Основные характеристики речевого сигнала и требования к телефонному тракту. Принцип действия угольного микрофона, страница 2

Рис. 7.1. Телефонный аппарат

Энергия этих колебаний через линию связи (ЛС) поступает на телефон (Т) или громкоговоритель, где преобразуется в звуковую энергию. Для двусторонней телефонной передачи микрофон и телефон должны устанавливаться в телефонных аппаратах (ТА) обоих абонентов. ТА соединяются через коммутационный узел (КУ) с помощью линий, называемых абонентскими линиями (АЛ) (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Схема связи телефонных аппаратов

ТА предназначены для приема и передачи управляющих, вызывных и речевых сигналов, а также для посылки адресных (набор номера) сигналов. Адресную информацию передают с помощью номеронабирателя. В настоящее время функции ТА намного шире и включают ряд услуг.

Коммутационные узлы, в которые включаются абонентские линии (АЛ) и которые соединяются с другими КУ по соединительным линиям, называются телефонными станциями (ТС). Станционные устройства по адресной информации обеспечивают соединение автоматическим способом ТА на время разговора, а также предоставляют целый ряд услуг.

Телефонные тракты могут быть двухпроводными, четырехпроводными, а также составленными из двух- и четырехпроводных участков. Четырехпроводный телефонный тракт состоит из двух двухпроводных ТЛФ трактов, обеспечивающих двустороннюю передачу речи (рис. 7.3).

Такой тракт устойчив против самовозбуждения вследствие незначительного электромагнитного влияния между параллельными участками трактов и небольшой акустической связи между микрофоном и телефоном.

Рис. 7.3. Четырехпроводный телефонный тракт

Использование в городских СТС 4-проводных трактов экономически нецелесообразно. Поэтому в ТА вводится двухобмоточный трансформатор или трехобмоточный трансформатор с балансным контуром. С помощью этого контура обеспечивается подключение преобразователей ТА к двухпроводной АЛ.

Рис. 7.4. Переход с 2-проводного на 4-проводный тракт

Трехобмоточный трансформатор с балансным контуром образует дифференциальную систему, которая уменьшает электрическую обратную связь между микрофоном и телефоном ТА.

При ведении разговора к качеству передачи речи по телефонному тракту предъявляются требования разборчивости, громкости и натуральности.

МККТТ разработал нормы оценки качества телефонной передачи.

ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

Одной из важных характеристик речевого сигнала является спектр звуковых частот. Частоты звуковых колебаний сосредоточены в диапазоне 80-12000 Гц. При этом тип голоса определяется диапазоном частот, образуемых в полости рта, так, бас – это частоты 80-320 Гц, баритон – 100-400 Гц, сопрано – 250-1200 Гц и т.д.

Кроме используемого диапазона частот речевой сигнал характеризуется интенсивностью звука – количеством энергии звуковых колебаний, проходящих через единицу поверхности, расположенную перпендикулярно к направлению ее распространения, за единицу времени. Интенсивность звука I [Вт/м2] и звуковое давление Р [Па] связаны соотношением I=kP, где k – коэффициент, зависящий от давления и температуры воздуха.

Следующей звуковой характеристикой является динамический диапазон речи

                     ,  дБ,                                  (7.1)

где Imax, Imin максимальное и минимальное значение интенсивности звука.

Минимальное значение интенсивности звука, которое воспринимается ухом I0=10-12 Вт/м2, а порог болевого ощущения определяет Imax max=1 Вт/м2, т.е. максимальный динамический диапазон речи равен Dmax=120.

Для неискаженной передачи звуков различной возможной интенсивности необходимо обеспечить динамический диапазон речи Dр=57 дБ. При передаче речи без выкриков достаточен динамический диапазон 30-40 дБ, поэтому такой сигнал рекомендуется для передачи по ТЛФ трактам.

Для уха характерен также эффект маскировки речи, под которым понимается понижение чувствительности уха к слабым звукам при одновременном воздействии звуков большой интенсивности. Этот эффект связан с адаптацией слухового аппарата, т.е. способностью уха изменять свою чувствительность, приспосабливаясь к интенсивности воздействующих колебаний.