Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 7 - TS. Ngô Văn Thanh

Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 7 cung cấp cho người học những kiến thức về âm học. Nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Các phương trình âm thanh, thính giác, âm che, điện áp rms.

VƠ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS Ngơ Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 2016 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Tài liệu tham khảo [1] David B Rutledge, The Electronics of Radio (Cambridge University Press 1999) [2] Dennis L Eggleston, Basic Electronics for Scientists and Engineers (Cambridge University Press 2011) [3] Jon B Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications (Cambridge University Press 2009) [4] Nguyễn Thúc Huy (1998), Vô tuyến điện tử, NXB KHKT [5] Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Đức Nhuận (1990), Kỹ thuật điện tử, NXB KHKT [6] Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG ÂM HỌC Các phương trình âm Thính giác Âm che Điện áp rms Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Các phương trình âm  Equations of Sound  Sóng âm sóng nén  Định nghĩa  Áp suất sóng âm == điện áp  Vận tốc trung bình == dòng điện  Xét tác động âm lên không khí  Áp suất âm :  Xét khoảng cách bé  Độ lệch áp suất hai tiết diện :  Do thay đổi áp suất nên mặt tiết diện dịch chuyển có gia tốc  Định luật II Newton  Khối lượng tiết diện : • mật độ thể tích khơng khí (khối lượng đơn vị thể tích)  Ta có phương trình • U : vận tốc dịch chuyển tiết diện Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Các phương trình âm  Phương trình truyền thơng thứ  Các đại lượng tương đương  Xét trường hợp tiết diện dịch chuyển với vận tốc khác  Dẫn đến độ dài thay đổi theo thời gian • Xét khoảng cách bé, ta có  Mặt khác, ta có biểu thức liên hệ cho chất khí • Hằng số thực nghiệm nhiệt độ phòng, áp suất at :  Phương trình truyền thơng thứ hai Ngơ Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Các phương trình âm  Vận tốc âm  Đơn vị đo  Áp suất : pascal (Pa) = newton (N) / m2 • Áp suất nhiệt độ phòng, mức nước biển : 101 kPa  Mật độ  : kg/m3 • Mật độ khơng khí nhiệt độ phòng, mức nước biển : 1.2 kg/m3  Vận tốc âm : 344 m/s  chậm so với vận tốc sóng vơ tuyến  Bước sóng :  Trở kháng đặc trưng  Âm tuân theo biểu thức phản xạ giống sóng truyền thơng  Mật độ cơng suất • Đơn vị : Watt/m2  Cường độ âm biểu diễn qua mức áp suất âm thanh: Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Thính giác  Hearing Loại âm Âm lượng Độ lớn âm Mật độ công suât Có thể nghe thấy 10 dB 10 pW/m2 “ 20 dB 100 pW/m2 Yên tĩnh 30 dB nW/m2 Phòng khách “ 40 dB 10 nW/m2 Giảng đường Vừa phải 50 dB 100 nW/m2 “ 60 dB W/m2 Tiếng xe tải Ồn 70 dB 10 W/m2 Đường phố “ 80 dB 100 W/m2 Rất ồn 90 dB mW/m2 “ 100 dB 10 mW/m2 Tiếng búa, khoan Rất khó chịu 110 dB 100 mW/m2 Máy bay cất cánh “ 120 dB W/m2 Lá xao xác Phòng thu âm Phòng ngủ ban đêm Đàm thoại (1m) Xe tải lớn Tiếng hét (1m) Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Thính giác  Dải tần số nghe thấy: 20 Hz – 15 kHz  Đánh giá độ thính tai: nghe tần số < 500 Hz  Khả nghe giảm theo tuổi tác • Mỗi năm giảm dB  Âm lượng biểu diễn theo đơn vị phon Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Âm che  Masking  Tỷ số công suất = tỷ số tín hiệu nhiễu  Tín hiệu Morse : chuỗi xung ngắn (tích) xung dài (tà)  Tần số xung = 620-Hz  Tai người nghe loại bỏ nhiễu tín hiệu nhiễu nằm ngồi dải tần  Khơng phân biệt tín hiệu âm nhiễu tần số nhiễu ~ 620-Hz  Miền tần số gọi dải tần tới hạn (critical bandwidth)  Nhiễu nằm dải tần tới hạn gọi âm che (masking)  Điều kiện: cơng suất nhiễu có độ lớn cỡ với cơng suất tín hiệu  Ví dụ : tần số nhiễu ~ 1200-Hz • Tín hiệu âm thu mức áp suất âm  57 dB Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 10 Điện áp rms  rms Voltages  rms = root-mean-square : sử dụng dụng cụ đo điện ap AC  Định nghĩa :  Xét điện áp có dạng:  Chú ý :  Ta có :  rms điện áp sử dụng thuận lợi sóng có đỉnh (peak) khơng tường minh  Cơng st trung bình :  Điện áp rms gọi điện áp hiệu dụng ... 1200-Hz • Tín hiệu âm thu mức áp suất âm  57 dB Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 10 Điện áp rms  rms Voltages  rms = root-mean-square : sử dụng dụng cụ đo điện ap AC  Định nghĩa :  Xét điện. .. Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG... Âm che Điện áp rms Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Các phương trình âm  Equations of Sound  Sóng âm sóng nén  Định nghĩa  Áp suất sóng âm == điện áp  Vận tốc trung bình == dòng điện 