Пристрої формування аудіо та відео сигналів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВСТУП

мовлення проводовий мережа розподільчий

Мовленням називають доведення до широкого кола слухачів і глядачів мовленнєвих передач за допомогою засобів електрозв'язку. Розрізняють звукове та телевізійне мовлення. Сукупність інформації, що закінчена в тематичному відношенні, називають мовленнєвою передачею.

В звуковому мовленні до мовних передач відносять мовленнєву (репортаж з місця подій, художні читання), музичну (інструментальна музика, спів), та змішані (художнє читання з музичною вставкою, літературно-драматичні передачі).За способом передачі сигналів звукового мовлення розрізняють системи радіомовлення і проводового мовлення.

У 1876 р. Олександр Белл зробив епохальний винахід - телефон, і техніка передачі мовних сигналів по провідних лініях зв'язку почала дуже швидко розвиватися. Як виявилося, ця техніка ідеально підходить для створення мереж проводового звукового мовлення.

Проводове мовлення - це вид електрозв'язку, який забезпечує передачу населенню програм звукового мовлення, через лінії проводового мовлення. Технічні принципи і методи організації проводового мовлення (ПМ) реалізуються на базі вузлів проводового мовлення (радіотрансляційних вузлів). Проводове мовлення дісталося Україні від радянських часів. Здійснюється по так званій радіотрансляційній мережі, яка дозволяє одночасну передачу трьох звукових програм. Проводове мовлення частково дублює мовлення ефірних радіостанцій, проте, існують радіокомпанії, які здійснюють мовлення виключно по мережі проводового звя'ку. Усі такі станції розбито за територіальною ознакою.

Особливі ознаки проводового мовлення - відносно висока якість звучання з мінімумом перешкод при простоті і дешевизні абонентських приймачів, енергонезалежність, висока надійність за рахунок простоти пристрою і дублювання багатьох елементів системи.

Недоліками такої системи є - необхідність прокладки розгалужених мовних мереж, можливість використання тільки стаціонарних приймачів, обмежений вибір програм для прослуховування.



1. ТРАКТ ФОРМУВАННЯ ПРОГРАМ ЗМ

В радіодомі знаходиться комплекс пристроїв, які складають перший тракт електричного каналу звукового мовлення - тракт формування програм (ТФП).

У ТФП (рис.1.1) здійснюються процеси підготовки та випуску програм ЗМ , їх тиражування , комутація по входах з'єднувальних ліній до трактів розподілу програм, контроль параметрів якості, забезпечення надійності функціонування всього комплексу обладнання. Склад обладнання ТФП визначається числом та обсягами створюваних програм ЗМ .

Рис. 1.1 Типовий тракт формування програм

ТА - трансляційна апаратна ;

МА - мовна апаратна ;

ЦА - центральна апаратна;

ПА - програмна апаратна ;

ЗЛ - з'єднувальні лінії ;

СА - студійна апаратна.

Центр формування програм звукового мовлення (рис.1.2) представляє собою комплекс засобів, які призначені для створення мовних програм. В системі звукового мовлення це - радіодім.

Рис.1.2 Схема центра формування програм ЗМ

СТП - стаціонарний трансляційний пункт ;

МТП - мобільний трансляційний пункт ;

ММА - міжміська мовна апаратна ;

АСБ - апаратно-студійний блок ;

БЗ - блок запису ;

ТА - трансляційна апаратна ;

АПБ - апаратно-програмний блок ;

ЦА - центральна апаратна ;

АМТ - апаратна міжміських трансляцій.

В центр формування програм ЗМ сигнали потрапляють із стаціонарних або рухомих трансляційних пунктів. Від міжміської мовної апаратної сигнали потрапляють в апаратну міжміських трансляцій. З виходу обох апаратних ТА і АМТ сигнали прямують в ЦА. Обладнання СТП розміщують в місцях, звідки передачі йдуть досить часто (театри, стадіони, концертні зали), обладнання МТП - в місці передачі лише на час трансляції. З виходу центра формування програм (з виходу ЦА) сигнали потрапляють до споживачів мовних програм.

Студія разом з апаратурою яка її обслуговує утворюють апаратно-студійний блок. Зазвичай АСБ використовують для організації мовлення із студії,репетиції з майбутнім записом програм на носій. Якщо АСБ використовують лише для запису то його називають блоком запису.

При великій кількості програм, які створюються в центрі формування програм в його склад входять апаратно-програмні блоки. Мовну програму остаточно формують з окремих фрагментів, які направляються в ЦА з АПБ (або з АСБ якщо об'єм інформації не великий). Сигнали, що потрапляють в ЦА у відповідності з розкладом включають на передачу. Наявність АПБ дозволяє автоматизувати передачу мовних програм. Цей тракт починається на виході джерела сигнала (мікрофона, магнітофона, з'єднувальних лінй) і закінчується на виході центральної апаратної.

2. СТРУКТУРНА СХЕМА ТРИ ЛАНКОВОЇ МЕРЕЖІ ПМ

При навантаженні більше десяти тисяч абонентських пристроїв або більшій довжині фідерів використання двух ланкової мережі ПМ не забезпечує потрібні параметри якості. В таких випадках використовують три ланкові мережі ПМ. Три ланкова мережа ПМ зображена на рис.2.1.

Рис.2.1 Структурна схема три ланкової мережі ПМ

МФ - магістральний фідер ;

ТП - трансформаторна підстанція ;

РФ - розподільчий фідер ;

АТ - абонентський трансформатор ;

АЛ - абонентська лінія ;

АП - абонентський пристрій.

Головною відмінність від одно- та двох ланкової мережі ПМ є наявність магістрального фідера. Він являє собою лінію з підвищеною напругою (480, 640 або 960 В), яка призначена для живлення розподільчого фідера.

Принцип роботи мережі наступний. З виходу підсилювальної станції ПМ сигнали звукового мовлення через магістральний фідер потрапляють на вхід трансформаторної підстанції. На трансформаторній підстанції відбувається зниження напруги живлення до 120, 240, 340 В для повітряних розподільчих фідерів та до 60, 85, 120, 170, 240, 340 В для підземних розподільчих фідерів. До розподільчих фідерів підключається абонентський трансформатор в якому відбувається зниження напруги до 30 В. Після трансформатора йде абонентська лінія до якої підключаються абонентські пристрої. Розглянемо принципіальну схему АП (рис.2.2).

Рис.2.2 Принципіальна схема абонентського пристрою

К обм - обмежуючий резистор ;

АВ - абонентський ввід ;

Т - понижуючий трансформатор ;

R - резистор регулювання гучності ;

ГД - головка динамічна.

АГ - абонентський гучномовець.

У абонентів вузлів ПМ встановлюються абонентські гучномовці або приймачі ПМ, які через абонентський ввід (домашню мережу) підключається до розподільчої мережі ПМ. В склад абонентського гучномовця входить знижувальний трансформатор, регулятор гучності і головка динамічна. Абонентський гучномовець разом з обмежувальним резистором і абонентським вводом називають абонентським пристроєм.

3. РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ВУЗЛА ПМ З ДЕЦЕНТРАЛІЗОВАНИМ ЖИВЛЕННЯМ РОЗПОДІЛЬЧОЇ МЕРЕЖІ

Вибір способу організації ПМ к кожному конкретному випадку визначає ряд факторів : щільність і характер розподілення навантаження, можливість забезпечення безперебійної подачі програм з необхідними параметрами якості, техніко-економічні показники.

По способу живлення розподільчої мережі розрізняють вузли ПМ з централізованим і децентралізованим живленням. На вузлах ПМ з централізованим живленням мережі станційне обладнання (підсилювачі, передавачі) зосереджені територіально в одному місці, на станції ПМ.

При децентралізованому способі живлення мережі ПМ станційне обладнання знаходиться на центральній станції проводового мовлення, опорно-підсилювальна станція при трьох ланковій розподільчій мережі або підсилювальних станціях при двох ланковій розподільчій мережі.

Для розробки структурної схеми вузла проводового мовлення з децентралізованим живленням розподільчої мережі я використав такі елементи:

ЦСПМ - центральна станція проводового мовлення ;

ОПС - опорно-підсилювальна станція ;

ТП - трансформаторна підстанція.

Спочатку розглянемо призначення кожної станції проводового мовлення.

Центральна станція проводового мовлення організовується на вузлах ПМ з децентралізованим живленням розподільчої мережі у великих містах. Функції ЦСПМ наступні :

1. отримання програм звукового мовлення від джерел програм ;

2. підсилення вірнів програм до необхідних для подачі на ОПС ;

3. вибір і розподіл програм на ОПС ;

4. дистанційне керування і безперервний контроль за роботою ОПС,ТП.

Опорно підсилювальна станція обладнується при тьох ланковії розподільчій мережі. Вона призначена для прийому програм мовлення, які потрапляють з ЦСПМ та підсилення їх і розподіл по МФ на ТП. Для підсилення і перетворення сигналів звукового мовлення на ОПС встановлюють підсилювачі потужністю 5,15 кВт, а також передавачі потужністю 500 або 250 Вт. Число і номінальна потужність ПМ визначається із умов :

1. забезпечення живленням всіх підключених до даної ОПС робочих

МФ і одного із резервних з найбільшим навантаженням ;

2. градація потужностей підсилювачів ;

3. включення підсилювачів на окремі навантаження ;

4. можливості апаратури вихідної комутації станції.

Число підсилювачів на ОПС не повинно перевищувати чотирьох. Потужність підсилювачів і передавальних пристроїв розподіляється за допомогою штативів вихідної комутації. Телеуправління і телеконтроль апаратури ОПС відбувається по ЗЛ. В склад обладнання ОПС входить штатив телеуправління і телесигналізації.

Трансформаторна підстанція призначена для зниження напруги яка підводиться з МФ до 120 або 240 В та подачі сигналів звукового мовлення в РФ.

Блок-станція обладнується при відсутності резервних МФ, обладнання станції поєднується з обладнанням ТП. На БС повинен бути один підсилювач з такою номінальною вихідною потужністю, яка необхідна для живлення підключених до даної станції РФ.

Розглянемо структурну схему та принцип роботи вузла ПМ з децентралізованим живленням розподільчої мережі (рис. 3.1), кількість ОПС-3. На її основі буде будуватись структурна схема із кількістю ОПС-4.

Рис. 3.1 Структурна схема вузла ПМ з децентралізованим живленням

ЦСПМ - центральна станція проводового мовлення ;

ОПС - опорно-підсилювальна станція ;

ТП - трансформаторна підстанція ;

БС - блок-станція ;

РФ - розподільчий фідер ;

ЗЛ - з'єднувальна лінія ;

МФ - магістральний фідер ;

Рез. ФМ - резервний магістральний фідер.

Програми звукового мовлення від джерел програм потрапляють на ЦСПМ. Після попереднього підсилення по з'єднувальних лініях вони розподіляються між ОПС. По цим же з'єднувальних лініях з ЦСПМ здійснюється дистанційне управління і контроль за роботою обладнання ОПС. На ОПС відбувається основне підсилення сигналів ЗМ і розподіл їх по МФ на ТП. Для підвищення надійності ТП підключені через резервні МФ до з'єднань з ОПМ. При пошкодженні обладнання, наприклад ОПС-2, ТП-2 буде отримувати живлення від ОПС-1. Коли резервний МФ через велику свою довжину будувати не економічно та не доцільно, ТП поєднують з резервним підсилювачем звукових частот. Такі станції називають блок-станціями БС. Блок-станцію включають тільки при пошкодженні основного МФ.

Зміни, згаданої вище, схеми полягають у додаванні четвертої ОПС, ТП, з'єднувальних ліній та декількох резервних магістральних фідерів. Принцип побудови простий. В районах де необхідно покращити якість, стабільність, звукових програм розміщують додаткові ОПС. До неї, у свою чергу, через основну з'єднувальну лінію підключають ТП. Необхідно також враховувати що будь-якої миті ЗЛ може вийти з ладу. Тому обов'язково прокладають резервний МФ до найблищої ТП. Керування ОПС4 та ТП4 здійснюється ЦСПМ, за допомогою ЗЛ.

Використання децентралізованого способу живлення розподільної мережі ПМ дозволяє спростити лінійні споруди, підвищити надійність і стабільність роботи. Однак при цьому ускладнюється експлуатація станційного обладнання та забезпечення станцій автономними джерелами живлення.

Рис. 3.2 Структурна схема вузла проводового мовлення з децентралізованим живленням розподільчої мережі. Кількість ОПС-4

4. ТИПОВІ ТРАКТИ ВТОРИННОГО РОЗПОДІЛУ СИГНАЛІВ ПО ПРОВОДОВОМУ МОВЛЕННІ

Тракт вторинного розподілу програм - це частина ЕКЗМ, яка призначена для передачі сигналів програм безпосередньо до прийомних пристроїв - абонентських пристроїв системи проводового мовлення. Тракт починається на виході ЗЛ по якій мовний сигнал потрапляє на вхід ЦСПМ і закінчується абонентською розеткою (АР). Розрізняють вторинний тракт розподілу сигналів для великого міста (рис.1.6) та сільської місцевості (рис.1.7).

В тракт проводового мовлення великого міста входять :

1. ЦСПМ ;

2. ЗЛ, з'єднує ЦСПМ з опорними підсилювальними станціями (ОПС) ;

3. магістральна фідерна лінія (МФЛ);

4. знижувальна трансформаторна підстанція (ТП);

5. розподільча фідерна лінія (РФЛ);

6. знижувальний абонентський трансформатор (АТ) ;

7. абонентські лінії (АЛ) .

Рис.1.6 Тракт вторинного розподілу сигналів для великого міста

В тракт ПМ сільської місцевості (рис.1.7) входить станція районного вузла проводового мовлення (ВПМ), канал мовлення КВ сільської телефонної мережі, станція сільського ВПМ і далі МФЛ, ТА, РФЛ, АТ, АЛ.

Рис.1.7 Тракт вторинного розподілу сигналів для сільської місцевості

5.РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ

Початкові данні:

Максимальна напруга сигналу ЕКЗМ вищого класу якості дорівнює 1,5 В, мінімальна напруга дорівнює 8,7мВ. Визначити в каналі да допустиму наругу шуму.

ЕКЗМ - електричний канал звукового мовлення - це сукупність технічних засобів, які дозволяють передавати електричні сигнали звукового мовлення з виходу мікрофона до абонентської розетки провідного мовлення (система провідного мовлення).

Параметри ЕКЗМ - це характеристики, які використовуються в електричних сигналах звукового мовлення. Це напруга та рівень шуму, максимальна та мінімальна напруга, максимальний та мінімальний рівень шуму, допуск перекриття завад, динамічний діапазон, і т. і.

Параметри шуму зазвичай визначають для того, щоб завадити його проникненню до ЕКЗМ, оскільки він вважається звуковим сигналом і перетворюється в електричній разом з потрібним сигналом, що не потрібно для прослуховування на приймальній стороні.

Також потрібно визначати рівні цих параметрів, щоб знати, яке обладнання використовувати для каналу або як правильно його налаштовувати та як будувати діаграму рівнів. Діаграма рівнів - це графік зміни рівня в окремих точках мовленнєвого тракту. Її будують на етапі проектування мовленнєвого тракту (ця діаграма називається розрахунковою). Дані, отримані в процесі побудови діаграми, дозволяють правильно побудувати структурну схему тракту (розрахунок підсилення, затухання регуляторів).

1.) Перший параметр який легко визначити - це рівень мінімального значення сигналу в ЕКЗМ. Визначається за формулами [1] :

, дБ (5.1)

, дБ (5.2)

де - мінімальна напруга сигналу в ЕКЗМ ;

=0,775 В - нульове значення напруги в ЕКЗМ ;

=15дБ - допуск перекриття завад корисного сигналу для ЕКЗМ

вищого класу ;

- рівень шуму в ЕКЗМ.

2.) Рівень максимальної напруги сигналу в ЕКЗМ визначається за формулою [1]:

(5.3)

де - максимальний рівень напруги сигналу в ЕКЗМ ;

Umax - максимальна напруга сигналу в ЕКЗМ.

3.) Динамічний діапазон звукового тиску або натуральний динамічний діапазон визначається різницею максимального та мінімального рівнів звукового тиску, який вимірюється протягом часу передачі звука. Визначається за формулою, що взята з [1]:

(5.4)

де - максимальний рівень напруги сигналу в каналі ЕКЗМ ;

- мінімальний рівень напруги сигналу в каналі ЕКЗМ.

4.) З формули (5.2) виводимо формулу для знаходження рівня шуму:

, дБ (5.5)

5.) Для отримання допустимої напруги шуму в ЕКЗМ потрібно скористатися формулою з [1] :

6). З формули (5.6) виводимо формулу для допустимої напруги шуму:

(5.7)

РОЗРАХУНОК

1.) Використовуючи формулу (5.1) розраховуємо мінімальний рівень сигналу в ЕКЗМ :

, дБ

2.) Потім за допомогою формули (5.3) розраховуємо максимальний рівень сигналу в ЕКЗМ :

3.) За допомогою формули (5.4) визначаємо динамічний діапазон :

, дБ

4.) Підставивши значення у формулу (5.5) знайдемо рівень допустимого шуму :

5.) Використовуючи формулу (5.7) розраховуємо останній параметр:

В результаті після проведених розрахунків параметрів отримуємо :

Динамічний діапазон

Допустима напруга шуму



ВИСНОВОК

В ході виконання курсового проекту, я використовував набуті знання з предмету «Пристрої формування аудіо та відео сигналів» та інших предметів таких як «Радіоприймальні та передавальні пристрої».

В ході виконання роботи я розглянув та описав, що собою являє проводове мовлення та зрозумів, що воно є повноцінною альтернативою іншим електронним засобам масової інформації. Тому, що одним з головних завдань проводового мовлення є оповіщення населення у разі виникнення надзвичайних ситуацій у воєнний або звичайний час.

Також в цій роботі я виконував завдання на знаходження допустимої напругу шуму в електричному каналі звукового мовлення ЕКЗМ, динамічного діапазону та побудови структурної схеми вузла ПМ з децентралізованим живленням розподільчої мережі, де я набув навичок в програмі «Компас 3D.В цілому, отриманих знань з курсу предмету «Пристрої формування аудіо та відеосигналів» мені буде достатньо щоб в майбутньому отримати гарну кваліфікацію та влаштуватися на гідну роботу за фахом.



ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Звуковое и телевизионное вещание: Учебник для техникумов / А.В. Выходец, В.И. Коваленко, М.Т. Кохно. - М.: Радио и связь, 1987. - 448 с.: ил.

2. http://www.tehlit.ru/1lib_norma_doc/9/9937/index.htm

3. http://library.tuit.uz/el_ucheb/elektroakustika_i_radioveshanie/ch9.htm

Размещено на Allbest.ru