10.9. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ИНДЕКСОВ ТРАКТА, РАЗБОРЧИВОСТИ РЕЧИ И ОБЩЕГО УРОВНЯ ПЕРЕДАЧИ

1. Задана звукофикация большой площади Озвучение ее происходит цепочкой громкоговорителей, расположенных по одной длинной стороне ( Микрофоны находятся на трибуне и частично заэкранированы от прямого звука строением, на котором находится трибуна. Был рассчитан уровень звукового поля, создаваемый всеми громкоговорителями в точке микрофона на всех октавных частотах, и рассчитана направленность микрофонов (составленных из 6 микрофонов в сторону громкоговорителей, и на этой основе был найден предельный индекс тракта (см. § 8.8).

Рациональный индекс тракта (см. § 10.6) определен при условии, что акустические шумы речевого типа с общим уровнем (в табл. 10.4 шумы первого типа). Общий уровень помех от отраженных сигналов и от взаимного действия мешающих громкоговорителей на ниже речевого сигнала (помехи складываются из взаимных на ниже речевого, от отраженных волн и от второй вспомогательной цепочки). Расчет

фактического индекса тракта приведен в табл. 10.11.

Таблица 10.11. (см. скан) Определение фактического индекса тракта с

Таблица 10.12. (см. скан) Данные расчёта разборчивости речи

На рис. 10.9 приведены частотные характеристики индексов тракта. Из него видим, что даже на частоте 500 Гц фактический индекс тракта на ниже предельного, т. е. есть запас на устойчивость, равный Сравнивая рациональный индекс с фактическим, видим, что есть между ними различие только на низких частотах (250 Гц), а на остальных они близки друг к другу. Это свидетельствует о близости к максимально возможной в этих условиях разборчивости речи.

Исходные данные для расчета разборчивости речи: спектральные уровни речи у слушателя, спектральные уровни помех (на ниже речевых) и спектральные уровни акустических шумов (см. табл. 10.4). Суммируем спектральные уровни шумов и помех по интенсивности: Вычитая последние из спектральных уровней речи, получаем уровень ощущения По нему находим коэффициенты разборчивости (см. табл. 10.5). Все; расчетные данные сведены в табл. 10.12.

Формантную разборчивость определяем по формуле что соответствует (см. табл. 10.6) слоговой разборчивости т. е. несколько выше средней хорошей оценки (

Для получения слоговой разборчивости не менее (граница хорошей и отличной понятности) необходимо снизить уровень помех. Это можно сделать путем применения более направленных громкоговорителей (например, раздвинуть звуковые колонки на расстояние не менее что повысит направленность — эксцентриситет повысится до 0,985, т. е. будет равен эксцентриситету в вертикальной плоскости и уменьшатся взаимные помехи на повысить коэффициент поглощения стены здания до 0,95 путем применения штукатурки повысить направленность звуковых колонок путем сдваивания их по вертикали, что повысит эксцентриситет с 0,92 до Все это снизит уровень помех с и формантная разборчивость повысится до

В данном расчете индекс тракта на понижен по отношению к рациональному. Это означает возможность повышения акустических шумов с 71 до без существенного снижения разборчивости речи.

Постоянство коэффициента разборчивости в диапазоне свыше 250 Гц показывает хорошее качество звучания речи (лишь немного снижается разборчивость низких звуков речи с формантами ниже 250 Гц).

2. Задана звукофикация аппаратного зала. Уровень шумов в зале равен производственного типа (табл. 10.4, тип 4). Значения акустического отношения в децибелах приведены в табл. 10.13.

Для заданных уровней акустических шумов вещательные микрофоны непригодны, поэтому возьмем микрофон типа ДЭМШ. Его индекс направленности запишем в табл. 10.13. Заметим, что его шумостойкость очень велика на низких частотах, а на высоких приближается к шумостойкости вещательных микрофонов. Но на высоких частотах спектральный уровень акустических шумов обычно значительно ниже, чем на низких, и поэтому такой микрофон удовлетворяет высоким требованиям по шумозащищенности тракта.

Вычислим предельный индекс тракта по диффузному полю, так как для распределенной системы предельный индекс тракта по прямому звуку очень мал. Подставляя значения индекса направленности для микрофона ДЭМШ и акустического отношения, находим искомые индексы тракта. Для частоты 500 Гц:

Рис. 10.9. Частотные характеристики индексов тракта для звукофикации площади: 1 — предельного; 2 — рационального и 3 — фактического

Таблица 10.13. (см. скан) Данные расчета предельного и рационального индексов тракта

Рассчитываем его аналогично для других октавных частот и величины индексы тракта записываем в табл. 10.13.

Рис. 10.10. Частотные характеристики индексов тракта: 1 — суммарного, нормированного; 2 — фактического; 3 — предельного; 4 — рационального

Вычисляем помехи от реверберации и суммируем их с помехами от диффузного звука от отражения головы (табл. 10.4). Суммарные помехи записываем в ту же таблицу. В эту же таблицу записываем спектральные уровни речи, увеличенные на вследствие приближения микрофона ко рту с до 2,5 см, и спектральные уровни акустических шумов из табл. 10.4. По этим данным находим рациональный индекс тракта (см. § 10.6) и записываем его данные в ту же таблицу. На самых высоких частотах они приближаются предельным.

Рассчитаем фактический индекс тракта. Составим таблицу чувствительйостей микрофона и громкоговорителя, нормированных для чувствительности на частоте 1000 Гц, и сумму этих чувствительностей запишем в табл. 10.14. В эту же таблицу запишем предельный и рациональный индексы тракта. Смещая нормированную характеристику тракта на получаем фактический индекс тракта (табл. 10.14 и рис. 10.10), ни в одной из точек не превышающий предельный. Фактический индекс тракта ниже рационального. Это означает, что разборчивость получится ниже максимально возможной в условиях заданных акустических шумов.

Расчет разборчивости речи. Проведем расчет по сокращенной методике. Из табл. 10.13 перепишем значения спектральных уровней речи у микрофона спектральных уровней акустических шумов суммарной поправки и фактического индекса тракта в табл. 10.15. Затем вычислим спектральные уровни у слушателя и спектральные уровни помех

Для первой октавы (см. табл. 10.8).

Просуммируем уровни помех и акустических шумов по интенсивности (см. табл. 10.2). Для первой октавы.

Найдем уровень формант а по нему

Таблица 10.14. (см. скан) Расчет фактического индекса тракта

Таблица 10.15. (см. скан) Расчет разборчивости речи и уровня прямого звука

коэффициент разборчивости (см. табл. 10.5). Для первой октавы Все вычисленные данные для других октав заносим в табл. 10,15. Подставляя полученные значения коэффициента разборчивости, найдем формантную разборчивость. Она равна 0,44, это соответствует слоговой разборчивости словесная равна т. е. обеспечивается почти отличная понятность речи (см. табл. 10.2). Заметим, что при использовании звуковых колонок можно получить несколько более высокую разборчивость, так как уменьшается диффузная составляющая вследствие большей направленности громкоговорителя. При этом коэффициент разборчивости мало зависит от частоты, т. е. все частоты (кроме самых высоких) передаются почти одинаково.

Расчет уровня прямого звука и выбор аппаратуры. По спектральным уровням речи у слушателя (см. табл. 10.13) определим относительные плотности интенсивности и запишем их в табл? 10.15. Туда же переписываем ширину октавных полос из табл. 10.4, Затем, умножая плотность интенсивности на соответствующую ширину полосы, получаем интенсивность в этой октавной полосе Эти значения запишем в табл. 10.15 и просуммируем их для всех полос. Получим общую интенсивность она равна 3,55 108 Это соответствует Пиковые уровни равны Выбранные громкоговорители не обеспечат такие уровни, они создают уровни только

Следовательно, тракт будет ограничивать речевой сигнал по амплитуде на но такое ограничение все же допустимо для диспетчерской связи.

Можно применить ограничитель уровня. Как показывают расчеты, при предельном ограничении даже громкоговорители дают запас более чем на Для нормальной работы громкоговорителей необходим усилитель мощностью Но, учитывая перегрузки, целесообразно выбрать ее равной