Помехи в тракте звукоперелачи

Одна из наиболее серьезных причин, мешающих высококачественному воспроизведению передаваемой программы, — помехи, возникающие в тракте звукопередачи. Особенно неприятны на слух помехи в паузах, а также на тихих местах исполнения, когда они не маскируются полезным сигналом и потому существенно мешают восприятию звука.

Помехи по своему характеру и происхождению разделяются на фон, шум, импульсные помехи (трески, щелчки) и различного характера внешние наводки.

Фон проявляется обычно в виде прослушиваемого низкого однотонного гудения с частотой 50 или 100 Гц. Причина фона может быть двоякой: чаще всего это плохая фильтрация переменной составляющей напряжения, выпрямленного в источнике питания и используемого для питания транзисторов или электронных ламп усилителей. Но могут проявиться и внешние наводки, появляющиеся за счет электромагнитной связи цепей передачи звука с посторонними источниками электрических и магнитных полей (например, трансформаторов, силовых электрических кабелей, театральных софитов и т.п.) Таким же путем, т.е. путем электромагнитных наводок на токоведущие цепи канала передачи звукового сигнала, могут проникнуть в канал и, так называемые, "внятные" помехи, например, посторонние программы, близко расположенных мощных радиовещательных станций и т.п. Для борьбы с наводками любого характера следует тщательно защищать, применяя экранировку, тех цепей, по которым протекают слабые токи (например, микрофонные провода).

Принцип действия экранов следующий. Провод, по которому передаются токи звуковой частоты, заключаются в гибкую и достаточно густую металлическую сетку (чулок), обязательно заземленную. Электрические заряды, образующиеся на экране из-за влияния внешних полей, стекают на землю, не наводя помех на токоведущие части схемы.

Но самым характерным и типичным шумом является шум, не имеющий ни определенного тона, ни ритма, у которого, следовательно, ни одна частотная полоса не отличается от другой по энергии и ни один отрезок, выделенный во времени, не отличается от другого по частотному составу. Такой шум называют "белым" Избавиться от такого шума при звукопередаче — задача не из легких. Единственная наиболее радикальная мера — специальный подбор малошумящих транзисторов и резисторов, а также подача на вход первых каскадов усилителей как можно большего по уровню полезного сигнала, чтобы он во много раз превосходил шумы первых ступеней усиления и сделал бы их менее заметными на слух.

Поэтому, например, в микрофонных усилителях, усиливающих весьма малые (порядка единиц милливольт) напряжения, на входе усилителя обычно устанавливается микрофонный трансформатор, в несколько раз увеличивающий напряжение сигнала, поступающего от микрофона.

Часто, когда основной помехой воспроизведению являются только шумы усилителей или магнитной ленты (кстати, наиболее неблагополучным с этой точки зрения участок тракта) оценить качество воспроиз­ведения в усилителе можно по отношению сигнал/шум. В этом случае отношение сигнал /шум можно рассматривать как характеристику соответствующего участка цепи или канала в целом. Тогда говорят, что, на-пример, шум тракта — минус 60 дБ; это значит, что собственные шумы канала передачи на 60 дБ меньше по уровню, чем номинальное выходное напряжение полезного сигнала (т.е. в 1000 раз).

2.2.5. Динамический диапазон передачи

Динамическим диапазоном передачи называют выраженное в децибелах отношение максимально допустимого в передаче уровня сигнала к минимально допустимому. Максимальный уровень (при фортиссимо) ограничивается номинальным уровнем 0 Дб, минимальный (при пьяниссимо) — должен по крайней мере в 2—3 раза (т.е. на 6—8 дБ) превышать уровня шума тракта, что позволяет избежать маскировки шумом полезного сигнала на тихих местах.

Надо отметить, что современная аппаратура способна обеспечить достаточно широкий динамический диапазон. Однако, в радиовещании приходится считаться с условиями, в которых находится слушатель. Шумы жилой комнаты в тихое время суток превышают порог слышимости примерно на 30 дБ. Если пытаться передать полностью натуральный динамический диапазон оркестра, равный 70—80 дБ, то уровень сигнала на пианиссимо следовало бы установить не ниже, чем 40 дБ (чтобы не мешали шумы помещения). Фортиссимо, при этом, по громкости должно соответствовать 110—120 дБ. Такой уровень неприемлем, хотя бы из-за существующей звукоизоляции между квартирами, но, что еще существеннее, и сам слушатель не выдержал бы столь оглушающей громкости, близкой к пределу возможностей человеческого слуха.

Поэтому динамический диапазон передачи в системах радиовещания и звукового сопровождения телевидения не должен превышать 40 дБ. Этот диапазон существенно меньше натурального динамического диапазона при "живом" исполнении. Таким образом, в радиовещании, телевидении и звукозаписи приходится прибегать к искусственному сжатию динамического диапазона, которое осуществляется либо вручную, либо автоматически.