Головна → Корисні програми 58 3 дБ яка гучність. Що таке децибел

58 3 дБ яка гучність. Що таке децибел

Ці терміни використовуються для опису рівня шумності електроагрегату з приводом від двигуна внутрішнього згоряння. Чим більший рівень шуму, тим менш комфортно почувається і оператор агрегату та оточуючі люди. Часто йдеться не лише про комфорт, а й про жорстку виробничу необхідність, яка вимагає виконання вимог норм та правил охорони праці та/або навколишнього середовища. Акустичний шум - це викликані різними причинами безладні коливання повітря, що характеризуються складною часовою та спектральною структурою. Для кількісної оцінки шуму користуються усередненими параметрами, що визначаються на підставі статистичних законів, що враховують структуру шуму в його джерелі та властивості середовища, в якому цей шум поширюється. Зазвичай рівень шуму вимірюється, як звуковий тиск LpA або як звукова потужність LWA. "Звукова потужність" LWA характеризує рівень шуму в його джерелі і є постійною для даного обладнання величиною, "звуковий тиск" LpA залежить від відстані між слухачем та джерелом шуму. Різні виробники електроагрегатів характеризують шумові характеристики своєї продукції в різних величинах (звуковий тиск та/або звукова потужність), а для звукового тиску ще й на різній відстані (найчастіше 7 м) і для різного ступеня завантаження електроагрегату (зазвичай йдеться про передбачені Європейськими діючими) нормами 75% максимальної потужності). Одиниця кількісного виміру шуму: акустичний децибел - dB(A), в російському написанні дБ(А) або дБА. Величина дБА - рівень звукового тиску, виміряний за допомогою спеціального приладу - шумоміра - зі спеціальним фільтром, що враховує особливість сприйняття шуму слуховим апаратом людини і знижує чутливість пристрою на низьких і дуже високих частотах для того, щоб отримувати реальні оцінки гучності, неприємної дії або прийнятності звуку .

Діючі норми Європейського Союзу вимагають, щоб звукова потужність LWA електроагрегатів потужністю понад 2 кВА (при рівні навантаження 75% від максимального) не перевищувала 97дБА, що на відстані 7м від двигуна агрегату відповідає звуковому тиску LpA (7) = 72 дБА.

Можна записати, що з відривом 7м: LpA (7) дБА = (LWA – 25) дБА,

на відстані 4м: LpA (4) дБА = (LWA – 20) дБА,

а на відстані 0м: LpA (0) дБА = LWA дБА

Рівень шумності роботи («звукова потужність») електроагрегату залежить від типу його двигуна (бензиновий чи дизельний), типу системи його охолодження (повітряна чи рідинна) та номінальної швидкості агрегату. Загалом можна констатувати, що:

° Бензинові агрегати тихіше дизельних
° Агрегати зі швидкістю 1500 об/хв тихіше, ніж зі швидкістю 3000 об/хв
° Агрегати з рідинним охолодженням працюють тихіше, ніж з повітряним

"Шум" - це безладне змішання звуків.

Звуки з низькою та високою частотою здаються тихіше, ніж середньочастотні тієї ж інтенсивності. З огляду на це, нерівномірну чутливість людського вуха до звуків різних частот модулюють за допомогою спеціального електронного частотного фільтра, отримуючи, в результаті нормування вимірювань, так званий еквівалентний (за енергією, "зважений") рівень звуку з розмірністю дБА (дБ(А), то є – з фільтром "А").

Людина, вдень, може чути звуки гучністю віддБі вище. Максимальний діапазон частот для людського вуха, в середньому - від 20 доГц (можливий розкид значень: от00 герц). У молодості – краще чути середньочастотний звук із частотою 3 КГц, у середньому віці – 2-3КГц, у старості – 1КГц. Такі частоти, в перші кілогерці (до Гц - зона мовного спілкування) - звичайні в телефонах і радіо на СВ і ДВ діапазонах. З віком, що сприймається на слух звуковий діапозон звужується: для високочастотних звуків - зменшуючись до 18 кілогерц і менше (у людей похилого віку, кожні десять років - приблизно на 1000Гц), а для низькочастотних - збільшуючись від 20 Гц і більше.

У сплячої людини, основним джерелом сенсорної інформації про навколишнє оточення - стають вуха ("чуйний сон"). Чутливість слуху, вночі та при закритих очах – збільшується надБ (до перших децибел, за шкалою дБА), порівняно з денним часом доби, тому – гучний, різкий шум з великими стрибками гучності, може розбудити людей, які спляться.

Безкоштовна юридична консультація:

(СНиП3 «Захист від шуму»).

більша смерть (шумова зброя)

Безкоштовна юридична консультація:

Максимально допустимі рівні звуку (LАмакс, дБА) – більше "нормальних" на 15 децибелів. Наприклад, для житлових кімнат квартир допустимий постійний рівень звуку в денний час - 40 децибелів, а тимчасовий максимальний - 55. При інженерному обладнанні, що постійно працює, - враховується поправка - мінус 5.

Нечутний шум- звуки з частотами менш Гц (інфразвук) та більше 20 КГц (ультразвук). Низькочастотні коливання в 5-10 герц можуть викликати резонанс, вібрацію внутрішніх органів та впливати на роботу мозку. Низькочастотні акустичні коливання посилюють ниючі болі в кістках та суглобах у хворих людей. Джерела інфразвуку: автомобілі, вагони, грім від блискавки тощо.

На робочих місцяхгранично допустимі, за законом, еквівалентні рівні звуку для переривчастого шуму: максимальний рівень звуку не повинен перевищувати 110 дБА, а імпульсного шумадБАI. Забороняється навіть короткочасне перебування у зонах із рівнями звукового тиску понад 135 дБ у будь-якій октавній смузі.

Для пожежної сигналізації: рівень звукового тиску корисного аудіосигналу, що забезпечується оповіщувачем, повинен бути не менше 75 дБА на відстані 3 м від оповіщувача і не більше 120 dba у будь-якій точці приміщення, що захищається (п.3.14 НПБ).

Безкоштовна юридична консультація:

Для вимірювання рівня шуму застосовується прилад шумомір(на фото), який виробляють у різних модифікаціях: побутові (орієнтовна цінат.р, діапазони вимірювання: дБ, 31,5 Гц - 8 кГц, фільтри А та С), промислові (інтегруючі тощо) Найбільш поширені моделі: SL, октава, svan. Для вимірювань інфразвукових та ультразвукових шумів – застосовуються широкодіапазонні шумометри.

Частотні діапазони звуку

середньочастотний 0 Гц;

Безкоштовна юридична консультація:

пісок сухий / вологий0 /

Зменшують дальність поширення звуку, вздовж поверхні землі - високі перепони (гори, будівлі та будівлі), протилежний напрямок вітру та його швидкість, а також інші фактори (знижений атмосферний тиск, підвищена температура та вологість повітря). Відстань, на яких джерело гучного шуму майже не чутно – зазвичай, від 100 метрів (за наявності високих перешкод або у густому лісі), будинок. - На відкритій місцевості (при попутному середньому вітрі - дальність збільшується до кілометра і більше). З відстанню " губляться " (швидше гасяться і розсіюються) вищі частоти залишаються низькочастотні звуки. Максимальна дальність поширення інфразвуку середньої інтенсивності (людина його не чує, але вплив на організм є) – десятки та сотні кілометрів від джерела.

Найгучніші міста в Росії

Це багато обласних та районних центрів країни, практично всі території великих транспортних вузлів та міські житлові забудови вздовж проспектів та поблизу аеропортів. До цієї категорії відносяться: Москва, Санкт-Петербург, Красноярськ, Ростов-на-Дону, Челябінськ, Єкатеринбург, Перм, Іркутськ, Ярославль, Воронеж, Новокузнецьк, Нижній Тагіл, Магнітогорськ, Омськ, Уфа, Самара, Нижній Новгород, Новосибірськ, Мурманськ , Перм, Тула, Ульяновськ, Кемерово та інші.

Безкоштовна юридична консультація:

Коли праве і ліве вухо чують звуки (наприклад, з навушників плеєра, fгерц) - звуки розпадаються, у сприйнятті, на вихідні, з їхньою фактичною частотою, і бін.ефект зникає. Різниця фаз звукових хвиль, що приходять на праве та ліве вухо – дозволяє визначати напрямок на джерело звуку/шуму, гучність та тембр – відстань до нього.

Міжнародна стандартизація фізичних параметрів

Безкоштовна юридична консультація:

Реакцією на тривалий і сильний шумовий вплив є «тінітус» - дзвін у вухах, "шум у голові", який може перерости в прогресуюче зниження слуху. Характерно для віку старше 30 років, при ослабленому організмі, стресах, зловживанні алкоголем та курінні. У найпростішому випадку причиною вушного шуму або приглухуватості може бути сірчана пробка у вусі, яка легко видаляється лікарем-фахівцем (промиванням або вилученням). Якщо запалений слуховий нерв – це можна вилікувати, теж порівняно легко (ліками, акупунктурою). Пульсуючий шум – більш важкий для лікування випадок (можливі причини: звуження кровоносних судин при атеросклерозі або пухлинах, а також – підвивих шийних хребців).

Щоб уберегти слух:

У шумному місці, для захисту органів слуху – використовувати протишумні м'які "беруші", вкладиші або навушники (шумозниження ефективніше на високих частотах звуку). Їх треба підганяти індивідуально під вухо. У польових умовах використовують і лампочки від кишенькового ліхтаря (вони не всім, але підходять за розміром). У стрілецькому спорті застосовують індивідуально відлиті активні беруші з електронною начинкою, за ціною - як телефон. Зберігати їх треба в упаковці. Краще вибирати берші, зроблені з гіпоалергенного полімеру, що мають хороший SNR (шумопридушення), на рівні від 30 дБ і більше. При різких перепадах тиску (у літаку), для його вирівнювання та зменшення болю – потрібно використовувати спеціальні біруші з мікроотворами;

Безкоштовна юридична консультація:

Прийоми, які застосовуються, зазвичай, для вирівнювання тиску з обох сторін барабанної перетинки вуха: ковтання, позіхання, продування із закритим носом. Метод Френзеля – затиснувши ніздрі, із зусиллям відвести мову назад, по піднебіння (при скороченні м'язів, відкриються носові порожнини та євстахієві труби). Артилеристи, роблячи постріл - відкривають рота або закривають вуха долонями рук.

Безкоштовна юридична консультація:

Шумомір SL. Побутові та промислові шумометри.

Рівень шуму - що і як

У параметрах кліматичного обладнання рівень шуму вказується окремо для зовнішнього та внутрішнього блоків. Шум внутрішнього блоку обумовлений звуком повітря, що проходить вентилятор. Тому дорожчі моделі кондиціонерів, як правило, мають більший розмір внутрішнього блоку в порівнянні з більш бюджетними аналогічними потужностями. Пояснення цьому просте: аналогічний об'єм повітря, проходячи через більший вентилятор, що обертається, з меншою швидкістю створює менше шуму.

Шум зовнішнього блоку насамперед обумовлений шумом компресора. Тут значно виграють інверторні моделі кондиціонерів. Хоча рівень шуму кондиціонерів типу on/off (не інверторні) останнім часом значно знизився.

Примітка: Таблиця складена за даними виробників

З погляду людського вуха «шум» - це безладне змішання звуків, несприятливе сприйняття людиною. Фізична характеристика гучності звуку - рівень звукового тиску в децибелах (дБ).

Безкоштовна юридична консультація:

Децибел - це безрозмірна одиниця, що використовується для вимірювання відношення деяких величин, у нашому випадку - гучності звуку. Важливо пам'ятати що це абсолютна величина, як, наприклад, ват чи вольт, а така відносна, як кратність («триразове збільшення») чи відсотки, призначена для виміру відношення двох інших величин. При цьому, на відміну від відсотків або кратності до отриманого відношення, застосовується логарифмічний масштаб.

Децибели широко застосовуються в галузях техніки, де потрібен вимір величин, що змінюються широкому діапазоні: в радіотехніці, антеною техніці, в системах передачі, автоматичного регулювання та управління, в оптиці, акустиці та інших.

Для кращого розуміння розглянемо два випадки:

1. Що вийде, якщо до шуму 25 дБ збільшити ще на 25 дБ? Шум загальною інтенсивністю 50 дБ? Ні - адже при подвоєнні числа його логарифм зростає на

0,3 (з точністю до двох десяткових знаків). Тоді при подвоєнні інтенсивності звуку рівень інтенсивності збільшується на

Безкоштовна юридична консультація:

0,3 біла, тобто на

3 дБ, до 28 дБ. Це справедливо для будь-якого рівня інтенсивності: подвоєння інтенсивності звуку призводить до збільшення рівня інтенсивності на 3 дБ.

2. У скільки разів відрізняється рівень шуму в 20 та 32 дБ? Якби ми мали справу з лінійним зростанням, то відповідь була б простою: 32 / 20 =

1,5 разів. Саме таку помилку найчастіше і припускають покупці,

Примітка: Звертаємо вашу увагу на різницю між дБ та дБА. дБА – акустичний децибел, одиниця виміру рівня шуму з урахуванням сприйняття звуку людиною. При вимірі дБА подвоєння гучності грубо відповідає збільшенню рівня шуму на 10 дБА. Тобто. для 25 дБА збільшення на 25 дБА

Безкоштовна юридична консультація:

Звуки з низькою та високою частотою здаються тихіше, ніж середньочастотні тієї ж інтенсивності.

Людина, вдень, може чути звуки гучністю від 10 – 15 дБ і вище. Максимальний діапазон частот для людського вуха, в середньому від 20 доГц (можливий розкид значень: від 12 – 24 до герц). У молодості краще чути середньочастотний звук із частотою 3 кГц, у середньому віці 2 – 3 кГц, на старості 1 кГц. Такі частоти, у перші кілогерці (до 1000 – 3000 Гц зона мовного спілкування) - звичайні в телефонах. З віком сприймається на слух звуковий діапазон звужується: для високочастотних звуків він зменшуючись до 18 кілогерц і менше (у людей похилого віку, кожні десять років приблизно на 1000 Гц), а для низькочастотних - збільшуючись від 20 Гц і більше.

У сплячої людини основним джерелом інформації про навколишній світ є вуха. Чутливість слуху різко загострюється в порівнянні з денним часом доби, тому непомітний вдень шум, а особливо шум зі стрибками гучності, може легко розбудити людей, які спляться.

Відсутності на стінах приміщень звукопоглинаючих матеріалів (килимів, спеціальних покриттів), звук буде голосніше через багаторазове відбиття (відлуння) від стін, стелі, меблів), що збільшить підсумковий рівень шуму на кілька децибелів.

Шкала шумів (рівні звуку в дБА – акустичний децибел, одиниця виміру рівня шуму з урахуванням сприйняття звуку людиною)

Безкоштовна юридична консультація:

Допустимий максимум за нормами для житлових приміщень уночі, з 23 до 7 год.

(СНиП3 «Захист від шуму»).

Норма для житлових приміщень вдень, з 7 до 23 год. (СНиП3 «Захист від шуму»).

Максимально допустимий звуковий тиск для навушників програвача.

При рівнях звуку понад 160 децибелів можливий розрив барабанних перетинок і легень, більше 200 – смерть

Безкоштовна юридична консультація:

Розмовна мова коливається від 45 децибел (дБ) до 60 децибел (дБ) залежно від гучності голосу;

Максимально допустимі рівні звуку більші за «нормальні» на 15 децибелів. Наприклад, для житлових кімнат квартир допустимий постійний рівень звуку в денний час - 40 децибелів, а тимчасовий максимальний - 55. При інженерному обладнанні, що постійно працює, враховується поправка: мінус 5.

Нечутний шум – звуки з частотами менш Гц (інфразвук) та понад 20 КГц (ультразвук). Низькочастотні коливання в 5-10 герц можуть викликати резонанс, вібрацію внутрішніх органів та впливати на роботу мозку. Низькочастотні акустичні коливання посилюють ниючі болі в кістках та суглобах у хворих людей. Джерела інфразвуку: автомобілі, вагони, грім від блискавки тощо.

Як і чим вимірюється шум

Для вимірювання рівня шуму застосовується прилад шумоміру. Шумоміри бувають побутові (діапазони виміру 30 – 130 дБ, 31,5 Гц – 8 кГц) і промислові. Для вимірювань інфразвукових та ультразвукових шумів застосовуються широкодіапазонні шумоміри.

Одним із найважливіших питань є залежність рівня звуку від його частоти. Нижня частотна межа сприйняття звуку людиною становить близько 30 Гц, а верхня – не вище 18 кГц; тому шумомір мав би реєструвати звуки у тому діапазоні частот. Але тут виникає серйозна скрута. Справа в тому, що чутливість людського вуха для різних частот не однакова; так, наприклад, щоб звуки з частотою 30 Гц та 1 кГц звучали однаково голосно, рівень звукового тиску першого з них повинен бути на 40 дБ вище, ніж другого. І отже, свідчення шумоміра самі по собі ще не багато чого варті.

Безкоштовна юридична консультація:

Тому всі сучасні шумоміри забезпечені коригуючими контурами, завдяки яким можна знизити чутливість шумоміра до низькочастотних і дуже високочастотних звуків і тим самим наблизити частотні характеристики приладу до властивостей людського вуха. Зазвичай шумомір містить три коригувальні контури, що позначаються А, В і С; найбільш корисна корекція А; корекцію застосовують лише зрідка; та ще рідше корекцію С.

Найчастіше рівень побутового та промислового шуму приймають рівним рівню, виміряному в дБ за допомогою шумоміра з корекцією А, і виражають його в одиницях дБА. Хоча людське вухо сприймає звук незрівнянно витонченіше, ніж шумомір, і тому звукові рівні, виражені в дБА, жодною мірою не відповідають точно фізіологічної реакції, але простота цієї одиниці робить її надзвичайно зручною для практичного застосування.

Ще однією перевагою шкали дБА є те, що подвоєння гучності грубо відповідає підвищенню рівня шуму на 10 дБА.

Для наближеної оцінки рівня шуму можна використовувати «підручні засоби» у вигляді настільного комп'ютера, ноутбука, планшета або смартфона. Звичайно такий вимір буде грубішим ніж виконаний хоча б за допомогою побутового спеціалізованого шумоміра, зате практично безкоштовно.

Вимірюємо рівень шуму використовуючи настільний комп'ютер або ноутбук:

Безкоштовна юридична консультація:

Для ПК з MS Windows 8 можна скористатися безкоштовним додатком Decibel Meter або Asa Tempo. Їх можна завантажити з Microsoft App Store (https://www.microsoft.com/en-us/store/apps/windows). Ці програми використовують мікрофон, підключений до комп'ютера, зовнішній або вбудований, і можуть виміряти звуки гучністю до 96 дБ (Decibel Meter).
Для продуктів Apple є аналогічні програми в iTunes App Store (Decibel 10th – Professional Noise Meter).
Ви також можете використовувати звукові редактори для вимірювання гучності шуму. Головне щоб програма могла працювати з мікрофоном як джерело звуку. Наприклад, в Audacity, безкоштовному звуковому редакторі (ліцензія GNU GPL v2), є функція вимірювання рівня вхідного сигналу. Він доступний для різних ОС: MS Windows (10/8/7/Vista/XP), GNU/Linux, Mac OS X. Завантажити його можна з сайту розробників за адресою http://www.audacityteam.org/ Користувачі ОС сімейства GNU/Linux в більшості випадків можуть поставити його прямо з репозитарію свого дистрибутиву.

Для планшета та смартфона:

Мікрофон в мобільному пристрої, звичайно, не дасть такої якості, як зовнішній мікрофон, зате ви отримаєте можливість вимірювання рівня звуку практично в будь-якому місці. Тим не менш, цієї точності буде достатньо для оцінки рівня шуму в більшості побутових випадків.

Для пристроїв Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Meter;
Для пристроїв під керуванням Android: deciBel, Decibel Meter, Noise Meter, Sound Meter;
Для пристроїв під керуванням MS Windows Phone: Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Free, Decibel Meter Pro.

Що і як шумить у кондиціонері

компресор. Він також є джерелом низькочастотних (у тому числі інфранізких, що поширюються в першу чергу по будівельних конструкціях) шумів.

У спліт-системах його внесок нижче, ніж у віконних чи мобільних моделях. Так само в мобільних та віконних системах він підсумовується з шумом вентилятора та шумом повітряного потоку.

2. Вентилятор внутрішнього блоку. Двигуна не повинно бути чутно.

3. Стулка, що гойдається. Їли чути, звернеться до сервісу

4. Реле перемикання режимів. Чути на не інверторних (on/off) моделях

Шум хладогенту: по магістралях чутний тільки при обігріві, якщо чутний при охолодженні, значить є якісь проблеми

Що і як шумить у обігрівачах

У конвекторах (тепловентиляторах) та теплових гарматах: вентилятори та повітряний потік. Чим діаметр вентилятора менший - тим шум більший. На рівень шуму також впливає форма вентиляційної решітки.
У масляних радіаторах - рух олії при великій потужності
У газових та дизельних теплових гарматах: полум'я

Гігієнічні норми шуму

Для визначення допустимого рівня шуму на робочих місцях, у житлових приміщеннях, громадських будівлях та території житлової забудови використовується ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Загальні вимоги безпеки», СН 2.2.4/2.1.8. «Шум на робочих місцях, у приміщеннях житлових, громадських будівель та на території житлової забудови». Нормування шуму звукового діапазону здійснюється за граничним спектром рівня шуму та дБА. Цей метод встановлює гранично допустимі рівні (ПДУ) у дев'яти октавних смугах із середньогеометричними значеннями частот 31, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Шум на робочих місцях, у приміщеннях житлових, громадських будівель та на території житлової забудови

Безкоштовна юридична консультація:

Про децибели, Гучність звуку. Рівень шуму та його джерела

Фізична характеристика гучності звуку - рівень звукового тиску в децибелах (дБ). "Шум" - це безладне змішання звуків.

Звуки з низькою та високою частотою здаються тихіше, ніж середньочастотні тієї ж інтенсивності. З огляду на це, нерівномірну чутливість людського вуха до звуків різних частот модулюють за допомогою спеціального електронного частотного фільтра, отримуючи, в результаті нормування вимірювань, так званий еквівалентний (за енергією, «зважений») рівень звуку з розмірністю дБА (дБ(А), то є – з фільтром «А»).

Людина, вдень, може чути звуки гучністю отдБ і вище. Максимальний діапазон частот для людського вуха, в середньому - від 20 доГц (можливий розкид значень: от00 герц). У молодості – краще чути середньочастотний звук із частотою 3 КГц, у середньому віці – 2-3КГц, у старості – 1КГц. Такі частоти, в перші кілогерці (до Гц - зона мовного спілкування) - звичайні в телефонах і радіо на СВ і ДВ діапазонах. З віком, що сприймається на слух звуковий діапозон звужується: для високочастотних звуків - зменшуючись до 18 кілогерц і менше (у людей похилого віку, кожні десять років - приблизно на 1000Гц), а для низькочастотних - збільшуючись від 20 Гц і більше.

У сплячої людини, основним джерелом сенсорної інформації про навколишнє оточення - стають вуха («чуйний сон»). Чутливість слуху, вночі та при закритих очах – збільшується надБ (до перших децибел, за шкалою дБА), порівняно з денним часом доби, тому – гучний, різкий шум з великими стрибками гучності, може розбудити людей, які спляться.

У разі відсутності на стінах приміщень звукопоглинаючих матеріалів (килимів, спеціальних покриттів) звук буде голосніше через багаторазове відображення (реверберації, тобто - луна від стін, стелі та меблів), що збільшить рівень шуму на кілька децибел.

Шкала шумів (рівні звуку, децибел), у таблиці

Допустимий максимум за нормами для житлових приміщень уночі, з 23 до 7 год.

Норма для житлових приміщень вдень, з 7 до 23 год.

Максимально допустимий звуковий тиск для навушників плеєра (за європейськими нормами)

При рівнях звуку понад 160 децибелів - можливий розрив барабанних перетинок і легень,

більша смерть (шумова зброя)

Максимально допустимі рівні звуку (LАмакс, дБА) – більше «нормальних» на 15 децибелів. Наприклад, для житлових кімнат квартир допустимий постійний рівень звуку вдень - 40 децибелів, а тимчасовий максимальний - 55.

Нечутний шум - звуки з частотами менш Гц (інфразвук) та понад 20 КГц (ультразвук). Низькочастотні коливання в 5-10 герц можуть викликати резонанс, вібрацію внутрішніх органів та впливати на роботу мозку. Низькочастотні акустичні коливання посилюють ниючі болі в кістках та суглобах у хворих людей. Джерела інфразвуку: автомобілі, вагони, грім від блискавки тощо.

На робочих місцях гранично допустимі, за законом, еквівалентні рівні звуку для переривчастого шуму: максимальний рівень звуку не повинен перевищувати 110 дБА, а імпульсного шумадБАI. Забороняється навіть короткочасне перебування у зонах із рівнями звукового тиску понад 135 дБ у будь-якій октавній смузі.

При зведенні будівель та споруд, відповідно до сучасних, більш жорстких вимог звукоізоляції, повинні застосовуватися технології та матеріали, здатні забезпечити надійний захист від шуму.

Для пожежної сигналізації: рівень звукового тиску корисного аудіосигналу, що забезпечується оповіщувачем, повинен бути не менше 75 дБА на відстані 3 м від оповіщувача і не більше 120 dba в будь-якій точці приміщення, що захищається (п.3.14 НПБ).

116 дБ(А) - під час встановлення випромінювача звуку на даху транспортного засобу;

122 дБА - при встановленні випромінювання в підкапотний простір автотранспорту.

Зміни основної частоти мають бути від 150 до 2000 Гц. Тривалість циклу – від 0,5 до 6,0 с.

Якщо міський житель, який звик до постійного шуму, опиниться на деякий час у повній тиші (у сухій печері, наприклад, де рівень шуму - менше 20 db), то він цілком може зазнати депресивних станів замість відпочинку.

Прилад шумометр для вимірювання рівня звуку, шуму

Для вимірювання рівня шуму застосовується прилад шумомір (на фото), який виробляють у різних модифікаціях: побутові (орієнтовна цінат.р, діапазони виміру: дБ, 31,5 Гц - 8 кГц, фільтри А і С), промислові (інтегруючі і т.д. д.) Найбільш поширені моделі: SL, октава, svan. Для вимірювань інфразвукових та ультразвукових шумів застосовуються широкодіапазонні шумометри.

Частотні діапазони звуку

Піддіапазони спектру звукових частот, на які налаштовані фільтри двох-або трисмугових акустичних систем: - низькочастотний - коливання до 400 герц;

середньочастотний 0 Гц;

Швидкість звуку та дальність його поширення

Приблизна швидкість чутного, середньочастотного звуку (частотою порядку 1-2 кГц) та максимальна дальність його поширення в різних середовищах:

у повітрі – 344.4 метрів за секунду (при температурі 21.1 за шкалою Цельсія) та приблизно 332 м/с – при нулі градусів;

у воді - приблизно 1.5 кілометри на секунду;

у дереві твердих сортів - близько 4-5 км/с вздовж волокон і в півтора рази менше - упоперек.

у нержавіючій сталі - 5.8 кілометрів на секунду.

Полістирол – 2.4 кілометрів на секунду.

пісок сухий / вологий0 /

Зменшують дальність поширення звуку, вздовж поверхні землі - високі перепони (гори, будівлі та будівлі), протилежний напрямок вітру та його швидкість, а також інші фактори (знижений атмосферний тиск, підвищена температура та вологість повітря). Відстань, на яких джерело гучного шуму майже не чутно – зазвичай, від 100 метрів (за наявності високих перешкод або у густому лісі), будинок. - На відкритій місцевості (при попутному середньому вітрі - дальність збільшується до кілометра і більше). З відстанню «губляться» (швидше гасяться і розсіюються) вищі частоти і залишаються низькочастотні звуки. Максимальна дальність поширення інфразвуку середньої інтенсивності (людина його не чує, але вплив на організм є) – десятки та сотні кілометрів від джерела.

Якщо під час грози ви побачили сильну блискавку і через 12 секунд почули перші гуркіти грому - це означає, що блискавка вдарила за чотири кілометри від вас (340 * 12 = 4080 м.) У приблизних розрахунках приймається - три секунди на кілометр відстані (у повітря просторі) до джерела звуку.

Бінауральні биття (Binaural Beat Frequency)

Коли праве та ліве вухо чують звуки (наприклад, з навушників плеєра, f< 1000 герц, f1 - f2 < 25 Гц) двух различных частот - мозг, в результате обработки этих сигналов, получает третью, разностную частоту биения (бинауральный ритм, который равен арифметической разнице их частоты), «слышимую» как низкочастотные колебания, совпадающие с диапазоном обычных мозговых волн (дельта - до 4 Гц, тета - 4-8Гц, альфаГц, бетаГц). Этот биологический эффект учитывается и используется в студиях звукозаписи - для передачи низких частот, не воспроизводимых напрямую динамиками обычных стереосистем (вследствие конструкционных ограничений), но эти способы и методы, при неумелом применении, могут негативно сказаться на психологическом состоянии и настроении слушателя, так как отличаются от естественного, природного восприятия человеческим ухом шумов и звуков.

У тих місцях іоносфери, куди б'ють електромагнітні хвилі достатньої потужності, при усталеному (з високою добротністю сигналу) резонанс Шумана, особливо, на частотах перших його гармонік - плазмові згустки, що з'явилися, при цьому починають випромінювати інфразвукові акустичні (звукові) хвилі. Конкретні іоносферні випромінювачі існують доти, доки тривають розряди блискавок в ініціюючому грозовому осередку - приблизно до перших десятків хвилин. Для восьмигерцової частоти ці випромінюючі точки розташовані на протилежній стороні земної кулі, від джерела електромагн. хвиль. На 14-герцевій – по трикутнику. Локальні, сильно іонізовані області в нижніх шарах іоносфери (спорадичний шар Еs) та плазмові відбивачі можуть бути взаємопов'язані або просторово збігатися.

Тривалий вплив шуму з рівнем більш децибел може призвести до часткової або повної втрати слуху (на концертах, потужність акустичних систем може досягати десятків кіловат). Також, при цьому можуть відбутися патологічні зміни в серцево-судинній та нервовій системі. Безпечні лише звуки гучністю до 35 дБ.

Реакцією на тривалий і сильний шумовий вплив є «тінітус» - дзвін у вухах, «шум у голові», який може перерости в прогресуюче зниження слуху. Характерно для віку старше 30 років, при ослабленому організмі, стресах, зловживанні алкоголем та курінні. У найпростішому випадку причиною вушного шуму або приглухуватості може бути сірчана пробка у вусі, яка легко видаляється лікарем-фахівцем (промиванням або вилученням). Якщо запалений слуховий нерв – це можна вилікувати, теж порівняно легко (ліками, акупунктурою). Пульсуючий шум – більш важкий для лікування випадок (можливі причини: звуження кровоносних судин при атеросклерозі або пухлинах, а також – підвивих шийних хребців).

Щоб уберегти слух:

Не збільшуйте гучність звуку в навушниках плеєра, намагаючись заглушити зовнішній шум (у метро або на вулиці). При цьому збільшується електромагнітне випромінювання на мозок від динаміка навушника;

У шумному місці, для захисту органів слуху – використовувати протишумні м'які «беруші», вкладиші або навушники (шумозниження ефективніше на високих частотах звуку). Їх треба підганяти індивідуально під вухо. У польових умовах використовують і лампочки від кишенькового ліхтаря (вони не всім, але підходять за розміром). У стрілецькому спорті застосовують індивідуально відлиті активні беруші з електронною начинкою, за ціною - як телефон. Зберігати їх треба в упаковці. Краще вибирати берші, зроблені з гіпоалергенного полімеру, що мають хороший SNR (шумопридушення), на рівні від 30 дБ і більше. При різких перепадах тиску (у літаку), для його вирівнювання та зменшення болю – потрібно використовувати спеціальні біруші з мікроотворами;

У приміщеннях застосовувати шумоізолюючі екологічні матеріали зниження шуму;

Під час підводного занурення, щоб не стався розрив барабанної перетинки - вчасно продуватись (проводити продування вух затиснувши ніс або ковтальним рухом). Відразу після дайвінгу – не можна на літак. Стрибаючи з парашутом – так само треба своєчасно вирівнювати тиск, щоб не отримати баротравму. Наслідки баротравми: шум і дзвін у вухах (суб'єктивний «тінітус»), зниження слуху, біль у вусі, нудота та запаморочення, у важких випадках – непритомність.

З застудою і нежиттю, коли закладено носа і гайморові пазухи, неприпустимі різкі перепади тиску: пірнання (гідростатичний тиск - 1 атмосфера на 10 метрів глибини занурення у воду, тобто: дві - на десяти, три - на позначці 20 м. і т.д.), парашутні стрибки (0,01 атм. на 100 м. висоти, швидко збільшується, з прискоренням).

// Приблизно сім із половиною міліметрів ртутного стовпа барометра - кожні сто метрів, за висотою.

Давати вухам відпочивати від гучного шуму.

Прийоми, які застосовуються, зазвичай, для вирівнювання тиску з обох сторін барабанної перетинки вуха: ковтання, позіхання, продування із закритим носом. Артилеристи, роблячи постріл - відкривають рота або закривають вуха долонями рук.

Інші статті по подібній темі у лівому меню «В тему».

Пошук

Ресурси

Ресурси, які нам цікаві, а вам будуть корисні.

Статті тему

Економне будівництво

Ваш калькулятор:

Бренди

Усі права захищені законом РФ та планетою «Земля», 2010–2013 р. ©

Рівень шуму. Що означає 35 дБ і з чим його можна порівняти

Шумові характеристики обладнання наведені у вигляді таблиць, де містяться:

Рівень звукової потужності шуму LWA в дБ(А) з розбивкою по смугах частот, рівні звукової потужності до входу, виходу і оточення вентилятора.
Загальний рівень звукового тиску дБ(А) з відривом 3м.

Смуга частот ділиться на 8 груп хвиль. У кожній групі визначено середню частоту: 63 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2 кГц, 4 кГц та 8 кГц. Будь-який шум розкладається по групам частот і можна знайти розподіл звукової енергії за різними частотами.

Шум від вентилятора поширюється по повітроводу (повітряному каналу), частково згасає в його елементах і через повітророзподільні та повітроприймальні решітки проникає в приміщення, що обслуговується.

Основою для проектування систем вентиляції є акустичний розрахунок – обов'язковий додаток до проекту вентиляції будь-якого об'єкта.

Основні завдання такого розрахунку: визначення октавного спектру вентиляційного шуму в розрахункових точках та його необхідного зниження шляхом зіставлення цього спектра з допустимим спектром за гігієнічними нормами. Після підбору будівельно-акустичних заходів щодо забезпечення необхідного зниження шуму проводиться перевірочний розрахунок очікуваних рівнів звукового тиску в тих самих розрахункових точках з урахуванням ефективності цих заходів.

нічого не чутно

майже не чути

тихий шелест листя

шепіт людини (на відстані 1м).

шепіт людини (1м)

шепіт, цокання настінного годинника.

норма для житлових приміщень вночі, з 23 до 7 години ранку

норма для житлових приміщень, з 7 до 23 години

розмова звичайної нормальності

розмова, друкарська машинка

Норма для офісних приміщень класу А (за європейськими нормами)

норма для контор

гучна розмова (на відстані 1м)

гучні розмови (1м)

крик, звук мотоцикла з глушником

гучний крик, звук мотоцикла із глушником

гучні крики, вантажний залізничний вагон (на відстані 7 м)

звук проїжджаючого вагона метро (7м)

звук оркестру, переривчасті звуки вагона метро, що проїжджає, гуркіт грому

максимально допустимий звуковий тиск для навушників плеєра (за європейськими нормами)

ЩО ТАКЕ ДЕЦИБЕЛИ?

Універсальні логарифмічні одиниці децибели широко використовуються при кількісних оцінках параметрів різних аудіо та відео пристроїв у нашій країні та за кордоном. У радіоелектроніці, зокрема, у провідному зв'язку, техніці запису та відтворення інформації децибели є універсальним заходом.

Децибел – не фізична величина, а математичне поняття

В електроакустиці децибел служить сутнісно єдиною одиницею для характеристики різних рівнів - інтенсивності звуку, звукового тиску, гучності, і навіть для оцінки ефективності засобів боротьби з шумами.

Децибел - специфічна одиниця вимірів, яка не схожа на жодну з тих, з якими доводиться зустрічатися в повсякденній практиці. Децибел не є офіційною одиницею в системі одиниць СІ, хоча, за рішенням Генеральної конференції щодо заходів та ваг, допускається його застосування без обмежень спільно з СІ, а Міжнародна палата заходів та ваг рекомендувала включити його до цієї системи.

Децибел – не фізична величина, а математичне поняття.

У цьому відношенні децибел має деяку подібність з відсотками. Як і відсотки, децибели безрозмірні і є порівняння двох однойменних величин, у принципі найрізноманітніших, незалежно від своїх природи. Слід зазначити, що термін «децибел» завжди пов'язують лише з енергетичними величинами, найчастіше з потужністю і, з деякими застереженнями, з напругою та струмом.

Децибел (російське позначення – дБ, міжнародне – dB) становить десяту частину більшої одиниці – біла 1 .

Бел - це десятковий логарифм відношення двох потужностей. Якщо відомі дві потужності Р 1 і Р 2 , то їхнє ставлення, виражене в білах, визначається формулою:

Фізична природа порівнюваних потужностей може бути будь-якою - електричною, електромагнітною, акустичною, механічною, - важливо лише, щоб обидві величини були виражені в однакових одиницях - ватах, міліватах і т.п.

Нагадаємо коротко, що таке логарифм. Будь-яке позитивне число 2, як ціле, так і дробове, можна представити іншим числом певною мірою.

Так, наприклад, якщо 10 2 = 100, то 10 називають основою логарифму, а число 2 - логарифмом числа 100 і позначають log 10 100=2 або lg 100 = 2 (читається так: «логарифм ста при підставі десять дорівнює двом»).

Логарифми з основою 10 називаються десятковими логарифмами та застосовуються найчастіше. Для чисел, кратних 10, цей логарифм чисельно дорівнює кількості нулів за одиницею, а інших чисел обчислюється на калькуляторі чи перебуває у таблицях логарифмів.

Логарифми із основою е = 2,718... називаються натуральними. У обчислювальної техніки зазвичай застосовуються логарифми з основою 2.

Основні властивості логарифмів:

Зрозуміло, ці властивості справедливі й у десяткових і натуральних логарифмів. Логарифмічний спосіб представлення чисел часто виявляється дуже зручним, тому що дозволяє підміняти множення - додаванням, розподіл - відніманням, зведення в ступінь множенням, а вилучення кореня - поділом.

На практиці біл виявився занадто великою величиною, наприклад, будь-які відносини потужностей у межах від 100 до 1000 укладаються в межах одного біла - від 2 Б до 3 Б. Тому для більшої наочності вирішили число, що показує кількість біл, множити на 10 і отриманий твір вважати показником у децибелах, тобто, наприклад, 2 Б = 20 дБ, 4,62 Б = 46,2 дБ і т.д.

Зазвичай відношення потужностей виражають відразу в децибелах за формулою:

Дії з децибелами не відрізняються від операцій із логарифмами.

2 дБ = 1 дБ + 1 дБ → 1,259*1,259 = 1,585;
3 дБ → 1259 3 = 1995;
4 дБ → 2,512;
5 дБ → 3,161;
6 дБ → 3,981;
7 дБ → 5,012;
8 дБ → 6,310;
9 дБ → 7,943;
10 дБ → 10,00.

Знак → означає відповідність.

Подібним чином можна скласти таблицю для негативних значень децибел. Мінус 1 дБ характеризує зменшення потужності в 1/0,794 = 1,259 рази, тобто теж приблизно на 26%.

Запам'ятайте, що:

⇒ Якщо Р 2 =Р 1 тобто. P 2 / P 1 = 1 , то N дБ = 0 , так як lg 1=0 .

⇒ Якщо P 2 > P l , Число децибел позитивно.

⇒ Якщо Р 2 < P 1 , Децибели виражаються негативними числами.

Позитивні децибели часто називають децибелами посилення. Негативні децибели зазвичай характеризують втрати енергії (у фільтрах, дільниках, довгих лініях) і називаються децибелами згасання або втрат.

Між децибелами посилення та згасання існує проста залежність: однаковій кількості децибел з різними знаками відповідають зворотні числа відносин. Якщо, наприклад, відношенню Р 2 /Р 1 = 2 → 3 дБ , то -3 дБ → 1/2 , тобто. 1/Р 2 /Р 1 = Р 1 /Р 2

⇒ Якщо Р 2 /Р 1 представляє ступінь десяти, тобто. Р 2 /Р 1 = 10 k , де k - будь-яке ціле число (позитивне чи негативне), то NдБ = 10k , так як lg 10 k = k .

⇒ Якщо Р 2 або Р 1 дорівнює нулю, то вираз для NдБ втрачає сенс.

І ще одна особливість: крива, що визначає значення децибелу залежно від відносин потужностей, спочатку швидко зростає, потім її зростання уповільнюється.

Знаючи число децибелів, що відповідають одному відношенню потужностей, можна зробити перерахунок для іншого - близького чи кратного відношення. Зокрема, для відносин потужностей, що різняться в 10 разів, кількість децибелів відрізняється на 10 дБ. Цю особливість децибел слід добре зрозуміти і твердо запам'ятати - вона є однією з основ усієї системи

До переваг системи децибел відносять:

⇒ універсальність, тобто можливість використання при оцінці різних параметрів та явищ;

⇒ величезні перепади чисел, що перетворюються, - від одиниць і до мільйонів - відображаються в децибелах числами першої сотні;

⇒ натуральні числа, що становлять ступеня десяти, виражаються в децибелах числами, кратними десяти;

⇒ взаємозворотні числа виражаються в децибелах рівними числами, але з різними знаками;

⇒ у децибелах можуть бути виражені як абстрактні, так і іменовані числа.

До недоліків системи децибел відносять:

⇒ малу наочність: для перетворення децибел у відносини двох чисел або виконання зворотних дій потрібне проведення розрахунків;

⇒ відносини потужностей та відносини напруг (або струмів) перераховуються в децибели за різними формулами, що іноді веде до помилок та плутанини;

⇒ децибели можуть відраховуватись тільки щодо не рівного нулю рівня; абсолютний нуль, наприклад 0 Вт, 0, децибелами не виражається.

Знаючи число децибелів, що відповідають одному відношенню потужностей, можна зробити перерахунок для іншого - близького чи кратного відношення. Зокрема, для відносин потужностей, що різняться в 10 разів, кількість децибелів відрізняється на 10 дБ. Цю особливість децибелу слід добре зрозуміти і твердо запам'ятати - вона є однією з основ усієї системи.

Порівняння двох сигналів шляхом зіставлення їх потужностей не завжди буває зручним, тому що для безпосереднього вимірювання електричної потужності в діапазоні звукових та радіочастот потрібні дорогі та складні прилади. На практиці при роботі з апаратурою набагато простіше вимірювати не потужність, що виділяється на навантаженні, а падіння напруги на ній, а в деяких випадках - струм, що протікає.

Знаючи напругу чи струм і опір навантаження, легко визначити потужність. Якщо вимірювання проводяться на тому самому резисторі, то:

Цими формулами дуже часто користуються практиці, але зверніть увагу, що якщо напруги або струми вимірюються на різних навантаженнях, ці формули не працюють і слід використовувати інші складніші залежності.

Користуючись прийомом, який був використаний при складанні таблиці децибел потужності, можна аналогічно визначити, чому дорівнює 1 дБ відношення напруги та струмів. Позитивний децибел дорівнюватиме 1,122, а негативний децибел дорівнюватиме 0,8913, тобто. 1 дБ напруги або струму характеризує зростання або зменшення цього параметра приблизно на 12% по відношенню до початкового значення.

Формули виводилися у припущенні, що опори навантажень мають активний характер і між напругами чи струмами немає фазового зсуву. Строго кажучи, слід розглядати загальний випадок і враховувати для напруг (струмів) наявність кута зсуву по фазі, а навантажень як активне, але повний опір, включаючи і реактивні складові, проте це суттєво лише з високих частотах.

Корисно запам'ятати деякі значення децибел, що часто зустрічаються на практиці, і характеризують їх відносини потужностей і напруг (струмів), наведені в табл. 1.

Таблиця 1.Часто зустрічаються значення децибел потужності та напруги

Користуючись цією таблицею та властивостями логарифмів, легко підрахувати, чому відповідають довільні значення логарифм. Наприклад, 36 дБ потужності можна представити як 30+3+3, що відповідає 1000*2*2 = 4000. Той самий результат ми отримаємо, представивши 36 як 10+10+10+3+3 → 10*10*10* 2 * 2 = 4000.

СПОСТАВАННЯ ДЕЦИБЕЛ З ПРОЦЕНТАМИ

Раніше зазначалося, що поняття децибел має деяку схожість із відсотками. Дійсно, так як у відсотках виражається ставлення якогось числа до іншого, умовно прийнятого за сто відсотків, відношення цих чисел також можна уявити в децибелах за умови, що обидва числа характеризують потужність, напругу або струм. Для відношення потужностей:

Для відношення напруги або струмів:

Можна також вивести формули для перерахунку децибел у відсотки відношення:

У табл. 2 дано переведення деяких, найбільш часто зустрічаються значень децибел у відсотки відносин. Різні проміжні значення можна знайти по номограмі на рис. 1.

Мал. 1. Переведення децибелів у відсотки відносин по номограмі

Таблиця 2.Переведення децибелів у відсотки відносин

Розглянемо два практичні приклади, що пояснюють переведення відсоткового відношення до децибелів.

приклад 1.Якому рівню гармонік у децибелах стосовно рівня сигналу основної частоти відповідає коефіцієнт нелінійних спотворень 3%?

Скористайтеся рис. 1. Через точку перетину вертикальної лінії 3% з графіком «напруга» проведемо горизонтальну лінію до перетину з вертикальною віссю та отримаємо відповідь: –31 дБ.

приклад 2.Якому ослаблення напруги у відсотках відповідає його зміна на –6 дБ?

Відповідь. на 50% початкової величини.

У практичних розрахунках дробову частину чисельного значення децибел часто округляють до цілого числа, проте при цьому результати розрахунків вноситься додаткова похибка.

ДЕЦИБЕЛИ В РАДІОЕЛЕКТРОНІЦІ

Розглянемо кілька прикладів, що пояснюють методику використання децибелів у радіоелектроніці.

Згасання в кабелі

Втрати енергії в лініях та кабелях на одиницю довжини характеризуються коефіцієнтом загасання α, який при рівному вхідному та вихідному опорах лінії визначається в децибелах:

де U 1 - напруга у довільному перерізі лінії; U 2 - Напруга в іншому перерізі, що віддаляється від першого на одиницю довжини: 1 м, 1 км і т. д. Наприклад, високочастотний кабель типу РК-75-4-14 має на частоті 100 МГц коефіцієнт загасання α, = /м, кабель кручений пари категорії 5 тієї ж частоті має згасання порядку –0,2 дБ/м, а кабелю категорії 6 трохи менше. Графік загасання сигналу в неекранованому кабелі кручений пари показаний на рис. 2.

Мал. 2. Графік загасання сигналу в неекранованому кабелі витої пари

Оптоволоконні кабелі мають істотно нижчі величини загасання в діапазоні від 0,2 до 3 дБ при довжині кабелю в 1000 м. Всі оптичні волокна мають складну залежність загасання від довжини хвилі, яка має три вікна прозорості 850 нм, 1300 нм і . "Вікно прозорості" означає найменші втрати при максимальній дальності передачі сигналу. Графік згасання сигналу в оптоволоконних кабелях показано на рис. 3.

Мал. 3. Графік згасання сигналу в оптоволоконних кабелях

приклад 3.Знайти, якою буде напруга на виході відрізка кабелю РК-75-4-14 завдовжки l = 50 м, якщо до входу його прикладено напругу 8 частоти 100 МГц. Опір навантаження та хвильовий опір кабелю рівні, або, як кажуть, узгоджені між собою.

Очевидно, що загасання, що вноситься відрізком кабелю, становить K = -0,13 дБ/м * 50 м = -6,5 дБ. Це значення децибел приблизно відповідає відношенню напруги 0,47. Отже, напруга на вихідному кінці кабелю U 2 = 8 * 0,47 = 3,76 В.

Цей приклад ілюструє дуже важливе положення: втрати в лінії або кабелі зі зростанням їхньої довжини зростають надзвичайно швидко. Для відрізка кабелю завдовжки 1 км загасання становитиме вже –130 дБ, т. е. сигнал буде ослаблений більш як триста тисяч разів!

Згасання значною мірою залежить від частоти сигналів - у діапазоні звукових частот воно буде набагато менше, ніж у відео діапазоні, але логарифмічний закон загасання буде той же, і при великій довжині лінії ослаблення буде суттєвим.

Підсилювачі звукової частоти

У підсилювачі звукової частоти з метою підвищення їх якісних показників зазвичай вводиться негативний зворотний зв'язок. Якщо коефіцієнт посилення пристрою за напругою без зворотного зв'язку дорівнює До , а зі зворотним зв'язком До ОС то число, що показує, у скільки разів змінюється коефіцієнт посилення під дією зворотного зв'язку, називають глибиною зворотного зв'язку . Її зазвичай виражають у децибелах. У працюючому підсилювачі коефіцієнти До і До ОС визначаються експериментально, якщо тільки підсилювач не збуджується при розімкнутій петлі зворотного зв'язку. Під час проектування підсилювача спочатку обчислюють До , а потім визначають значення До ОС наступним чином:

де - коефіцієнт передачі ланцюга зворотного зв'язку, тобто відношення напруги на виході ланцюга зворотного зв'язку до напруги на її вході.

Глибина зворотного зв'язку в децибелах може бути розрахована за такою формулою:

Стереофонічні пристрої, порівняно з монофонічними, повинні задовольняти додаткові вимоги. Ефект об'ємного звучання забезпечується лише за хорошому поділі каналів, т. е. за відсутності проникнення сигналів з одного каналу до іншого. У практичних умовах цю вимогу повністю задовольнити не вдається, і взаємне просочування сигналів має місце, головним чином через вузли, загальні для обох каналів. Якість поділу каналами характеризується так званим перехідним згасанням а ПЗ Мірою перехідного згасання в децибелах служить відношення вихідних потужностей обох каналів, коли вхідний сигнал подається лише на один канал:

де Р Д - максимальна вихідна потужність каналу, що діє; Р СВ - Вихідна потужність вільного каналу.

Хорошому поділу каналів відповідає перехідне згасання 60-70 дБ, відмінному -90-100 дБ.

Шум та фон

На виході будь-якого приймально-підсилювального пристрою навіть за відсутності корисного вхідного сигналу можна виявити змінну напругу, яка викликана власними шумами пристрою. Причини, що викликають власні шуми, можуть бути як зовнішніми – за рахунок наведень, поганої фільтрації напруги живлення, так і внутрішніми, зумовленими власними шумами радіокомпонентів. Найсильніше позначаються шуми і перешкоди, що виникають у вхідних ланцюгах і в першому підсилювальному каскаді, оскільки вони посилюються всіма наступними каскадами. Власні шуми погіршують реальну чутливість приймача чи підсилювача.

Кількісна оцінка шумів здійснюється кількома способами.

Найпростіший у тому, що це шуми, незалежно від причини і місця їх виникнення, перераховуються до входу, т. е. напруга шумів на виході (за відсутності вхідного сигналу) ділиться на коефіцієнт посилення:

Ця напруга, виражена в мікровольтах, і є мірою власних шумів. Однак для оцінки пристрою з погляду перешкод важливо не абсолютне значення шумів, а відношення між корисним сигналом і цим шумом (відношення сигнал/шум), оскільки корисний сигнал повинен надійно виділятися на тлі перешкод. Відношення сигнал/шум зазвичай виражають у децибелах:

де Р з - задана чи номінальна вихідна потужність корисного сигналу разом із шумом; Р ш - Вихідна потужність шумів при вимкненому джерелі корисного сигналу; U c - напруга сигналу та шумів на навантажувальному резисторі; U Ш - Напруга шумів на тому ж резисторі. Так виходить т.зв. "Незважене" ("unweighted") відношення сигнал/шум.

Часто в параметрах аудіоапаратури наводиться відношення сигнал/шум, виміряне з фільтром («weighted»). Фільтр дозволяє врахувати різну чутливість слуху людини до шуму різних частотах. Найчастіше використовується фільтр типу А, у разі в позначенні зазвичай вказується одиниця виміру «дБА» («dBA»). Використання фільтра дає зазвичай кращі кількісні результати, ніж невваженого шуму (зазвичай ставлення сигнал/шум виходить на 6-9 дБ більше), тому (з маркетингових міркувань) виробники апаратури частіше вказують саме «зважене» значення. Докладніше про зважуючі фільтри див. у розділі «Шумомери».

Очевидно, що для успішної експлуатації пристрою відношення сигнал/шум має бути вищим за якесь мінімально допустиме значення, яке залежить від призначення та вимог, що пред'являються до пристрою. Для апаратури класу Hi-Fi цей параметр має бути не менше 75 дБ, для апаратури Hi-End – не менше 90 дБ.

Іноді практично користуються зворотним ставленням, характеризуючи їм рівень шумів щодо корисного сигналу. Рівень шумів виражається тим самим числом децибел, як і відношення сигнал/шум, але з негативним знаком.

В описах приймально-підсилювальної апаратури іноді фігурує термін рівень фону, який характеризує в децибелах відношення складових напруги фону до напруги, що відповідає заданій номінальній потужності. Складові фону кратні частоті мережі живлення (50, 100, 150 і 200 Гц) і при вимірюванні виділяються із загальної напруги перешкод за допомогою смугових фільтрів.

Відношення сигнал/шум не дозволяє, однак, судити про те, яка частина шумів обумовлена безпосередньо елементами схеми, а яка внесена в результаті недосконалості конструкції (наведення, фон). Для оцінки шумових властивостей радіокомпонентів запроваджується поняття коефіцієнта (фактора) шуму . Коефіцієнт шуму оцінюється за потужністю і виявляється у децибелах. Характеризувати цей параметр можна в такий спосіб. Якщо на вході пристрою (приймача, підсилювача) одночасно діють корисні сигнали потужністю Р з та шуми потужністю Р ш , то відношення сигнал/шум на вході буде (Р з /Р ш )вх Після посилення ставлення (Р з /Р ш )вих виявиться менше, оскільки до вхідних шумів додадуться і посилені власні шуми підсилювальних каскадів.

Коефіцієнтом шуму називають виражене в децибелах відношення:

де До р - Коефіцієнт посилення по потужності.

Отже, коефіцієнт шуму є відношенням потужності шумів на виході до посиленої потужності шумів, що діють на вході.

Значення Рш.вх визначається розрахунковим шляхом; Рш.вих вимірюється, а До р зазвичай. відомо з розрахунку або після виміру. Ідеальний з точки зору шумів підсилювач повинен підсилювати лише корисні сигнали та не повинен вносити додаткові шуми. Як випливає з рівняння, для такого підсилювача коефіцієнт шуму F Ш = 0 дБ .

Для транзисторів та ІВ, призначених для роботи в перших каскадах підсилювальних пристроїв, коефіцієнт шуму регламентується та наводиться у довідниках.

Напруга власних шумів визначає інший важливий параметр багатьох підсилювальних пристроїв - динамічний діапазон.

Динамічний діапазон та регулювання

Динамічним діапазоном називається виражене в децибелах відношення максимальної неспотвореної вихідної потужності до її мінімального значення, при якому ще забезпечується допустиме відношення сигнал/шум:

Чим менший рівень власних шумів і чим вище неспотворена вихідна потужність, тим ширший динамічний діапазон.

Аналогічним чином визначається і динамічний діапазон джерел звуку – оркестру, голосу, тільки тут мінімальна потужність звуку визначається шумовим тлом. Щоб пристрій міг передати без спотворень як мінімальну, так і максимальну амплітуди вхідного сигналу, його динамічний діапазон повинен бути не меншим за динамічний діапазон сигналу. У випадках коли динамічний діапазон вхідного сигналу перевищує динамічний діапазон пристрою, його штучно стискають. Так чинять, наприклад, при звукозаписі.

Ефективність дії ручного регулятора гучності перевіряється за двох крайніх положень регулятора. Спочатку при регуляторі в положенні максимальної гучності на вхід підсилювача звукової частоти подається напруга частотою 1 кГц такої величини, щоб на виході підсилювача встановилася напруга, яка відповідає певній заданій потужності. Потім ручку регулятора гучності переводять на мінімальну гучність, а напруга на вході підсилювача піднімають доти, доки напруга на виході знову не стане рівною початковому. Відношення вхідної напруги при регуляторі в положенні мінімальної гучності до вхідної напруги при максимальній гучності, виражене децибелах, є показником роботи регулятора гучності.

Наведеними прикладами далеко ще не вичерпуються практичні випадки застосування децибел до оцінки параметрів радіоелектронних пристроїв. Знаючи загальні правила застосування цих одиниць, можна зрозуміти, як вони використовуються в інших, не розглянутих тут умовах. Зустрівшись з незнайомим терміном, визначеним децибелах, слід чітко уявити, відношенню яких двох величин він відповідає. В одних випадках це зрозуміло з самого визначення, в інших випадках зв'язок між складовими складніший, і, коли немає чіткої ясності, слід звернутися до опису методики вимірювання, щоб уникнути серйозних помилок.

Оперуючи з децибелами, слід завжди брати до уваги те, відношенню яких одиниць - потужності чи напруги - відповідає кожен конкретний випадок, т. е. який коефіцієнт - 10 чи 20 - повинен стояти перед знаком логарифма.

ЛОГАРИФМІЧНИЙ МАСШТАБ

Логарифмічна система, в тому числі і децибели, часто застосовується при побудові амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) – кривих, що зображують залежність коефіцієнта передачі різних пристроїв (підсилювачів, дільників, фільтрів) від частоти зовнішнього впливу. Для побудови частотної характеристики розрахунковим чи досвідченим шляхом визначається ряд точок, що характеризують вихідну напругу або потужність при незмінному вхідному напрузі на різних частотах. Плавна крива, що з'єднує ці точки, характеризує частотні властивості пристрою чи системи.

Якщо по осі частот чисельні значення відкладати в лінійному масштабі, тобто пропорційно до їх фактичних значень, то така частотна характеристика виявиться незручною для користування і не буде наочною: в області нижчих частот вона стиснута, а вищих - розтягнута.

Частотні характеристики будуються зазвичай, у так званому логарифмічному масштабі. По осі частот у зручному для роботи масштабі відкладаються величини, пропорційні не самій частоті f , а логарифму lgf/f o , де f про - Частота, що відповідає початку відліку. Проти позначок на осі написуються значення f . Для побудови логарифмічних АЧХ використовують спеціальний логарифмічний міліметровий папір.

Під час проведення теоретичних розрахунків зазвичай користуються непросто частотою f , а величиною ω = 2πf яку називають круговою частотою.

Частота f про , Що відповідає початку відліку, може бути як завгодно малою, але не може бути рівною нулю.

По вертикальної осі відкладаються в децибелах або у відносних числах відношення коефіцієнтів передачі за різних частот до його максимального або середнього значення.

Логарифмічний масштаб дозволяє на невеликому відрізку осі відобразити широкий діапазон частот. На такій осі однаковим відносинам двох частот відповідають рівні за довжиною ділянки. Інтервал, що характеризує зростання частоти у десять разів, називають декадою ; дворазовому відношенню частот відповідає октава (Цей термін запозичений з теорії музики).

Частотний діапазон із граничними частотами f H і f У займає у декадах смугу f B /f H = 10m , де m - Число декад, а в октавах 2 n , де n - Число октав.

Якщо смуга в одну октаву занадто широка, то можна застосовувати інтервали з меншим ставленням частот до півоктави або третини октави.

Середня частота октави (напівоктава) не дорівнює середньому арифметичному від нижньої та верхньої частот октави, а дорівнює 0,707 f У .

Частоти, знайдені таким чином, називають середньоквадратичними.

Для двох сусідніх октав середні частоти утворюють октави. Користуючись цією властивістю, можна за бажанням той самий логарифмічний ряд частот вважати або межами октав, або їх середніми частотами.

На бланках з логарифмічною сіткою середня частота поділяє октавний ряд навпіл.

На осі частот у логарифмічному масштабі на кожну третину октави припадають рівні відрізки осі, кожен довжиною в одну третину октави.

При випробуваннях електроакустичної апаратури та проведенні акустичних вимірювань рекомендується застосовувати низку кращих частот. Частоти цього ряду є членами геометричної прогресії зі знаменником 1,122. Для зручності значення деяких частот заокруглені в межах ±1%.

Інтервал між рекомендованими частотами становить одну шосту октави. Зроблено це випадково: ряд містить досить великий набір частот для різних видів вимірів і вбирає ряди частот з інтервалами в 1/3, 1/2 і октаву.

І ще одна важлива властивість ряду кращих частот. У деяких випадках як основний інтервал частот використовується не октава, а декада. Так ось, переважний ряд частот однаковою мірою можна розглядати і як двійковий (октавний), і як десятковий (декадний).

Знаменник прогресії, на основі якої побудований переважний ряд частот, чисельно дорівнює 1дБ напруги або 1/2 дБ потужності.

ПРЕДСТАВЛЕННЯ ІМЕНОВАНИХ ЧИСЕЛ У ДЕЦИБЕЛАХ

До цих пір ми вважали, що і поділювальне дільник під знаком логарифму мають довільну величину і для виконання децибельного перерахунку важливо знати тільки їх відношення незалежно від абсолютних значень.

У децибелах можна виражати також конкретні значення потужностей, а також напруг та струмів. Коли величина одного з членів, що стоять під знаком логарифму в розглянутих раніше формулах задана, другий член відношення та числа децибел однозначно визначатиме один одного. Отже, якщо задатися будь-якої еталонної потужністю (напругою, струмом) як умовний рівень порівняння, то інший потужності (напруги, струму), що зіставляється з нею, буде відповідати строго певне число децибел. Нулю децибел у разі відповідає потужність, рівна потужності умовного рівня порівняння, оскільки при N P = 0 Р 2 =Р 1 тому цей рівень зазвичай називають нульовим. Очевидно, що при різних нульових рівнях та сама конкретна потужність (напруга, струм) будуть виражатися різними числами децибел.

де Р - потужність, що підлягає перетворенню на децибели, а Р 0 - нульовий рівень потужності. Величина Р 0 ставиться у знаменнику, при цьому позитивними децибелами виражаються потужності Р > Р 0 .

Умовний рівень потужності, з яким проводиться порівняння, у принципі може бути будь-яким, проте не кожен був би зручним для практичного використання. Найчастіше за нульовий рівень вибирається потужність 1 мВт, що розсіюється на резисторі опором 600 Ом. Вибір цих параметрів стався історично: спочатку децибел як одиниця виміру з'явився у техніці телефонного зв'язку. Хвильовий опір повітряних двопровідних ліній із міді близько до 600 Ом, а потужність 1 мВт розвиває без посилення високоякісний вугільний телефонний мікрофон на узгодженому опорі навантаження.

Для випадку, коли Р 0 = 1 мВт = 10 –3 Вт: P р = 10 lg P + 30

Той факт, що децибели представленого параметра звітують щодо певного рівня, підкреслюють терміном «рівень»: рівень перешкод, рівень потужності, рівень гучності

Користуючись цією формулою, легко знайти, що щодо нульового рівня 1 мВт потужність 1 Вт визначається як 30 дБ, 1 кВт як 60 дБ, а 1 МВт - це 90 дБ, тобто практично всі потужності, з якими доводиться зустрічатися, укладаються в межах першої сотні децибелів. Потужності, менші за 1 мВт, виражаються негативними числами децибелів.

Децибели, визначені щодо рівня 1 мВт, називають децибел-милливаттом і позначають дБм або dBm. Найбільш поширені значення нульових рівнів зведені до таблиці 3.

Аналогічним чином можна представити формули для вираження в децибелах напруги та струмів:

де U і I - напруга або струм, що підлягають перетворенню, a U 0 і I 0 - нульові рівні цих параметрів.

Той факт, що децибели параметра, що представляється, звітують щодо певного рівня, підкреслюють терміном «рівень»: рівень перешкод, рівень потужності, рівень гучності.

Чутливість мікрофонів , Т. е. відношення вихідного електричного сигналу до звукового тиску, що діє на діафрагму, часто виражають у децибелах, порівнюючи потужність, що розвивається мікрофоном на номінальному навантажувальному опорі, зі стандартним нульовим рівнем потужності P 0 = 1 мВт . Цей параметр мікрофона має назву стандартного рівня чутливості мікрофона . Типовими умовами випробування прийнято вважати звуковий тиск 1 Па частотою 1 кГц, опір навантаження для динамічного мікрофона - 250 Ом.

Таблиця 3.Нульові рівні для вимірювання іменованих чисел

Позначення		Опис
міжнар.	російська	Опис
dBс	дБн	опорним є рівень несучої частоти (англ. carrier) чи основний гармоніки у спектрі; наприклад, «рівень спотворень становить –60 дБн».
dBu	дБu	опорна напруга 0,775 В, що відповідає потужності 1 мВт на навантаженні 600 Ом; наприклад, стандартизований рівень сигналу для професійного аудіо обладнання становить +4 дБu, тобто 1,23 В.
dBV	дБВ	опорна напруга 1 на номінальному навантаженні (для побутової техніки зазвичай 47 кОм); наприклад, стандартизований рівень сигналу для побутового аудіо обладнання становить -10 дБВ, тобто 0,316
dBμV	дБмкВ	опорна напруга 1мкВ; наприклад, «чутливість приймача становить –10дБмкВ».
dBm	дБм	опорна потужність 1мВт, що відповідає потужності 1 мл на номінальному навантаженні (у телефонії 600 Ом, для професійної техніки зазвичай 10 кОм для частот менше 10МГц, 50 Ом для високочастотних сигналів, 75 Ом для телевізійних сигналів); наприклад, "чутливість стільникового телефону становить -110 дБм"
dBm0	дБм0	опорна потужність дБм у точці нульового відносного рівня. dBm – опорна напруга відповідає тепловому шуму ідеального резистора опором 50 Ом при кімнатній температурі у смузі 1 Гц. Наприклад, «рівень шуму підсилювача становить 6 дБм0»
dBFS		(англ. Full Scale – «повна шкала») опорна напруга відповідає повній шкалі приладу; наприклад, «рівень запису становить –6 dBfs»
dBSPL		(англ. Sound Pressure Level – «рівень звукового тиску») – опорний звуковий тиск 20 мкПа, що відповідає порогу чутності; наприклад, "гучність 100 dBSPL". dBPa – опорний звуковий тиск 1 Па або 94 дБ звукової шкали гучності dBSPL; наприклад, "для гучності 6 dBPa мікшером встановили +4 dBu, а регулятором запису -3 dBFS, спотворення при цьому склали -70 dBc".
dBA, dBB, dBC, dBD		опорні рівні вибрані відповідно до частотних характеристик стандартних «вагових фільтрів» типу A, B, C або D відповідно (фільтри відображають криві рівної гучності для різних умов, див. нижче в розділі «Шумомери»)

Потужність, що розвивається динамічним мікрофоном, природно, надзвичайно мала, набагато менше 1 мВт, і рівень чутливості мікрофона тому виражається негативними децибелами. Знаючи стандартний рівень чутливості мікрофона (він наводиться в паспортних даних), можна визначити його чутливість в одиницях напруги.

В останні роки для характеристики електричних параметрів радіоапаратури стали застосовувати як нульові рівні та інші величини, зокрема 1 пВт, 1 мкВ, 1 мкВ/м (останній - для оцінки напруженості поля).

Іноді виникає потреба перерахувати відомий рівень потужності P Р або напруги P U , задані щодо одного нульового рівня Р 01 (або U 01 ) на іншій Р 02 (або U 02 ). Зробити це можна за такою формулою:

Можливість уявлення в децибелах як абстрактних, і іменованих чисел призводить до того, що той самий пристрій може характеризуватись різними числами децибел. Цю двоїстість децибел треба мати на увазі. Захистом від помилок тут може бути ясне розуміння природи обумовленого параметра.

Щоб уникнути плутанини, бажано вказувати опорний рівень явно, наприклад –20 дБ (щодо 0.775 B).

При перерахуванні рівнів потужностей у рівні напруги і назад треба обов'язково враховувати опір, що є стандартним для цього завдання. Зокрема, дБВ для 75-омного ТВ-ланцюга відповідає (дБм-11дБ); дБмкВ для 75-омного ТВ-ланцюга відповідає (дБм+109дБ).

ДЕЦИБЕЛИ В АКУСТИЦІ

Досі, говорячи про децибели, ми оперували електричними термінами - потужністю, напругою, струмом, опором. Тим часом логарифмічні одиниці широко застосовують і в акустиці, де вони є часто застосовуваною одиницею при кількісних оцінках звукових величин.

Звуковий тиск р представляє надлишковий тиск у середовищі по відношенню до постійного тиску, що існує там до появи звукових хвиль (одиниця виміру – паскаль (Па)).

Прикладом приймачів звукового тиску (або градієнта звукового тиску) може бути більшість типів сучасних мікрофонів, які перетворюють цей тиск на пропорційні електричні сигнали.

Інтенсивність звуку пов'язана зі звуковим тиском та коливальною швидкістю частинок повітря простою залежністю:

J=pv

Якщо звукова хвиля поширюється у вільному просторі, де немає відображення звуку, то

v=p/(ρc)

тут ρ - густина середовища, кг/м3; з - Швидкість звуку в середовищі, м / с. Добуток ρ c характеризує середовище, в якому відбувається поширення звукової енергії, і називається її питомим акустичним опором . Для повітря при нормальному атмосферному тиску та температурі 20° С ρ c =420 кг/м2*з; для води ρ c = 1,5 * 106 кг / м2 * с.

Можна записати, що:

J=р 2 / (ρс)

все, що говорилося про перетворення на децибели електричних величин, однаково відноситься і до акустичних явищ

Якщо порівняти ці формули з формулами, виведеними раніше потужності. струму, напруги та опору, то легко виявити аналогію між окремими поняттями, що характеризують електричні та акустичні явища, та рівняннями, що описують кількісні залежності між ними.

Таблиця 4.Зв'язок між електричними та акустичними характеристиками

Аналогом електричної потужності є акустична потужність та інтенсивність звуку; аналогом напруги є звуковий тиск; електричний струм відповідає коливальній швидкості, а електричний опір - питомий акустичний опір. За аналогією із законом Ома для електричного ланцюга можна говорити про акустичний закон Ома. Отже, все, що говорилося про перетворення на децибели електричних величин, однаково відноситься і до акустичних явищ.

Застосування децибелів в акустиці дуже зручне. Інтенсивності звуків, з якими доводиться мати справу в сучасних умовах, можуть відрізнятися в сотні мільйонів разів. Такий величезний діапазон змін акустичних величин створює великі незручності зі зіставленням їх абсолютних значень, а при використанні логарифмічних одиниць ця проблема знімається. Крім того, встановлено, що гучність звуку при оцінці її на слух зростає приблизно пропорційно логарифму інтенсивності звуку. Таким чином рівні цих величин, виражені в децибелах, досить близько відповідають гучності, що сприймається вухом. Більшість людей із нормальним слухом зміна гучності звуку частотою 1 кГц відчувається за зміни інтенсивності звуку приблизно 26%, т. е. на 1 дБ.

В акустиці за аналогією з електротехнікою визначення децибел базується на двох потужностей:

де J 2 і J 1 - Акустичні потужності двох довільних джерел звуку.

Подібним чином у децибелах виражається відношення двох інтенсивностей звуку:

Останнє рівняння справедливе лише за умови рівності акустичних опорів, іншими словами, сталості фізичних параметрів середовища, у якому поширюються звукові хвилі.

Децибели, визначені наведеними вище формулами, не пов'язані з абсолютними значеннями акустичних величин і застосовуються для оцінки згасання звуку, наприклад ефективності звукової ізоляції і систем придушення і заглушення шумів. Подібним чином виражаються і нерівномірності частотних характеристик, тобто різницю максимального і мінімального значень у заданому діапазоні частот різних випромінювачів і приймачів звуку: мікрофонів, гучномовців та ін. діапазоні) щодо значення при частоті 1 кГц.

У практиці акустичних вимірів, проте, зазвичай, доводиться мати справу зі звуками, значення яких мають бути виражені конкретними числами. Апаратура для проведення акустичних вимірювань складніша за апаратуру для електричних вимірювань, а за точністю суттєво поступається їй. З метою спрощення техніки вимірювань та зниження похибки в акустиці надається перевага вимірюванням щодо еталонних, каліброваних рівнів, величини яких відомі. З цією ж метою для вимірювання та дослідження акустичних сигналів їх перетворять на електричні.

Абсолютні значення потужностей, інтенсивності звуків і звукових тисків також можуть бути виражені в децибелах, якщо в наведених вище формулах задаватися значеннями одного з членів під знаком логарифму. Міжнародною угодою рівнем відліку інтенсивності звуку (нульовим рівнем) прийнято вважати J 0 = 10 –12 Вт/м 2 . Цю нікчемну інтенсивність, під дією якої амплітуда коливань барабанної перетинки менша за розміри атома, умовно прийнято вважати порогом чутності вуха в області частот найбільшої чутливості слуху. Зрозуміло, що це чутні звуки виражаються щодо цього лише позитивними децибелами. Фактичний поріг чутності для людей з нормальним слухом трохи вищий і дорівнює 5-10 дБ.

Для представлення інтенсивності звуку децибелах щодо заданого рівня використовують формулу:

Значення інтенсивності, обчислене за цією формулою, прийнято називати рівнем інтенсивності звуку .

Подібним чином можна виразити рівень звукового тиску:

Щоб рівні інтенсивності звуку та звукового тиску в децибелах чисельно виражалися однією величиною, як нульовий рівень звукового тиску (порога звукового тиску) має бути прийняте значення:

приклад.Визначимо, який рівень інтенсивності децибелах створює оркестр зі звуковий потужністю 10 Вт з відривом r = 15 м.

Інтенсивність звуку на відстані r = 15 м від джерела становитиме:

Рівень інтенсивності в децибелах:

Той самий результат буде отримано, якщо перетворити на децибели не рівень інтенсивності, а рівень звукового тиску.

Оскільки в місці прийому звуку рівень інтенсивності звуку і рівень звукового тиску виражаються однаковим числом децибел, практично часто застосовується термін «рівень в децибелах» без вказівки, якого саме параметру ці децибели ставляться.

Визначивши рівень інтенсивності в децибелах у будь-якій точці простору на відстані r 1 від джерела звуку (розрахунковим чи досвідченим шляхом), неважко обчислити рівень інтенсивності з відривом r 2 :

Якщо на приймач звуку одночасно впливають два або кілька джерел звуку і відома інтенсивність звуку в децибелах, створювана кожним з них, то для визначення результуючої величини децибели слід звернути в абсолютні значення інтенсивності (Вт/м2), скласти їх, і цю суму знову перетворити на децибели. Складати відразу децибели у разі не можна, оскільки це відповідало б добутку абсолютних значень інтенсивностей.

Якщо мається n кілька однакових джерел звуку з рівнем кожного L J , то їхній сумарний рівень буде:

Якщо рівень інтенсивності одного джерела звуку перевищує рівні інших на 8-10 дБ і більше, можна враховувати лише одне це джерело, а дією інших знехтувати.

Крім розглянутих акустичних рівнів іноді можна зустріти і поняття рівня звукової потужності джерела звуку, що визначається за формулою:

де Р - звукова потужність довільного джерела звуку, що характеризується, Вт; Р 0 - Початкова (порогова) звукова потужність, величина якої береться зазвичай дорівнює P 0 = 10 -12 Вт.

РІВНІ ГУЧНОСТІ

Чутливість вуха до звуків різних частот різна. Залежність ця досить складна. При невеликих рівнях інтенсивності звуку (приблизно до 70 дБ) максимальна чутливість становить 2-5 кГц і зменшується з підвищенням і зниженням частоти. Тому звуки однакової інтенсивності, але різних частот здаватимуться на слух різними по гучності. Зі збільшенням сили звуку частотна характеристика вуха вирівнюється і за більших рівнях інтенсивності (80 дБ і від) вухо реагує приблизно однаково на звуки різних частот звукового діапазону. З цього випливає, що інтенсивність звуку, що вимірюється спеціальними широкосмуговими приладами, та гучність, що фіксується вухом, – поняття не рівнозначні.

Рівень гучності звуку будь-якої частоти характеризується величиною рівня рівного за гучністю звуку частотою 1 кГц

Рівень гучності звуку будь-якої частоти характеризується величиною рівня рівного гучності звуку частотою 1 кГц. рівні гучності характеризуються так званими кривими рівних гучностей, кожна з яких показує, який рівень інтенсивності на різних частотах повинен розвинути джерело звуку, щоб створити враження рівної гучності з тоном 1 кГц заданої інтенсивності (рис. 4).

Мал. 4. Криві рівної гучності

Криві рівної гучності являють собою сімейство частотних характеристик вуха в децибельному масштабі для різних рівнів інтенсивності. Відмінність їхню відмінність від звичайних АЧХ полягає лише у способі побудови: «завал» показники, т. е. зниження коефіцієнта передачі, тут зображено підвищенням, а чи не зниженням відповідної ділянки кривої.

Одиниці, що характеризує рівень гучності, щоб уникнути плутанини з децибелами інтенсивності та звукового тиску присвоєно особливу назву - фон .

Рівень гучності звуку у фонах чисельно дорівнює рівню звукового тиску в децибелах чистого тону із частотою 1 кГц, що дорівнює з ним за гучністю.

Інакше кажучи, одне тло - це 1 дБ звукового тиску тону частотою 1 кГц із поправкою на частотну характеристику вуха. Між двома цими одиницями немає постійного співвідношення: воно змінюється в залежності від рівня гучності сигналу та його частоти. Тільки для струмів частотою 1 кГц чисельні значення рівня гучності у фонах і рівня інтенсивності в децибелах збігаються.

Якщо звернутись до рис. 4 і простежити хід однієї з кривих, наприклад, для рівня 60 т, то неважко визначити, що для забезпечення рівної гучності з тоном 1 кГц на частоті 63 Гц потрібна інтенсивність звуку 75 дБ, а на частоті 125 Гц тільки 65 дБ.

У високоякісних підсилювачах звукової частоти застосовуються ручні регулятори гучності з тонкомпенсацією, або, як їх називають, компенсовані регулятори. Такі регулятори одночасно з регулюванням величини вхідного сигналу у бік зменшення забезпечують підйом частотної характеристики області нижчих частот, завдяки чому для слуху створюється незмінний тембр звучання при різних гучності відтворення звуку.

Дослідженнями встановлено також, що зміна гучності звуку вдвічі (за оцінкою на слух) приблизно еквівалентна зміни рівня гучності на 10 фон. Ця залежність покладено основою оцінки гучності звуку. За одиницю гучності, яку називають сон , умовно прийнятий рівень гучності 40 тла. Подвоєна гучність, що дорівнює двом сон, відповідає 50 фон, чотирьом сон - 60 фон і т. д. Перерахунок рівнів гучності в одиниці гучності полегшується графіком на рис. 5.

Мал. 5. Зв'язок між гучністю та рівнем гучності

Більшість звуків, з якими доводиться мати справу у повсякденному житті, мають шумовий характер. Характеристика гучності шумів на основі зіставлення з чистими тонами 1 кгц проста, але призводить до того, що оцінка шуму на слух може розходитися зі показаннями вимірювальних приладів. Пояснюється це тим, що при рівних рівнях гучності шуму (у фонах) найбільш дратівливу дію на людину мають складові шуму в діапазоні 3-5 кГц. Шуми можуть сприйматися як неприємні, хоча їх рівні гучності не рівні.

Дратівлива дія шуму більш точно оцінюється іншим параметром, так званим рівнем сприйманого шуму . Мірою сприйманого шуму служить рівень звуку рівномірного шуму в октавної смузі із середньою частотою 1 кГц, який у заданих умовах оцінюється слухачем як неприємний з вимірюваним шумом. Рівні сприйманого шуму характеризуються одиницями PNdB чи РNдБ. Розрахунок їх ведеться за спеціальною методикою.

Подальшим розвитком системи оцінки шумів є звані ефективні рівні сприйманого шуму, що виражаються в ЕРNдБ. Система ЕРNдБ дозволяє комплексно оцінювати характер шуму, що впливає: частотний склад, дискретні складові в його спектрі, а також тривалість шумового впливу.

За аналогією з одиницею гучності сон введено одиницю шумності - ної .

За один ної прийнято шумність рівномірного шуму в смузі 910-1090 Гц при рівні звукового тиску 40 дБ. У іншому подібні з сонами: зростання шумності вдвічі відповідає зростанню рівня сприйманого шуму на 10 РNдБ, тобто 2 ній = 50 РNдБ, 4 ной = 60 РNдБ і т. д.

Працюючи з акустичними поняттями, слід мати на увазі, що інтенсивність звуку є об'єктивним фізичним явищем, яке може бути точно визначено та виміряно. Воно реально існує незалежно від того, чи чує його хтось чи ні. Гучність звуку визначає ефект, який звук справляє на слухача, і є, тому, суто суб'єктивним поняттям, оскільки залежить від стану органів слуху людини та її особистих властивостей до сприйняття звуку.

Шумоміри

Для вимірювання різноманітних шумових характеристик застосовують спеціальні прилади – шумоміри. Шумомір являє собою автономний переносний прилад, що дозволяє вимірювати безпосередньо в децибелах рівні інтенсивності звуку в широких межах щодо стандартних рівнів.

Шумомір (рис. 6) складається з високоякісного мікрофона, широкосмугового підсилювача, перемикача чутливості, що змінює посилення ступенями по 10 дБ, перемикача частотних характеристик та графічного індикатора, який зазвичай забезпечує кілька варіантів представлення даних, що вимірюваються - від цифр і таблиці до графіка.

Мал. 6. Портативний цифровий шумомір

Сучасні шумоміри дуже компактні, що дозволяє проводити вимірювання і у важкодоступних місцях. З вітчизняних шумомірів можна назвати прилад компанії "Октава-Електродізайн" "Октава-110А" (http://www.octava.info/?q=catalog/soundvibro/slm).

Шумоміри дозволяють визначати як загальні рівні інтенсивності звуку при вимірюваннях з лінійною частотною характеристикою, так і рівні гучності звуку у фонах при вимірюваннях з частотними характеристиками, подібними до характеристик людського вуха. Діапазон вимірювань рівнів звукових тисків зазвичай знаходиться в межах від 20-30 до 130-140 дБ щодо стандартного рівня звукового тиску 2*10-5 Па. За допомогою змінних мікрофонів рівень вимірювання може бути розширений до 180 дБ.

Залежно від метрологічних параметрів та технічних характеристик вітчизняні шумоміри поділяються на перший та другий класи.

Частотні характеристики всього тракту шумоміра, включаючи мікрофон стандартизовані. Усього є п'ять частотних показників. Одна з них лінійна в межах робочого діапазону частот (умовне позначення Лін), чотири інші приблизно повторюють характеристики вуха людини для чистих тонів при різних рівнях гучності. Вони названі першими літерами латинського алфавіту А, В, С і D . Вигляд цих показників показаний на рис. 7. Перемикач частотних характеристик не залежить від перемикача меж вимірювань. Для шумомірів першого класу обов'язкові характеристики А, В, С і Лін . Частотна характеристика D - Додаткова. Шумоміри другого класу повинні мати характеристики А і З ; застосування решти допускається.

Мал. 7. Стандартні частотні характеристики шумомірів

Характеристика А імітує вухо приблизно на рівні 40 тл. Ця характеристика використовується при вимірі слабких шумів – до 55 дБ та при вимірах рівнів гучності. У практичних умовах найчастіше користуються частотною характеристикою з корекцією А . Пояснюється це тим, що, хоча сприйняття звуку людиною набагато складніше простої частотної залежності, що визначає характеристику А У багатьох випадках результати вимірювань приладом добре узгоджуються з оцінкою шуму на слух при невеликих рівнях гучності. Багатьма стандартами – вітчизняними та зарубіжними – оцінку шумів рекомендується проводити за характеристикою А незалежно від фактичного рівня інтенсивності звуку.

Характеристика У повторює характеристику вуха на рівні 70 тл. Вона застосовується при вимірі шумів у межах 55-85 дБ.

Характеристика З рівномірна у діапазоні 40-8000 Гц. Цією характеристикою користуються при вимірі значних рівнів гучності - від 85 т і вище, при вимірах рівнів звукового тиску - незалежно від меж вимірювання, а також при підключеннях до шумоміру пристроїв для вимірювання спектрального складу шуму в тих випадках, коли шумомір не має частотної характеристики Лін .

Характеристика D - Допоміжна. Вона представляє усереднену характеристику вуха приблизно на рівні 80 т з урахуванням підвищення його чутливості в смузі від 1,5 до 8 кГц. При користуванні цією характеристикою показання шумоміра точніше, ніж за іншими характеристиками, відповідають рівню шуму, що сприймається людиною. Ця характеристика застосовується головним чином при оцінці подразнюючої дії шуму великої інтенсивності (літаків, швидкохідних машин тощо).

У складі шумоміра є також перемикач Швидко - Повільно - Імпульс , що управляє тимчасовими характеристиками приладу. Коли перемикач встановлений у положення Швидко , прилад встигає стежити за швидкими змінами рівнів звуку, в положенні Повільно прилад показує середнє значення шуму, що вимірюється. Тимчасова характеристика Імпульс застосовується під час реєстрації коротких звукових імпульсів. Деякі типи шумомірів містять інтегратор з постійної часу 35 мс, що імітує інерційність звукосприйняття людини.

При використанні шумоміру результати вимірювань відрізнятимуться залежно від встановленої частотної характеристики. Тому при записі показань для виключення плутанини вказується і вид характеристики, при якій вимірювалися: дБ ( А ), дБ ( У ), дБ ( З ) або дБ ( D ).

Для калібрування всього тракту мікрофон – вимірювач у комплект шумоміра зазвичай входить акустичний калібратор, призначення якого – створювати рівномірний шум певного рівня.

Згідно з діючою в даний час інструкцією «Санітарні норми допустимого шуму в приміщеннях житлових і громадських будівель і на території житлової забудови» параметрами постійного або переривчастого шуму, що нормуються, є рівні звукових тисків (у децибелах) в октавних смугах частот із середніми частотами 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для непостійного шуму, наприклад шуму від транспорту, що проїжджає, нормованим параметром є рівень звуку в дБ( А ).

Встановлено наступні сумарні рівні звуку, виміряні за шкалою А шумоміру: житлові приміщення – 30 дБ, аудиторії та класи навчальних закладів – 40 дБ, території житлової забудови та майданчики відпочинку – 45 дБ, робочі приміщення адміністративних будівель – 50 дБ ( А ).

Для санітарної оцінки рівня шуму до показань шумоміра вносяться поправки від –5 дБ до +10 дБ, які враховують характер шуму, сумарний час його дії, час доби та розташування об'єкта. Наприклад, вдень норма допустимого шуму в житлових приміщеннях з урахуванням поправки становить 40 дБ.

Залежно від спектрального складу шуму орієнтовна норма гранично допустимих рівнів, дБ, характеризується такими цифрами:

Високочастотний від 800 Гц та вище	75-85
Середньочастотний 300-800 Гц	85-90
Низькочастотний нижче 300 Гц	90-100

За відсутності шумоміра орієнтовну оцінку рівнів гучності різних шумів можна проводити за допомогою таблиці. 5.

Таблиця 5.Шуми та їх оцінка

Оцінка гучності на слух	Рівень шуму, дБ	Джерело та місце вимірювання шуму
Оглушливий	160	Пошкодження барабанної перетинки.
	140-170	Реактивні двигуни (поблизу).
	140	Межа толерантності до шуму.
	130	Больовий поріг (звук сприймається як біль); поршневі авіадвигуни (2-3 м).
	120	Грім над головою.
	110	Швидкісні потужні двигуни (2-3 м); клепальна машина (2-3 м); дуже галасливий цех.
Дуже гучний	100	Симфонічний оркестр (піки гучності); деревообробні верстати (на робочому місці)
	90	Вуличний гучномовець; галаслива вулиця; металорізальні верстати (на робочому місці).
	80	Радіоприймач голосно (2 м)
Гучний	70	Автобусний салон; крик; свисток міліціонера (15 м); вулиця середньої шумності; галасливий офіс; зал великого магазину
Помірний	60	Спокійна розмова (1 м).
Помірний	50	Легкова машина (10-15 м); спокійний офіс; жиле приміщення.
Слабкий	40	Шепіт; читальна зала.
	60	Шелесті паперу.
	20	Лікарняна палата.
Дуже слабкий	10	Тихий сад; студія радіоцентру.
Дуже слабкий	0	Поріг чутності

1 А. Белл - американський вчений, винахідник та бізнесмен шотландського походження, основоположник телефонії, засновник компанії Bell Telephone Company, що визначила розвиток телекомунікаційної галузі США.
2 Логарифми негативних чисел є комплексними числами і далі не розглядатимуться.

Одиниця виміру шуму

Рівні шуму вимірюються в одиницях, що виражають рівень звукового тиску. Вони пов'язані з іменами двох відомих вчених – А.Г. Белла, винахідника телефону, та Генріха Герца, німецького фізика. У білах або частіше в децибелах вимірюється відносна гучність звуку. Децибел – це десятикратний логарифм відношення інтенсивності звукової енергії до її значення. Також звук вимірюють і у Герцах. Гц - це одиниця СІ частоти, що дорівнює частоті періодичного процесу, при якому за 1 секунду відбувається один цикл періодичного процесу (наприклад, 1 коливання). Але хто визначає, коли шум шкідливий, а коли – ні? - Сама людина, оскільки вухо людини є «найточнішим вимірювальним приладом».

Справа в тому, що людське вухо має надзвичайно великий діапазон чутливості - від 20 дБ до 120 дБ, що відповідає енергії в 10 разів.

Види шумів

Шуми бувають: виробничі та невиробничі.

Також є й сприятливі шуми:

Шум прибою

Журчання джерела

Шелесті листя

Ці звуки завжди приємні людині. Вони його заспокоюють, знімають стреси.

Екологічне нормування параметричного забруднення

Поняття екологічного нормування

Екологічне нормування - нормування антропогенного на екосистему не більше її екологічної ємності, що призводить до порушення механізмів саморегуляції. Основними критеріями екологічного нормування є збереження біотичного балансу, стабільності та різноманітності екосистеми.

У природоохоронній практиці Росії, як і в усьому світі, екологічне нормування використовується як один з основних заходів або інструментів охорони навколишнього середовища.

Розробка та прийняття екологічних нормативів є одним із напрямів природоохоронної діяльності уповноважених державних органів.

Розвиток екологічного нормування покликане забезпечити створення системи реальних, що відбивають фундаментальні природні процеси та можливості сучасних технологій, орієнтирів мінімізації антропогенного впливу.

Нормовані параметри та гранично допустимі рівні шуму на робочих місцях

Характеристикою постійного шуму на робочих місцях є рівні звукового тиску в октавних смугах із середньогеометричними частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, що визначаються за формулою:

L = 201gР/Р0, де

Р – середньоквадратична величина звукового тиску, Па;

Ро - вихідне значення звукового тиску повітря дорівнює 2-10°Па.

Допускається як характеристика постійного широкосмугового шуму на робочих місцях приймати рівень звуку в дБА, виміряний на часовій характеристиці «повільно» шумоміра, що визначається за формулою:

LA = 201g РА/Р0,

де РА – середньоквадратична величина звукового тиску з урахуванням корекції «А» шумоміра, Па.

Характеристикою непостійного шуму на робочих місцях є еквівалентний (за енергією) рівень звуку в дБА.

Гранично допустимі рівні звуку та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях з урахуванням напруженості та тяжкості трудової діяльності представлені в табл.

Кількісну оцінку тяжкості та напруженості трудового процесу слід проводити відповідно до Керівництва 2.2.013-94 «Гігієнічні критерії оцінки умов праці за показниками шкідливості та небезпеки факторів виробничого середовища, тяжкості, напруженості трудового процесу».

Гранично допустимі рівні звуку та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях для трудової діяльності різних категорій тяжкості та напруженості в дБА

Примітки:

* для тонального та імпульсного шуму ПДУ на 5 дБА менше значень, зазначених у табл. 1;

* для шуму, створюваного в приміщеннях установками кондиціювання повітря, вентиляції та повітряного опалення - на 5 дБА менше фактичних рівнів шуму в приміщеннях (виміряних або розрахованих), якщо останні не перевищують значень табл. 1 (поправка для тонального та імпульсного шуму при цьому не враховується), в іншому випадку - на 5 дБА менше значень, зазначених у табл. 1;

* Додатково для коливається в часі і переривчастого шуму максимальний рівень звуку не повинен перевищувати 110 дБА, а для імпульсного шуму -125 дБА1.

Гранично допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот, рівні звуку та еквівалентні рівні звуку для основних типових видів трудової діяльності та робочих місць, розроблені з урахуванням категорій тяжкості та напруженості праці, представлені в табл. 2.

Допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот, рівні звуку та еквівалентні рівні звуку

Це цікаво: