Методичні вказівки до вирішення задач|задач|

Перед вирішенням задачі 3.1 необхідно вивчити основні характеристики звуку та властивості слуху|чутки|.

Людина здатна сприйняти як звук коливання частотою від 20 до 20000 Гц. Найменша інтенсивність І_min або звуковий тиск P_min = 2*10^-5 Па, при яких виникає слухове відчуття, називаються порогом чутливості. Поріг чутності визначає чутливість (гостроту) слуху і залежить від частоти. На рис. 3.1 частотна залежність порогу чутливості відповідає бінауральному слуханню; при моноуральному слуханні крива порогу чутності розташовується вище, оскільки гострота слуху при цьому знижується.

Значення інтенсивності звуку І_max або звукового тиску Р_mах = 20 Па, при яких відчувається біль, називаються порогом больового відчуття. Область звукових коливань, розташована між кривими порогів чутливості і тиску Р = 2*10^-3 / 2 Па, називається областю слухового сприйняття. Пороги слухового сприйняття враховуються при розробці конструкцій телефонів і гучномовців і виборі акустичної потужності, що випромінюється ними, для створення оптимальних умов прийому мови.

Рисунок 3.1 – Пороги слухового сприйняття

Напруга|напруження| на за­даній| частоті визначається із|із| формули для коефіцієнта чутливості телефону (3.1):

(3.1)

де Р_т — звуковий тиск|тиснення|, що розвивається в камері штучного вуха, Па;

U_T — змінна напруга, що діє, прикладена до клем телефону, В.

Звуковий тиск|тиснення| на порозі чутності можна визначити| по графіку рис. 3.1, а коефіцієнт чутливості телефону ТК-67— по рис. 3.2.

Основною величиною, що характеризує властивості телефону як перетворювач електричних коливань в звукові в діапазоні передаваних частот, є його чутливість S_т, яка визначається згідно виразу (3.1) як відношення звукового тиску Р_т, що розвивається телефоном в камері "штучного вуха", до напруги U_T, прикладеної до його затисків і вимірюється в Па/В. "Штучним вухом" є вимірювальний прилад, акустичні параметри якого відповідають вуху людини.

Частотні характеристики чутливості телефонів (рис. 3.2) залежать від їх конструкції. Телефони з|із| яскраво вираженими|виказувати| резонанс­ними| характеристиками (старий капсуль ТК-47) називаються резо­нансними|. Вони мають значну середню чутливість, але|та| вносять великі частотні спотворення. Нерівномірність характерис­тик| обумовлена резонансом мембрани телефону на частотах 700—1000 Гц і резонансом мас повітря в акустичній системі телефону. Для поліпшення|покращання| рівномірності характеристик в діапазоні частот в телефонах передбачають акустичні резонатори і захисні м'які прокладки|прокладення| (ТА-4, ТК-67, ДЕМК-7Т). Такі телефо­ни| називаються широкосмуговими.

Для деяких типів телефонів в смузі частот 300—3400 Гц значення і S_ср приведені у таблиці 3.5:

Таблиця 3.5 – Значення та S_ср

Тип телефона	ТК-47	ТК-67	ТА-4	ДЕМК-7Т
Sср, Па/В	17	15	6	22
, дБ	35	20	14	8

Рисунок 3.2 – Частотні характеристики чутливості телефону

У задачі|задачі| 3.2 потрібно розрахувати розбірливість формант, що забезпечується телефонним трактом місцевого зв'язку між двома абонентами, включеними в різні АТС. Телефонний тракт включає два телефонні апарати, дві абонентські лінії, дві автоматичні телефонні станції і одну між­станційну| лінію.

Перед вирішенням цієї задачі необхідно вивчити методи визначення якості телефонної передачі [1, гл. 2; 2 § 1.2-1.4; 3, §4.1].

Задачу рекомендується вирішувати в наступній|слідуючій| послідовності|:

1) передаваний діапазон частот ділиться на 20 артикулярних| смуг;

2) для середньої частоти кожної смуги обчислюється|обчисляє| ефективний| рівень відчуття формант;

3) для кожної смуги визначається коефіцієнт сприйняття;

4) обчислюється|обчисляє| сумарна розбірливість формант;

5) по графіках залежно від розбірливості формант визначається розбірливість звуків, складів, слів, фраз.

При розрахунках розбірливості формант використовують спосіб ділення|поділу| діапазону частот на різних по ширині смуги, але|та| так, щоб максимально можлива розбірли­вість| формант була б однаковою для кожної смуги; весь діапазон прийнято ділити на 20 смуг. Межі|кордони| смуг рівноартикуляційних| і їх середні частоти приведені в табл. 3.6:

Таблиця 3.6 – Границі рівноартикуляційних полос

№ полоси	Границі полоси, Гц	Середня частота полоси fср, Гц	Рівень формант Вф, дБ	№ полоси	Границі полоси, Гц	Середня частота полоси fср, Гц	Рівень формант Вф, дБ
1	100-420	250	55	11	1960-2140	2050	45
2	420-570	500	55	12	2140-2320	2250	44,7
3	570-710	650	53	13	2320-2550	2425	44,5
4	710-865	800	51,2	14	2550-2900	2725	43,8
5	865-1030	950	49,7	15	2900-3300	3100	42,8
6	1030-1220	1125	48,4	16	3300-3660	3500	41,8
7	1220-1410	1300	47,4	17	3660-4050	3850	41,2
8	1410-1600	1500	46,5	18	4050-5010	4550	39,9
9	1600-1780	1700	45,8	19	5010-7250	6150	37,3
10	1780-1960	1875	45,3	20	7250-10000	8600	35,1

Розрахунок ефективного рівня відчуття формант в дБ| виконується за формулою (3.2):

(3.2)

де — спектральний рівень формант;

К — логарифмічна ширина критичної полоси;

—рівень порога чутливості;

а_тр — остаточне згасання розмовного тракту;

М — маскування слуху.

Значення величин , К, визначаються з табл. 3.5.

Залишкове згасання|затухання| тракту в дБ| визначається для пер­ших| 15 смуг за формулою (3.3):

(3.3)

де — власне згасання|затухання| абонентських ліній і з’єднувальної лінії;

—згасання, що вноситься апаратурою АТС, прийняти рівним 1,3 дБ| для кожної АТС;

—відповідно коефіцієнти передачі і прийому телефонного апарату на середніх частотах смуг.

Для розрахунку власного згасання|затухання| лінії необхідно використовувати дані кілометричного| згасання|затухання| кабелю різних марок (рис. 3.3):

Рисунок 3.3 – Дані кілометричного затухання кабелю різних марок

Коефіцієнти передачі і прийому телефонного апарату приведені на рис. 3.4. Крива 1 — коефіцієнт передачі; 2 —| коефіцієнта прийому.

Рисунок 3.4 – Коефіцієнти передачі та прийому телефонного апарату

Маскування слуху|чутки|, що створюється шумом, є|з'являється| функцією| ефективного рівня відчуття шуму Z. Величина Z в дБ| визначається за формулою (3.4):

(3.4)

де В_ш — спектральний рівень результуючого шуму на середніх частотах смуг, приймається по гра­фіку| (рис. 3.5):

Рис. 3.5 – Спектральний рівень результуючого шуму на середніх частотах полос

Маскування слуху M = Z+D,

де — поправочний коефіцієнт для невеликих рівнів відчуття шуму.

При значеннях дБ, M = Z.

Значення маскування М|м-коду| залежно від розрахованих значень Z визначаються по графіку (рис. 3.6):

Рисунок 3.6 – Значення маскування М

При формула розрахунку ефективного рівня відчуття формант має вигляд|вид| (3.5):

(3.5)

Після обчислень значень Е' по графіку рис. 3.7 визначають коефіцієнт сприйняття:

Рисунок 3.7 – Ймовірність|ймовірність| сприйняття фор­мант|

Сумарна розбірливість визначається за формулою (3.6):

(3.6)

По графіку рис. 3.8 залежно від розбірливості формант визначається розбірливість звуків.

Рисунок 3.8 – Графіки розбірливості складів і формант

де: крива 1 – українська мова; крива 2 – англійська мова.

Для вирішення задачі 3.3 необхідно вивчити методи розрахунку числа з’єднувальних засобів і приладів.

Умовою задачі|задачі| передбачається розрахунок числа ліній на ступені|рівні| АП. Тут утворюється неповнодоступний| пучок ліній, що блокується.

Для розрахунку числа ліній такого пучка використовується фор­мула| (3.7):

(3.7)

де У_Р — розрахункове навантаження, що поступає|надходить| на пучок ліній| від всієї групи блоків АП при витікаючому зв'язку;

Телефонная нагрузка - общая длительность занятия обслуживающих приборов в течение некоторого промежутка времени.

Единица измерения нагрузки 1 часо-занятие

Интенсивность телефонной нагрузки - величина нагрузки в единицу времени. Измеряется в Эрлангах

1 Эрл = 1 часо-эанятие / час

Интенсивность телефонной нагрузки имеет сильные колебания, в том числе и в течение дня.

У_Д — пропускна спроможність повнодоступного пучка ліній, що не блокується, при доступності Д, ;

У_О — навантаження, що поступає|надходить| від блоку АП при вхідному| зв'язку;

Д — доступність блоку АП при витікаючому зв'язку (Д = 20, див. табл. 3.4);

v_н — число ліній неповнодоступного| пучка, що не блокується, визначається за формулою (3.8):

(3.8)

У_О визначається в залежності| від суми витікаючого розрахункового навантаження одного блоку АП, що входить, за формулою (3.9):

(3.9)

Слід користуватися наступними значеннями У_О (табл. 3.7):

Таблиця 3.7 – Значення У_О

, Ерл	, Ерл
8	10,8
10	10,72
12	10,7
14	10,58