Ponieważ zakres zmian ciśnień fal akustycznych odbieranych przez ucho ludzkie mieści się w przedziale od 2*10-5 Pa do 10 2 Pa,

Transkrypt

1 Poziom dźwięku Decybel (db) jest jednostką poziomu; Ponieważ zakres zmian ciśnień fal akustycznych odbieranych przez ucho ludzkie mieści się w przedziale od 2*10-5 Pa do 10 2 Pa,

2 co obejmuje 8 rzędów wielkości (dla czynnika 10), to praktycznym sposobem wyrażania tych wielkości jest skala logarytmiczna - logarytm ze względu na swoje matematyczne własności pozwala wygodnie przedstawiać względne zmiany wartości:

3 Poziom dźwięku wyrażony w decybelach to 10 logarytmów dziesiętnych ze stosunku kwadratu ciśnienia akustycznego do kwadratu ciśnienia odniesienia równego 2*10-5 Pa: L p =10*log (p 2 /p o 2 ) Ciśnienie akustyczne zmienne w czasie odchylenie od średniej wartości ciśnienia statycznego panującego w ośrodku, występujące podczas rozchodzenia się w nim fali akustycznej.

4 Decybel Decybel jest jednostką logarytmiczną używaną do wyrażania stosunku dwóch wielkości. Wielkości te mogą być mocami, ciśnieniami akustycznymi, napięciem, natężeniem, itp. Skala decybelowa opisuje stosunek dwóch liczb znacznie różniących się od siebie, za pomocą dość małych liczb. Decybel opisuje stosunek dwóch wielkości i nie opisuje wartości bezwzględnych dwóch dzielonych przez siebie liczb.

5 0 db Zerowy poziom ciśnienia akustycznego występuje wtedy, gdy nieznane ciśnienie jest równe ciśnieniu referencyjnemu, tj. 20*10-5 Pa. W takim przypadku: 20 log (p mierzone /p odniesienia ) = 20 log 1= 0 db Zatem 0 db nie oznacza braku dźwięku a jedynie to, że mierzone ciśnienie jest równe ciśnieniu odniesienia. Zaś ujemny poziom ciśnienia dźwięku oznacza, że fala dźwiekowa ma ciśnienie mniejsze od ciśnienia odniesienia.

6 Krzywe korekcyjne

7 Ucho jest najbardziej czułe w zakresie 1-4 khz. Znacznie mniej czułe jest dla częstotliwości spoza tego zakresu. Wynika stąd, iż dźwięki o równych poziomach i różnych częstotliwościach nie są jednakowo głośne. Dlatego mierniki poziomu dźwięku wyposażone są w filtry, których charakterystyka częstotliwościowa jest zbliżona do charakterystyki ucha. Krzywa A nie odpowiada idealnie charakterystyce pracy ucha. Jest jednak, ze względu na powszechność często stosowana w miernikach poziomu dźwięku. Użycie tej krzywej powoduje, że miernik staje się mniej czuły na duże i małe częstotliwości. Pomiary poziomu ciśnienia dźwięku ważonego krzywą A wyrażamy w db (A). Krzywa korekcyjna C jest liniowa w dużym zakresie częstotliwości i może być stosowana do pomiarów dźwięków o dużych poziomach wyniki pomiarów wyrażamy w db(c).

8 Izofony Odwzorowaniem pracy ucha są izofony wykreślone dla populacji.

9 Fon jest jednostką poziomu głośności, związaną z decybelami przez psychofizyczne pomiary reakcji ucha człowieka. Dla częstotliwości 1 khz odczyty w fonach i db są z definicji takie same. Dla innych częstotliwości skala fonów została określona doświadczalnie. W eksperymencie zadaniem słuchaczy było dostrojenie głośności sygnału, którego głośność wyznaczano, do głośności tonu o częstotliwości 1 khz i danym poziomie ciśnienia akustycznego. Badany sygnał ma tyle fonów ile decybeli ma równogłośny z nim ton 1 khz. W fonach wyrażamy poziom głośności.

10 Głośność określana jest w sonach. Fony pozwalają nam stwierdzić, dźwięk o jakiej częstotliwości jest równowgłośny z innym. Skala sonów pozwala nam dodatkowo na stwierdzenie ile razy jeden dźwięk jest głośniejszy od innego. 1 son (głośności) jest równy 40 fonom (czyli jest równogłośny z tonem 1 khz o poziomie ciśnienia akustycznego 40 db). Dźwięk ma 2 sony jeśli jest 2 razy głośniejszy od dźwięku o głośności 1 sona. Dźwięk ma 0.5 sona jeśli jest 2 razy cichszy od dźwięku o głośności 1 sona. Doświadczalnie stwierdzono, że wzrost poziomu ciśnienia akustycznego o 10 db w przybliżeniu odpowiada podwojeniu głośności. Można zatem powiązać poziom głośności (w fonach) z głośnością (w sonach) : 0.5 sona = 30 fonów, 1 son = 40 fonów, 2 sony = 50 fonów, 4 sony = 60 fonów, etc.

11

12