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(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)在語(yǔ)音教學(xué)中應(yīng)用及問(wèn)題

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

一類為語(yǔ)言類考試:

(1)高等學(xué)校入學(xué)考試語(yǔ)言類課程的聽(tīng)力考試。

(2)語(yǔ)言類專業(yè)考試的聽(tīng)力考試;如:高等學(xué)校入學(xué)考試(聽(tīng)力)、英語(yǔ)四、六級(jí)考試和漢語(yǔ) HSK考試。

另一類為語(yǔ)言類課程的課外聽(tīng)力輔助練習(xí)。

相對(duì)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(lái)。各學(xué)?；径紤?yīng)用開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)。但是,近幾年在各類考試中開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的效果逐漸顯現(xiàn)一些問(wèn)題。

開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的收聽(tīng)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(shí)好時(shí)壞。

由于開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的收聽(tīng)效果不夠理想,對(duì)考試組織方形成很大的壓力,因?yàn)?上述的幾類考試的成績(jī)對(duì)考生今后發(fā)展影響非常大。

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

(1)開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率不夠。

(2)發(fā)射信號(hào)受建筑物的結(jié)構(gòu)影響較大。

對(duì)于第一點(diǎn)由于受到無(wú)線電管理有關(guān)規(guī)定的限制,無(wú)法繼續(xù)加大發(fā)射機(jī)的功率。

對(duì)于第二點(diǎn)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(duì)無(wú)線電信號(hào)產(chǎn)生了屏蔽作用。這是近幾年開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)使用過(guò)程中問(wèn)題越來(lái)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(diǎn)

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(wèn)題,1970年,井下無(wú)線漏泄通信技術(shù)首先在英國(guó)進(jìn)入了實(shí)用階段,80年代末這一技術(shù)開(kāi)始引入我國(guó),1994年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(jiǎn)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(dāng)在漏泄同軸電纜內(nèi)、外導(dǎo)體之間加上信號(hào)電壓時(shí),則在內(nèi)、外導(dǎo)體上將有電流流動(dòng)。由于在外導(dǎo)體上開(kāi)有槽孔,電流的分布發(fā)生變化,伴隨著這種變化電磁場(chǎng)將從槽孔中漏泄出來(lái),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(jiàn)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(kāi)孔或槽,通過(guò)同軸電纜外導(dǎo)體上所開(kāi)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(chǎng)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(hào)能源也能夠接收信號(hào)能源,所以,通信是雙工的。同時(shí),還由于漏泄同軸電纜的傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),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(guò)程

3 漏泄式音頻發(fā)射系統(tǒng)在學(xué)校中的實(shí)施方案

簡(jiǎn)單的描述漏泄式音頻發(fā)射系統(tǒng)在學(xué)校中的實(shí)施過(guò)程,就是將學(xué)校內(nèi)部各建筑物的每一樓層當(dāng)作一個(gè)隧道或者礦井。一根漏泄電纜穿過(guò)需要布設(shè)區(qū)域的各個(gè)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(dāng)然是在橫剖面的幾何中心,但實(shí)際布設(shè)施既不需要如此理想也無(wú)法實(shí)現(xiàn),因此,一般實(shí)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(diǎn)。見(jiàn)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(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)差別不大,只是發(fā)射機(jī)采用了功率更大的漏泄式發(fā)射機(jī)。

圖 6 漏泄式電纜樓層布線位置示意圖

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

事實(shí)上,學(xué)校使用的漏泄式語(yǔ)音發(fā)射系統(tǒng)相對(duì)于礦井和隧道交通的通信系統(tǒng)要簡(jiǎn)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(kāi)放式發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射的信號(hào)進(jìn)入建筑后大量衰減,就造成了接收信號(hào)不穩(wěn)定,在考試時(shí)出現(xiàn)聽(tīng)音不清楚、聽(tīng)不見(jiàn)或者時(shí)通時(shí)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(tīng)音效果好,信號(hào)通過(guò)建筑外墻時(shí)嚴(yán)重衰減,室外接收效果不好。這樣產(chǎn)生了兩個(gè)不同效果,一是由于信號(hào)傳輸?shù)绞彝夂罂焖偎p,對(duì)其他無(wú)線電信號(hào)影響大大減少,因此可以加大發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率,從而保證室內(nèi)的接收效果。二是由于信號(hào)的快速衰減,無(wú)法完全滿足語(yǔ)言類課程的課外聽(tīng)力輔助練習(xí)的需要,因?yàn)?進(jìn)行此類練習(xí)的學(xué)生課余時(shí)間在室外進(jìn)行的情況比較多。

下面根據(jù)應(yīng)用的不同情況對(duì)兩種發(fā)射系統(tǒng)逐一進(jìn)行對(duì)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(kāi)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(kāi)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(yuǎn)不如開(kāi)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(hào)傳輸?shù)木嚯x極其有限,不能滿足應(yīng)用的需要,而開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的傳輸距離較遠(yuǎn),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(kāi)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(kāi)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(hào)傳輸?shù)木嚯x有限,不能完全滿足應(yīng)用的需要,而開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)的傳輸距離較遠(yuǎn),可滿足應(yīng)用的需要。

(5)施工難易性:開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)因?yàn)橹恍杓茉O(shè) 1根天線,以此相對(duì)比較簡(jiǎn)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(duì)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(duì)于其他方式的發(fā)射系統(tǒng)的施工相對(duì)要容易。

(6)操作簡(jiǎn)便性:開(kāi)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(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng)可移動(dòng)。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(dòng)。

5 結(jié)論

通過(guò)上述比較,可以得出以下結(jié)論:

(1)當(dāng)音頻發(fā)射系統(tǒng)用于語(yǔ)言類考試時(shí):應(yīng)當(dāng)選擇漏泄式發(fā)射系統(tǒng),從而保證聽(tīng)力考試的接收效果。

(2)當(dāng)音頻發(fā)射系統(tǒng)用于語(yǔ)言類課外聯(lián)系時(shí):應(yīng)當(dāng)增加開(kāi)放式音頻發(fā)射系統(tǒng),保證整個(gè)校園園區(qū)的收聽(tīng)效果。

音頻發(fā)射系統(tǒng)建設(shè)建議:

對(duì)于已經(jīng)建立開(kāi)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(dāng)增加漏泄式發(fā)射系統(tǒng)專用于聽(tīng)力考試,而將原有系統(tǒng)轉(zhuǎn)為語(yǔ)言教學(xué)聽(tīng)力輔助練習(xí)。

對(duì)于準(zhǔn)備建立音頻發(fā)射系統(tǒng)的學(xué)校,則應(yīng)當(dāng)分析應(yīng)用的范圍。如果,僅僅用于語(yǔ)言類的聽(tīng)力考試,則僅需要建立漏泄式音頻發(fā)射系統(tǒng)。如果同時(shí)需要用于語(yǔ)言教學(xué)聽(tīng)力輔助練習(xí),建議增加開(kāi)放式語(yǔ)音發(fā)射系統(tǒng)。

參考資料:

[1] 中國(guó)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(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部.微功率(短距離)無(wú)線電設(shè)備管理規(guī)定[Z].2003-12-21.

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