чением числа передаваемых программ и развитием проводной стереофонии.

На сетях проводного вещания были испытаны несколько систем стереофонического вещания. К ним относятся системы с независимым каналом и с двойным суммарно-разностным преобразованием.

В первой системе для передачи сигналов Л и П используют II и III вьюокочастотные каналы (см. рис. 5.4). Система легко реализуется на действующих сетях ТПВ. Отмечается хорошее качество стереоэффекта, обусловленное тем, что оба радиоканала ТПВ имеют практически одинаковые параметры качества. Однако такая система обладает и существенным недостатком. Ни по одному из каналов не передается совместимый сигнал, поэтому на время стереопередачи владельцы монофонических устройств лишаются двух монофонических программ.

Во второй системе для получения совместимости использовано суммарно-разностное преобразование сигналов стереопары. Несущая частота I канала модулируется совместимым суммарным сигналом Л + П, а несущая частота III канала - сигналом Л - П. В этой системе для владельца монофонического приемного устройства ТПВ можно считать потерянным лишь один высокочастотный канал.

Для приема стереофонической передачи в первой системе необходимы два однотипных монофонических приемных устройства ТПВ, во второй - дополнительная приставка с устройством суммарно-разностного преобразования.

Желание избежать потери одного монофонического канала привело к разработке систем стереофонического ПВ, в которых требуемая ширина спектра радиосигнала равна ширине полосы частот II или III радиоканала.

Заслуживает внимания система с квадратурной модуляцией. В этой системе одним из сигналов стереопары модулируют несущее колебание UaCosmt, а другим - Ufsmat. Сложение этих AM сигналов образует квадратурно-модулированное колебание. Для улучшения совместимости уменьшают коэффициенты модуляции, а также вводят предьюкажения огибающих составляющих квадратурно-модулированного колебания. Препятствием к использованию систем с квадратурной модуляцией в существующей сети ПВ, очевидно, будет большая чувствительность системы к фазовым искажениям. Особенно велики эти искажения в сети на воздушных стальных и биметаллических линиях.

Внедрение стереофонии в проводное вещание приводит к улучшению качества звуковоспроизведения. Однако акустические параметры выпускаемых массовых абонентских громкоговорителей III кпасса довольно низки. Невысокое качество абонентских громкоговорителей не позволяет полностью реализовать параметры даже обыч-

ного ТПВ. Для внедрения стереофонического проводного вещания необходимы вьюококачественные приемные устройства.

Контрольные вопросы

Каковы общие принципы организации проводного вещания (ПВ)? Приведите структурную схему узла ПВ.

Приведите структурные схемы центральной станции (ПВ), опорной усилительной станции, трансформаторной подстанции. В чем заключаются особенности сельского ПВ? Поясните способы подачи программ на сельские узлы ПВ. Каким требованиям должны отвечать мощные усилители ПВ? Приведите структурную схему усилителя ПВ и поясните назначение его функциональных узлов.

Какие существуют способы организации многопрограммного ПВ? Приведите структурную схему передатчика ПТПВ-500/250 и поясните назначение его функциональных узлов.

Чем вызвана необходимость автоматизации сельских узлов ПВ? Приведите структурную схему автоматизированного узла ПВ. 10. Каковы основные принципы организации оповещения населения?

Список литературы

Выходец А.В., Коваленко В.И., Кохно М.Т. Звуковое и телевизионное вещание. -М.: Радио и связь, 1987. - 448 с.

Мишенков СЛ., Копылов A.M., Ефимов А.П. Системы звукового вещания и оповещения. - М.: Московский технический университет связи и информатики, 1995. - 77 с. Радиовещание и электроакустика / Под ред. М.В. Гитлица. - М.: Радио и связь, 1989.-432 с.

Глава 6. Перспективы развития радиовещания

6.1. Стереофония

Несмотря на то, что стереофоническое радиовещание начало внедряться около 30 лет назад, его внедрение и совершенствование актуальны и до настоящего времени. Поэтому остановимся на принципах его организации более подробно. Прежде всего стереофонический сигнал необходимо сформировать.

Формирование стереосигналов. При обычной монофонической передаче звука ( моно - один, фон - звук) звуковые колебания, преобразованные несколькими микрофонами в тракте формирования программ, смешиваются и на приемной стороне излучаются одним громкоговорителем. Однако звукопередача, осуществленная таким образом даже с помощью высококачественной электроакустической аппаратуры, не является полноценной. Это связано с тем, что слушатель, находящийся в зале, воспринимает звуки, приходящие с разных направлений. Благодаря бинауральному эффекту (т.е. слушанию двумя ушами) он может определить место расположения каждой группы инструментов оркестра, солирующего инструмента и солиста или, как говорят, может локализовать источник звука. Значительный вклад в образование объемного звучания путем добавления к прямым звукам отраженных от разных поверхностей вносит зал. Всего этого лишен слушатель, воспринимающий вещательную передачу через один громкоговоритель. Все звуки исходят из одной точки пространства, где он размещен. Звучание при этом становится ненатуральным.

Идеальную по качеству звукопередачу можно осуществить с помощью стереофонической системы, показанной на рис. 6.1. В первичном акустическом поле устанавливают большое число миниатюрных микрофонов, размеры которых существенно не влияют на структуру поля. Каждый из микрофонов соединяют каналом связи с миниатюрным громкоговорителем, установленным в зале прослушивания 2. Если число каналов достаточно велико, а помещение для прослушивания 2 близко по акустическим характеристикам помещению 1, то громкоговорители создадут звуковое поле, идентичное первичному звуковому полю. В рассмотренной системе звукопере-дачи первичное звуковое поле из зала 1 переносится как бы по точкам в зал 2. Эта система называется идеальной многоканальной

Сцена

Помещение 1

ООПП

Помещение 2

Рис. 6.1. Идеальная стереофоническая звукопередача

стереофонической. Идеальную стереофоническую звукопередачу практически осуществить невозможно, поэтому применяют системы звукопередачи с ограниченным числом каналов. Уменьшение числа применяемых каналов приводит к появлению некоторых ошибок при звуковоспроизведении. Однако, как показали многократные исследования, для получения достаточно хорошего стереофонического эффекта при звуковоспроизведении не обязательно иметь большое число каналов.

Если ввести условный коэффициент стереофоничности и принять его равным нулю при монофонической передаче и равным единице при бесконечно большом числе каналов, то окажется, что при двухка-нальном воспроизведении звука он находится в пределах 0,6-0,7. Поэтому двухканальная стереофония получила широкое распространение как у нас в стране, так и за рубежом.

Рассмотрим способы формирования стереосигналов. Сам по себе стереоэффект определяется двумя факторами; разностью во времени прихода сигнала к левому и правому уху и разностью интенсивно-стей этих сигналов. На первый взгляд кажется, что наиболее полно эти два фактора будут реализованы в системе АВ, в которой два микрофона А \л В с одинаковыми характеристиками располагают сим-

Рис. 6.2. Микрофонная система АВ

метрично по двум сторонам помещения (рис. 6.2). Сигналы с выходов микрофонов по отдельным каналам поступают к двум громкоговорителям, расположенным справа и слева относительно слушателя.

Стереофонический эффект достигается тем, что звук, принимаемый ближним к источнику звука микрофоном, имеет более высокий уровень и опережает по времени тот же звук, принимаемый другим микрофоном. Это соотношение уровней и временных сдвигов сохраняется и в звуках, воспроизводимых соответствующими громкоговорителями для слушателей, находящихся в так называемой зоне стереоэффекта, обозначенной на рис. 6.2 штриховкой.

Вблизи громкоговорителей эта зона сосредоточена около оси, относительно которой расположены громкоговорители, и расширяется по мере удаления от них. При перемещении источника звука между микрофонами изменяются уровни и временные сдвиги звуков, воспринимаемых микрофонами. Соответственно изменяются условия воспроизведения звуков в помещении для прослушивания. На слух это будет восприниматься как перемещение кажущегося источника звука между громкоговорителями.

Одним из основных недостатков системы АВ является невозможность удовлетворить условие совместимости, которое технически сводится к тому, чтобы сумма двух канальных стереофонических сигналов полноценно звучала при ее монофоническом воспроизведении. Но, как нетрудно видеть, при сложении сигналов, принимаемых микрофонами А и 6, неизбежны частотные искажения, связанные с разностью хода звуковых волн от источника звука до каждого из микрофонов и, следовательно, с соответствующими интерференционными эффектами. Заметим, что разность хода может внести фазовый сдвиг в 180°, при этом в монофоническом сигнале звук этой частоты будет вообще отсутствовать.

Для устранения интерференционных эффектов разработаны так называемые совмещенные микрофонные системы, в которых стереоэффект формируется только за счет разности уровней сигналов. Микрофоны в таких системах должны иметь различные или различно ориентированные диаграммы направленности.

Канал Y

Канал X

Рис. 6.3. Микрофонная система ХУ

В системе XY (рис. 6.3) два микрофона с одинаковыми характеристиками и диаграммами направленности в виде восьмерки расположены практически в одной точке так, что оси их диаграмм направленности образуют угол около 90°. Микрофоны соединены каналами связи с левым и правым громкоговорителями. Стереофонический эффект здесь получается за счет разной чувствительности микрофонов к звуковым волнам, приходящим от источника звука.

Так, звучание инструмента, находящегося в направлении оси X, будет воспринято только одним микрофоном, а инструмента, находящегося в направлении оси Y - только другим. И лишь звучание инструмента, находящегося в середине сцены (на оси симметрии), будет воспринято обоими микрофонами с равной интенсивностью. При расположении микрофонов в одной точке сдвига фаз между звучанием громкоговорителей нет, поэтому эффект локализации источника звука будет несколько приглушен. При звукопередаче по способу XY можно использовать микрофоны с характеристикой направленности в виде кардиоиды. Угол между главными осями диаграмм направленности звукорежиссер может изменять. Система ХУ является более совместимой, чем система АВ, однако источники звука, расположенные в центре сцены, имеют повышенную громкость и при монофоническом воспроизведении кажутся более приближенными к слушателю. Система XY применяется при записи неподвижно расположенных исполнителей, при этом центральные источники находятся дальше от микрофона.

При звукопередаче по способу MS микрофоны, как и при способе XY, расположены в центре сцены. Однако в этом случае один микрофон для канала, обозначенного буквой М, ненаправленный (т.е. одинаково хорошо воспринимает звук со всех сторон), а другой направлен так, что воспринимает звук с боковых частей сцены и имеет диаграмму направленности в виде восьмерки (рис. 6.4, а).

Изменение напряжения на выходах микрофонов в зависимости от угла прихода звука показано на рис. 6.4, б. Для микрофона канала М напряжение всегда постоянно, а на выходе микрофона канала S напряжение максимально лишь в тех случаях, когда звук приходит с направлений -90° и +90°. При угле, соответствующем 0°, напряжение на выходе микрофона канала S равно нулю. При переходе от одного лепестка характеристики направленности к другому изменяется фаза