漏泄式音頻發(fā)射系統(tǒng)在聽力教學(xué)中的應(yīng)用

吳和敏

(新疆教育學(xué)院 數(shù)學(xué)與信息技術(shù)分院,烏魯木齊 830043)

1 開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)在語音教學(xué)中應(yīng)用及問題

音頻發(fā)射系統(tǒng)在學(xué)校語音教學(xué)中應(yīng)用較多,主要用途有兩大類:

一類為語言類考試:

(1)高等學(xué)校入學(xué)考試語言類課程的聽力考試。

(2)語言類專業(yè)考試的聽力考試;如:高等學(xué)校入學(xué)考試(聽力)、英語四、六級考試和漢語 HSK考試。

另一類為語言類課程的課外聽力輔助練習(xí)。

相對而言,音頻發(fā)射系統(tǒng)用于考試較多,用于輔助練習(xí)較少。

多年來。各學(xué)校基本都應(yīng)用開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)。但是,近幾年在各類考試中開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的效果逐漸顯現(xiàn)一些問題。

開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的收聽效果主要有以下表現(xiàn):

(1)室外效果比室內(nèi)好。

(2)同一建筑不同教室效果不同。

(3)同一教室不同位置效果不同。

(4)同一位置效果時好時壞。

由于開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的收聽效果不夠理想,對考試組織方形成很大的壓力,因為,上述的幾類考試的成績對考生今后發(fā)展影響非常大。

經(jīng)過分析認為除了可排除的技術(shù)故障外,影響開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的收聽效果的主要原因有以下兩點:

(1)開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率不夠。

(2)發(fā)射信號受建筑物的結(jié)構(gòu)影響較大。

對于第一點由于受到無線電管理有關(guān)規(guī)定的限制,無法繼續(xù)加大發(fā)射機的功率。

對于第二點產(chǎn)生的主要原因是:近幾年由于各學(xué)校新建建筑基本都是框架式結(jié)構(gòu),而不是以前的磚混結(jié)構(gòu)。而框架式結(jié)構(gòu)建筑中大量使用鋼筋等金屬材料,這些網(wǎng)狀的金屬框架對無線電信號產(chǎn)生了屏蔽作用。這是近幾年開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)使用過程中問題越來越多的主要原因。

2 漏泄式發(fā)射系統(tǒng)技術(shù)方案的提出及主要技術(shù)特點

漏泄式發(fā)射系統(tǒng)最初的用途是為了解決礦井和隧道交通中的通信問題,1970年,井下無線漏泄通信技術(shù)首先在英國進入了實用階段,80年代末這一技術(shù)開始引入我國,1994年國家標準局頒發(fā)了漏泄同軸電纜分規(guī)范(GB/T 15285-1994)。

圖 1是漏泄通信技術(shù)在隧道交通中的應(yīng)用示意圖:

圖1 漏泄通信技術(shù)在隧道交通中的應(yīng)用示意圖

所謂漏泄同軸電纜(英文簡寫 LCX),就是在同軸電纜的外導(dǎo)體上,沿縱向周期性地設(shè)置一定形式的槽孔(例如“八”字槽或縱向槽等),當在漏泄同軸電纜內(nèi)、外導(dǎo)體之間加上信號電壓時,則在內(nèi)、外導(dǎo)體上將有電流流動。由于在外導(dǎo)體上開有槽孔,電流的分布發(fā)生變化,伴隨著這種變化電磁場將從槽孔中漏泄出來,使得在電纜內(nèi)部傳輸?shù)碾姶拍艿囊徊糠肿鳛殡姴ň鶆虻南蛲獠枯椛?從而成為一種傳播媒體。圖 2是漏泄電纜的結(jié)構(gòu)示意圖,圖 3是漏泄電纜中的一種輻射型電纜的示例。可見漏泄通信技術(shù)原理很容易理解,以前為了避免電磁波外泄電纜外導(dǎo)體是完全封閉?，F(xiàn)在在電纜的外導(dǎo)體開孔或槽,通過同軸電纜外導(dǎo)體上所開的槽孔,電纜內(nèi)傳輸?shù)囊徊糠蛛姶拍芰堪l(fā)送至外界環(huán)境。同樣,外界能量也能傳入電纜內(nèi)部。外導(dǎo)體上的槽孔使電纜內(nèi)部電磁場和外界電波之間產(chǎn)生耦合。圖4是漏泄電纜輻射的示意圖。

圖 2 漏泄電纜結(jié)構(gòu)示意圖

圖 3 輻射型電纜示例

由于漏泄通信技術(shù)不僅可以發(fā)射信號能源也能夠接收信號能源,所以,通信是雙工的。同時,還由于漏泄同軸電纜的傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點,在礦井和隧道交通的通信系統(tǒng)中得到了充分應(yīng)用。

圖 4 輻射過程

3 漏泄式音頻發(fā)射系統(tǒng)在學(xué)校中的實施方案

簡單的描述漏泄式音頻發(fā)射系統(tǒng)在學(xué)校中的實施過程,就是將學(xué)校內(nèi)部各建筑物的每一樓層當作一個隧道或者礦井。一根漏泄電纜穿過需要布設(shè)區(qū)域的各個樓層。如圖 5所示。

圖 5 漏泄式電纜布線示意圖

漏泄電纜在樓層中布設(shè)的物理位置,最理想的位置當然是在橫剖面的幾何中心,但實際布設(shè)施既不需要如此理想也無法實現(xiàn),因此,一般實際布線的物理位置是在樓層走廊的天花板上面,盡可能的靠近橫軸的中心點。見圖 6所示。

漏泄式發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射端設(shè)備配置與開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)差別不大,只是發(fā)射機采用了功率更大的漏泄式發(fā)射機。

圖 6 漏泄式電纜樓層布線位置示意圖

4 開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)與漏泄式發(fā)射系統(tǒng)在語音教學(xué)中應(yīng)用的比較

事實上,學(xué)校使用的漏泄式語音發(fā)射系統(tǒng)相對于礦井和隧道交通的通信系統(tǒng)要簡單的多。首先,不需要雙工只要單工的就夠了。其次,地理環(huán)境也比礦井和隧道交通好得多。

由于現(xiàn)代的建筑,普遍是外墻結(jié)構(gòu)框架較密,內(nèi)墻結(jié)構(gòu)框架較松。這樣開放式發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射的信號進入建筑后大量衰減,就造成了接收信號不穩(wěn)定,在考試時出現(xiàn)聽音不清楚、聽不見或者時通時斷等現(xiàn)象。如果,采用漏泄式發(fā)射系統(tǒng)則剛好相反,建筑物內(nèi)聽音效果好,信號通過建筑外墻時嚴重衰減,室外接收效果不好。這樣產(chǎn)生了兩個不同效果,一是由于信號傳輸?shù)绞彝夂罂焖偎p,對其他無線電信號影響大大減少,因此可以加大發(fā)射機的發(fā)射功率,從而保證室內(nèi)的接收效果。二是由于信號的快速衰減,無法完全滿足語言類課程的課外聽力輔助練習(xí)的需要,因為,進行此類練習(xí)的學(xué)生課余時間在室外進行的情況比較多。

下面根據(jù)應(yīng)用的不同情況對兩種發(fā)射系統(tǒng)逐一進行對比:

(1)建筑為框架結(jié)構(gòu)、室內(nèi)接收的情況下:接收效果漏泄式發(fā)射系統(tǒng)優(yōu)于開放式音頻發(fā)射系統(tǒng),漏泄式發(fā)射系統(tǒng)能夠滿足應(yīng)用的需要,而開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足應(yīng)用的需要。

(2)建筑為框架結(jié)構(gòu)、室外接收的情況下:接收效果漏泄式發(fā)射系統(tǒng)遠不如開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)。由于發(fā)射的原理不同和建筑外墻的結(jié)構(gòu)的影響漏泄式發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射信號傳輸?shù)木嚯x極其有限,不能滿足應(yīng)用的需要,而開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的傳輸距離較遠,可滿足應(yīng)用的需要。

(3)建筑為磚混結(jié)構(gòu)、室內(nèi)接收的情況下:接收效果漏泄式發(fā)射系統(tǒng)與開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)區(qū)別不大。均可滿足應(yīng)用的需要。

(4)建筑為磚混結(jié)構(gòu)、室外接收的情況下:接收效果漏泄式發(fā)射系統(tǒng)不如開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)。由于發(fā)射的原理不同,漏泄式發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射信號傳輸?shù)木嚯x有限,不能完全滿足應(yīng)用的需要,而開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的傳輸距離較遠,可滿足應(yīng)用的需要。

(5)施工難易性:開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)因為只需架設(shè) 1根天線,以此相對比較簡單。而漏泄式發(fā)射系統(tǒng)由于要在所有需要應(yīng)用的建筑物內(nèi)布設(shè)漏泄式同軸電纜,并且,電纜接頭越少越好,因此相對施工難度較大。但是,由于每幢建筑內(nèi)只需在中軸區(qū)域布設(shè)一根漏泄式同軸電纜,相對于其他方式的發(fā)射系統(tǒng)的施工相對要容易。

(6)操作簡便性:開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)與漏泄式發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射端,就其操作而言區(qū)別不大。但由于天線短小,開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)可移動。而漏泄式發(fā)射系統(tǒng)由于漏泄式電纜的固定,所以不能移動。

5 結(jié)論

通過上述比較,可以得出以下結(jié)論:

(1)當音頻發(fā)射系統(tǒng)用于語言類考試時:應(yīng)當選擇漏泄式發(fā)射系統(tǒng),從而保證聽力考試的接收效果。

(2)當音頻發(fā)射系統(tǒng)用于語言類課外聯(lián)系時:應(yīng)當增加開放式音頻發(fā)射系統(tǒng),保證整個校園園區(qū)的收聽效果。

音頻發(fā)射系統(tǒng)建設(shè)建議:

對于已經(jīng)建立開放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的學(xué)校不應(yīng)廢棄原有系統(tǒng),應(yīng)當增加漏泄式發(fā)射系統(tǒng)專用于聽力考試,而將原有系統(tǒng)轉(zhuǎn)為語言教學(xué)聽力輔助練習(xí)。

對于準備建立音頻發(fā)射系統(tǒng)的學(xué)校,則應(yīng)當分析應(yīng)用的范圍。如果,僅僅用于語言類的聽力考試,則僅需要建立漏泄式音頻發(fā)射系統(tǒng)。如果同時需要用于語言教學(xué)聽力輔助練習(xí),建議增加開放式語音發(fā)射系統(tǒng)。

參考資料:

[1] 中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng) .漏纜基礎(chǔ)理論[EB/OL].http://www.cnii.com.cn/20030218/ca152073.htm.

[2] 國家信息產(chǎn)業(yè)部.微功率(短距離)無線電設(shè)備管理規(guī)定[Z].2003-12-21.

[3] 秦國棟,沈景炎 .我國城市軌道交通建設(shè)與無線通信的應(yīng)用[N].通信世界報,602(10,11).