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