Системы аудиоиндукционных петель , также называемые аудиочастотными индукционными петлями ( AFIL ) или слуховыми петлями [1] , представляют собой вспомогательную технологию прослушивания для людей с ограниченным диапазоном слуха. [2]
Слуховая петля состоит из одной или нескольких физических петель кабеля , которые размещаются вокруг обозначенной области, обычно комнаты или здания. Кабель генерирует электромагнитное поле по всему замкнутому пространству, которое может быть уловлено слуховым аппаратом , оборудованным телекатушкой , процессором кохлеарного импланта (КИ) или специализированным ручным приемником слуховой петли для людей без слуховых аппаратов, совместимых с телекатушкой.
Петли переносят токи основной полосы частот аудиосигнала; несущий сигнал не используется. Преимущество заключается в том, что это позволяет передавать интересующий источник звука — будь то музыкальное представление или сторона разговора билетера — слушателю с нарушением слуха четко и без других отвлекающих шумов в окружающей среде. [3] Типичные места установки включают концертные залы, билетные киоски, общественные здания с интенсивным движением (для объявлений PA ), аудитории, места поклонения, залы суда, конференц-залы и дома. [4]
В Соединенном Королевстве, в качестве помощи инвалидам, их предоставление, где это разумно возможно, требуется Законом о равенстве 2010 года и ранее Законом о дискриминации инвалидов 1995 года [5] , и они доступны на «задних сиденьях всех лондонских такси, которые имеют небольшой микрофон, встроенный в приборную панель перед водителем; в 18 000 почтовых отделений в Великобритании; в большинстве церквей и соборов», по словам профессора Дэвида Г. Майерса. [4]
В Соединенных Штатах альтернативная технология, использующая передачу FM на приемники «шейной петли», получила более широкое распространение из-за экономических преимуществ. Для сравнения, системы слуховой петли требуют больших первоначальных инвестиций от оператора объекта, но предлагают больше удобства и позволяют избежать социальной стигмы и гигиенических проблем, связанных с атрибутикой FM-системы для тех, у кого есть слуховые аппараты. [4]
Другая альтернативная система, используемая в основном в театрах, использует невидимое инфракрасное излучение; совместимые гарнитуры могут улавливать модулированную инфракрасную энергию для воспроизведения звука.
Первая запатентованная система связи на основе магнитной индукционной петли была изобретена Джозефом Полякоффом (дедом сэра Мартина Полякоффа ) в Великобритании в 1937 году. [6] [7] [8]
Приемная катушка в слуховом аппарате известна как телекатушка (или Т-катушка ), потому что ее ранняя форма заключалась в приеме магнитного поля от катушек внутри телефона . Они были включены как часть метода, обеспечивающего двусторонний разговор по одной паре проводов. Телекатушка позволяла пользователю слухового аппарата четко слышать телефонный разговор, не улавливая фоновый шум.
Отсюда естественным путем возникла идея создания электромагнитных полей, представляющих собой аудиосигнал, который могла принимать катушка индуктивности.
Простейшая форма AFIL — это одиночный провод вокруг комнаты, приводимый в действие усилителем мощности так же, как приводился бы в действие громкоговоритель . Связь магнитных полей математически описывается законом индукции Фарадея . Краткое изложение теории, необходимой для AFIL, включено в британский стандарт BS 7594 , который является руководством по проектированию и установке индукционных контуров.
Базовый AFIL, использующий усилитель общего назначения, как описано выше, имеет некоторые недостатки. Усилитель драйвера контура требует некоторых дополнительных цепей для их преодоления. Использование чего-либо, кроме правильно спроектированного усилителя драйвера контура, не только неудовлетворительно, но и может привести к установке контура, который может генерировать гармоники при искажении, и это вызовет радиопомехи . Это необходимо предотвратить как для качества звука, так и по юридическим причинам, поскольку создавать такие помехи в этих обстоятельствах незаконно. В Европе применяется Директива по ЭМС, и также незаконно поставлять или устанавливать неподходящее электронное и электрическое оборудование. [9]
Вторым фактором является то, что многие формы нарушения слуха означают, что уровни звука должны поддерживаться довольно постоянными. Эффективный петлевой драйвер будет иметь автоматический контроль уровня для сжатия сигнала, обеспечивая постоянную амплитуду петли для широкого диапазона уровней источника. Выполнение этого требования, вероятно, одновременно соответствует требованию помех. Для этого петлевой драйвер должен обеспечивать постоянный выход для диапазона входного сигнала не менее 30 дБ .
Третья проблема — индуктивность кабеля петли и ее влияние на более высокие частоты звука. Чтобы преодолеть это, многие драйверы петли работают как усилители в режиме тока, а не напряжения. Устанавливая характеристику усилителя между режимом напряжения и тока, общая производительность оптимизируется для хорошей полосы пропускания с минимальными искажениями. Существуют и другие варианты снижения влияния индуктивности кабеля, включая использование многожильного кабеля, в котором проводники соединены параллельно.
Конструкционная сталь и другие металлоконструкции в зданиях могут вызывать проблемы, неравномерно снижая напряженность поля по всей площади контура, вызывая искажения частоты. В большинстве случаев решение можно найти с помощью комбинаций контуров со сдвигом фаз между ними в сочетании с коррекцией частоты и увеличением силы сигнала. [ необходима цитата ]
Аудиоиндукционные петли создают относительно высокие уровни магнитного поля . Другое оборудование должно быть спроектировано и установлено для правильной работы в этом поле.
Наиболее распространенной причиной проблем являются контуры заземления , когда различные части оборудования соединены вместе сигнальными проводами, но питаются от разных розеток в разных частях комнаты или здания. Сочетание заземления сети и сигнального заземления создает приемный контур, который производит сигнал помех, пропорциональный площади внутри контура заземления. [10] Для предотвращения помех на аудио- и видеооборудовании используются различные шаги. Питание источников сигнала и выходных устройств от одной и той же цепи питания для предотвращения образования контура заземления; могут использоваться экранированные кабели или изоляторы сигналов.
Целью требований к напряженности поля стандартов для AFIL является сделать воспринимаемую громкость звука от петли такой же, как от микрофона в слуховом аппарате. Это является основой средней напряженности поля 100 мА/м, используемой для создания сегодняшних стандартов производительности по всему миру. [11]
IEC 60118-4 (ранее британский BS 6083 часть 4, также известный как EN 60118-4) в настоящее время является основной спецификацией для международного использования. [12] Этот стандарт определяет долгосрочную среднюю напряженность поля с учетом пиков программы, уровня фонового шума и частотной характеристики.
IEC 62489-1 определяет, как измерять производительность системных компонентов в системе слухового контура. Стандарт рекомендует стационарные и переносные устройства мониторинга, позволяющие проверять правильность работы слухового контура.
BS 7594 (опубликован BSI и широко используется в Великобритании) — это необязательное руководство по проектированию и установке индукционных контуров. Оно содержит всеобъемлющее руководство по теории, а также руководство для тех, кто рассматривает возможность установки AFIL в зданиях, за которые они могут нести ответственность. Оно также содержит некоторые ценные указания, касающиеся другого оборудования в зоне контура. Также включена калибровка приборов измерения напряженности поля.