Радиосвязь радиовещание телевидение

По распределению частот земной шар разделен на три района: первый включает в себя Европу, Африку, территорию бывшего СССР и Монголию, второй - Северную и Южную Америку, третий - Азию (кроме территории бывшего СССР и Монголии), Океанию и Австралию. Выделенные для разных районов полосы частот занимают область частот от 2 до 275 ГГц.

В нашей стране на основе ФСС организованы каналы сети первичного распределения программ 3В и ТВ, Это каналы передачи сигналов программ 3В от передающих ЗС через ретранслятор ИСЗ к приемным ЗС и далее на радиопередающие станции РПС, станции проводного вещания СПВ, кабельные и радиорелейные системы передачи (рис. 1.5). В России основными системами ФСС являются "Орбита-2", "Орбита-РВ", 'Экран', "Москва". Земные станции этих систем действуют через ИСЗ "Радуга" и "Горизонт".

Наиболее крупные международные системы ФСС : "Intelsat" и " Eutelsat" (ECS - European Communication Satellite). Те из них, которые предназначены для ретрансляции программ 3В и ТВ, имеют 12 частотных каналов, каждый с полосой частот 72 МГц.

Один канал используется для передачи двух телевизионных  программ на поднесущих частотах с  применением частотной модуляции (ЧМ). На каждом ИСЗ установлены четыре передающих антенны. Одна формирует луч, направленный на Европу (Е), вторая - западноевропейский луч (3), третья  - восточно-европейский (В), четвертая - атлантический луч (А). Сигналы принимаются земными станциями. Их нагрузкой служат кабельные распределительные сети. Возможен прием и на индивидуальные спутниковые станции. Европейская система " Astra" создает сигнал, по уровню достаточный для приема на индивидуальные антенны диаметром 70 см. Программы 3В передаются в системах ФСС на поднесущих частотах, расположенных выше полосы частот, занимаемой телевизионным сигналом (рис. 1.6). Их значения выбраны в соответствии с форматами "Wegener" для системы ПАЛ и "Telspace" для системы СЕКАМ. В стандарте "Wegener" может быть образовано до 12 дополнительных поднесущих (7,02; 7,2; 7,36...9,0 МГц), следующих через 180 кГц. Эти поднесущие имеют номинальный уровень на 5...6 дБ меньше номинального уровня поднесущей звука телевизионного канала. Поднесущие 7,02 и 7,2 МГц используют для стереофонической передачи звуковой части телевизионной программы, остальные - для передачи программ 3В или звуковой части телевизионной программы на другом языке. Иные значения поднесущих частот приняты в системе "Telspace".

f,МГц

 

Рис. 1.6. Спектр сигналов телевизионного и звукового вещания в формате "Wegener".

За рубежом активно развиваются  системы непосредственного спутникового 3В в полосах частот 0,62....0,79; 2,5...2,69; 11,7...12,2 (третий район); 11,7... 12,5 (первый район); 12,2... 12,7 (второй район): 22,5...23 (второй и третий районы); 40,5...42,5: 84...86 ГГц. Эти системы разработаны и действуют в Великобритании, Австрии, ФРГ, Италии, Франции, Швейцарии, скандинавских странах, Японии. Аналогичная система создается в нашей стране. Она получила название СТВ-12 (система телевизионного вещания в диапазоне 12 ГГц). В полосе частот 11,7... 12,5 ГГц размещено 40 частотных каналов с шириной полосы 27 МГц каждый. В ФРГ разработана система цифрового спутникового РВ. Через один ствол ИСЗ с помощью TDF-1 и TV-SAT можно передать 16 стереофонических программ.

1.4. Параметры качества каналов и трактов звукового вещания

 

Параметры качества каналов и трактов 3В устанавливаются национальными стандартами. При создании стандартов руководствуются рекомендациями международных организаций. К ним в первую очередь относятся рекомендации XII тома документов МККР и III тома документов МКТТ. Они пересматриваются один раз в 4 года. В Рекомендациях МККР (1990 г.) и МККТТ (1988 г.) рассматриваются следующие типы каналов 3В:

• Канал с полосой частот 15 кГц, рекомендуемый для организации высококачественного монофонического и стереофонического вещания (Рекомендации 505-4 МККР и J21 МККТТ).
• Канал с полосой частот 10 кГц, рекомендуемый для монофонического вещания (Рекомендация J22 МККТТ).
• Узкополосные ("репортажные") каналы с полосами частот 5 и 7 кГц (Рекомендации J23 МККТТ и 503-4 МККР), рекомендованные для организации временных международных или национальных каналов для комментариев или репортажей (например, спортивных), а также для организации СЛ между РД и передатчиками километровых (КМВ), гектометровых (ГМВ) и декаметровых (ДКМВ) волн.

В отечественном ГОСТ 11515-91 даны нормы на параметры качества электрических каналов 3В, трактов, входящих в их состав, и отдельных звеньев для трех видов этих трактов с полосами частот 15, 10 и 6,4 кГц. Полосу частот шириной 15 кГц имеют тракты формирования программ, а также тракты первичного и вторичного распределения, предназначенные для подачи стереофонических сигналов, звуковой части телевизионных программ и монофонических сигналов на радиопередатчики диапазона MB. Нормам на каналы с полосой частот 10 кГц должны удовлетворять радиопередатчики с AM диапазонов КМВ и ГМВ, узлы и городские сети ПВ, нормам на каналы с полосой частот 6,4 кГц - сельские узлы и сети ПВ.

 Первоначально ГОСТ 11515 нормировал параметры качества всего электрического канала ЗВ от источников сигнала, например микрофона, до громкоговорителя радиовещательного приемника или абонентского устройства ПВ. Однако промышленность добилась исключения радиовещательных приемников и абонентских устройств (АУ) ПВ из общенационального ГОСТа, мотивируя это тем, что его требования слишком жестки и в них невозможно уложиться. В результате содержание понятия "электрический канал 3В" оказалось усеченным. В действующем ГОСТ 11515-91 концом электрического канала 3В считается выход радиопередатчика или розетка сети ПВ. Таким образом, в нормы ГОСТ не входят искажения, вносимые антенной, средой распространения, приемным устройством (а теперь и магнитофоном, являющимся источником сигнала). Поскольку канал ПВ заканчивается теперь абонентской розеткой, параметры АУ нормируются отдельно, без сопряжения с параметрами предшествующего тракта. В результате затраты на поддержание в должном состоянии параметров каналов не оправдываются из-за недостаточного качества большинства приемных устройств.

 

АКУСТИКА СТУДИЙ ЗВУКОВОГО И ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

 

2.1. Классификация, объем и форма студий

 

Важнейшей составной частью аппаратно-студийного блока (АСБ) является студия  - помещение, специально предназначенное для исполнения речевых и музыкальных фрагментов вещательных программ. Студия - это головное звено системы звукового и телевизионного вещания. Студии для исполнения вещательных программ разных жанров должны обладать неодинаковыми акустическими свойствами. Только в этом случае может быть достигнуто максимально возможное с точки зрения слухового восприятия качество звучания.

Основные типы студий звукового (ЗВ) и телевизионного (ТВ) вещания приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Наименование  студии	Назначение	Оптимальное число  исполнителей	Высота, м	Площадь пола, м2
Большая музыкальная	Музыкальные передачи крупных форм (классическая музыка в исполнении больших симфонических оркестров; хоровое пение и т.п.) с возможностью присутствия слушателей	250	13	1000
То же, но без слушателей	--	150	12	750
Средняя музыкальная	Симфоническая музыка (в исполнении средних по числу исполнителей оркестров)	40 -65	8,5 - 10	350 - 450
	Запись эстрадной и  джазовой музыки	35 - 60	8,5 - 10	350 - 450
Малая музыкальная	Запись небольших оркестров  и хоров	30 - 35	8,0 - 8,3	250 - 300
Камерная	Исполнение камерной музыки, для солистов- вокалистов, музыкальных передач малых форм	10 - 15	6	150
Большая литературно-драматическая	Создание и передача радиоспектаклей крупных форм	20 - 30	6 - 6.4	150 - 200
Средняя литературно-драматическая	Художественное чтение, небольшие по форме радиоспектакли	10	5	100
Речевая	Информационные передачи, последние известия	2 - 4	3,2 - 3,5	26 - 30
Заглушенная	Создание спецэффектов при литературно-драматических записях	6 - 10	4	50
Аппаратные	Перезапись фонограмм, запись фрагментов программ для консервации	1 - 2	3,5	30 - 40
Комната "эха"	Создание эффектов переменной реверберации, изменение "объемности", гулкости и тембральной окраски  звучания	--	4,0	50
Комната прослушивания	Проведение экспертиз	--	3,5	30 - 40
Большая телевизионная	Музыкальные, литературно- драматические передачи и съемка с большим числом сценических площадок, со  сложным оформлением	250	10 - 12,5	450 - 600
Средняя телевизионная	Музыкальные, литературно- драматические передачи и съемки с небольшим числом игровых площадок, с несложным декорационным оформлением	120	8,6	300
Малая телевизионная	Музыкальные, драматические  передачи малых форм с малым числом сценических площадок с несложным  декорационным оборудованием; передачи общественно-политические, научно-познавательные, литературные и т.п.,	30	6,5	150
Дикторская программная	Показ дикторов или выступающих (средний и крупный планы)	2 4	4,2 - 4,5	60- 80
Дикторская кабина телекомментатора	Информационные передачи (без показа диктора)	1 - 2	2,6 - 2,8	12 - 15

 

Формы крупных студий 3В и ТВ вещания столь же разнообразны, как и формы больших концертных залов. Их выбирают, исходя из архитектурно-строительных соображений и удобства размещения оркестрантов на сцене (игровой площадке). Эти студии имеют, как правило, места для расположения слушателей.

Студии средних и малых  размеров чаще всего имеют форму  прямоугольного параллелепипеда, стороны  которого - длина l, ширина b, высота h - находятся  в соотношении так называемого "золотого сечения":

l / b=b / h   при     l = b + h                     (2.1)   

Учитывая, что объем студии   V = l b h   получаем:     (2.2)

         

 

Важен правильный выбор  высоты студии h. Зависимость совпадает с данными нормативных документов, которые составлены на основании опыта длительной эксплуатации студий. В больших музыкальных студиях допускается уменьшать высоту h на 10 — 20 % по сравнению с размером, получаемым из (2.2). Даже в самых крупных студиях с объемом более 10000 м³ высота не должна превышать 14 м. Размещаемые над оркестром звукорассеивающие конструкции следует подвешивать на высоте   6 - 8 м.            В студиях небольшого объема выражение (2.2) приводит к недопустимо малой высоте, которая в любом случае не должна быть менее 3 м.

Объем студии находится в прямой зависимости от максимального числа  исполнителей. Удельный объем, приходящийся на одного оркестранта, должен быть не менее 10 — 18 м³, а на одного слушателя - не менее 10 м³.

 Площадь пола студии, приходящаяся  на одного исполнителя, должна  быть не менее 1,8…3 м². Скученное расположение оркестра дезориентирует музыкантов, затрудняя исполнение и повышая психологическую нагрузку, что приводит к быстрой их утомляемости и потере контроля над качеством исполнения. В малых помещениях (V < 150 м³)- дикторские речевые студии, комнаты прослушивания, аппаратные - площадь пола должна быть не менее 25 м². При этом спектр собственных частот малых помещений должен быть по возможности равномерным. Размеры музыкальных студий можно выбрать, основываясь на таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 - Оптимальное соотношение сторон музыкальных студий

 

Объем студии, м3	Соотношение сторон
	длина	ширина	высота
До 250	1,6	1,3	1
От 650 до 1250	2,5	1,5	1
От 2000 до 4000	3	2	1
От 4000 и больше	3,3	1,2	1

 

Если форме речевых студий не придается большого значения в силу слабого влияния отражений на равномерность звукового поля в них, то этого нельзя сказать о музыкальных студиях. Значительно большее время реверберации музыкальных студий и их большие размеры могут привести к тому, что отражения от параллельных стен при значительной средней длине свободного пробега волны будут затухать медленнее других отражений, что приведет к заметной неравномерности поля. Придавая стенам некоторую непараллельность, можно добиться уменьшения количества волн осевого типа, имеющих наиболее упорядоченный характер и связанных с большей неравномерностью поля. Указанные выше соображения заставляют прибегать к трапецеидальным и другим непрямоугольным формам музыкальных студий. Угол скоса стен таких помещений выбирается обычно до 10° . По той же причине стены и потолок в студии делаются иногда наклонными с углом наклона около 5° . Ввиду неудобства планировки больших студий с наклонными и скошенными стенами, стены часто делают ребристыми или придают непрямоугольную форму только той части помещения, где размещаются исполнители.

Лучшая равномерность звукового поля может быть получена за счет оптимального распределения по поверхности студии звукопоглощающих материалов, а также за счет размещения вдоль стен и на потолке выпуклых отражающих поверхностей. Иногда, для создания хороших акустических условий, перераспределяют звукорассеивающие и звукопоглощающие материалы, сосредотачивая первые в той части студии, в которой размещается оркестр.

 

2.2. Звуковое поле в помещении. Индекс  диффузности

 

Звуковые волны в закрытых помещениях, многократно отражаясь от его поверхностей, образуют сложное поле колебательного движения частиц воздуха. Законы распределения колебательной скорости частиц воздуха, уровня звукового давления, направлений распространения акустической энергии в закрытых помещениях определяются не только характеристиками источника звука, но также и геометрическими размерами, формой помещения, способностью стен, пола и потолка поглощать акустическую энергию. По этой причине звуковые поля в закрытом помещении и в свободном пространстве существенно отличаются. Например, в свободном поле интенсивность звука есть поток энергии за единицу времени через единицу поверхности в направлении распространения звуковой волны. Для звукового поля в помещении, если поглощение звуковой энергии незначительно, понятие интенсивности в этом своем классическом определении теряет смысл, ибо в каждый момент времени одновременно существуют потоки энергии, распространяющиеся (вследствие наличия отражений) в разных направлениях. Уровни звуковых давлений могут очень сильно меняться от одной точки поля к другой. Эти изменения существенно отличаются от наблюдаемых в условиях открытого пространства для поля бегущей волны. 
Универсальной и удобной в данной ситуации энергетической характеристикой звукового поля является плотность звуковой энергии  e    Она зависит не только от акустической мощности источника звука, но и от акустических свойств помещения.