В каких единицах измеряется громкость звука

Н: Новички – Еще мало знает и не слишком стремится разбираться в сложных терминах.

Часто задаваемые вопросы о звуке

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ (Часто задаваемые вопросы) – это часто задаваемые вопросы. Вопросы и ответы по звуку – Часто задаваемые вопросы о звуке.

Как я могу прочитать этот FAQ?

Для удобства читателя ответы на каждый вопрос разделены на три категории в зависимости от сложности материала.

Н: Новичок – еще многого не знает и не слишком стремится вникать в замысловатые термины.

П: Расширенный – Имеет базовые знания о технологиях, включая компьютеры, и хочет знать все.

З: Расширенный – Считает, что знает все и любит углубляться во всевозможные научные и псевдонаучные курьезы. :)

Таким образом, мы попытались избежать обвинений в крайней простоте при сложной подаче материала.

Что такое звук?

Н: Звук – это все, что мы слышим своими ушами.

П: Звук – это невидимые глазу волны, которые распространяются по воздуху, обычно потому, что где-то происходит колебание. Мы слышим их через нервные окончания в наших ушах.

З: Звуковые волны – это физическое явление, возникающее в различных агрегатных состояниях материи. Когда они распространяются, они имеют конечную скорость, характеризуемую сжимаемостью среды. Скорость распространения малых возмущений в общем случае составляет: . Для адиабатических и изоэнтропических процессов , где k – адиабатическая экспонента. Одновременно происходит колебание избыточного давления в каждом элементарном объеме. Энергия звуковой волны характеризуется звуковым давлением и интенсивностью звука. Все волновые свойства присущи звуковым волнам. Это выражается, в частности, в явлениях интерференции и дифракции при их распространении.

Что такое громкость звука?

Н: Когда вы увеличиваете или уменьшаете громкость на своем магнитофоне или телевизоре, вы изменяете ее с помощью ручки с надписью “громкость”.

П: Громкость – это видимая сила звука. Для измерения громкости умные дяди придумали специальную единицу измерения и назвали ее децибел [дБ] (не путать с “децибел” и “диббл”). Это относительная мера того, насколько увеличилась или уменьшилась громкость звука. Если мы примем едва слышимые звуки за ноль, то получим следующую таблицу:

З: Воспринимаемая громкость звука определяется его уровнем: [дБ]. Психофизический закон Вебера-Фехнера гласит, что эта величина прямо пропорциональна субъективному восприятию громкости человеком. Где – интенсивность звука, – плотность, a – это скорость звука. Однако чаще всего громкость измеряют с помощью звукового давления: . L < 0 означает ослабление звука, L > 0 – усиление звука.

Что такое высота звука?

Н: Высокие тона – это когда поют птицы: пи-пи-пи-пи-пи-пи-пи-пи-пи-пи. Звук средней высоты – это когда люди разговаривают: la-la-la-la-la-la-la-a. Низкий звук – это когда медведь рычит: r-e-e-i-i-y-i-y ..

П: Например, если натянуть струну на гитаре, она начнет раскачиваться и колебать воздух вокруг себя. Чем больше число колебаний, тем выше звук. Количество колебаний в секунду называется частотой и измеряется в Hertz [Hz].

З: Рассмотрим график колебаний во временной области -. U(t). Наибольшее среднее значение напряжения составляет амплитуда Время между двумя последовательными колебаниями называется периодом (T). Обратная величина периода называется частота: .

• Диапазон слышимых частот
• инфразвук
• ультразвук

Что такое тембр?

Н: Чем отличается голос Хуаниты в вашем любимом сериале от голоса ее злобной соперницы Канчиты.

П: Возьмите звук одной и той же высоты, воспроизведенный на двух разных музыкальных инструментах – трубе и фортепиано. На слух они будут отличаться по многим характеристикам. Сочетание этих характеристик называется тембром звука.

Вспомните, что мы чувствуем, когда поворачиваем ручку громкости на нашем аудиооборудовании. Изменение громкости субъективно изменяет тембр звука. В советской аппаратуре была кнопка “эквалайзер тембра”. Он корректирует ощущение громкости звуков разной частоты в соответствии с психофизическими особенностями восприятия.

В реальной жизни мы часто слышим термин регулятор тембравключая эквалайзер. Этот термин имеет несколько иное значение. Регулятор тембра и эквалайзер отдельно регулируют громкость различных частотных составляющих звука.

З: Давайте рассмотрим пример записи двух музыкальных инструментов – трубы и фортепиано:

Они были получены путем перезаписи первой октавной ноты в WAV-редакторе через кодек. Для воспроизведения (GM-инструмент №56 Trumpet и GM-инструмент №0 Acoustic Grand Piano) использовалась звуковая карта SoundBlaster Live! со стандартным банком памяти 8 МБ. Период основного колебания характеризует высоту тона, а вид определяет тембр.

В каком направлении распространяется звук?

Н: Сначала ваш любимый “певец” завывает в микрофон в студии звукозаписи. Затем звук обрабатывается и записывается на компакт-диск. Вы покупаете диск в киоске, кладете его в свою любимую коробку из-под жевательной резинки и слушаете то, что осталось от музыки (если она там была, конечно).

П: С помощью микрофона звуковые волны преобразуются в электрический сигнал. Эти звуки синтезируются путем модуляции напряжения или тока в электрических музыкальных инструментах. А также в компьютерах, сразу же произведенных в цифровом виде (технология сэмплеров). Этот сигнал проходит через ряд устройств (компрессор, лимитер, эквалайзер, ревербератор), как железных, так и виртуальных. Затем все оцифрованные звуки в современной студии суммируются (“объединяются”) в один звуковой файл, который подготавливается и записывается на диск CD-DA. При воспроизведении на домашнем Hi-Fi CD-проигрывателе цифровой сигнал преобразуется в аналоговый с помощью цифро-аналогового преобразователя и усиливается динамиками. Последние преобразуют электрический сигнал обратно в звуковые колебания. Абстракционисты называют весь этот путь звуковым путем. Возможно, что после прохождения через все эти элементы окончательное качество звука будет сильно отличаться от оригинала (по крайней мере, не лучше). В какой степени – зависит от качества абсолютно всех звеньев цепи. Например, при покупке колонок мы предпочитаем систему, которая звучит “чище”, устанавливая это “на слух”. Специалисты в этой области придумали несколько стандартных показателей для измерения степени деградации звука (АЧХ, SNR, THD и т.д.). Но никакие сложные, интегральные решения не могут служить основой для вынесения необдуманных суждений о “звучании” того или иного устройства.

З: Часть обработки и воспроизведения аудиодорожки находится в компьютере. Лучшим из существующих в настоящее время форматов для кодирования звуковых данных является PCM (импульсно-кодовая модуляция). Чаще всего этот формат хранится в wav-файлах на компьютере. Однако расширение wav само по себе не гарантирует PCM, это также может быть файл, содержащий данные MPEG Layer 3 (широко известный как “MP3”).

Что такое амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)?

Н: Это одно из тех загадочных чисел (например, 20-20000), которые вы видите на последней странице руководства пользователя. Не обращайте на них слишком много внимания. :)

П: При рассмотрении АЧХ обращайте особое внимание не на нижнюю и верхнюю границы воспроизводимых частот, а на величину неравномерности. Большая неравномерность приводит к сильному искажению тембра. Если приводится график, важно, чтобы он был как можно более ровным, без резких подъемов и спадов. На высоких частотах, на спадах, звук будет тусклым, не четким, на подъемах – наличие раздражающих неприятных шипящих и свистящих звуков. На низких частотах звук теряет “богатство” на низких, а на высоких возникает ощущение “бормотания” и “жужжания”.

В высококачественных звуковых системах неравномерность АЧХ в рабочем диапазоне частот не превышает +1…-1 дБ. Для компьютерных колонок +10…-10 дБ вполне приемлемо.

З: Рассмотрим типичную АЧХ дешевого пластикового динамика (частота по оси абсцисс и относительная амплитуда по оси ординат):

Это ясно показывает, что акустическая система имеет наименьшие искажения в частотном диапазоне между 100 и 10 000 Гц. Человеческая речь имеет частотную характеристику от 80 до 10 000 Гц, в то время как, например, симфонический оркестр имеет частотную характеристику от 30 до 20 000 Гц. Из этого видно, что данная акустическая система в лучшем случае подходит только для прослушивания человеческой речи. Это, конечно, не означает, что музыку, исполняемую симфоническим оркестром, нельзя слушать на этой системе. Только это будет звучать неестественно.

Поскольку амплитуда сигнала, измеряемая в логарифмах, является относительной, цифра 0 на оси амплитуды может быть помещена куда угодно. Например, -80 дБ (относительно 0 на этом графике). Тогда вы можете с гордостью написать в сертификате, что громкоговоритель имеет воспроизводимую частотную характеристику 20-20000 Гц, и это действительно так. Вот только неравномерность +90 дБ было бы очень трудно объяснить, поэтому неравномерность в таких случаях просто не дается!

Что такое THD?

Н: Это страшная аббревиатура, которой вас хотят запутать. Но не пугайтесь, это всего лишь цифра. И если вы действительно не боитесь, наслаждайтесь звуком (или тем, что от него осталось при THD, указанном в спецификации).

П: Это оценка нелинейных искажений. Скорее, THD – это усредненная величина, которая не определяет однозначно качество звука, т.е. Даже устройства с одинаковым значением THD могут звучать по-разному. Аббревиатура Hi-Fi (high fidelity) означает, что чем меньше искажений, тем лучше звук. Требования к THD для Hi-Fi систем: не более 1,5% (при 1000 Гц).

З: Это интегральная мера нелинейных искажений данной системы. Обычно в акустических системах к измеряемому сигналу применяется фильтр с тестовым сигналом (обычно синусоида 1 кГц), чтобы измерить любые дополнительные гармоники из-за нелинейности системы. Обычно измеряют мощность второй и третьей гармоник как наиболее значимые факторы. Для пересчета из процентов в децибелы используется следующая формула:

Что такое коэффициент шума (SNR)?

Н: Шум – это когда раздается пш-ш-ш-ш-ш-ш-ш-ш-ш, и это плохо. Чем меньше пш-ш-ш-ш-ш, тем лучше.

П: Шум можно понимать как случайный аудиосигнал малой громкости, который смешивается с основным (исходным) сигналом.

Соотношение сигнал/шум (SNR) означает превышение уровня сигнала над уровнем шума. Шум также можно разделить на частоты. Шум наиболее заметен для уха в средних частотах. Наименее раздражающим шумом является шум, равномерно распределенный по различным частотам (белый шум).

У человека есть врожденная способность отфильтровывать сигнал и шум, поэтому шум не так неприятен, как искажения (см. THD). Отношение сигнал/шум (SNR) измеряется в дБ.

З: Приблизительное значение SNR приведено ниже:

Существует некоторая путаница относительно соотношения сигнал/шум. Производители любят ссылаться на немного другое число вместо SNR, которое является Шум нулевого сигнала (Шум нулевого сигнала). Что не так с этим измерением? Потому что производителям довольно легко реализовать в устройствах так называемый “шумовой пол”. Допустим, при уровне входного сигнала -80 дБ сработает переключатель, и шумовой пол упадет до фантастических значений, на грани реальности. Отсюда все эти заявления о 96-97 дБ SNR в дешевых устройствах. В действительности, при низких уровнях сигнала эта характеристика резко падает, становясь хуже на 20 дБ (или даже 30!).

Нелинейные искажения + коэффициент шума (THD+N)

Н: Чем выше коэффициент THD+N, тем хуже качество в целом.

П: Этот показатель объединяет два предыдущих и существует для одновременной оценки уровня шума и коэффициента нелинейных искажений.

З: THD+N является лучшим показателем для цифровых устройств, поскольку не позволяет выбрать оптимальный уровень сигнала отдельно для SNR и отдельно для THD.

Мощность

Н: Мощность – это не объем.

П: Значение лошадиной силы, указанное производителем, имеет мало практического значения при выборе редуктора в магазине. Если вы понятия не имеете, что это значит, не смотрите на мощность вообще. Например, на громкоговорителе может быть написано: его номинальная мощность составляет 10 Вт. Или его мощность составляет 1000 Вт. Оба варианта верны. В первом случае мощность может быть указана “в RMS”, а во втором “в PMPO”. Поэтому не следует принимать близко к сердцу показатель мощности, указанный в PMPO. Если вы пытаетесь сравнить два устройства по их мощностным характеристикам, то при измерении мощности следует обратить особое внимание на уровень искажений (THD). Например, комплект колонок мощностью 300 Вт RMS при 10% THD будет менее благоприятным и, скорее всего, будет звучать значительно хуже, чем колонки мощностью всего 50 Вт RMS при 0,1% THD.

Динамический диапазон (DR)

Н: Разница между самыми тихими и самыми громкими звуками.

П: В аудиоаппаратуре это запас динамики звука между пороговым уровнем шума и началом перегрузки динамиков и усилителей. Для того чтобы уменьшить динамический диапазон и облегчить воспроизведение музыки и речи на недорогом оборудовании, используются так называемые сжатие звука (не путать со сжатием размера аудиофайла). Так, поп- и рок-музыка звучит довольно хорошо даже на дешевом домашнем оборудовании и компьютерных колонках, потому что динамический диапазон таких записей очень “узкий”. – не превышает 10-15 дБ. Для классической музыки динамический диапазон гораздо шире – около 50 дБ. Поэтому требования к целому саундтреку для “классической музыки” гораздо выше.

З: Для цифровых устройств это максимальное значение SNR, где шум рассматривается как шум квантования в теории и порог для дизеринга цифрового шума и субгармонических искажений (уровень шума + гармонические искажения) на практике. Для громкоговорителей это чувствительность, [дБ/Вт*м]. Для усилителей это, грубо говоря, линейная часть кривой усиления.

Во-первых, мы слышим все частоты по-разному. Дело в том, что чувствительность нашего уха к различным частотам сильно отличается. Таким образом, громкость больше связана с нашими ощущениями, чем с давлением.

Физика звука? Что такое громкость? Пояснение

Если вы когда-либо выбирали музыкальную колонку, вы убедились, что это непростая задача, особенно если вы не являетесь экспертом в области звукового оборудования. И хорошо, если вы можете послушать свои колонки в магазине, но если вы не можете, откуда вы знаете?

Чем больше ватт, тем громче, верно? Но громкость в децибелах….

Громкость в децибелах или ваттах, частотный диапазон – что все это значит? А если вы спросите о соотношении сигнал/шум? И дело не в том, что звук – это дело вкуса.

Насколько хорошо звучат музыкальные колонки? Насколько мощный бас? Можно ли с его помощью накачать комнату, загородный дом или целый район? Почему и как мы слышим, и как производители могут принять это во внимание и превратить в советы. Сегодня мы выясним, как найти подходящего оратора.

Что такое звук?

Для начала давайте на мгновение вернемся к урокам физики и напомним себе, что такое звук вообще. Это механическое колебание, которое распространяется через воздух, жидкости или даже твердые тела в виде волн. Однако для нас звук – это, в основном, просто изменение давления в воздухе.

Давление меняется, наши барабанные перепонки улавливают эти изменения, и мы слышим звук!

Чем сильнее изменяется давление, тем громче становится звук. На первый взгляд все просто. Но именно здесь физика начинает смешиваться с человеческими ощущениями, и все становится сложнее.

Восприятие громкости

Сначала о том, что такое децибелы. Все думают, что речь идет о громкости. На самом деле, дБ – это универсальный термин для обозначения очень широких диапазонов. Поскольку децибелы отображаются в логарифмической шкале, их формула представляет собой логарифм отношения двух величин. Это означает, что логарифм показывает не то, насколько громким является звук, а то, на сколько порядков звук сильнее базового уровня.

Например, утверждение “громкость звука составляет 30 дБ” означает, что интенсивность звука в 1000 раз превышает порог слышимости человека. Но опять же, все не так просто. Изменение давления воздуха измеряется в децибелах, но наше восприятие громкости измеряется другой величиной – фоном!

Начнем с того, что мы слышим все частоты по-разному. Дело в том, что чувствительность нашего уха к различным частотам сильно отличается. Поэтому громкость больше связана с нашими ощущениями, чем с давлением.

Фон (греческий звук φωνή)

Фоном служат кривые громкости, основанные на средних впечатлениях нормально слышащих людей в возрасте от 18 до 25 лет. Существует даже ГОСТ на эту тему, стандарт ISO 226, так что не волнуйтесь – все официально. Людей тестировали с промытыми ушами.

Шкала фонов отличается от шкалы децибел тем, что соотносит значения громкости с чувствительностью человеческого слуха на разных частотах.

Например, тон с частотой 1000 Гц начинает быть слышен при 0 децибел, что находится точно на пороге слышимости. В отличие от этого, тон частотой 20 Гц начинает быть слышен только на уровне около 80 децибел.

Именно поэтому басовые колонки нуждаются в больших и мощных динамиках для воспроизведения низких частот. JBL Partybox 310 имеет два таких динамика, каждый из которых имеет диаметр 176 мм. Но за высокие частоты здесь также отвечают два динамика, очевидно, меньшего диаметра – 65 мм.

Кстати, с этими кривыми есть интересный момент. Если бы мы нанесли на график звуки разных языков, то обнаружили бы, что наша речь попадает точно в этот промежуток на графике – примерно между 250 и 5000 герц. Это означает, что у нас, естественно, есть что-то вроде аппаратного усилителя речи. И самое громкое, что мы можем услышать, это свист. Вот почему они нас раздражают.

Во-вторых, мы воспринимаем громкость нелинейно. Мы различаем тихие звуки гораздо лучше, чем громкие.

Поэтому шкала фоновой громкости, которую мы привыкли называть децибелами, также не линейная, а логарифмическая. Это означает, что если мы увеличим объем в 10 раз, то получим +10 дБ, а если увеличим объем в 100 раз, то получим +20 дБ. Это объясняет, почему разница между громкой музыкой в 110 децибел и шумом оружия (200 дБ) не так велика в децибелах. Хотя мы знаем, что даже при 100 децибелах вы можете стать громкой пушкой, все зависит от вашего выбора состава.

Ватты

Итак, мы уже разобрались с тем, что такое объем и его восприятие. Но как узнать, насколько громкими должны быть колонки и достаточно ли громкости, чтобы раскачать нужную комнату?

Этот вопрос не менее сложен. Громкость в децибелах никогда не указывается на динамиках. Но они указывают мощность в ваттах. Например, в технических характеристиках колонки JBL Partybox 310 указано, что общая выходная мощность составляет 240 Вт RMS.

Что это значит? Оказалось, что существуют также разные мощности.

Важно обратить внимание на буквы RMS – это означает номинальную максимальную синусоидальную мощность или номинальную максимальную синусоидальную мощность. Проще говоря, колонка может работать с реальным музыкальным сигналом в течение часа без физического повреждения. Это действительно на пределе возможностей. По сути, это та стоимость, которую указывают все приличные производители.

Но нам нужна музыкальная колонка, которая может работать не один час, поэтому рассчитаем другой показатель, который называется просто – мощность синусоиды. Это мощность, при которой динамик сможет работать неограниченное время без сбоев. Обычно он на 25 процентов меньше, чем RMS.

В общей сложности получается, что наш монстр может выдавать около 180 Вт! Кстати, стоит отметить, что дешевые колонки часто имеют всякие заоблачные мощности типа 1000 Вт, но PMPO, а не RMS.

PMPO означает пиковую выходную музыкальную мощность. Это еще один способ определения власти. Проблема, однако, заключается в том, что это мощность, которую динамик может выдержать в течение 1-2 секунд. Поэтому будьте внимательны к тому, какие ватты продаются.

Мощность JBL Partybox 310 составляет 240 RMS или около 180 чистых ватт. Но много это или мало?

Рассмотрим, например, маленькую, но громкую колонку JBL Charge: 30 ВТ RMS. Этого достаточно для питания небольшой комнаты площадью до 20 квадратных метров.

240 Вт RMS достаточно для всего спортзала, а учитывая, что здесь есть Bluetooth 5.1 и можно подключить вторую колонку, чтобы они работали вместе, можно устроить концерт.

В целом, этот динамик может выполнять множество задач. Звук можно передавать не только через Bluetooth, но и через вход AUX, а также можно подключить USB-флешку и переключать треки прямо с колонки или через специальное приложение Partybox App.

С помощью того же приложения можно слушать музыку и управлять освещением: существует множество вариантов освещения. Вы даже можете организовать караоке – для этого есть микрофонные входы. В ассортименте JBL также есть микрофон PBM100. Она довольно проста, но была разработана специально для серии Partybox. Он имеет кардиоидную диаграмму направленности, поэтому слышен только ваш голос без посторонних шумов.

В динамике также имеется целый ряд звуковых эффектов. Это настоящее передвижное караоке. Колонка явно тяжелая, но у нее есть ручка, как у чемодана, и колесики – очень удобно задумано. Самое главное, он защищен от брызг, IPX4. А это значит, что вы можете совершить переезд даже на природу.

Емкость аккумулятора составляет 72 Вт*ч. Он проработает 5 часов при полном включении музыки, в экстремальных условиях, например, на улице при низких температурах, вы можете рассчитывать на 2-3 часа работы. В режиме охлаждения колонка может работать до 18 часов.

Ладно, с громкостью и мощностью все понятно, но как насчет качества звука?

Это можно сделать двумя способами. Первый – просто послушать разные колонки и выбрать их по своему вкусу, поскольку у каждого свои предпочтения, любимые жанры и, в конечном счете, свой слух.

Во-вторых, посмотрите на амплитудно-частотную характеристику динамика. Это означает, насколько громко динамики воспроизводят звуки на разных частотах, или, более точно, насколько равномерно громкость распределяется по разным частотам. Самостоятельно измерить АЧХ нелегко, но в интернете обычно можно найти тесты АЧХ на популярных гаджетах.

В идеале АЧХ должна иметь почти U-образную форму с резким подъемом на самых низких частотах, горизонтальной линией на высоких частотах и провалом где-то в районе 20 килогерц. В действительности, даже очень дорогие студийные или сценические колонки не дают идеальной АЧХ, а в оборудовании, доступном среднему потребителю, она будет очень далека от идеала. Здесь важно обратить внимание на то, нет ли на графике слишком большого провала, чаще всего заметного в области низких частот, т.е. самых низких частот, которые находятся в левой части графика.

Чтобы вы понимали масштаб явления. Если сравнить АЧХ этого динамика с iPhone 12 Pro, то становится понятно, почему смартфон не будет сотрясать комнату и будет звучать пискляво, но громко. Но, к сожалению, в интернете нет точных студийных измерений АЧХ для нашего динамика.

Соотношение сигнал/шум

Наконец, качество звука показывает соотношение сигнал/шум. Он говорит нам, насколько полезный сигнал, то есть звуки песни или фильма, перевешивает шум, который неизбежно присутствует в любой колонке. Это можно выяснить, не подавая никакого звука на динамик или усилитель и увеличив громкость до максимума. Отношение сигнал/шум измеряется в децибелах, и чем оно выше, тем лучше. Обычно 80 децибел – это хорошо, 100 – это High End. В этой колонке этот показатель составляет 90 децибел, что очень хорошо.

Окончательный результат

Сегодня мы узнали много нового о звуке и о том, на что следует обратить внимание при выборе музыкальных колонок для комнаты, загородного дома или улицы. В то же время мы познакомились с моделью JBL Partybox 310, которая является представителем мощных и универсальных колонок, которые отлично подойдут для вечеринок дома или на открытом воздухе. Это своего рода звуковой корпус с подсветкой, встроенным аккумулятором, высокой громкостью и хорошим качеством. В целом, как для дома, так и для пикника.

Отражение, преломление и дифракция звуковых волн вызывают многократное эхо (реверберацию), которое оказывает существенное влияние на слышимость речи и музыки в помещении или вне его, что учитывается при записи звука для живого звучания (путем размещения небольших микрофонов с резкими характеристиками направленности в оптимально близких областях стереоизображения), для прямой записи звука с последующим микшированием и “сухой” записью процессором в цифровой форме, или с использованием удаленных, равномерно расположенных, хорошо настроенных объемных микрофонов с дополнительной записью эхо-звуков).

Громкость звука. ДеКиБеЛ

Физической характеристикой громкости звука является уровень звукового давления, выраженный в децибелах (дБ). “Шум” – это случайная смесь звуков.

Звуки с низкими и высокими частотами кажутся тише, чем звуки средней интенсивности. С учетом этого неодинаковая чувствительность человеческого уха к звукам разных частот модулируется с помощью специального электронного частотного фильтра, в результате чего в результате стандартизированных измерений получается так называемый эквивалентный (энергетически “взвешенный”) уровень звука дБА (дБ(А), то есть – с фильтром “А”).

В течение дня человек слышит звуки с громкостью 10-15 дБ и более. Максимальный диапазон частот для человеческого уха составляет в среднем 20-20 000 Гц (возможные диапазоны: от 12-24 до 18 000-24 000 герц). В молодости лучше слышать средние частоты на частоте 3 кГц, в среднем возрасте – 2-3 кГц, а в пожилом возрасте – 1 кГц. Такие частоты, в первых килогерцах (до 1000-3000 Гц – зона речевого общения), распространены в телефонах и в радио на КВ и ДВ диапазонах. С возрастом диапазон воспринимаемых звуков сужается: для высокочастотных звуков он уменьшается до 18 килогерц и менее (у пожилых людей – примерно на 1000 Гц каждые десять лет), а для низкочастотных – увеличивается от 20 Гц и более.

У спящего человека основным источником сенсорной информации об окружающей среде – становятся уши (“чуткий сон”). Чувствительность слуха ночью и с закрытыми глазами повышается на 10-14 дБ (до первого децибела по шкале дБА) по сравнению с дневным временем, поэтому громкие, резкие звуки с большими скачками громкости могут разбудить спящих людей.

Если на стенах нет звукопоглощающих материалов (ковров, специальных ковровых покрытий), звук будет громче из-за многократного отражения (реверберации, т.е. эха от стен, потолка и мебели), что увеличит уровень шума на несколько децибел.

Шкала шума (уровни звука, децибелы), в таблице

Децибел
дБА Характеристика источника звука
0 Не слышно вообще
5 Почти неслышно
10 Слабо слышный шелест листьев
15 Слабый шелест листьев
20 Едва слышный шепот человека (на расстоянии 1 метра)
25 Тихий шепот человека (на расстоянии 1 метра)
30 Тихий шепот, тиканье настенных часов.
Допустимый максимум в соответствии со стандартами для жилых помещений в ночное время, с 11 вечера до 7 утра.
(СНиП 23-03-2003 “Защита от шума”).
35 Вполне слышимый приглушенный разговор
40 Достаточно хорошо слышна нормальная речь.
Норма для жилых помещений в течение дня, с 7 утра до 11 вечера.
Подробнее читайте в “Российской газете”.
45 Достаточно хорошо слышимый нормальный разговор
50 Ясно слышимый разговор, печатная машинка
55 Явно слышимый Верхний стандарт для офисных помещений класса А (на основе европейских стандартов)
60 Шумный офисный стандарт
65 Громкий разговор (1 м)
70 Громкий разговор (1 м)
75 Громкие крики, смех (1 м)
80 Очень громкие крики, мотоцикл с глушителем, шум пылесоса (при высокой мощности двигателя – 2 киловатта).
85 Очень громкий крик, мотоцикл с глушителем
90 Очень громкие крики, железнодорожный товарный вагон (на расстоянии семи метров)
95 Очень громкий вагон метро (семь метров снаружи или внутри вагона)
100 Чрезвычайно громкий оркестр, вагон метро (с перерывами), гром, визг бензопилы
Максимально допустимое звуковое давление для наушников в плеере (на основе европейских стандартов)

105 Чрезвычайно шумные в самолетах (до 1980 года)
110 Чрезвычайно шумно в вертолете
115 Чрезвычайно шумный пескоструйный аппарат (1 м)
120 Почти невыносимый пневматический молоток (1 м)
125 Почти невыносимо
130 Аэроплан с болевым порогом при взлете
135 Шок
140 Шок – звук взлетающего самолета
145 Травма в результате запуска ракеты
150 Сотрясение мозга, травма
155 Сотрясение мозга, травма
160 Удар, травма от ударной волны сверхзвукового самолета
При уровне звука выше 160 децибел – возможность разрыва барабанных перепонок и легких,
более 200 – смерть (взрывное оружие)

Максимально допустимые уровни звука (LAmax, дБА) на 15 децибел выше, чем “нормальные” уровни звука. Например, для плоских жилых помещений допустимый постоянный уровень звука в течение дня составляет 40 децибел, а временный максимальный уровень – 55. Для постоянно работающего коммунального оборудования – учитывается поправка минус 5.

Неслышимый шум – звуки с частотой менее 16-20 Гц (инфразвук) и более 20 кГц (ультразвук). Низкочастотные колебания в 5-10 герц могут вызывать резонанс, вибрировать внутренние органы и влиять на работу мозга. Низкочастотные акустические колебания усиливают нестерпимую боль в костях и суставах у больных людей. Источники инфразвука: автомобили, вагоны, гром и т.д.

Высокочастотный звук и ультразвук с частотой 20-50 килогерц, воспроизводимый с модуляцией в несколько герц – используется для отпугивания птиц от аэропортов, животных (например, собак) и насекомых (комаров, мух-чернушек).

На рабочих местах законодательно допустимый эквивалентный уровень звука для прерывистого шума: максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБАИ, а для импульсивного шума – 125 дБАИ. Нахождение в помещениях, где уровень звукового давления превышает 135 дБАI в каждой октавной полосе, даже на короткое время, запрещено.

Шум от компьютеров, принтеров и факсов в помещении без звукопоглощающих материалов – может превышать 70 дБ. Поэтому не рекомендуется размещать в одном помещении несколько единиц оргтехники. Слишком шумное оборудование следует вынести из помещения, где расположены рабочие места. Использование звукопоглощающих материалов в качестве отделки помещения и штор из плотной ткани может помочь снизить уровень шума. Мягкие (поролоновые, продаются в аптеках) беруши также могут помочь, если их SNR составляет не менее 30 децибел. Взрывные звуки ослабляются специальными механическими мембранами. Высококачественные изолирующие наушники (продаются в магазинах DIY) – обеспечивают максимальную защиту слуха, экранируя не только слуховой проход, но и прилегающую височную кость черепа.

Плач ребенка, по сравнению с другими звуками той же громкости, гораздо сильнее воздействует на психику человека как раздражитель и стимул к активным физическим действиям (успокоению, кормлению и т.д.).

При строительстве зданий и сооружений, в соответствии с современными, более жесткими требованиями к звукоизоляции, необходимо использовать технологии и материалы, способные обеспечить надежную защиту от шума.

Для систем пожарной сигнализации: уровень звукового давления оповещателя должен быть не ниже 75 дБА на расстоянии 3 м от оповещателя и не выше 120 дБА в любой точке защищаемого помещения (раздел 3.14 НПБ 104-03).

Мощная сирена и корабельный гудок – давление выше 120-130 децибел.

Специальные сирены (сирены и пневмосирены), устанавливаемые на служебных транспортных средствах, регламентируются ГОСТ Р 50574 – 2002. Уровень звукового давления сигнального устройства во время подачи специального звукового сигнала на расстоянии 2 метров по оси сирены должен быть не менее:
116 дБ(A) – когда излучатель звука установлен на крыше автомобиля;
122 дБА – когда радиатор установлен в шасси автомобиля.
Изменение основной частоты должно быть в диапазоне от 150 до 2000 Гц. Время цикла должно составлять от 0,5 до 6,0 с.

Согласно ГОСТ Р 41.28-99 и Правилам ЕЭК ООН № 28, звуковой сигнал гражданского транспортного средства должен издавать непрерывный и монотонный звук, уровень звукового давления которого не должен превышать 118 децибел. Это также максимально допустимое значение для автомобильной сигнализации.

Если городской житель, привыкший к постоянному шуму, на мгновение окажется в полной тишине (например, в сухой пещере, где уровень шума не превышает 20 дБ), то вместо отдыха он может испытать состояние депрессии.

Шумомер для измерения уровня звука, шума

Для измерения уровня шума используется прибор шумомер (на рис.), которые выпускаются в различных модификациях: бытовые (ориентировочная цена – 3-4 тыс. рублей, диапазоны измерений: 30-130 дБ, 31,5 Гц – 8 кГц, фильтры А и С), промышленные (интеграция и т.д.) Наиболее распространенные модели: SL, октава, сван. Широкополосные шумомеры используются для измерения инфразвукового и ультразвукового шума.

Измеритель уровня звука – измеритель уровня звука в децибелах (дБ A C), цифровое устройство, ЖК-дисплей громкости (силы) звука

Диапазоны звуковых частот

Поддиапазоны спектра звуковых частот, на которые настроены фильтры двух- или трехполосных громкоговорителей: низкочастотный – до 400 герц;
средней частоты – 400-5000 Гц;
высокая частота – 5000-20000 Гц

Скорость звука и дальность распространения

Приблизительная скорость слышимого среднечастотного звука (частота порядка 1-2 кГц) и максимальная дальность его распространения в различных средах:
в воздухе, 344,4 метра в секунду (при температуре 21,1 градуса Цельсия) и около 332 метров в секунду при нуле градусов
в воде – примерно 1,5 километра в секунду;
в твердой древесине, около 4-5 км/с вдоль зерна и вдвое меньше поперек зерна.

При 20° C скорость звука в пресной воде составляет 1484 м/с (при 17° C – 1430), в морской воде – 1490 м/с.

Скорость звука в металлах и других твердых телах (приведены только самые быстрые, продольные упругие волны):
В нержавеющей стали – 5,8 километра в секунду.
Чугун – 4,5
Лед – 3-4 км/с
Медь – 4,7 км/с
Алюминий – 6,3 км/с
Полистирол – 2,4 км/сек.

При повышении температуры и давления скорость звука в воздухе увеличивается. В жидкостях температурная зависимость обратная.

скорости упругих продольных волн в массиве горных пород, м/с:
земля – 200-800
сухой/мокрый песок – 300-1000 / 700-1300
глина – 1800-2400
известняк 3200-5500

Расстояние распространения звука вдоль земли уменьшается из-за высоких препятствий (горы, здания и сооружения), противоположного направления и скорости ветра и других факторов (пониженное атмосферное давление, повышенная температура и влажность воздуха). Расстояния, на которых источник громкого шума едва слышен, варьируются от 100 м (при наличии высоких препятствий или густого леса) до 300-800 м на открытой местности (при умеренном направлении ветра). – На открытой местности (при умеренном попутном ветре дальность увеличивается до одного километра и более). С расстоянием более высокие частоты “теряются”. (быстро затухают и рассеиваются), в то время как звуки более низкой частоты остаются. Максимальная дальность распространения инфразвука средней интенсивности (человек его не слышит, но он воздействует на организм) составляет десятки или сотни километров от источника.

Интенсивность ослабления (коэффициент поглощения) среднечастотного звука (около 1-8 кГц), при нормальном атмосферном давлении и температуре, над землей с низкой травой, в степи составляет около 10-20 дБ на каждые 100 метров. Поглощение пропорционально квадрату частоты акустической волны.

// комментарий автора KAKRAS.RU
Если вы видите сильную молнию во время грозы и слышите первый гром через 12 секунд, то молния ударила на расстоянии четырех километров от вас (340 * 12 = 4080 м).

Линия распространения звуковых волн отклоняется в направлении уменьшения скорости звука (преломление на градиенте температуры), т.е. в солнечный день, когда воздух у поверхности земли теплее, чем воздух над ней – линия звуковой волны изгибается вверх, но если верхний слой атмосферы теплее поверхности, звук будет двигаться оттуда обратно вниз и будет лучше слышен.

При дифракции звука волны огибают препятствие, когда размер препятствия сравним или меньше длины волны препятствия. Если она намного больше длины волны препятствия, звук отражается (угол отражения равен углу падения), и за препятствием образуется зона акустической тени.

Отражение, преломление и дифракция звуковых волн вызывают многократное эхо (реверберацию), которое оказывает существенное влияние на слышимость речи и музыки в помещении или вне его, что учитывается при записи звука для живого звучания (путем размещения небольших микрофонов с резкими характеристиками направленности в оптимально близких областях стереоизображения), запись прямого звука с последующим микшированием и смешиванием “сухой” записи процессором в цифровой форме, или использование удаленных, хорошо настроенных микрофонов объемного звучания с дополнительной записью отраженного звука).

Обычная звукоизоляция не защищает от инфразвука.

Самые шумные города России
– являются многие региональные и районные центры страны, почти все районы крупных транспортных узлов и городские жилые районы вдоль проспектов и вблизи аэропортов. В эту категорию входят: Москва, ул. Санкт-Петербург, Красноярск, Ростов-на-Дону, Челябинск, Екатеринбург, Пермь, Иркутск, Ярославль, Воронеж, Новокузнецк, Нижний Тагил, Магнитогорск, Омск, Уфа, Самара, Нижний Новгород, Новосибирск, Мурманск, Пермь, Тула, Ульяновск, Кемерово и другие.

Основными источниками шума в городе являются трамваи, легковые и грузовые автомобили, работающие промышленные предприятия и самолеты, летающие на небольшой высоте. Даже агенты по недвижимости корректируют цены на недвижимость в зависимости от местного уровня шума в доме с квартирами на продажу или в аренду.

Тенденция такова, что интенсивность городского шума, обусловленная увеличением количества автомобилей на дорогах, только возрастает. Общая ситуация усугубляется низким писком автомобильных радиостанций и громкоговорителей, доносящимся из открытых окон высотных зданий.

Если по решению муниципальных властей большегрузный транспорт перемещается на длинные объездные дороги, подальше от жилых районов, а внутригородской грузовой транспорт разрешен только в определенное время суток и только по выделенным улицам – эти меры значительно улучшают экологическую ситуацию и повышают комфорт проживания.

Шум от кондиционеров

Современные сплит-системы кондиционирования, работающие в бесшумном режиме (специально разработанные для включения в ночное время), как правило, не превышают уровень шума, разрешенный стандартами для жилых помещений. Однако это условие возможно только при использовании внутренних (комнатных) кондиционеров. Наружные (уличные, оконные) агрегаты с компрессором и вытяжным вентилятором, размещенные вне помещения, гораздо более шумные и, как говорится, “на всю улицу”. В инструкции по эксплуатации наружных блоков указаны значения децибел, но они существенны. Для ближайших соседей, чьи окна выходят на одну сторону стены многоэтажного дома, это является настоящей помехой.

Как только самолет превышает скорость Маха (Мах = 1), происходит резкий, похожий на взрыв громкий удар, когда он пересекает переднюю часть конуса Маха. Прохождение через следующий звуковой барьер (M = 2, 3, 4… числа Маха) сужает конус ударной волны (утолщение рампы) и делает “бум” еще громче.

Наблюдатель слышит гул, когда очень быстро движущееся тело (самолет, ракета или реактивный снаряд) уже пролетело мимо. Например, при стрельбе из винтовки Мосина стандартным патроном с расстояния в один километр звук выстрела слышен примерно через две секунды после того, как пуля достигнет и поразит условную цель. На дозвуковых скоростях, наоборот, сначала приближается шум (шорох, свист, вой мины или ракеты), а затем его источник.

Гиперзвуковой – движущийся быстрее 5 Махов.

В полете мины или снаряды, выпущенные на максимальную дальность, следуют по обтекаемой баллистической траектории – их скорость обычно уже дозвуковая.

Частота бинауральных биений

Когда правое и левое ухо слышат звуки (например. Когда правое и левое уши слышат звуки (например, из наушников музыкального проигрывателя, f < 1000 Гц, f1 - f2 < 25 Гц) двух разных частот, мозг в результате обработки этих сигналов воспринимает третью, дифференциальную частоту биений (бинауральный ритм, равный арифметической разности их частот), "слышимую" как низкочастотные колебания, совпадающие с диапазоном нормальных мозговых волн (дельта до 4 Гц, тета 4-8 Гц, альфа 8-13 Гц, бета 13-30 Гц). Этот биологический эффект учитывается и используется в студиях звукозаписи - для передачи низких частот, не воспроизводимых напрямую через громкоговорители обычных стереосистем (из-за конструктивных ограничений), но эти методы и приемы, при неправильном применении, могут негативно влиять на психическое состояние и настроение слушателя, поскольку они отклоняются от естественного (почти "симметричного"), природного восприятия шума и звуков человеческим ухом.

// При бинауральном эффекте “слышны” не три, а два звука: первый – среднее арифметическое частот двух реальных звуков, а второй – звук, тактируемый мозгом. Когда разница частот увеличивается (>20-30 герц), звуки распадаются, в восприятии, на исходные, с их фактической частотой, и бинауральный эффект исчезает. Разница в фазе звуковых волн, достигающих правого и левого уха, позволяет определить направление на источник звука/шума, его громкость и тембр, то есть расстояние до него.

Международная стандартизация физических параметров

Разработкой и распространением стандартов с начала 20 века занимается Международная электротехническая комиссия (МЭК, сайт организации находится по адресу www.iec.ch/). Российское федеральное агентство по техническому регулированию (Росстандарт) является полноправным членом этой организации. МЭК опубликовала Международный электротехнический словарь (IEV) для стандартизации электротехнической терминологии. Существует несколько национальных интернет-ресурсов, с которых можно скачать этот документ, полностью или частично, в русском переводе.

Национальные стандарты стран-членов МЭК – они идентичны или модифицированы из международных стандартов ИСО. Например, “ГОСТ Р 52797.1-2007 Акустика. Рекомендуемые методы проектирования рабочих мест с низким уровнем шума в промышленных условиях. Часть 1. Принципы защиты от шума” и другие нормативные документы.

В тех местах ионосферы, где электромагнитные волны достаточной мощности попадают в установившийся (при высоком качестве сигнала) резонанс Шумана, и особенно на частоте его первой гармоники – возникают плазменные сгустки, которые начинают излучать инфразвуковые акустические (звуковые) волны. Специфические ионосферные излучатели существуют до тех пор, пока длится молния в очаге, инициирующем грозу, то есть примерно до первых нескольких десятков минут. На частоте восемь герц эти излучающие точки находятся на противоположной стороне земного шара, вдали от источника электромагнитной волны. На частоте 14 герц они расположены в треугольной форме. Локальные, сильно ионизированные области в нижней ионосфере (спорадический слой Es) и плазменные отражатели могут быть пространственно связаны или перекрываться.

Как защитить свой слух

Длительное воздействие уровня шума выше 80-90 децибел может привести к частичной или полной потере слуха (на концертах мощность громкоговорителей может достигать десятков киловатт). Это также может привести к патологическим изменениям в сердечно-сосудистой и нервной системах. Безопасными являются только звуки до 35 дБ.

Реакция на длительное и интенсивное воздействие шума – “шум в ушах” – звон в ушах, “шум в голове”, который может перерасти в прогрессирующую потерю слуха. Она возникает у людей старше 30 лет, которые ослаблены, подвержены стрессам, злоупотребляют алкоголем и курят. В самом простом случае причиной шума в ушах или потери слуха может быть серная пробка в ухе, которую специалист может легко удалить (промыв или вытащив ее). Если слуховой нерв воспален, это тоже можно относительно легко вылечить (лекарствами, иглоукалыванием). Пульсирующий шум – более сложный случай для лечения (возможные причины: сужение сосудов из-за атеросклероза или опухолей, подвывих шейных позвонков).

Для защиты слуха:
– Не увеличивайте громкость наушников, пытаясь заглушить посторонний шум (в метро или на улице). Это также увеличивает электромагнитное излучение, достигающее мозга от динамика наушников;
– используйте противошумные мягкие беруши, вкладыши или наушники в шумных местах, чтобы защитить свой слух (шумоподавление более эффективно на высоких звуковых частотах). Они должны быть индивидуально подогнаны к уху. Лампочки от карманных фонариков можно использовать и в полевых условиях (они подходят не всем, но подходят). В стрелковых видах спорта можно использовать индивидуально изготовленные “активные беруши” с электронным наполнением, которые стоят столько же, сколько телефон. Они должны храниться в упаковке. Лучше выбирать дудочки из гипоаллергенного полимера с хорошим SNR (коэффициент подавления шума) 30 дБ и более. В случае резкого изменения давления (в самолете) используйте специальные беруши с микроотверстиями, чтобы выровнять давление и уменьшить боль;
– Внутри зданий используйте шумоизолирующие, экологически чистые материалы для снижения уровня шума;
– При нырянии, чтобы предотвратить разрыв барабанной перепонки, в нужный момент дуйте через ухо (зажимайте нос или глотайте). Не садитесь в самолет сразу после погружения. При прыжках с парашютом также необходимо своевременно выравнивать давление, чтобы не получить баротравму. Последствия баротравмы: шум в ушах, потеря слуха, боль в ушах, тошнота и головокружение, в тяжелых случаях потеря сознания.
– При простуде и катаре, когда заложен нос и пазухи, недопустимы резкие перепады давления: ныряние (гидростатическое давление – 1 атм на 10 метров глубины погружения, то есть: два атм на десять метров, три атм на 20 метров и т.д.), прыжки с парашютом (0,01 атм на 100 метров высоты, быстро нарастающее, с ускорением).
// около семи с половиной миллиметров ртутного барометра – на каждые сто метров, в зависимости от высоты над уровнем моря.
– Дайте своим ушам отдохнуть от громкого шума.

Техники, обычно используемые для выравнивания давления на обе стороны барабанной перепонки: глотание, зевание, сморкание с закрытым носом. Метод Френцеля – зажать ноздри, с силой оттянуть язык назад через нёбо (благодаря сокращению мышц откроются носовые полости и евстахиевы трубы). Артиллеристы при выстреле открывают рот или закрывают уши руками.

Наиболее распространенными причинами потери слуха являются попадание воды в уши, инфекции (в том числе респираторные), травмы и опухоли, образование и разбухание восковых пробок при контакте с водой, длительное воздействие шума, баротравма, вызванная резким изменением давления, и средний отит (жидкость за барабанной перепонкой).

Звук с частотой ниже слышимого диапазона называется инфразвуком, а звук с частотой выше этого диапазона – ультразвуком. Хотя мы их не слышим, они способны влиять на людей. Например, инфразвук на определенных частотах может вызывать чувство тревоги и паники.

Что такое децибел?

Децибел – это логарифмическая единица, точнее, логарифм двух значений энергии. Мы рассматриваем его в первую очередь как меру громкости. На самом деле, децибел универсален и используется для измерения множества различных вещей и т.д. Причина использования этой единицы в акустике заключается в том, что человек воспринимает звук в большом диапазоне интенсивностей, и линейную шкалу использовать слишком сложно. Логарифмическая шкала более удобна.

На самом деле, децибелы указывают не на то, насколько громким является звук, а на то, на сколько порядков он сильнее базового уровня. Например, значение 30 дБ означает, что звук в 1000 раз превышает порог слышимости.

Диапазон слышимости человека составляет приблизительно 120 дБ (в этот момент звук может вызвать боль). Рекомендуемая громкость в помещении составляет 45 дБ ночью и 55 дБ днем. На практике этот уровень редко соблюдается. Недостаток тишины можно компенсировать звукоизоляцией (чем она и является) и звуконепроницаемым остеклением.

В Российской Федерации разработан стандарт на стандартные кривые равной громкости – ГОСТ Р ИСО 226-2009 “Акустика. Стандартные кривые для равной громкости” [3] .

Громкость звука

Громкость звука – Субъективное восприятие силы/интенсивности звука (абсолютное значение чувства слуха). Громкость зависит в основном от звукового давления (интенсивности звука) и частоты звука. На громкость звука также влияет его спектральный состав, расположение в пространстве, тембр, время воздействия звука и другие факторы [1][2].

Единицей измерения абсолютной шкалы громкости является сон. Громкость 1 сна – это громкость непрерывного чистого синусоидального тона с частотой 1 кГц, создающего звуковое давление 20 мкПа.

Уровень громкости звука – это относительная величина. Он выражается в терминах фона и численно равен уровню звукового давления в 1 дБ, создаваемого синусоидальным тоном частотой 1 кГц той же громкости, что и измеряемый звук (равен громкости звука).

На рисунке справа показано семейство кривых равной громкости, также называемых изофоны. Это графики стандартизированного (международный стандарт ISO 226) уровня звукового давления как функции частоты при заданном уровне громкости. Стандартный контур равной громкости: Кривая равной громкости строится на основе среднего восприятия нормально слышащих людей в возрасте от 18 до 25 лет включительно [3] Используя этот график, можно определить громкость чистого тона на данной частоте, зная уровень звукового давления, который он создает.

Например, если синусоидальная волна частотой 100 Гц производит уровень звукового давления 60 дБ, то, построив две линии друг против друга, мы найдем изофон, соответствующий уровню громкости 50 фононов. Это означает, что данный звук имеет уровень громкости 50 фон.

Изофон “0 фон”, обозначенный пунктирной линией, характеризует порог слышимости звуков разной частоты для нормального слуха.

На практике нас часто интересует не уровень громкости, выраженный в фоне, а то, насколько громче звук по сравнению с другим звуком. Также интересно, как складываются объемы двух разных тонов. Таким образом, если есть два тона разной частоты с уровнем фона 70 каждый, это не означает, что общая громкость будет равна 140 фонам.

Зависимость громкости от уровня звукового давления (и интенсивности звука) представляет собой строго нелинейную кривую, она имеет логарифмический характер. Если уровень звукового давления увеличивается на 10 дБ, то громкость увеличивается в 2 раза. Это означает, что уровни громкости 40, 50 и 60 вон соответствуют 1, 2 и 4 вон.

В РФ существует стандарт на стандартные кривые для равной громкости – ГОСТ Р ИСО 226-2009 “Акустика. Стандартные кривые для равной громкости” [3].

Сигналы чрезвычайно высокой интенсивности в животном мире излучает синий кит (189 дБ/мПа/м [ источник не указан 587 дней ], или 116 дБ абсолютной громкости) и кашалота (236 дБ/мПа/м) [ 587 дней не опубликовано ] .

Интенсивность звука энергия, передаваемая звуковой волной за 1 с на площади 1 м 2 . Было доказано, что самые громкие звуки (которые вызывают боль) в 10 триллионов раз интенсивнее самых тонких звуков, которые может воспринимать человек. В этом смысле человеческое ухо является гораздо более сложным устройством, чем любой обычный измерительный прибор. Ни один другой прибор не способен измерять в таком широком диапазоне (диапазоны измерений редко превышают 100).

Звук (звуковые волны). Громкость звука.

Громкость звука – Субъективная характеристика слуха, которая присваивает звукам шкалу от тихого до громкого.

Слуховые ощущения, которые мы испытываем от различных звуков, во многом зависят от амплитуды звуковой волны и ее частоты, которые являются физическими характеристиками звуковой волны. Эти физические характеристики соответствуют определенным физиологическим особенностям, связанным с нашим восприятием звука.

Громкость звука зависит от его амплитуды: чем больше амплитуда колебаний в звуковой волне, тем больше объем.

Таким образом, когда колебания звуковой вилки затухают, громкость звука уменьшается вместе с амплитудой. И наоборот, если ударить по вилке сильнее и тем самым увеличить амплитуду ее колебаний, звук будет громче.

Громкость звука также зависит от того, насколько чувствительно наше ухо к этому звуку. Человеческое ухо наиболее чувствительно к звуковым волнам с частотой 1-5 кГц. Поэтому высокий женский голос с частотой 1000 Гц будет восприниматься нашим ухом как более громкий, чем низкий мужской голос с частотой 200 Гц, даже если амплитуда их вокализации одинакова.

Громкость звука также зависит от его продолжительности, интенсивности и конкретного слушателя.

Интенсивность звука это энергия, которую звуковая волна передает за 1 с на площади 1 м 2 . Было установлено, что интенсивность самых громких звуков (которые вызывают боль) в 10 триллионов раз превышает интенсивность самых слабых звуков, которые мы можем воспринимать. В этом смысле человеческое ухо является гораздо более сложным устройством, чем любой обычный измерительный прибор. Ни один другой прибор не способен измерять такой широкий диапазон значений (приборы редко имеют диапазон измерения более 100).

Единица измерения громкости называется син. Приглушенный разговор имеет громкость 1 сон. Тиканье часов – около 0,1 сна, обычный разговор – 2 сна, печатная машинка – 4 сна, а громкий уличный шум – 8 снов. В кузнице этот объем достигает 64 сн, а на расстоянии 4 м от работающего двигателя реактивного самолета – 264 сн. Даже более громкие звуки начинают вызывать боль.

Что такое АФК? Это график, показывающий зависимость между разностью амплитуд выходного и входного сигналов (вертикальная ось) и частотой (горизонтальная ось). Амплитуда колебаний на частоте 1 кГц принимается равной 0 дБ. Идеальная АФК – это прямая линия, которая, к сожалению, нереальна. Поэтому, чем более неровная кривая, тем больше частотных искажений следует ожидать в звуке.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)

Что такое АФК? Это график, показывающий разность амплитуд выходного и входного сигналов (вертикальная ось) в зависимости от частоты (горизонтальная ось). Амплитуда колебаний на частоте 1 кГц принимается равной 0 дБ. Идеальная АФК – это прямая линия, которая, к сожалению, нереальна. Поэтому, чем более неровная кривая, тем больше частотных искажений следует ожидать в звуке.

Итак, что означают цифры, описывающие неравномерность АЧХ устройства? Давайте рассмотрим пример. Если, например, указано 50 Гц – 16 кГц (±3 дБ), то это следует понимать следующим образом: акустическая система воспроизводит достоверный звук в этом диапазоне, но на частотах за пределами этого диапазона неравномерность быстро возрастает, и частотная характеристика имеет “провал”. (резкое снижение реакции).

Неравенство реакции может проявляться в подъемах и спадах кривой. Уменьшение низких частот приводит к потере насыщенности басов, а увеличение вызывает шум. Что касается высоких частот, то высокие частоты будут издавать неслышимый звук, а высокие частоты будут раздражать свистящими и шипящими звуками.

Что касается наушников, то АЧХ показывает их тональный баланс. Именно через АЧХ следует выбирать наушники для конкретных целей (бас, вокал, классика и т.д.). Тип АЧХ наушников зависит от их импеданса и импеданса усилителя.

Нелинейные искажения

Поскольку акустические системы являются сложными устройствами, в которых происходит усиление сигнала, выходной звук обязательно будет иметь нелинейные искажения, одним из которых являются гармонические искажения, придающие звуку новый тембр и приводящие к потере звука.

Гармонические искажения измеряются коэффициентом гармонических искажений (HF), который измеряется в процентах или децибелах. Соответственно, чем выше уровень гармонических искажений, тем хуже звук. ВЧ динамика зависит от мощности входящего сигнала.

Итак, рассмотрев основные характеристики звука, можно сказать, что принцип “чем больше цифр, тем лучше” не всегда применим. Так что либо осваивайте теорию и двигайтесь вперед со знанием дела, чтобы выбрать подходящее для вас устройство, либо не углубляйтесь в нее и продолжайте доверять советам опытных продавцов-консультантов. Что касается основных звуковых характеристик микрофона, то этот вопрос следует рассмотреть более подробно и посвятить ему отдельную статью, что мы и сделаем в ближайшем будущем.

Физической характеристикой громкости звука является уровень звукового давления, выраженный в децибелах (дБ). “Шум” – это случайная смесь звуков.

В чем измеряется громкость, уровень звука?

В таблице ниже описаны уровни децибел в порядке возрастания и соответствующие примеры источников звука. Также дается информация о негативном воздействии различных уровней шума на слух.

Уровни децибел для различных источников шума[1] Уровни децибел Пример источника Влияние на здоровье 0 Тишина Нет 10 Дыхание Нет 20 Шепот Нет 30 Тихий фоновый шум на природе Нет 40 Звуки в библиотеке, тихий фоновый шум в городе Нет 50 Тихий разговор, обычный фоновый шум в пригороде Нет 60 Шум в офисе или ресторане, громкий разговор Нет 70 Телевизор, шум шоссе от 15. 2 м (50 футов) Примечание; некоторые неприятные ощущения 80 Шум от фабрики, кухонного комбайна, автомойки с расстояния 6,1 м (20 футов) Возможно повреждение слуха при длительном воздействии 90 Газонокосилка, мотоцикл с расстояния 7,62 м (25 футов) Высокая вероятность повреждения слуха при длительном воздействии 100 Лодочный мотор, отбойный молоток.

Громкость звука. Уровень звука и его источники

Физической характеристикой громкости является уровень звукового давления, выраженный в децибелах (дБ). “Шум” – это случайная смесь звуков.

Низко- и высокочастотные звуки кажутся тише, чем среднечастотные звуки той же интенсивности. С учетом этого неодинаковая чувствительность человеческого уха к звукам разных частот модулируется с помощью специального электронного частотного фильтра, в результате чего в результате стандартизационных измерений получается так называемый эквивалентный (энергетически “взвешенный”) уровень звука дБА (дБ(А), т.е. – с фильтром “А”).

В течение дня человек слышит звуки с громкостью 10-15 дБ и более. Максимальный диапазон частот для человеческого уха составляет в среднем 20-20 000 Гц (возможные диапазоны: от 12-24 до 18 000-24 000 герц). В юном возрасте лучше всего слышен звук со средним диапазоном частот 3 кГц.

Громкость звука – это уровень шума.

Физической характеристикой громкости является уровень звукового давления, выраженный в децибелах (дБ). “Шум” – это случайная смесь звуков.

Максимально допустимые уровни звука (LAmax, дБА) на 15 децибел выше, чем “нормальные” уровни звука. Например, для жилых комнат в квартирах допустимый постоянный уровень шума в дневное время составляет 40 децибел, а временный максимум – 55.

Неслышимый шум – звуки с частотами ниже 16-20 Гц (инфразвук) и выше 20 кГц (ультразвук). Низкочастотные вибрации 5-10 герц могут вызывать резонанс, вибрировать внутренние органы и влиять на работу мозга. Низкочастотные акустические колебания усиливают невыносимые боли в костях и суставах у больных людей. Источники инфразвука: автомобили, вагоны, гром и т.д. Высокочастотные вибрации вызывают нагрев тканей. Этот эффект зависит от силы звука, а также от расположения и свойств его источников.

Мощные вентиляторы в пекарнях, на мельницах и других предприятиях могут создавать много шума.

АКУСТИКА (от греч. acoustica. Акустика (acoustikos – слуховой), в широком смысле, – это отрасль физики, занимающаяся изучением упругих волн от самых низких частот до самых высоких (1012 – 1013 Гц); в узком смысле – это изучение звука. Общая и теоретическая акустика изучает закономерности излучения и распространения упругих волн в различных средах, а также их взаимодействие со средой. Отрасли акустики включают электроакустику, архитектурную и строительную акустику, атмосферную акустику, геоакустику, гидроакустику, физику и технологию ультразвука, психологическую и физиологическую акустику и музыкальную акустику.

ДЕЦИБЕЛ, десятая часть бела, обозначается как дБ.

Громкость и ее основные характеристики. Основные компоненты громкости. Многие люди путают понятие громкости с так называемой мощностью.

Во-первых, давайте заглянем в словарь и посмотрим несколько определений.

Действие барабанной перепонки уха

Звук – это все, что слышат наши уши, что достигает наших ушей. Или, точнее, то, что слышно, воспринимается нашими ушами и анализируется нашим мозгом: физические явления, вызванные колебательным движением частиц в воздухе или другой среде. Звук в самом широком смысле – это колебательное движение частиц в упругой среде, которое распространяется в виде волн в газообразной, жидкой или твердой среде.

Шум – это те звуки, которые в сочетании образуют неупорядоченный (обычно громкий) звук. Или, в более широком смысле, неупорядоченные колебания различной физической природы, которые имеют сложную временную и спектральную структуру.

Вибрации – это механические колебания.

Новые способы измерения уровня звука и регулирования громкости в радиовещании

Введение

Сегодня телевидение является одной из самых популярных и эффективных форм вещания.

Нет необходимости говорить о том, что изображение на экране телевизора само по себе передает зрителю огромное количество информации. Однако общее впечатление от телевизионной программы формируется не только за счет оценки качества самой “картинки”. – качество сопровождающего звука также играет огромную роль. Даже самая технически совершенная картина оставит зрителя равнодушным и полностью обесценится, если она будет сопровождаться плохим и непонятным звуком.

В литературе описан психологический феномен субъективных исследований телевизионных передач, который многое говорит о роли звука в телевидении: даже хорошая “картинка”, если она сопровождается плохим звуком, осуждается экспертами.

Любая звуковая волна, распространяющаяся в пространстве, может оказывать определенное давление на препятствия, с которыми она сталкивается (включая наши барабанные перепонки). Люди, которые бывали на рок-концертах и стояли рядом с мощными ораторами, не понаслышке знают, что это тоже может быть очень напряженным. Изменение давления звуковых волн субъективно воспринимается нами как ощущение изменения громкости звука. Максимальное изменение давления в воздухе при распространении звуковых волн по сравнению с давлением в отсутствие волн называется звуковым давлением. Как и все остальное, звуковое давление измеряется в паскалях (Па).

Однако в акустике для оценки интенсивности звуковых волн чаще используется другой термин – сила звука. Она обозначает количество звуковой энергии, которая проходит через квадратный сантиметр плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, каждую секунду. Звуковое давление и звуковая мощность имеют квадратичную зависимость. Это означает, что мощность звука =.

Громкость звука – является относительной величиной. Она выражается в фон и численно равен уровню звукового давления (в децибелах, дБ), создаваемого синусоидальным тоном частотой 1 кГц той же громкости, что и измеряемый звук (равен громкости звука).

Примечания

1. ↑Архив журнала “Звукорежиссер”, 2000, №8
2. ↑Архив журнала “Звукорежиссер”, 2000, №9

• Найдите и аннотируйте ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
• Разместите шаблон-визитку, который существует для данной темы статьи. Есть пример использования шаблона в статьях с похожей тематикой.

• Акустика

Фонд Викимедиа . 2010 .

Полезная страница

Смотреть что такое “Громкость звука” в других глоссариях:

ГРОМКОСТЬ ЗВУКА – Величина, характеризующая слуховые ощущения от данного звука. Громкость звука сложным образом зависит от звукового давления (или интенсивности звука), частоты и формы колебаний. При постоянной частоте и форме колебаний громкость увеличивается по мере увеличения звука…. … Энциклопедия физики

ГРОМКОСТЬ ЗВУКА – Величина слуховых ощущений, зависящая от интенсивности звука и его частоты. Если частота одинаковая, громкость звука увеличивается с ростом его интенсивности. При одинаковой интенсивности самые громкие звуки находятся в диапазоне частот 700 6000…..

громкость звука – Величина слухового ощущения в зависимости от интенсивности и частоты звука [Словарь строительной терминологии на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Темы по шуму, звуку EN громкость звука громкость звука DE Lautstärke FR интенсивность звука громкость… … руководство технического переводчика

громкость звука – Мера слуховой чувствительности к звуку, зависящая от интенсивности звука и его частоты. Если частота звука постоянна, то громкость звука увеличивается по мере увеличения его интенсивности. При одинаковой интенсивности самые громкие звуки находятся в диапазоне частот 700…..

ГРОМКОСТЬ ЗВУКА – Мера силы слухового впечатления, производимого звуком. DZ зависит от эффективного звукового давления и частоты звука (см. рисунок). Для сравнения D.S. мы используем LN, который называется уровнем D.S. и равна: LN = 20 lg(p*eff /p*0), где p*0 = 20…. … Большой политехнический энциклопедический словарь

громкость звука – garsumas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: англ. volume of sound vok. Lautheit, f; Lautstärke, f; Tonstärke, f rus. громкость звука, f pranc. volume sonore, m. … Радиоэлектронный терминал žodynas

громкость звука – Мера слухового восприятия звука. Громкость звука сложным образом зависит от звукового давления (см. Звуковое давление) (или интенсивности звука (см. Интенсивность звука)), частоты и формы колебаний. При постоянном … …. Большая советская энциклопедия

громкость звука – rus интенсивность (w) (сила) звука, громкость (w) звука eng интенсивность звука fra интенсивность (f) acoustique, интенсивность (f) sonore, интенсивность (f) du son deu Schallintensität (f), Schallstärke (f) spa интенсивность (f) sonora, интенсивность (f) acústica … Безопасность и здоровье на рабочем месте. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

ГРОМКОСТЬ ЗВУКА – Величина слуховых ощущений, которая зависит от интенсивности звука и его частоты. При фиксированной частоте громкость возрастает по мере увеличения интенсивности звука. При одинаковой интенсивности звука наибольшая громкость приходится на диапазон частот 700 6000 Гц. Ноль… …. естественные науки. Энциклопедический словарь

ГРОМКОСТЬ ЗВУКА – Мера слухового восприятия, зависящая от интенсивности и частоты звука (болгарский язык) hlasitost zvuku (чешский язык; Čeština) lautstärke (венгерский язык; Magyar) hangosság (монгольский язык) … … Строительный словарь

Какие беруши наиболее эффективны во время сна

30 децибел – вот с чем его можно сравнить

Какую bluetooth колонку выбрать

Двухполосная или трехполосная акустика лучше

ДБ чувствительность наушников что лучше

Акустика hi fi что это такое