик, розташований перпендикулярно до напрямку поширення звуку:

де Р - звуковий тиск, Па; Fзв - сила дії звукової хвилі, Н; S - площа перешкоди, м 2.

Для порівняння гучності звуку користуються рівнем гучності звуку:

де L - рівень гучності звуку, дБ; РЕФ - ефективне звукове тиск для звуку стандартної частоти, що дорівнює 1 кГц; Ро - стандартний поріг чутності для звуку з частотою 1 кГц, рівний 20 мкПа.

Найбільш гучний звук, відповідний звуковому тиску 50 Па і сприймається як болюче відчуття, називають порогом больового відчуття. Потужність звуку людської мови незначна, при середній гучності розмови вона відповідає звуковому тиску 0,5 - 1 Па.

Людина з нормальним слухом здатний розрізнити звуки, частота яких лежить в межах від 16 до 20 000 Гц. Частоти вище 20 кГц називаються ультразвуковими.

Мікрофон характеризується чутливістю (коефіцієнтом передачі), яка визначається відношенням величини електрорушійної сили Е м, що розвивається мікрофоном, до звукового тиску Р м чинному на його мембрану:

Постійну чутливість мікрофон зберігає тільки в певній смузі частот. Для визначення середньої чутливості мікрофона в заданій смузі частот користуються виразом

де k (f) - частотна характеристика мікрофона; f 2 - f 1 - задана смуга частот.

Мал. 2.8. Протівоместная схема мостового типу

Мал. 2.9. Протівоместная схема компенсаційного типу

Зазначена схема складається з трьох обмоток (I, II і III) автотрансформатора і біфілярного обмотки IV автотрансформатора АТР, яка виконує роль компенсатора. Особливістю біфілярного обмотки IV є відсутність індуктивного опору, тобто така обмотка має тільки активним опором R к. Обмотка III має напрямок витків, протилежне обмоткам I і II.

При передачі мови вихідний розмовний струм, що генерується мікрофоном М, проходить по двох ланцюгах - місцевої та лінійної.

За лінійної ланцюга вихідний розмовний струм проходить через обмотку I автотрансформатора АТР в провідну лінію зв'язку.