Гучність звуку: чим відрізняються сон, тло та децибел. Одиниці виміру гучності Повний електричний опір, імпеданс

Одиницею абсолютної шкали гучності є фон. Гучність у 1 фон – це гучність безперервного чистого синусоїдального тону частотою 1 кГц, що створює звуковий тиск 2 мПа.

Рівень гучності звуку- Відносна величина. Вона виявляється у фонахі чисельно дорівнює рівню звукового тиску (у децибелах - дБ), створюваного синусоїдальним тоном частотою 1 кГц такої ж гучності, як і звук, що вимірюється (рівногучному даному звуку).

Залежність рівня гучності від звукового тиску та частоти

На малюнку праворуч зображено сімейство кривих рівної гучності, званих також ізофонами. Вони є графіками стандартизованих (міжнародний стандарт ISO 226) залежностей рівня звукового тиску від частоти при заданому рівні гучності. За допомогою цієї діаграми можна визначити рівень гучності чистого тону будь-якої частоти, знаючи рівень створюваного ним звукового тиску.

Засоби звукового спостереження

Наприклад, якщо синусоїдальна хвиля частотою 100 Гц створює звуковий тиск рівнем 60 дБ, то, провівши прямі, відповідні цим значенням на діаграмі, знаходимо на їхньому перетині ізофону, що відповідає рівню гучності 50 фон. Це означає, що цей звук має рівень гучності 50 тл.

Ізофона "0 фон", позначена пунктиром, характеризує поріг чутностізвуків різної частоти для нормального слуха.

На практиці часто цікавить не рівень гучності, виражений у фонах, а величина, що показує, у скільки даний звук голосніше іншого. Цікавим є також питання про те, як складаються гучності двох різних тонів. Так, якщо є два тони різних частот з рівнем 70 фон кожен, то це не означає, що сумарний рівень гучності дорівнюватиме 140 фон.

Залежність гучності рівня звукового тиску (і інтенсивності звуку) є суто нелінійної кривою, вона має логарифмічний характер. Збільшення рівня звукового тиску на 10 дБ гучність звуку зросте вдвічі. Це означає, що рівням гучності 40, 50 та 60 фон відповідають гучності 1, 2 та 4 сони.

Звук Гучність, сони:
Рівень гучності, фони:
Поріг чутності 0 0
Тикання наручного годинника ~ 0.02 10
Шепіт ~ 0.15 20
Звук настінного годинника ~ 0.4 30
Приглушена розмова ~ 1 40
Тиха вулиця ~ 2 50
Звичайна розмова ~ 4 60
Гучна вулиця ~ 8 70
Небезпечний для здоров'я рівень ~ 10 75
Пневматичний молоток ~ 32 90
Ковальський цех ~ 64 100
Гучна музика ~ 128 110
Больовий поріг ~ 256 120
Сирена ~ 512 130
Реактивний літак ~ 2048 150
Смертельний рівень ~ 16384 180
Шумова зброя ~ 65536 200

Примітки


Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитися що таке "Гучність звуку" в інших словниках:

    Величина, що характеризує слухове відчуття цього звуку. Р. з. складним чином залежить від звукового тиску (або інтенсивності звуку), частоти та форми коливань. При незмінній частоті та формі коливань Г. з. зростає зі збільшенням звук. Фізична енциклопедія

    Величина слухового відчуття, що залежить від інтенсивності звуку та його частоти. При постійної частоті гучність звуку зростає зі збільшенням інтенсивності. При однаковій інтенсивності найбільшою гучністю володіють звуки в діапазоні частот 700-6000. Великий Енциклопедичний словник

    гучність звуку- Величина слухового відчуття, що залежить від інтенсивності звуку та його частоти [Термінологічний словник з будівництва 12 мовами (ВНДІВС Держбуду СРСР)] ​​Тематики шум, звук EN sound loudnesssound volume DE Lautstärke FR intensité de sonvolume… Довідник технічного перекладача

    Величина слухового відчуття, що залежить від інтенсивності звуку та його частоти. При постійної частоті гучність звуку зростає зі збільшенням інтенсивності. При однаковій інтенсивності найбільшу гучність мають звуки в діапазоні частот 700. Енциклопедичний словник

    Міра сили слухового відчуття, спричиненого звуком. Р. з. залежить від ефективного звукового тиску та частоти звуку (див. мал.). Для порівняння Р. з. користуються величиною LN, до раю зв. рівнем Р. з. і дорівнює: LN = 20 lg (p * еф / р * 0), де р * 0 = 20 ... ... Великий енциклопедичний політехнічний словник

    гучність звуку- garsumas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. volume of sound vok. Lautheit, f; Lautstärke, f; Tonstärke, f rus. гучність звуку, f pranc. volume sonore, m … Radioelektronikos terminų žodynas

    Величина, що характеризує слухове відчуття цього звуку. Р. з. складним чином залежить від звукового тиску (або інтенсивності звуку), частоти та форми коливань. За незмінної… … Велика Радянська Енциклопедія

    гучність звуку- rus інтенсивність (ж) (сила) звуку, гучність (ж) звуку eng sound intensity fra intensité (f) acoustique, intensité (f) sonore, intensité (f) du son deu Schallintensität (f) (f) sonora, intensidad (f) acústica … Безпека та гігієна праці. Переклад англійською, французькою, німецькою, іспанською мовами

    Величина слухового відчуття, що залежить від інтенсивності звуку та його частоти. При незмінній частоті Р. з. зростає зі збільшенням інтенсивності. За однакової інтенсивності наиб. гучність мають звуки в діапазоні частот 700 6000 Гц. Нульовий… … Природознавство. Енциклопедичний словник

    Величина слухового відчуття, що залежить від інтенсивності звуку та його частоти (Болгарська мова; Българскі) сила на звуку (Чеська мова; Čeština) hlasitost zvuku (Німецька мова; Deutsch) Lautstärke (Угорська мова; Magyar) hangosság (Монгольська… … Будівельний словник

Книжки

  • Набір таблиць. фізика. Механічні хвилі. Акустика (8 таблиць), . Навчальний альбом із 8 аркушів. Артикул – 5-8665-008. Хвильовий процес. Поздовжні хвилі. Поперечні хвилі. Періодичні хвилі. Відображення хвиль. Стоячі хвилі. Звукові хвилі. Висота звуку.

Силою звуку називається величина, що вимірюється кількістю енергії, щомиті протікає через майданчик в 1 см 2 перпендикулярну до напрямку звукової хвилі .

Силу звуку вимірюють в ерг см 2 · сек або дж/м 2 сек.

Силі звуку відповідає відчуття гучності, подібно до того, як частоті коливань – висота тону.

Сила звуку та гучність – поняття нерівнозначні. Сила звуку характеризує фізичний процес незалежно від цього, сприймається він слухачем чи ні, гучність ж – суб'єктивне якість звуку.

Розглянемо тепер, чого залежить сила звуку, отже, і його гучність. Запишемо для цього коливання камертона кілька разів послідовно з деякими проміжками в часі. Звук камертону поступово затихає, і це зараз же відбивається на графіку його коливань.

Як видно з графіків 1, 2, 3, період коливань камертону не змінювався: гребені та западини на всіх трьох графіках однаково часті. Але з ослаблення звуку зменшувалася амплітуда коливань. У найсильнішого звуку амплітуда була найбільшою (графік 1); коли звук став майже нечутним, амплітуда коливань виявилася невеликою (графік 3). Коли камертон перестане коливатись, графік звернеться до прямої лінії.

Отже, бачимо, що сила звуку пов'язані з амплітудою коливань.

Чим більше амплітуда коливань, тим сильніший звук, що менше амплітуда, то звук слабший.

Коли якесь тіло звучить, воно приводить у коливання навколишні частинки середовища (наприклад, частинки повітря) і віддає їм при цьому частину своєї енергії. Запас енергії в тілі, що звучить, зменшується, зменшується амплітуда його коливань, слабшає звук.

При поширенні у середовищі звук слабшає у міру віддалення джерела. Вся енергія, яка спочатку була зосереджена біля одного центру - джерела звуку, у міру віддалення від нього розподілятиметься на все більше більша кількістьчастинок середовища; на частку кожної частки припадатиме все менше і менше енергії. При поширенні звукових хвиль в ізотропному середовищі поверхня хвилі, що розповсюджується, буде сферою з центром О, практично збігається з джерелом звуку. Поверхня сфери зростатиме пропорційно квадрату відстані джерела. Енергія, що припадає на кожну одиницю площі поверхні сфери, змінюватиметься обернено пропорційно квадрату відстані від джерела звуку. Звідси сила звуку змінюється обернено пропорційно квадрату відстані від джерела звуку. Змінюється при цьому пов'язане з цією величиною відчуття гучності, що кожному відомо з досвіду.

Якщо направити звук вздовж труби з одним і тим же поперечним перетином, то в цьому випадку звук, що поширюється, майже не втрачає своєї сили. Мале ослаблення звуку з відстанню можна спостерігати й у довгих вузьких коридорах.

Часто для переговорів на відстані застосовуються конусоподібні труби – рупори. Рупор не дає звуковим хвиль розсіюватися на всі боки і змушує їх йти в одному напрямку. Рупором можна скористатися для того, щоб зібрати розсіяні звукові хвилі. Прикладемо рупор до вуха його вузькою стороною і звуки посиляться. На вухо діє вся енергія, що прийшла до зовнішнього, широкого боку рупора. У скільки разів зовнішнє отвір рупора по площі більше отвору вуха, у стільки разів посилиться і звук.

Наше вухо забезпечене власним рупором – вушною раковиною. Іноді, щоб уловлювати слабкі звуки, ми збільшуємо цей рупор, прикладаючи руку до вушної раковини.

Людське вухо має виняткову чутливість: воно вловлює звуки, які в мільйон разів слабші за людський голос звичайної гучності. З іншого боку, людина звикає переносити такі сильні звуки, як артилерійська канонада.

Однак наше вухо виявляється неоднаково чутливим до звуків різної частоти: найбільш чутливе воно до тонів, що лежать у межах 1000-3000 гц. Щоб звук був почутий в умовах найбільшої чутливості (близько 2000 гц), звукові хвилі, як показують сучасні виміри, повинні приносити до вуха за кожну секунду енергію не менше 5 трильйонних часток ерга. Амплітуда коливань частинок повітря при цьому виявляється менше однієї десятимільярдної міліметра. Цікаво, що чутливість ока до енергії світла такого самого порядку, як і чутливість вуха до енергії звуку.

Багатьом іноді доводилося замислюватися, що саме означає потужність, яка в тому чи іншому вигляді наводиться в паспортах. акустичних системта звукопідсилювальної апаратури. Матеріалів на цю тему в мережі та друкованих виданнях зустрічається напрочуд мало, виразних відповідей на питання теж. Спробую хоч якось зменшити кількість білих плям у цій галузі. Деякі точніші описи визначень виникли у мене в діалозі, при спробі краще пояснити співрозмовнику їхній сенс.

Різноманітність застосовуваних стандартів вимірювання вихідної потужності підсилювачів і потужності колонок може збити з пантелику будь-якого. Ось блоковий підсилювач солідної фірми 35 Вт на канал, а ось дешевий музичний центр із наклейкою 1000 Вт. Таке порівняння викликає явне подив у потенційного покупця. Саме час звернутися до стандартів.

Закордонні та міжнародні стандарти та визначення

SPL(Sound Pressure Level) - це рівень звукового тиску, що розвивається АС. SPL є добуток відносної чутливості АС (акустичної системи) на електричну потужність, що підводиться.

Слід мати на увазі, що слух є нелінійним інструментом, і для оцінки суб'єктивної гучності слід робити поправки на криві рівної чутності (weighting curve), які практично відрізняються не тільки для різних рівнів сигналу, але і для кожного індивідууму окремо.

A-weighting(weighting curve) - це крива, що зважує.

Залежність, що описує рівні звукового тиску різних частотах, сприймані слухом, як однаково гучні. Амплітудно-частотна характеристика фільтра, що зважує, використовуваного при вимірюваннях рівня звукового тиску і враховує частотні властивості людського слуху.

RMS(Root Mean Squared) – це середньоквадратичне значення електричної потужності, обмеженої заданими нелінійними спотвореннями.

Або інакше - максимальна (гранична) синусоїдальна потужність - потужність, при якій підсилювач або колонка може працювати протягом однієї години з реальним музичним сигналом без фізичного пошкодження. Зазвичай на 20-25 відсотків вищий за DIN.

Потужність вимірюється синусоїдальним сигналом на частоті 1 кГц при досягненні 10% THD. Вона обчислюється, як добуток середньоквадратичних значень напруги та струму при еквівалентній кількості теплоти, що створюється постійним струмом.

Для синусоїдального сигналу середньоквадратичне значення менше амплітудного у V2 разів (x 0,707). Взагалі ж, це віртуальна величина, термін «середньоквадратичний», можна сказати, може бути застосований до напруги або силі струму, але не до потужності. Відомий аналог - чинне значення (усі знають його для мережі електроживлення змінним струмом - це ті самі 220 V для Росії).

Спробую пояснити, чому це поняття для опису звукових характеристикмалоінформативно. Середньоквадратична потужність - це робота. Тобто має сенс у електротехніці. І належить не обов'язково до синусоїди. У разі музичних сигналів гучні звуки ми чуємо краще ніж слабкі. І на органи слуху впливають більше амплітудні значення, а не середньоквадратичні.

Тобто гучність не еквівалентна потужності. Тому середньоквадратичні значення мають сенс в електролічильнику, а ось амплітудні у музиці. Ще більш популістський приклад – АЧХ. Провали АЧХ помітні менше ніж піки. Тобто гучні звуки більш інформативні, ніж тихі, а усереднене значення мало говорити.

Таким чином, стандарт RMS був однією спробою описати електричні параметри звукової апаратури як споживача електроенергії.

У підсилювачах і акустиці цей параметр теж, по суті, має дуже обмежене застосування - підсилювач, який видає 10% спотворень не на максимальній потужності (коли виникає кліпінг - обмеження амплітуди сигналу, що посилюється з специфічними динамічними спотвореннями, що виникають), ще пошукати.

До досягнення максимальної потужності спотворення транзисторних підсилювачів, наприклад, не перевищують часто сотих часток відсотка, а вже вище різко зростають (позаштатний режим). Багато акустичних систем при тривалій роботі з таким рівнем спотворень вже здатні вийти з ладу.

Для вже дешевої техніки вказується інша величина — PMPO, зовсім безглуздий і ніким не нормований параметр, а значить, друзі-китайці вимірюють його так, як бог на душу покладе. Якщо точніше, у папугах, причому кожен у своїх. Значення PMPO часто перевищують номінальні до коефіцієнта 20.

PMPO(Peak Music Power Output) - це пікова короткочасна музична потужність, величина, яка означає максимально досяжне пікове значення сигналу незалежно від спотворень взагалі за мінімальний проміжок часу (зазвичай за 10 mS, але взагалі не нормоване), потужність, яку динамік колонки може витримати протягом 1-2 секунди на сигналі низької частоти (близько 200 Гц) без фізичного пошкодження.

Зазвичай у 10-20 разів вищий за DIN.

Як випливає з опису, параметр ще більш віртуальний і безглуздий практичному застосуванні. Пораджу ці значення не сприймати всерйоз і не орієнтуватися. Якщо вас попало купувати апаратуру з параметрами потужності, вказаними тільки, як PMPO, то єдина порада Ч послухати самостійно і визначити, підходить це вам чи ні.

100 W (PMPO) = 2 x 3 W (DIN)

DIN- Це абревіатура від Deutsches Institut fur Normung.

Німецька неурядова організація, що займається стандартизацією для кращої інтеграції ринку товарів та послуг у Німеччині та на міжнародному ринку. Продуктами цієї організації є найрізноманітніші стандарти, що стосуються найрізноманітніших сфер застосування, у тому числі і які стосуються області звуковідтворення, які нас тут цікавлять.

До DIN 45500, де описуються вимоги до апаратури високої вірності звучання (інакше Hi-Fi - High Fidelity), відносяться:

  • DIN 45500-1 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements.
  • DIN 45500-10 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for headphones.
  • DIN 45500-2 Hi-Fi technics; requirements for tuner equipments.
  • DIN 45500-3 Hi-Fi technics; requirements for disk record reproducing equipments.
  • DIN 45500-4 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for magnetic recording and reproducing equipment.
  • DIN 45500-5 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for microphones.
  • DIN 45500-6 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for amplifiers.
  • DIN 45500-7 Hi-Fi-technics; requirements for loudspeakers.
  • DIN 45500-8 Hi-Fi technics; requirements for sets and systems.

DIN POWER- Значення видається на реальному навантаженні (для підсилювача) або потужності, що підводиться (до АС), обмеженої зазначеними нелінійними спотвореннями. Вимірюється подачею сигналу частотою 1 кГц на вхід пристрою протягом 10 хвилин. Потужність вимірюється при досягненні 1% THD (нелінійних спотворень).

Є й інші види вимірювань, наприклад DIN MUSIC POWER, що описує потужність музичного (шумового) сигналу. Зазвичай вказана величина DIN music вище, ніж наведена як DIN. Приблизно відповідає синусоїдальної потужності - потужність, коли він підсилювач або колонка може працювати протягом тривалого часу з сигналом «рожевого шуму» без фізичного пошкодження.

Вітчизняні стандарти

У Росії використовується два параметри потужності - номінальна та синусоїдальна. Це знайшло своє відображення в назвах акустичних систем та позначення динаміків. Причому якщо раніше в основному використовувалася номінальна потужність, то тепер частіше — синусоїдальна. Наприклад, колонки 35АС згодом отримали позначення S-90 (номінальна потужність 35 Вт, синусоїдальна потужність 90 Вт)

номінальна потужність(ГОСТ 23262-88) - це величина штучна, вона залишає свободу вибору виробнику. Розробник може вказати значення номінальної потужності, що відповідає найбільш вигідному значенню нелінійних спотворень.

Зазвичай зазначена потужність підганялася під вимоги ГОСТ класу складності виконання при найкращому поєднанні вимірюваних характеристик. Вказується як у АС, так і підсилювачів. Іноді це призводило до парадоксів - при спотвореннях типу "сходинка", що виникають в підсилювачах класу АВ на малих рівнях гучності, рівень спотворень міг знижуватися зі збільшенням вихідної потужності сигналу до номінальної.

Таким чином, досягалися рекордні номінальні характеристики в паспортах підсилювачів, з вкрай низьким рівнем спотворень при високій номінальній потужності підсилювача. Тоді як найвища статистична густина музичного сигналу лежить у діапазоні амплітуд 5-15% від максимальної потужності підсилювача.

Ймовірно, тому російські підсилювачі помітно програвали на слух західним, у яких оптимум спотворень міг бути на середніх рівнях гучності, тоді як у СРСР відбувалися перегони за мінімумом гармонійних та іноді інтермодуляційних спотворень за будь-яку ціну на одному, номінальному (майже максимальному) рівні потужності.

Паспортна шумова потужність- це електрична потужність, обмежена виключно тепловими та механічними пошкодженнями (наприклад: сповзання витків звукової котушки від перегріву, вигоряння провідників у місцях перегину або спайки, обрив гнучких проводів тощо) при підведенні рожевого шуму через коригуючий ланцюг протягом 100 годин.
Синусоїдальна потужність— потужність, коли підсилювач або колонка може працювати протягом тривалого часу з реальним музичним сигналом без фізичного пошкодження.

Зазвичай у 2-3 рази вище за номінальну.

Максимальна короткочасна потужність- це електрична потужність, яку гучномовці АС витримують без пошкоджень (перевіряється за відсутності деренчання) протягом короткого проміжку часу.

Як випробувальний сигнал використовується рожевий шум. Сигнал подається на АС протягом 2 с. Випробування проводяться 60 разів з інтервалом 1 хвилину. Цей видпотужності дає можливість судити про короткочасні навантаження, які може витримати гучномовець АС у ситуаціях, що виникають у процесі експлуатації.

Максимальна довготривала потужність- це електрична потужність, яку витримують гучномовці АС без пошкоджень протягом 1 хв.

Випробування повторюють 10 разів з інтервалом 2 хвилини. Випробувальний сигнал той самий.

Максимальна довготривала потужність визначається порушенням теплової міцності гучномовців АС (сповзанням витків звукової котушки та ін.).

Рожевий шум(використовується в цих випробуваннях) - група сигналів з випадковим характером та рівномірною спектральною щільністюрозподілу за частотами, що зменшується зі збільшенням частоти зі спадом 3 дБ на октаву у всьому діапазоні вимірювань, із залежністю середнього рівня від частоти у вигляді 1/f.

Рожевий шум має постійну (за часом) енергію на будь-якій ділянці частотної смуги.

Білий шум— це група сигналів з випадковим характером та рівномірною та постійною спектральною щільністю розподілу за частотами.

Білий шум має однакову енергію на будь-якій ділянці частот.

Октава- Це музична смуга частот, співвідношення крайніх частот якої дорівнює 2.
Електрична потужність— це потужність, що розсіюється на омічному еквівалентному опорі, що дорівнює за величиною номінальному електричному опору АС, при напрузі, що дорівнює напрузі на затискачах АС.

Тобто, на опорі, що емулює реальне навантаження за тих же умов.

Не слід забувати і про опір колонок. В основному на ринку присутні колонки опором 4, 6, 8 Ом, рідше зустрічаються 2 і 16 ом. Потужність підсилювача відрізнятиметься при підключенні колонок різного опору.

В інструкції підсилювача зазвичай зазначено, який опір колонок він розрахований, або потужність для різного опору колонок. Якщо підсилювач допускає роботу з колонками різного опору, його потужність зростає зі зниженням опору.

Якщо Ви будете використовувати колонки опором нижче вказаного для підсилювача, це може викликати його перегрів та вихід з ладу, якщо вище – то вказана вихідна потужність досягнута не буде. Звичайно, на гучність акустики впливає не тільки вихідна потужність підсилювача, але й чутливість колонок, але наступного разу.

Головне – не забувати, що потужність – це лише один із параметрів, далеко не найголовніший для отримання хорошого звуку.

  • Порівняльне тестування стереоколонок Edifier та Microlab (квітень 2014)

    • Потужність

    Під словом потужність у розмовній мові багато хто має на увазі «потуж», «силу». Тому цілком природно, що покупці пов'язують потужність із гучністю: «Чим більша потужність, тим краще і голосніше звучатимуть колонки». Однак це поширена думка докорінно помилкова! Далеко не завжди колонка потужністю 100 Вт гратиме гучніше або якісніше тієї, яка має потужність «всього» в 50 Вт. Значення потужності, швидше, говорить не про гучність, а про механічну надійність акустики. Ті ж 50 або 100 Вт – це зовсім не гучність звуку, що видається колонкою. Динамічні головки самі по собі мають низький ККД і перетворюють на звукові коливання лише 2-3% потужності електричного сигналу, що підводиться до них (на щастя, гучності що видається звуку цілком вистачає для створення звукового супроводу). Величина, яку вказує виробник у паспорті динаміка або системи в цілому, говорить лише про те, що при підведенні сигналу зазначеної потужності динамічна головка або акустична система не вийде з ладу (внаслідок критичного розігріву та міжвиткового КЗ дроту, «закушування» каркаса котушки, розриву дифузора , пошкодження гнучких підвісів системи тощо).

    Таким чином, потужність акустичної системи - це технічний параметр, величина якого не має прямого відношення до гучності звучання акустики, хоча пов'язана з нею деякою залежністю. Номінальні значення потужності динамічних головок, підсилювального тракту, акустичної системи можуть бути різними. Вказуються вони, скоріше, для орієнтування та оптимального сполучення між компонентами. Наприклад, підсилювач значно меншої або значно більшої потужності може вивести колонку з ладу в максимальних положеннях регулятора гучності на обох підсилювачах: на першому завдяки високому рівню спотворень, на другому завдяки нештатному режиму роботи колонки.

    Потужність може вимірюватися у різний спосібта у різних тестових умовах. Існують загальноприйняті стандарти цих вимірів. Розглянемо докладніше деякі з них, що найчастіше вживаються в характеристиках виробів західних фірм:

    RMS (Rated Maximum Sinusoidal power- Встановлена ​​максимальна синусоїдальна потужність). Потужність вимірюється подачею синусоїдального сигналу частотою 1000 Гц до певного рівня нелінійних спотворень. Зазвичай у паспорті виріб пишеться так: 15 Вт (RMS). Ця величина говорить, що акустична система при підведенні сигналу до неї потужністю 15 Вт може працювати тривалий час без механічних пошкоджень динамічних головок. Для мультимедійної акустики завищені порівняно з Hi-Fi колонками значення потужності Вт (RMS) виходять внаслідок вимірювання при дуже високих гармонічних спотвореннях, часто до 10%. При таких спотвореннях слухати звуковий супровід практично неможливо через сильні хрипи та пригуки в динамічній головці та корпусі колонки.

    PMPO(Peak Music Power Output – пікова музична потужність). В даному випадку потужність вимірюється подачею короткочасного сигналу синусоїдального тривалістю менше 1 секунди і частотою нижче 250 Гц (зазвичай 100 Гц). У цьому не враховується рівень нелінійних спотворень. Наприклад, потужність стовпчика дорівнює 500 Вт (PMPO). Цей факт говорить, що акустична система після відтворення короткочасного сигналу низької частоти не мала механічних пошкоджень динамічних головок. У народі одиниці виміру потужності Вт (PMPO) називають «китайськими ватами» через те, що величини потужності за такої методики виміру досягають тисячі Ватт! Уявіть собі - активні колонки для комп'ютера споживають із мережі змінного струму електричну потужність 10 В*А і розвивають пікову музичну потужність 1500 Вт (PMPO).

    Нарівні із західними існують також радянські стандарти на різні видипотужності. Вони регламентуються діючими до цього дня ГОСТ 16122-87 та ГОСТ 23262-88. Ці стандарти визначають такі поняття, як номінальна, максимальна шумова, максимальна синусоїдальна, максимальна довготривала, максимальна короткочасна потужність. Деякі з них зазначаються у паспорті на радянську (і пострадянську) апаратуру. У світовій практиці ці стандарти, звичайно, не використовуються, тому ми не будемо на них зупинятися.

    Робимо висновки: найважливішим практично є значення потужності, зазначеної в Вт (RMS) при значеннях коефіцієнта гармонік (THD), рівного 1% і менше. Однак порівняння виробів навіть за цим показником дуже приблизно і може не мати нічого спільного з реальністю, адже гучність звуку характеризується рівнем звукового тиску. Тому інформативність показника «потужність акустичної системи» - нульова.

    Чутливість

    Чутливість - один із параметрів, що вказуються виробником у характеристиці акустичних систем. Величина характеризує інтенсивність звукового тиску, що розвивається колонкою з відривом 1 метра при подачі сигналу частотою 1000 Гц і потужністю 1 Вт. Вимірюється чутливість у децибелах (дБ) щодо порога чутності (нульовий рівень звукового тиску дорівнює 2*10^-5 Па). Іноді використовується позначення – рівень характеристичної чутливості (SPL, Sound Pressure Level). При цьому для стислості у графі з одиницями вимірювань вказується дБ/Вт*м або дБ/Вт^1/2*м. При цьому важливо розуміти, що чутливість не є лінійним коефіцієнтом пропорційності між рівнем звукового тиску, потужністю сигналу та відстанню до джерела. Багато фірм вказують характеристики чутливості динамічних головок, виміряні за нестандартних умов.

    Чутливість - характеристика, найважливіша при проектуванні власних акустичних систем. Якщо ви не розумієте до кінця, що означає цей параметр, то при виборі мультимедійної акустики для PC можна не звертати на чутливість особливої ​​уваги (багато вказується вона не часто).

    АЧХ

    Амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) у загальному випадку є графік, що показує різницю величин амплітуд вихідного та вхідного сигналіву всьому діапазоні відтворюваних частот. АЧХ вимірюють подачею синусоїдального сигналу постійної амплітуди при зміні його частоти. У точці графіку, де частота дорівнює 1000 Гц, прийнято відкладати на вертикальної осі рівень 0 дБ. Ідеальний варіант, при якому АЧХ представлена ​​прямою лінією, але таких характеристик насправді акустичні системи не бувають. При розгляді графіка слід звернути особливу увагуна величину нерівномірності. Чим більша величина нерівномірності, тим більше частотних спотворень тембру у звучанні.

    Західні виробники вважають за краще вказувати діапазон відтворюваних частот, який є «вичавкою» інформації з АЧХ: вказуються лише граничні частоти і нерівномірність. Допустимо, написано: 50 Гц – 16 кГц (±3 дБ). Це означає, що з даної акустичної системи у діапазоні 50 Гц - 16 кГц звучання достовірне, а нижче 50 Гц і від 15 кГц нерівномірність різко збільшується, АЧХ має про «завал» (різкий спад характеристики).

    Чим це загрожує? Зменшення рівня низьких частот передбачає втрату соковитості, насиченості звучання басів. Підйом в області НЧ викликає відчуття бубнення та гудової колонки. У завалах високих частотзвук буде тьмяним, незрозумілим. Підйоми ВЧ означають присутність дратівливих, неприємних шиплячих і свистячих призвуків. У мультимедійних колонок величина нерівномірності АЧХ зазвичай вища, ніж у так званої Hi-Fi акустики. До всіх рекламних заяв фірм-виробників про АЧХ колонки типу 20 - 20000 Гц (теоретична межа можливості) слід відноситися з неабиякою часткою скептицизму. При цьому часто не вказується нерівномірність АЧХ, яка може становити у своїй немислимі величини.

    Оскільки виробники мультимедійної акустики часто «забувають» вказати на нерівномірність АЧХ акустичної системи, зустрічаючись з характеристикою колонки 20 Гц - 20000 Гц, треба тримати вухо гостро. Існує велика ймовірність купити річ, що не забезпечує навіть більш менш рівномірну характеристику в смузі частот 100 Гц - 10000 Гц. Порівнювати діапазон відтворюваних частот із різними нерівномірностями не можна зовсім.

    Нелінійні спотворення, коефіцієнт гармонік

    Кг – коефіцієнт гармонічних спотворень. Акустична система є складним електроакустичним пристроєм, який має нелінійну характеристику посилення. Тому сигнал після всього звукового трактуна виході обов'язково матиме нелінійні спотворення. Одними з найявніших і найпростіших у вимірі є гармонійні спотворення.

    Коефіцієнт – величина безрозмірна. Вказується або у відсотках, або децибелах. Формула перерахунку: [дБ] = 20 log ([%]/100). Чим більша величина коефіцієнта гармонік, тим зазвичай гірше звучання.

    Кг колонок багато в чому залежить від потужності сигналу, що подається на них. Тому безглуздо робити заочні висновки або порівнювати колонки лише за коефіцієнтом гармонік, не вдаючись до прослуховування апаратури. До того ж для робочих положень регулятора гучності (зазвичай це 30...50%) значення виробниками не вказується.

    Повний електричний опір, імпеданс

    Електродинамічна головка має певний опір постійному струму, що залежить від товщини, довжини та матеріалу дроту в котушці (такий опір ще називають резистивним або реактивним). При подачі музичного сигналу, який є змінним струмом, опір головки буде змінюватися в залежності від частоти сигналу.

    Імпеданс(impedans) - це повний електричний опір змінному струму, Виміряне на частоті 1000 Гц. Зазвичай імпеданс акустичних систем дорівнює 4, 6 чи 8 Ом.

    Загалом величина повного електричного опору (імпедансу) акустичної системи ні про що, пов'язане з якістю звучання того чи іншого виробу, покупцеві не скаже. Виробником вказується цей параметр, щоб опір враховували при підключенні акустичної системи до підсилювача. Якщо значення опору колонки нижче, ніж рекомендоване значення навантаження підсилювача, у звучанні можуть бути спотворення або спрацює захист від короткого замикання; якщо вище, то звук буде значно тихішим, ніж із рекомендованим опором.

    Корпус колонки, акустичне оформлення

    Одним із важливих факторів, що впливають на звучання акустичної системи, є акустичне оформлення випромінюючої динамічної голівки (динаміка). При конструюванні акустичних систем виробник стикається з проблемою у виборі акустичного оформлення. Їх налічується понад десяток видів.

    Акустичне оформлення поділяється на акустично розвантажене та акустично навантажене. Перше передбачає оформлення, у якому коливання дифузора обмежується лише жорсткістю підвісу. При другому коливанні дифузора обмежується крім жорсткості підвісу ще пружністю повітря та акустичним опором випромінюванню. Також акустичне оформлення поділяється на системи одинарної та подвійної дій. Система одинарної дії характеризується збудженням звуку, що йде до слухача, за допомогою лише однієї сторони дифузора (випромінювання з іншого боку нейтралізується акустичним оформленням). Система подвійної дії має на увазі використання у формуванні звуку обох поверхонь дифузора.

    Оскільки на високочастотні та середньочастотні динамічні головки акустичне оформлення колонки практично не впливає, ми розповімо про найпоширеніші варіанти низькочастотного акустичного оформлення корпусу.

    Дуже широко застосовується акустична схема, що отримала назву «закритий ящик». Належить до навантаженого акустичного оформлення. Є закритим корпусом з виведеним на фронтальну панель дифузором динаміка. Переваги: ​​добрі показники АЧХ та імпульсна характеристика. Недоліки: низький ККД, необхідність потужного підсилювача, високий рівеньгармонійних спотворень.

    Але замість того, щоб боротися зі звуковими хвилями, спричиненими коливаннями зворотного бокудифузора, їх можна використати. Найбільш поширеним варіантом із систем подвійної дії є фазоінвертор. Є трубою певної довжини і перерізу, вмонтованою в корпус. Довжину та переріз фазоінвертора розраховують таким чином, що на певній частоті в ньому створюється коливання звукових хвиль, синфазні з коливаннями, викликаними передньою стороною дифузора.

    Для сабвуферів широко застосовується акустична схема із загальноприйнятою назвою «ящик-резонатор». На відміну від попереднього прикладу, дифузор динаміка не виведений на панель корпусу, а знаходиться всередині, на перегородці. Сам динамік безпосередньої участі у формуванні спектра низьких частот не бере. Замість цього дифузор лише збуджує звукові коливання низької частоти, які потім багаторазово збільшуються за гучністю в трубі фазоінвертора, що виконує роль резонансної камери. Перевагою цих конструктивних рішень є високий ККД за малих габаритів сабвуфера. Недоліки виявляються у погіршенні фазових та імпульсних характеристик, звучання стає стомлюючим.

    Оптимальним вибором будуть колонки середнього розміру з дерев'яним корпусом, виконані за закритою схемою або фазоінвертором. При виборі сабвуфера слід звернути увагу не на його гучність (за цим параметром навіть у недорогих моделей є достатній запас), а на достовірне відтворення всього діапазону низьких частот. З точки зору якості звучання найбільш небажані колонки з тонким корпусом або дуже маленьких розмірів.

    ]Зазвичай, децибелами прийнято вимірювати гучність звуку. Децибел – це десятковий логарифм. Це означає, що збільшення гучності на 10 децибел показує, що звук став удвічі гучнішим, ніж початковий. Гучність звуку в децибелах зазвичай описується формулою 10Log 10 (I/10 -12), де I - інтенсивність звуку у ватах/метр квадратний.

    Кроки

    Порівняльна таблиця рівнів шуму в децибелах

    У наведеній нижче таблиці описані рівні децибел у порядку зростання, і відповідні приклади джерел звуку. Також надано інформацію про негативні наслідки для слуху навпроти кожного рівня шуму.

    Рівні децибел для різних джерел шуму
    Децибели Приклад джерела Вплив на здоров'я
    0 Тиша Відсутня
    10 Дихання Відсутня
    20 Шепіт Відсутня
    30 Тихий шум фону на природі Відсутня
    40 Звуки в бібліотеці, тихий шум фону в місті Відсутня
    50 Спокійна розмова, звичайний фоновий шум для передмістя Відсутня
    60 Шум офісу чи ресторану, гучна розмова Відсутня
    70 ТБ, шум шосе з відстані 15.2 метрів (50 футів) Нотатка; деяким неприємний
    80 Шум заводу, кухонного комбайна, автомийки з відстані 6.1 метра (20 футів) Можливі пошкодження слуху при тривалому впливі
    90 Газонокосарка, мотоцикл з відстані 7.62 м (25 футів) Висока ймовірність пошкодження слуху при тривалому впливі
    100 Човновий мотор, відбійний молоток Висока ймовірність серйозних пошкоджень слуху при тривалому впливі
    110 Гучний рок-концерт, сталеливарний завод Можливо відразу боляче; дуже висока ймовірність серйозних пошкоджень слуху при тривалому впливі
    120 Ланцюгова пилка, грім Зазвичай настає моментальний біль
    130-150 Зліт винищувача з авіаносця Можлива негайна втрата слуху або розрив барабанної перетинки.

    Вимірювання рівня звуку за допомогою приладів

      Використовуйте комп'ютер.З спеціальними програмамита обладнанням, нескладно виміряти рівень шуму в децибелах прямо на комп'ютері. Нижче наведено лише деякі способи, як це можна зробити. Зверніть увагу, що використання якіснішого записуючого обладнання завжди дасть найкращий результат; Іншими словами, мікрофона вбудованого у ваш ноутбук може бути достатньо для деяких завдань, але високоякісний зовнішній мікрофон дасть точніший результат.

    1. Використовуйте мобільний додаток.Для вимірювання рівня звуку у будь-якому місці, мобільні додаткиприйдуть якнайкраще. Мікрофон на вашому мобільному пристроїшвидше за все не дасть такої якості, як зовнішній мікрофон, підключений до комп'ютера, але він може бути напрочуд точним. Наприклад, точність зчитування на мобільному телефоніцілком може відрізнятися на 5 децибелів від професійного обладнання. Нижче наведено список програм для зчитування рівня звуку в децибелах для різних мобільних платформ:

      • Для пристроїв Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Meter
      • Для пристроїв на Android: Sound Meter, Decibel Meter, Noise Meter, deciBel
      • Для телефонів на Windows: Decibel Meter Free, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro

    2. Використовуйте професійний вимірювач децибелів.Зазвичай це недешево, але, можливо, це найпростіший спосіб отримати точні виміри рівня звуку, який вас цікавить. Також такий пристрій називають "вимірювач рівня звуку", це спеціалізований пристрій (можна купити в інтернет-магазині або в спеціалізованих магазинах), які використовує чутливий мікрофон для вимірювання рівня шуму навколо і видає точне значення в децибелах. Так як подібні пристроїне користуються великим попитом, вони можуть бути досить дорогими, часто ціни на них починаються з $200 навіть за пристрої початкового класу.

      • Зауважте, що вимірювач децибел/рівня звуку може називатися дещо інакше. Наприклад, інший схожий пристрій під назвою "вимірювач шуму" робить те саме, що і вимірювач рівня звуку.

      Математичне обчислення децибел

      1. Дізнайтеся інтенсивність звуку у ватах/метр квадратний.У повсякденному житті децибели застосовуються як простий захід гучності. Проте все не так просто. У фізиці децибели часто розглядають як зручний спосіб вираження "інтенсивності" звукової хвилі. Чим більше амплітуда звукової хвилі, тим більше енергії вона передає, тим більше частинок повітря коливається на її шляху, і тим інтенсивнішим є сам звук. Через прямий зв'язок між інтенсивністю звукової хвилі та гучністю в децибелах, є можливість знайти значення децибел, знаючи лише інтенсивність рівня звуку (яка зазвичай вимірюється у ватах/метр квадратний)

        • Зверніть увагу, що для звичайних звуків значення інтенсивності дуже мало. Наприклад, звук з інтенсивністю 5 ×10 -5 (або 0.00005) ват/метр квадратний відповідає приблизно 80 децибелам, що відповідає гучності блендера або кухонного комбайна.
        • Для кращого розуміння відносин між інтенсивністю і рівнем децибел, давайте вирішимо одне завдання. Для прикладу візьмемо таку: давайте вважати, що ми – звукорежисери, і нам потрібно випередити рівень фонового шуму в студії звукозапису, щоб покращити якість звуку, що записується. Після встановлення обладнання ми зафіксували фоновий шум інтенсивністю 1 × 10 -11 (0.00000000001) ват/метр квадратний. Далі, використовуючи цю інформацію, ми можемо обчислити рівень фонового шуму студії в децибелах.

      2. Поділіть на 10-12.Якщо ви знаєте інтенсивність вашого звуку, ви можете легко підставити її у формулу 10Log 10 (I/10 -12) (де "I" – інтенсивність у ватах/метр квадратний), щоб отримати значення в децибелах. Для початку поділіть 10-12 (0.00000000001). 10 -12 відображає інтенсивність звуку з оцінкою 0 на шкалі децибел, порівнюючи інтенсивність звуку з цим числом, ви знайдете його відношення до початкового значення.

        • У прикладі ми розділили значення інтенсивності 10 -11 на 10 -12 і отримали 10 -11 /10 -12 = 10 .

      3. Обчислимо Log 10 від цього числа та помножимо його на 10.Щоб закінчити рішення, вам залишилося лише взяти логарифм на підставі 10 від числа, що вийшло, і потім, нарешті, помножити його на 10. Це підтверджує, що децибели - це логарифмічне значення на підставі 10 - іншими словами, збільшення рівня шуму на 10 децибел говорить про подвоєння гучності звуку.

        • Наш приклад легко вирішити. Log 10 (10) = 1. 1 ×10 = 10. Тому значення фонового шуму в нашій студії дорівнює 10 децибел. Це досить тихо, але все ще вловлюємо наше високоякісне звукозаписне обладнання, тому нам, ймовірно, потрібно усунути джерело шуму для досягнення більш високої якостізапису.

      4. розуміння логарифмічної природи децибел.Як було сказано вище, децибели – це логарифмічні значення з основою 10. Для будь-якого даного значення децибел, шум на 10 децибел великий – гучніше початкового вдвічі, а шум більший на 20 децибел – чотири рази тощо. Це дає можливість позначити великий проміжок інтенсивностей звуку, які можуть бути сприйняті людським вухом. Найгучніший звук, який людина може почути, не відчуваючи болю – у мільярд разів гучніший, ніж найтихіший звук, який людина може почути. Використовуючи децибели, ми уникаємо використання величезних чисел для опису звичайних звуків – натомість нам достатньо трьох цифр.

        • Подумайте, що простіше використовувати: 55 децибел або 3×10 -7 ват/квадратний метр? Обидва значення рівні, але замість використання наукової форми запису (у вигляді дуже малої частки числа) набагато зручніше використовувати децибели, які є свого роду простим скороченням для легкого повсякденного використання.


    Завантаження...
    Top