Абсолютный уровень

Относительный уровень

Уровни передачи звукового сигнала

В практике эксплуатационной работы уровень сигнала оценивают обычно в децибелах, и пользуются для измерений не вольтметром, а специальным прибором, так называемым измерителем уровня. В акустике по причинам, связанным с физиологическими особенностями восприятия энергии звуковых колебаний (впрочем, как и в фотометрии - световых волн), соотношения акустических уровней оценивают в логарифмических единицах, то же самое следует делать и в электрических цепях, по которым передается электрический аналог (электрическое изображение) звукового сигнала. Единая для акустики и электрических каналов логарифмическая шкала обеспечивает единый метод измерений уровня передачи. Практика показала, что такой подход существенно облегчает измерения и текущий контроль уровня сигналов.

Изменение электрических напряжений сигнала выражается в децибелах, т. е. в логарифмических единицах, вычисляемых по формуле:

NдБ = 20lgU2/U1,

где U1 и U2 - сравниваемые напряжения.

Соответствующие им электрические мощности в децибелах представляются несколько иной формулой:

N = 10lgP2/P1,

где P2 и P1 - сравниваемые мощности.

Мощности пропорциональны квадратам напряжений, поэтому изменение напряжения, например, в 10 раз, вызывает соответствующее ему изменение мощности в 100 раз. Именно поэтому в формулах для напряжений и мощностей коэффициенты (соответственно 20 и 10) отличаются в 2 раза. Это позволяет сохранить одинаковое определение децибел независимо от того, какой из электрических параметров сравнивался (напряжения или мощности) - результат вычислений будет в любом случае один и тот же.

Действительно:

N = 20lgU2/U1 = 20lg10 = 20x1 =20 дБ;

N = 10lgP2/P2 = 10lg100= 10x2 =20 дБ.

В случаях, когда уровень сигнала понижается, т.е. U2 меньше U1, выраженное в децибелах соотношение приобретает отрицательный знак.

Например, если выраженные в вольтах уровни

U1 = 10 В, а U2 = 1 В, то

N = 20lg0,1 = 20(-1)= -20 дБ.

Соотношение между неперами и децибелами:

1 Нп = 8,69 дБ 1 дБ = 0,115 Нп.

Часто возникает необходимость оценить абсолютный уровень сигнала в определенной точке цепи. При этом под абсолютным уровнем понимают выраженное в децибелах отношение данного уровня к уровню, условно принятому за нулевой. В технике связи, радиовещания и звукозаписи за нулевой уровень принимают напряжение равное 0,775 В. Реже, сравнивают уровни по мощности, принимая в этом случае за нулевой уровень 1 мВт. При вычислении абсолютного уровня сигнала по напряжению, к обозначению единиц измерения добавляется латинская буква u (дБu), а по мощности - латинская буква m (дБm). Результаты этих двух способов вычисления абсолютных уровней сигнала численно совпадают только при условии, если в данной точке электрической цепи сопротивление равно 600 Ом.

Измерительные уровни служат для определения уровней передачи с помощью измерительных приборов, называемых указателями уровня.

В этой схеме ко входу исследуемого объекта, например некоторого четырехполюсника, подключается генератор испытательного сигнала с полностью определенными параметрами, т.е. должно быть известно его выходное сопротивление RГ, развиваемая ЭДС EГ (или напряжение на входе объекта UВХ). Входное сопротивление объекта RГ также должно быть известно. К выходу объекта подключается указатель уровня с входным сопротивлением, равным номинальному значению сопротивления нагрузки; реальная нагрузка при этом отключается.

В качестве испытательного при измерении уровней передачи чаще всего применяют одночастотный синусоидальный сигнал, частота которого также должна быть известна, а начальная фаза, как правило, не фиксируется.

Если по значению параметров подключенный генератор испытательного сигнала обладает свойством нормального, т.е. его внутреннее сопротивление равно 600 Ом, развиваемая ЭДС равна 1,55 В, то измеренный на сопротивлении RН уровень называется измерительным.

Дата добавления: 2014-01-20