Влияние ограничения динамического диапазона передачи

Динамический диапазон звукопередающей системы от источника
сигнала до его приемника, по определению ОИРТ, представляется в
виде разности трех величин, выраженных в децибелах. Уменьшае-
мым является уровень максимально допустимого звукового давле-
ния полезного сигнала />_макс, отнесенного к звуковому давлению,
обусловленному шумами £_Мин, а вычитаемыми •— допуски Амакс и
Алом соответственно на перегрузку и на перекрытие помех. Таким
образом:

(5.1)

Предельно возможный диапазон системы, очевидно, будет

представлен равенством:

(5:2)

где #ш>л и Мл— уровни максимального полезного сигнала и шума.
Как видно из равенства (5.2), нижней границей динамического
диапазона является уровень шума, вносимого всеми звеньями систе-
мы звукопередачи, включая первичные и вторичные помещения.
Шумы в радиовещательных и телевизионных студиях нормированы
ОЙРТ, и их уровни звуковых давлений не должны пре.вышать зна-
чений, ограниченных соответственно кривыми 1 и 2, приведенными
на рис. 5.2. В условиях кинематографии считают, что ателье для за-
писи музыки имеет уровень собственных шумов около 25 дБ (3),
что близко к нормированным значениям; в павильонах синхронной
съемки, учитывая шум киносъемочных камер, этот уровень повыша-
ется до ЗО-т-35 дБ (4). Шумы вно-
сятся также усилительными уст-
ройствами передающей системы и
звуконосителем. Магнитные и осо-
бенно фотографические звуконоси-
тели увеличивают уровень шума,
на 4 -ъ- 5 дБ. Если же учесть неод-
нократную перезапись фонограмм,
в массовой фильмокопии этот
уровень возрастает до Ю-г-12 дБ.
Особенно велики шумы в помеще-
ниях прослушивания, достигая в
залах театров и кинотеатров 30-4-
-г-35 дБ, а в жилых помещениях
404-45 дБ.

Таким образом, основными- элементами, вызывающими пгумы в
системе передачи, являются помещения, в которых создается и при-
нимается звуковая программа. Уровни этих шумов в условиях par
диовещания и ^.телевидения составляют 45-7-50 дБ, а в условиях ки-
нематографа — 35-7-45 дБ.

Верхний предел динамического диапазона связан в основном с
ограничением уровня звукопёредачи при прослушивании. Чтобы ^ве
подходить близко к болевому порогу слухового восприятия, в мас-
совых аудиториях диапазон выбирается не выше 100-г-НО дБ, а в
малых — в целях исключения их перегрузки — в пределах 70-7-80 дБ. *
Хотя использование усилительных устройств для увеличения верх-
него уровня передачи сигналов приводит одновременно к увеличе-
нию уровня шума, однако воспринимаемая громкость сигналов вы-
сокого уровня нарастает быстрее, чем сигналов малых (см.. рис. 4.1),
что несколько расширяет динамический диапазон.

В случае магнитной записи звука ограничителем Сверху являют-
ся нелинейный участок характеристики намагничивания ленты, при
фотографической записи — ширина фонограммы. При переходе
в^ процессе записи за пределы названных границ наступает режим
перемодуляции, характеризуемый искажениями формы кривой и по-,
явлением значительных нелинейных искажений. Если нелинейные
искажения, оцениваемые коэффициентом К — 2-т-3%, считать допус-
тимыми, то, пользуясь характеристиками конкретных пленок, мож-
но определить предельные режимы записи звука: Эти режимы позво-
ляют получить предельно возможный динамический диапазон для
магнитных лент, равный 45 дБ, и для фотографических — 35-т-40 дБ.

Подводя итоги, можно сделать несколько общих заключений,

1. Факторами, ограничивающими «снизу» динамический диапа-
зон звукопёредачи, являются шумы звуконосителя, первичного и
вторичного помещений. Их уровень при передаче радиовещательных,
телевизионных и кинопрограмм доходит до 40 -т- 50 дБ.

2. Уровни шумов в первичных помещениях неодинаковы и лежат
в пределах от 10 -f- 15 до 30 -ь 35 дБ, Во вторичных помещениях
наибольшие шумы обычно возникают при прослушивании радио-
или телепрограмм. Они в условиях городских жилых помещений мо-
гут быть на 5 -т-10 дБ выше, чем в залах кинотеатров.

3. Основную роль в ограничении динамического диапазона «свер-'
ху» играют те же звенья передающего тракта, которые ограничивали
его «снизу», т. е. звуконосители и помещения.;.

4. Роль звуконосителей в ограничении максимальной величины
сигнала связана или с нелинейностью кривой намагничивания (при
магнитной записи), или с недостаточной шириной фонограммы (при
фотографической записи). Такую же роль играют акустические ус-
ловия первичного и вторичного помещений. В массовых аудиториях
нормальные условия восприятия связываются с предельным уровнем
сигнала 90—100 дБ, а в жилых помещениях —80 дБ.

5. Существующие системы звукопёредачи в состоянии неискажен-
но передать динамический диапазон таких натуральных сигналов,
как дикторская речь, звучание большинства музыкальных инстру-

ментов, эстрадного оркестра. Однако для ряда из них динамический
диапазон системы оказывается недостаточно широким. Это прежде
всего относится к звучанию органа, фортепиано, симфонического,
оркестра, хора и художественной речи.