Большая ли разница в сумме 10 децибел

Курс для звукоинженеров (часть 7): как правильно измерять и складывать уровни громкости

В данной статье мы рассмотрим некоторые моменты с определением уровня громкости: к примеру, вы не знали, что если у нас есть два источника шума, каждый из которых имеет громкость в 80 дб, то их общий уровень ни в коем случае не равен 160 дб, а всего лишь 83 дб! Тоже самое касается и увеличения расстояния от источника звука – громкость не падает линейно… Эти простые основы должен знать каждый звукоинженер.

Как раньше нами было сказано — закон обратных квадратов относится к интенсивности звука. Этот же закон можно применить относительно самого расстояния, в связи с чем, мы получим его «инверсию». Это связано с тем, что:

(давление) (расстояние) = константа

Поэтому давление будет падать с первым увеличением расстояния. Поскольку мы имеем дело со звуком, то мы можем вычислить разницу между двумя точками:

разница = 20Log (d1/d2) dB;

То есть, если мы имеем, к примеру, то, что d1 равен двойному расстоянию d2. Поскольку мы знаем, что расстояние увеличилось в двое, то мы знаем, что уровень звукового давления уменьшится на 6 дБ. -6дБ за каждое удвоение расстояния. Конечно, это для сферического расхождения звуковых волн.

На практике спад уровня звукового давления с расстоянием почти всегда будет меньше, чем показали наши вычисления. Вот два примера:
Пример 1: уровень громкости громкоговорителя составляет 95 дБ при расстоянии в 1.5 метров от источника. Какой приблизительный уровень будет, если отойти на 4.

2 метра?

разница = 20Log (4.2/1.5) dB = 8.9 дб

Уровень громкости будет 86.1 дб
Пример 2: стена отражает луч звука от громкоговорителя из примера 1, который перемещается на 3 метра далее, чем по прямому пути в 4.2 метра. Каков уровень отраженной звуковой волны по сравнению с прямой?

разница = 20 Log [4.2 / (1.5 + 4.2)] = 4.7 дБ

Таким образом, отраженный луч будет, приблизительно, на 4.7 дБ тише по сравнению с прямым.

Сложение децибелов.

Если к источнику шума, имеющему уровень в 80 дБ, будет добавлен второй источник с уровнем в 80 дБ, то их комбинация приведет к уровню в 83 дБ, а не в 160 дБ! Децибелы – это логарифмические единицы, и они не складываются арифметическим образом. Необходимо преобразовать каждый децибел в его эквивалентную мощность и в параметры источников, а потому уже обратно в децибелы. Комбинация двух или больше уровней может быть найдена таким образом:

Сложение источников = 10 Log (10 dB1/10 + 10 dB2/10 + 10 dB3/10 + … + 10 dBn/10);

Давайте рассмотрим пример: мы имеем три источника шума в 65, 70 и 75 дб. Какое мы получим общее звуковое давление?

Сложение источников = 10 Log (10 65/10 + 10 70/10 + 10 75/10) = 75.6 дб;

Разница между двумя уровнями громкости можно найти так:

Разница = 10 Log (10 dB1/10 — 10 dB2/10);

Пример: когда два источника вместе, мы имеем громкость в 88 дб, когда источник d2 выключен, то мы уровень равен 84дб. Найти разницу и определить, тем самым, громкость второго источника:

Разница = 10 Log (10 88/10 — 10 84/10) = + 85.8 дб;

Таблица 1

То есть, в реальности мы получаем, что второй источник обладал громкостью в 85.8 дб. Если провести сложение по формулам значения 85.8 и 84 дб, мы получим 88 дб.Конечно, все это очень слишком точные параметры и реальном мире они сглажены. Для определения на практике не плохо подойдет таблица 1. Эта кривая поможет при комбинировании двух уровней звука.

Например, шум кулера типа А в ПК выдает 74 дБ, а кулер Б 81 дБ в тот же момент. Хотя различие в громкости равно 7 дБ; Общий шум увеличится всего на 81 + 0.8 = 81,8 дБ. И это все связано с тем, что волны этих двух источников не идентичны, если они будут примерно похожи, то громкость поднялась бы на 3 дб.

Также обратите внимание на то, что, если различие между двумя уровнями составляет в 10 дБ или больше, их суммарный уровень будет увеличен на 0,5 дБ или ещё меньше.
Вся эта процедура с объединением уровней основана на звуках случайного типа.

Если две последовательных периодических волны будут комбинироваться, то их объединенный уровень будет на 6 дБ выше, а не на 3 дБ. Такой пример нами уже был приведен в начальных статьях.

Курс для звукоинженеров (часть 8): как пользоваться спектроанализатором или почему важно знать, что такое «спектральный уровень».

Наше сообщество в Контакте Твиттере Фэйсбуке Ютубе Дзен

Уровень звука: определение шума в децибелах

Шумовое загрязнение, нежелательные или чрезмерные уровни звука могут оказывать вредное воздействие на здоровье человека и качество окружающей среды. Оно обычно возникает во многих промышленных объектах и на некоторых других рабочих местах. А также шумовое загрязнение связано с автомобильным, железнодорожным и воздушным движением и с работами на открытом воздухе.

Измерение и восприятие громкости

Звуковые волны — это колебания молекул воздуха, переносимые от источника шума к уху. Это обычно описывается, с точки зрения громкости (амплитуды) и высот (частоты) волны.

Уровень звукового давления, или SPL, измеряется в логарифмических единицах, называемых децибел (дБ). Нормальное человеческое ухо может обнаруживать тон в диапазоне от 0 дБ (порог слуха) до 140 дБ.

При этом звуки от 120 дБ до 140 дБ вызывают боль.

Какой уровень звука, например, в библиотеке? Он составляет около 35 дБ, а внутри движущегося автобуса или поезда метро — около 85. Строительные работы здания могут генерировать SPL до 105 дБ в источнике. SPL уменьшаются с удалением от предмета.

Скорость, с которой передается звуковая энергия, называется интенсивностью, пропорциональна квадрату УЗД. Из-за логарифмического характера шкалы децибел, увеличение на 10 пунктов представляет 10-кратное увеличение интенсивности звука. На 20 передает больше в 100 раз. А на 30 дБ представляет 1000-кратное увеличение интенсивности.

И с другой стороны, когда напряженность удваивается, уровень громкости звука усиливается только на 3 пункта. Например, если строительное сверло вызывает шум на 90 дБ, то два одинаковых инструмента, работающие рядом, создадут 93 дБ.

А когда два звука, которые отличаются на SPL более чем на 15 пунктов, объединяются, слабые тона маскируются (или заглушаются) громким звучанием.

Например, если на строительной площадке работает дрель на 80 дБ рядом с бульдозером на 95, совокупный уровень давления этих двух источников будет измеряться как 95. Менее интенсивный тон от компрессора не будет заметен.

Частота звуковой волны выражается в циклах в секунду, но чаще используется герц (1 cps = 1 Гц).

Барабанная перепонка человека — это очень чувствительный орган с большим динамическим диапазоном, способный обнаруживать звуки на частотах от 20 Гц (низкая высота) до примерно 20000 Гц (высокий уровень звука). Тональность человеческого голоса в обычном разговоре происходит на частотах от 250 Гц до 2000 Гц.

Точное измерение уровня звука и научное описание отличаются от большинства субъективных человеческих представлений и мнений о нем. Индивидуальные реакции человека на шум зависят как от высоты, так и от громкости.

Люди с нормальным слухом обычно воспринимают высокочастотные звуки громче, чем низкочастотные той же амплитуды.

По этой причине электронные измерители уровня шума учитывают изменения воспринимаемой громкости в зависимости от высоты тона.

Частотные фильтры в измерителях служат для согласования показаний с чувствительностью человеческого уха и относительной громкостью различных звуков. Так называемый A-взвешенный фильтр, например, обычно используется для диагностирования окружающего сообщества. Измерения SPL, сделанные с помощью этого фильтра, выражаются в A-взвешенных децибелах или дБА.

Большинство людей воспринимают и описывают увеличение значения SPL на 6–10 дБА, как удвоение «громкости». Другая система, C-взвешенная (дБС) шкала, иногда используется для уровней ударного шума, таких как стрельба, и имеет тенденцию быть более точным, чем дБА, для воспринимаемой громкости звуков с низкочастотными компонентами.

Уровни шума, как правило, меняются со временем, поэтому данные измерения представляются в виде усредненных значений для выражения общих уровней звука. Есть несколько способов сделать это. Например, результаты серии повторных измерений уровня звука могут быть представлены как L 90 = 75 дБА, что означает, что величины были равны или выше 75 дБА в течение 90 процентов времени.

Еще один блок под названием эквивалентные степени звука (L eq) могут использоваться для выражения среднего SPL за любой интересующий период, например, восьмичасовой рабочий день. (L eq — это логарифмическое, а не арифметическое значение, поэтому в общем результате преобладают громкие события.)

Единица уровня звука, называемая величиной шума «день-ночь» (DNL или L дп) учитывает тот факт, что люди более чувствительны к тону в ночное время. Так что, 10-дБА добавляется к SPL значениям, измеренных в пределах от 10 часов до 7 утра. Например, измерения DNL очень полезны для описания общей подверженности шуму самолетов.

Работа с эффектами

Шум — это больше, чем просто неприятность. При определенных уровнях и продолжительности воздействия, это может вызвать физическое повреждение барабанной перепонки и чувствительных волосковых клеток внутреннего уха, и привести к временной или постоянной потере слуха.

Она обычно не возникает при SPL ниже 80 дБА (восьмичасовые уровни влияния лучше поддерживать не больше 85).

Но у большинства людей, повторно подвергающихся воздействию более 105 дБА, в некоторой степени будет постоянная потеря слуха.

В дополнение к ней чрезмерное влияние шума может также повысить артериальное давление и частоту пульса, вызвать раздражительность, беспокойство и умственную усталость, а также нарушить сон, отдых и личное общение.

Контроль шумового загрязнения

Поэтому важно на рабочем месте и в обществе сохранять предельную тишину. Постановления и законы по борьбе с шумом, принятые на местном, региональном и национальном уровнях, могут быть эффективными для смягчения негативных последствий шумового загрязнения.

Экологический и промышленный гул регулируется в соответствии с законом о безопасности и гигиене труда и законом о борьбе с ним. В соответствии с этими актами Администрация по безопасности и гигиене труда установила критерии промышленного шума, чтобы ввести ограничения на интенсивность звукового воздействия и продолжительность, в течение которой эта напряженность может быть разрешена.

Если человек подвергается воздействию различных уровней шума в разных временных интервалах в течение дня, общее влияние или доза (D) шума получается из соотношения,

где C — фактическое время, а T — допустимое на любом уровне. При использовании этой формулы наиболее возможная суточная доза шума будет равна 1, а любое воздействие свыше непозволительно.

Максимальный уровень звука

Критерии для шума в помещении обобщены в трех наборах спецификаций, которые были получены путем сбора субъективных суждений из большой выборки людей в различных конкретных ситуациях.

Они превратились в критерии шума (NC) и кривые предпочтительных тонов (PNC), которые устанавливают пределы уровня, вносимого в окружающую среду.

Кривые NC, разработанные в 1957 году, направлены на обеспечение комфортной рабочей или жилой сферы путем определения максимально допустимого уровня звука в октавных полосах по всему аудиоспектру.

Полный набор из 11 кривых определяет критерии шума для широкого объема ситуаций. Графики PNC, разработанные в 1971 году, добавляют ограничения на низкочастотный гул и высокочастотное шипение. Следовательно, они предпочтительнее более старого стандарта NC.

Суммированные на кривых, эти критерии обеспечивают цели проектирования уровней шума для различных идей. Частью спецификации работы или среды обитания является соответствующая кривая PNC.

В случае, если уровень превышает пределы PNC, звукопоглощающие материалы могут быть введены в окружающую среду по мере необходимости для соответствия стандартам.

Низкий уровень шума может быть преодолен с помощью дополнительного поглощающего материала, такого как тяжелые драпировки или плитки в закрытых помещениях.

Где низкий уровень идентифицируемого шума может отвлекать или где конфиденциальность разговоров в смежных офисах и приемные могут быть важны, нежелательные звуки могут быть замаскированы.

Небольшой источник белого шума, такой как статический воздух, размещенный в комнате, может маскировать разговор из соседних кабинетов, не будучи смертельным уровнем звука для ушей людей, работающих поблизости.

Этот тип устройства часто используется в кабинетах врачей и других специалистов. Иной метод снижения уровня шума — использование средств защиты органов слуха, которые надеваются на уши так же, как наушники. Применяя имеющиеся в продаже защитные приспособления, можно добиться снижения уровня тона в диапазоне обычно от 10 дБ при 100 Гц до более 30 дБ для частот выше 1 тыс. Гц.

Определить уровень звука

Ограничения наружного шума также важны для комфорта человека. Строительство здания обеспечит некоторую защиту от внешних звуков, если дом соответствует минимальным стандартам и если уровень шума находится в допустимых пределах.

Эти ограничения обычно указываются для определенных периодов дня, например, в светлое время суток, в вечерние часы и ночью во время сна. Из-за преломления в атмосфере, вызванного инверсией температуры в ночное время, относительно громкие звуки могут издаваться от довольно отдаленного шоссе, аэропорта или железной дороги.

Одним из интересных методов контроля шума является возведение шумовых барьеров вдоль трассы, отделяющих ее от прилегающих жилых районов. Эффективность таких сооружений ограничена дифракцией звука больше на низких частотах, которые преобладают на дорогах и присущи большим транспортным средствам.

Чтобы быть эффективными, они должны находиться как можно ближе к источнику или наблюдателю шума, тем самым максимизируя дифракцию, необходимую для того, чтобы звук достиг наблюдателя.

Другое требование для этого типа барьера состоит в том, что он также должен ограничивать количество уровней звука, чтобы добиться значительного снижения шума.

Определение и примеры

Децибел (дБ) используется для измерения уровня звука, но он также широко применяется в электронике, сигналах и связи. ДБ — логарифмический способ описания касательства.

Отношение может проявляться, как мощность, звуковое давление, напряжение или интенсивность, или несколько других вещей. Позже мы связываем дБ с телефоном и звуком (в связи с громкостью).

Но сначала, чтобы получить представление о логарифмических выражениях, давайте посмотрим на некоторые цифры.

Например, можно предположить, что есть два динамика, первый из которых воспроизводит звук с силой P 1, а другой — более громкую версию того же тона с мощностью P 2, но все остальное (как далеко, частота) остается неизменным.

Разница в децибелах между ними определяется как

10 log (P 2 / P 1) дБ, где log для базы 10.

Если второе производит в два раза больше энергии, чем первое, разница в дБ

10 log (P 2 / P 1) = 10 log 2 = 3 дБ,

как показано на графике, который отображает 10 log (P 2 / P 1) против P 2 / P 1. Для продолжения примера, если у второго в 10 раз больше мощности первого, разница в дБ будет:

10 log (P 2 / P 1) = 10 log 10 = 10 дБ.

Если второе имело такую же силу в миллион раз, разница в дБ была бы

10 log (P 2 / P 1) = 10 log 1 000 000 = 60 дБ.

В этом примере показана одна особенность шкал децибел, которая полезна при обсуждении звука. Они могут описывать очень большие отношения, используя числа скромного размера.

Но необходимо обратить внимание, что децибел изображает соотношение. То есть не будет сказано, какую мощность излучает какой-либо из динамиков, только из разности.

И также стоит обратить внимание на коэффициент 10 в определении, который обозначает деци в децибелах.

Акустическое давление и дБ

Частота обычно измеряется с помощью микрофонов, и они реагируют (приблизительно) пропорционально давлению, с. Теперь мощность звуковой волны при прочих одинаковых условиях равна квадрату напора.

Точно так же, электрическая мощность в резисторе идет как перемноженное напряжение. Логарифм квадрата равен всего 2 log x, поэтому при преобразовании давления в децибелы вводится коэффициент 2.

Следовательно, разница в степени акустического напора между двумя уровнями звуков с p 1 и p 2 составляет:

20 log (p 2 / p 1) дБ = 10 log (p 2 2 / p 1 2) дБ = 10 log (P 2 / P 1) дБ.

Что происходит, когда происходит уменьшение мощности звука вдвое?

Логарифм 2 равен 0,3, поэтому 1/2 — 0,3. Таким образом, если мощность будет уменьшена в 2 раза, то уровень звука сократится на 3 дБ. И если еще раз сделать такую операцию, то акустика еще на 3 дБ понизится.

Размер децибела

Выше можно заметить, что уменьшение мощности вдвое снижает давление на корень 2 и уровень громкости звука на 3 дБ.

Первый образец — это белый шум (смесь всех слышимых частот). Второй образец — это тот же тон с напряжением, уменьшенным на коэффициент корня квадратного из 2.

Его обратное значение составляет примерно 0,7, поэтому 3 дБ соответствует снижению напряжения или давления до 70%. Зеленая линия показывает насадку, как функцию времени. Красная же очерчивает непрерывный экспоненциальный спад.

Стоит обратить внимание, что напряжение падает на 50% для каждого второго образца.

Звуковые файлы и флеш-анимация Джона Танна и Джорджа Хацидимитриса.

Насколько велик децибел?

В следующих сериях последовательные выборки уменьшаются всего на один пункт.

Что делать, если разница меньше, чем децибел?

Уровни звука редко даются с десятичными знаками. Причина в том, что те, что отличаются менее чем на 1 дБ, трудно различить.

И также можно заметить, что последний пример тише первого, но трудно увидеть разницу между последовательными парами. 10 * log 10 (1,07) = 0,3. Поэтому для увеличения уровня звука на 0,3 дБ необходимо усилить мощность на 7% или напряжение на 3,5%.

Что такое децибел? Примеры уровня дБ из повседневной жизни

Если вы решили самостоятельно записывать, а затем доводить до ума свои треки дома, то вам необходимо иметь полное представление об основных понятиях звукозаписи. Мощность, громкость, частотный баланс, динамическая обработка, фазирование – вы должны знать, что это такое и как применяется на практике.

Но начать лучше с самых базовых понятий. В числе первых начинающему музыканту или звукорежиссеру нужно понять, что такое децибел.

Децибел – НЕ единица измерения громкости

В обычной жизни громкость принято оценивать в децибелах. Но это неправильно. Децибел – это десятая часть бела, который, в свою очередь, является десятичным логарифмом отношения двух мощностей.

Если взглянуть на это понятие с точки зрения звука и его громкости, то можно уяснить для себя, что децибел измеряет уровень звукового шума (интенсивности) или уровень звукового давления.

В русском языке эта величина обозначается так: дБ.

Децибел – НЕЛИНЕЙНОЕ измерение

Чтобы лучше понять сущность децибела, необходимо уяснить, что это не постоянная физическая величина, а относительное математическое понятие. Такое же, как, например, процент.

Децибелы используются, потому что человек лучше воспринимает логарифмическое изменение уровня громкости.

Это связано с чувствительностью человеческого уха. Тишина (0 дБ) не означает, что звука нет. Это означает, что человек его не слышит, то есть звуковая волна настолько слабая, что ей не хватает мощности колебать барабанную перепонку. Но чем мощнее становится волна, тем сильнее колеблется перепонка и тем больше ощущается уровень громкости.

Примеры уровня дБ из повседневной жизни

Приведем таблицу с примерами уровня дБ и тем звуком, который человек слышит.

Уровень децибел	Звук
0	Ничего не слышно, «идеальная» тишина
15	Легкий шелест листвы
20	Тихий шепот
45	Тихий разговор
60	Обычный разговор двух людей в комнате
100	Рок-концерт
135	Дрель, когда сверлишь сам
160	Звук выстрела возле уха

ВАЖНО!  Нельзя перегружать свои уши избыточным звуковым давлением. Это ведет к снижению чувствительности слуха. Что это значит? Не слушайте долго музыку в наушниках. Порог звукового давления в наушниках по европейским стандартам равен 100 дБ.

Как децибелы применимы к музыке и звукам

Еще раз: изменение звука происходит не на определенное число единиц, а в определенное число раз. Это очень важно для того, чтобы правильно понимать природу звуков и музыки.

Например, частота двух нот, отличающихся в 1 октаву, отличается в 2 раза или на 6 дБ.

В музыке децибелы применяются для измерения динамического диапазона звучащих инструментов. Или, другими словами, звукового давления, которое они создают. Это очень важно для создания сбалансированного звукового полотна.

https://www.youtube.com/watch?v=56NXWAMALt0

Благодаря этому принципу гитарное соло, сыгранное высокими нотами, не теряется даже в плотном миксе среди нескольких звучащих инструментов, а бас и барабаны создают тот самый приятный грув, за который все любят рок-музыку.

Как децибелы влияют на воспринимаемую громкость

Человек безболезненно воспринимает звук в пределах 10 – 100 дБ. Дальнейшее усиление звука переносить становится невыносимо, а в районе 130 дБ начинается болевой порог, превышение которого грозит контузией и потерей слуха.

Все это связано с уже упомянутой особенностью человеческого уха. Барабанная перепонка устает от слишком частых колебаний, вызываемых сильным давлением звуковой волны. Оптимальный уровень шума находится в пределах 40 – 60 дБ. Это норма для офиса.

Если вы хотите более детально разобраться во всем, то вам нужны учебники физики и 2-3 недели свободного времени. Но если вы все же больше музыкант, чем физик, то для осознания влияния децибела на воспринимаемую громкость вам достаточно следующего примера:

Увеличение на 10 дБ повысит громкость в 2 раза, на 20 дБ – в 4 раза, на 40 дБ в 16 раз и т.д.

Как частотный баланс влияет на громкость

Воспринимаемая громкость зависит не только от звукового давления, но и частоты звука. Так, например, средние частоты субъективно воспринимаются громче, чем низкие и высокие. Даже при одинаковых показателях дБ. Лучше всего наш слух воспринимает частотный диапазон в районе 1 – 4 кГц.

Вы можете проверить это самостоятельно. Включите любую песню, откройте эквалайзер в мультимедиа-плеере и увеличьте количество децибел на частоте 2000 Гц. Песня стала громче. Теперь верните все как было и увеличьте количество дБ на частоте 70 – 100 Гц. Особенно громче песня не стала, но звук стал более ватным и замыленным.

Как расстояние влияет на громкость

Из предыдущих объяснений вы наверняка уже поняли, что чем дальше от источника, тем звук будет тише. Эта особенность восприятия так же связана с тем фактом, что звук является волной, и с увеличением расстояния давление звуковой волны уменьшается.

Проведем еще один эксперимент. Включите музыку через самые обычные компьютерные колонки (или даже на телефоне) и отойдите на 1 метр.

Предположим, что уровень создаваемого звукового давления в этой точке пространства равен 40 дБ. Теперь увеличьте расстояние от динамика в 2 раза. Интенсивность слышимого вами звука упадет на 6 дБ.

Если вы увеличите дистанцию в 10 раз, то интенсивность снизится уже на 20 дБ.

Также, если вы заметили, тише стали восприниматься высокие частоты. Баланс сместился вниз.

Кстати эта особенность объясняет, почему мы слышим только басы, когда кто-то из соседей громко слушает музыку.

Как децибелы используются в записывающем оборудовании

Итак, вы уяснили для себя, что такое децибел, и теперь готовы работать над своей музыкой в DAW. Открываете программу и видите, что шкала дБ находится в диапазоне от -18 до 6 дБ. Желая сделать свой трек громче, вы выставляете значение 6 дБ и внезапно получаете клиппинг и искажение сигнала. В чем дело?

А дело в том, что 0 дБ в цифровой компьютерной программе – это не 0 дБ в реальном мире, то есть не «отсутствие слышимого звука». Это максимальный уровень сигнала, который DAW может обработать без внесения искажений.

Здесь все завязано на кодировании сигнала на входе и выходе.

СОВЕТ: При домашней записи музыки (вокал, гитара) через аудиоинтерфейс на мастершине в DAW устанавливайте уровень в -6 Дб. Это убережет вашу запись от клиппинга на пиковых значениях.

Не бойтесь того, что ваш трек будет звучать тихо. Громкость добавится на этапах сведения и мастеринга, когда в композиции уже будет достигнут оптимальный баланс всех частот.

Вы просто начинающий музыкант, которому нужно сделать короткую демо-запись? Выставьте -6 дБ на входе и -6 дБ на выходе и забудьте обо всем.

Что такое децибел

Очень часто новички сталкивается с таким понятием, как децибел. Многие из них интуитивно догадываются, что это такое, но у большинства до сих пор возникают вопросы.

Что такое децибел?

Относительные логарифмические единицы Белы (децибелы) широко используются при количественных оценках параметров различных аудио, видео, измерительных устройств.

Физическая природа сравниваемых мощностей может быть любой — электрической, электромагнитной, акустической, механической, — важно лишь, чтобы обе величины были выражены в одинаковых единицах — ваттах, милливаттах и т. п.

Бел выражает отношение двух значений энергетической величины десятичным логарифмом этого отношения, причем под энергетическими величинами понимаются: мощность, энергия.

Кстати, эта единица получила свое название в честь Александра Белл (1847 – 1922) – американского ученого шотландского происхождения, основоположника телефонии, основателя всемирно известных компаний AT&T и “Bell Laboratories”.

Еще интересно напомнить, что во многих современных мобильных телефонах (смартфонах) обязательно есть выбираемый звук звонка (оповещения), так и называемый “bell”.

Впрочем, Бел относится к единицам, не входящим в Международную систему единиц (СИ), но в соответствии с решением Международного комитета мер и весов допускается к применению без ограничений совместно с единицами СИ. В основном применяется в электросвязи, акустике, радиотехнике.

Формулы для вычисления децибелов

Бел (Б) = lg (P2/P1)

где

P1 – мощность до усиления, Вт

P2 – мощность после усиления или ослабления, Вт

На практике, оказалось, что удобнее пользоваться уменьшенным в 10 раз значением Бел, т.е. децибел, поэтому:

дециБел (дБ) = 10 * lg(P2/P1)

Усиление или ослабление мощности в децибелах выражается формулой:

где

NдБ – усиление, либо ослабление мощности в децибелах

P1 – мощность до усиления, Вт

P2 – мощность после усиления или ослабления, Вт

Значения Бел, децибел могут быть со знаком “плюс”, если P2 > P1 (усиление сигнала)  и со знаком “минус”, если P2 < P1 (ослабление сигнала)

Во многих случаях, сравнение сигналов путем измерения мощностей может быть неудобным или невозможным – проще измерить напряжение или ток.
В этом случае, если мы сравниваем напряжения или токи, формула примет уже другой вид:

где

NдБ – усиление, либо ослабление мощности в децибелах

U1 – это напряжение до усиления, В

U2  – напряжение после усиления, В

I1 – сила тока до усиления, А

I2 – сила тока после усиления, А

Вот небольшая табличка, в которой приведены основные отношения напряжений и соответствующее число децибел:

Дело в том, что операции умножения и деления над числами в обычном базисе, заменяются операциями сложения и вычитания в логарифмическом базисе. Например, у нас есть два каскадно-включенных усилителя с коэффициентами усиления K1 = 963 и K2 = 48.

Какой общий коэффициент усиления? Правильно – он равен произведению K = K1 * K2. Вы можете в уме быстро вычислить 963*48? Я – нет. Я могу прикинуть K = 1000*50 = 50 тыс., не более.

А, если нам известно, что K1 = 59 дБ и K2 = 33 дБ, то К = 59+33 = 92 дБ – сложить было не трудно, надеюсь.

Впрочем, актуальность таких вычислений было велика в эпоху, когда ввели понятие Бел и когда не было не то, что айфонов, но и электронных калькуляторов.  Сейчас же достаточно открыть калькулятор на ваших гаджетах и быстренько посчитать , что есть что. Ну и чтобы не париться каждый раз при переводе дБ в разы, удобнее всего найти в интернете онлайн-калькулятор. Да хотя бы вот.

Закон Вебера-Фехнера

Почему именно децибелы? Все исходит от закона Вебера-Фехнера, который говорит нам, что интенсивность ощущения человеческих чувств прямо-пропорциональна логарифму интенсивности какого-либо раздражителя.

Так светильник, в котором восемь лампочек, кажется нам настолько же ярче светильника из четырёх лампочек, насколько светильник из четырёх лампочек ярче светильника из двух лампочек. То есть количество лампочек должно увеличиваться  каждый раз вдвое, чтобы нам казалось, что прирост яркости постоянен.

То есть если добавить к нашим 32 лампочкам на графике еще одну лампочку, то мы даже и не заметим разницы. Для того, чтобы для нашего глаза была заметна разница, мы должны к 32 лампочкам добавить еще 32 лампочки, и т.д.

Или иными словами, для того, чтобы нам казалось, что наш светильник плавно набирает яркость, нам надо зажигать вдвое больше лампочек каждый раз, чем было предыдущее значение.

Поэтому децибел действительно удобнее в некоторых случаях, так как сравнивать две величины намного проще в маленьких цифрах, чем в миллионах и миллиардах. А так как электроника – это чисто физическое явление, то и децибелы не обошли ее стороной.

Децибелы и АЧХ усилителя

Как вы помните в  прошлом примере с ОУ, у нас неинвертирующий усилитель усиливал сигнал в 10 раз. Если посмотреть в нашу табличку, то это получается 20 дБ относительно входного сигнала. Ну да, так оно и есть:

Также в дБ на некоторых графиках АЧХ обозначают наклон характеристики АЧХ. Это может выглядеть примерно вот так:

На графике мы видим АЧХ полосового фильтра. Изменение сигнала +20 дБ на декаду (дБ/дек, dB/dec) говорит нам о том, что при каждом увеличении частоты в 10 раз, амплитуда сигнала возрастает на 20 дБ. То же самое можно сказать и про спад сигнала -20 дБ на декаду.

При каждом увеличении частоты в 10 раз, у нас амплитуда сигнала будет уменьшаться на -20 дБ. Есть также похожая характеристика дБ на октаву (дБ/окт, dB/oct). Здесь почти все то же самое, только изменение сигнала происходит при каждом увеличении частоты в 2 раза.

Давайте рассмотрим пример. Имеем фильтр высоких частот (ФВЧ) первого порядка, собранного на RC-цепи.

Его АЧХ будет выглядеть следующим образом (кликните для полного открытия)

Нас сейчас интересует  наклонная прямая линия АЧХ. Так как у нее наклон примерно одинаковый до частоты среза  в -3дБ, то можно найти ее крутизну, то есть узнать, во сколько раз увеличивается сигнал при каждом увеличении частоты в 10 раз.

Итак возьмем первую точку на частоте в 10 Герц. На частоте в 10 Герц амплитуда сигнала уменьшилась на 44 дБ, это видно в правом нижнем углу (out:-44)

Умножаем частоту на 10 (декада) и получаем вторую точку в 100 Герц. На частоте в 100 Герц наш сигнал уменьшился приблизительно на 24 дБ

То есть получается за одну декаду у нас сигнал увеличился с -44  до -24 дБ на декаду. То есть наклон характеристики составил +20 дБ/декаду. Если +20 дБ/декаду перевести в дБ на октаву, то получится 6 дБ/октаву.

Достаточно часто, дискретные аттенюаторы (делители) выходного сигнала на измерительных приборах (особенно на генераторах) проградуированы в децибелах:
0, -3, -6, -10, -20, -30, -40 дБ. Это позволяет быстро ориентироваться в относительном уровне выходного сигнала.

Что еще измеряют в децибелах?

Также очень часто в дБ выражают отношение сигнал-шум (signal-to-noise ratio, сокр. SNR)

где

Uc – это эффективное значение напряжения сигнала, В

Uш – эффективное значение напряжения шума, В

Чем выше значение сигнал/шум, тем более чистый звук обеспечивается аудиосистемой. Для музыкальной аппаратуры желательно, чтобы это отношение было не менее 75 дБ, а для Hi-Fi аппаратуры не менее 90 дБ. Не имеет значение физическая природа сигнала, важно, чтобы единицы были в одинаковых измерениях.

В качестве единицы логарифмического отношения двух одноимённых физических величин применяется также непер (Нп) — 1 Нп ~ 0,8686 Б. В основе лежит не десятичный (lg), а натуральный (ln) логарифм отношений. В настоящее время используется редко.

Во многих случаях, удобно сравнивать между собой не произвольные величины, а одну величину относительно другой, названной условно опорной (нулевой, базовой).

В электротехнике, в качестве такой опорной или нулевой величины выбрано значение мощности равное 1 мВт выделяемое на резисторе сопротивлением 600 Ом.

В этом случае, базовыми значениями при сравнении напряжений или токов станут величины 0.775 В или 1.29 мА.

Для звуковой мощности такой базовой величиной является 20 микроПаскаль (0 дБ), а порог +130 дБ считается болевым для человека:

Более подробно об этом написано в Википедии по этой ссылке.

Для случаев когда в качестве базовых значений используются те или иные конкретные величины, придуманы даже специальные обозначения единиц измерений:

dbW (дБВт) – здесь отсчет идет относительно 1 Ватта (Вт). Например, пусть уровень мощности составил +20 дБВт. Это значит что мощность увеличилась в 100 раз, то есть на 100 Вт.

dBm (дБм) – здесь у нас отсчет уже идет относительно 1 милливатта (мВт). Например, уровень мощности в +30дБм будет соответственно равен 1 Вт. Не забываем, что это у нас энергетические децибелы, поэтому для них будет справедлива формула

Следующие характеристики – это уже амплитудные децибелы. Для них будет справедлива формула

dBV (дБВ) – как вы догадались, опорное напряжение 1 Вольт. Например, +20дБВ даст – это 10 Вольт

От  дБВ также вытекают другие виды децибелов с разными приставками:

dBmV (дБмВ) – опорный уровень 1 милливольт.

dBuV (дБмкВ) – опорное напряжение 1 микровольт.

Здесь я привел наиболее употребимые специальные виды децибелов в электронике.

Децибелы используются и в других отраслях, где они также показывают отношение каких-либо двух измеряемых величин в логарифмическом масштабе.

Также на есть интересное видео о децибелах.

При участии Jeer

Большая ли разница в сумме 10 децибел

Довольно часто в популярной радиотехнической литературе, в описании электронных схем употребляется единица измерения – децибел (дБ или dB).

При изучении электроники начинающий радиолюбитель привык к таким абсолютным единицам измерения как Ампер (сила тока), Вольт (напряжение и ЭДС), Ом (электрическое сопротивление) и многим другим, с помощью которых обозначают количественно тот или иной электрический параметр (ёмкость, индуктивность, частоту).

Начинающему радиолюбителю, как правило, не составляет особого труда разобраться, что такое ампер или вольт. Тут всё понятно, есть электрический параметр или величина, которую нужно измерить. Есть начальный уровень отсчёта, который принимается по умолчанию в формулировке данной единицы измерения.

Есть условное обозначение этого параметра или величины (A, V). И вправду, как только мы читаем надпись 12 V, то мы понимаем, что речь идёт о напряжении,

Перевод dB в «разы» и наоборот

Онлайн калькулятор дБ в разы Этот онлайн-калькулятор выполняет преобразование между децибелами, усилением по напряжению (или току) и усилением по мощности. Просто заполните одну область, и калькулятор преобразует другие две области.

Децибелы (dB) Напряжение / Ток (Разы) Мощность (Разы) Уранение: dB= 20log(V1/V2)= 10log(P1/P2) Децибе́л — логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений. Величина, выраженная в децибелах, численно равна десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять.

Онлайн калькулятор дБм в Вт Онлайн калькулятор для перевода мощности выраженной в Вт в дБм позволяет также рассчитать величину напряжения при определённом сопротивлении нагрузки. Для выполнения расчёта достаточно заполнить любое из полей и нажать кнопку «Конвертировать».

Сопротивление=Ом

Уровень шума – что и как

В параметрах климатического оборудования уровень шума указывается отдельно для наружного и внутреннего блока. Шум внутреннего блока обусловлен звуком воздуха проходящего вентилятор. Поэтому более дорогие модели кондиционеров, как правило, имеют больший размер внутреннего блока по сравнению с более бюджетными аналогичной мощности.

Объяснение этому простое: аналогичный объём воздуха, проходя через больший вентилятор вращающийся с меньшей скоростью создаёт меньше шума.

Шум наружного блока прежде всего обусловлен шумом компрессора.

Производитель/модель Мощность, кВт Размер внутреннего блока, мм Расход воздуха, м3/ч Уровень шума внутреннего блока, дБ MSZ-EF35VEW 3,5 895×299×195 630 21 ATXN35MB / ARXN35MB 3,41 800×288×206 608 22 ZACS-12 HPR/A15/N1 3,5 800×300×197 560 23 EACS/I-12 HM/N3_15Y 3,37 790×275×200 560 24 BSA-12HN1_15Y 3,5 816×265×200 550 27 LS-H12KJA2 / LU-H12KJA2 3,51 790×265×198 580 32

Есть такое понятие как децибел.

Таким образом он определил шкалу звуковой мощности.

Сила звука измеряется в децибелах. Слово “децибел” состоит из двух частей: приставки “деци” и корня “бел”.

“Деци” дословно означает “десятая часть”, т.е. десятая часть “бела”. Давайте теперь разбираться с тем что такое “бел”.

Что такое децибел

Очень часто новички сталкивается с таким понятием, как децибел.

Многие из них интуитивно догадываются, что это такое, но у большинства до сих пор возникают вопросы.

Оглавление Относительные логарифмические единицы Белы (децибелы) широко используются при количественных оценках параметров различных аудио, видео, измерительных устройств.

Физическая природа сравниваемых мощностей может быть любой — электрической, электромагнитной, акустической, механической, — важно лишь, чтобы обе величины были выражены в одинаковых единицах — ваттах, милливаттах и т.

п. Бел выражает отношение двух значений энергетической величины десятичным логарифмом этого отношения, причем под энергетическими величинами понимаются: мощность, энергия.

Кстати, эта единица получила свое название в честь Александра Белл (1847 – 1922) – американского ученого шотландского происхождения, основоположника телефонии, основателя всемирно известных компаний AT&T и “Bell Laboratories”.

Конвертер величин

Людям очень нравятся некоторые звуки, например музыка.

Она поднимает настроение, а иногда даже вызывает чувство блаженства.

Парад Санта-Клауса в Торонто (Канада), 2010.Уровень звука определяет его громкость и используется в акустике — науке, изучающей уровень и другие свойства звука. Когда говорят о громкости, часто имеют в виду уменно уровень звука.

Некоторые звуки очень неприятны и могут вызвать ряд психологических и физиологических проблем, в то время как другие звуки, например музыка, звук прибоя и пение птиц — действуют успокаивающее, нравятся людям и улучшают их настроение.

дБОтношение мощностейОтношение амплитуд10010 000 000 000100 000901 000 000 00031 62080100 000 00010 0007010 000 0003 162601 000 0001 00050100 0003160,24010 000100301 000310,622010010101030,162310,99510,413110,25910,122011–100,79400,891–300,50100,708–1000,100,3162–2000,0100,1–3000,00100,03162–4000,000100,01–5000,0000100,003162–6000,00000100,001–7000,000000100,0003162–8000,0000000100,0001–9000,00000000100,00003162–10000,000000000100,00001Звуковая аппаратура.

Допустимые нормы шума в квартире

» Государством РФ предусмотрен часовой промежуток, в который запрещено шуметь, слушать музыку и проводить ремонтные работы в жилых домах.

Плюс охраняется тишина и спокойствие граждан в дневное и ночное время. Существует также понятие уровня допустимого шума. Уровень шума в квартире (его предельно допустимые нормы в децибелах) особенно актуален для жителей многоквартирных домов, проживающих в больших городах.

Здесь недопустимые шумные действия могут исходить не только от соседей.

Когда громкие звуки доставляют беспокойство, даже в разрешённое время, при превышении максимально допустимого уровня шума, каждый гражданин РФ имеет право провести экспертизу и привлечь нарушителя к ответственности.

Например, соседи могут слишком громко слушать музыку через усилители, а под окнами может вестись стройка.

Уровень шума, любого звука, измеряется в децибелах.

Таблица сравнения уровня шума в дБ

› Нередко граждане, особенно городские жители, жалуются на излишний шум в квартирах и на улице. Особенно раздражает он (шум) в выходные и ночью.

Да и днем радости от него мало, особенно если в квартире находится маленький ребенок.Как эксперты, так и интернет едины в своих советах – нужно вызвать участкового.

Но перед тем как обратиться к представителю правоохранительных органов, необходимо хотя бы примерно разбираться с уровнями шума, при которых такое обращение оправдано, а какое является лишь раздражающим фактором, но под запрет не попадает.

Регулируется он законодательными актами, согласно которым время суток делится на периоды и для каждого периода допустимый уровень шума различен.22.00 – 08.00 период тишины, во время которого указанный уровень не должен превышать 35-40 децибел, (именно в них считается данный показатель).С восьми утра до десяти вечера по закону относится

В наше время все уже что-то слышали о «децибелах», но почти никто не знает, что это такое.

Децибел представляется чем-то вроде акустического эквивалента «свечи» — единицы силы света — и кажется связанным со звоном колокольчиков.

Однако это совсем не так: свое название децибел получил в честь Александера Грейама Белла — изобретателя телефона.

Децибел не только не единица измерения звука, он вообще не является единицей измерения, во всяком случае в том смысле, как, например, вольты, метры, граммы и т.

д. Если угодно, в децибелах можно измерить даже длину волос, чего никак нельзя сделать в вольтах. По-видимому, все это звучит несколько странно, так что попытаемся дать разъяснение.

Уровни шума.Просто оставлю это здесь,мало ли кому пригодиться. ГОСТ 12.1.036-81

35 дБ — Довольно слышно (приглушенный разговор) 40 дБ — Довольно слышно (обычная речь) Норма для жилых помещений, с 7 до 23 ч.

45 дБ — Довольно слышно (обычный разговор) 50 дБ — Отчётливо слышно (разговор, пишущая машинка) 55 дБ — Отчётливо слышно (Норма для офисных помещений класса А (по европейским нормам) 60 дБ — Шумно (Норма для контор) 70 дБ — Шумно (громкие разговоры) 80 дБ — Очень шумно (крик, мотоцикл с глушителем) 90 дБ — Очень шумно (громкие крики, грузовой железнодорожный вагон (в семи метрах) 100 дБ — Крайне шумно (оркестр, вагон метро, раскаты грома) Максимально допустимое звуковое давление для наушников плеера (по европейским нормам) 110 дБ — Крайне шумно (вертолёт) 120 дБ — Почти невыносимо (отбойный молоток (1м) 130 дБ — Болевой порог (самолёт на старте) 140 дБ — Контузия (звук взлетающего реактивного самолета) 160 дБ — Шок, травмы (ударная волна от сверхзвукового самолёта) При уровнях звука свыше 160 дБ возможен разрыв барабанных перепонок и лёгких, больше 200 — смерть.

Уровни шума в децибелах: допустимые нормы

Особенно громкие звуки сильно влияют на здоровье малышей, инвалидов и престарелых людей.

Согласно исследованиям влияния шума на человека, реакция нервной системы на повышение допустимых норм звукового фона начинается с 40 децибел. Сон нарушается уже при 35 дБ.Сильные изменения нервной системы происходят при шуме в 70 децибел.

В этом случае у человека могут возникнуть психические заболевания, ухудшиться слух и зрение и даже измениться в негативную сторону состав крови.Например, в Германии почти двадцать процентов рабочих трудятся при шуме от 85 до 90 децибел. И это повлекло за собой участившиеся случаи тугоухости.

Постоянный шум, превышающий норму, влечет за собой как минимум сонливость, усталость и раздражение.Длительный или чрезмерно громкий звуковой фон может повредить слуховой аппарат человека.

Децибелы

Чтобы дать вам представление о том, как это работает, рассмотрим следующую таблицу значений, сравнивая потери и усиления по мощности в децибелах с безразмерными коэффициентами:;Таблица – Усиление/потери в белахУсиление/потери в разахУсиление/потери в белах\[ \frac{P_{вых}}{P_{вх}}\]\[ \log \frac{P_{вых}}{P_{вх}}\]10003 Б1002 Б101 Б1 (нет потерь или усиления)0 Б0,1– 1 Б0,01– 2 Б0,001– 3 Б0,0001– 4 БПозже было решено, что бел был слишком большой единицей измерения, чтобы пользоваться им напрямую, и поэтому он стал применяться с метрической приставкой деци (что означает 1/10), что дает децибелы или дБ (dB).

Сейчас выражение «дБ» встречается настолько часто, что многие люди не понимают, что это сочетание «деци-» и «-бел», или что даже есть такая единица измерения, как «бел». Чтобы представить это, вот еще одна таблица сравнения усиления/потерь в разах и децибелах:Усиление/потери в разахУсиление/потери

Допустимые нормы шума, или сколько децибел в …?

Такие величины нормальны для нашего уха, но, к сожалению, они очень часто нарушаются, особенно в пределах больших городов.Уровень шума в децибелах (дБ)Действительно, часто нормальный уровень шума бывает существенно превышен.

Вот примеры лишь некоторых звуков, с которыми мы сталкиваемся в нашей жизни и то, сколько децибел (дБ) в действительности эти звуки содержат:Разговорная речь колеблется от 45 децибел (дБ) до 60 децибел (дБ), в зависимости от громкости голоса; Автомобильный гудок достигает 120 децибел (дБ); Шум интенсивного уличного движения – до 80 децибел (дБ); Детский плач – 80 децибел (дБ); Шум работы разнообразного офисного оборудования, пылесоса – 80 децибел (дБ); Шум работающего мотоцикла, поезда — 90 децибел (дБ); Звук танцевальной музыки в ночном клубе — 110 децибел (дБ); Шум пролетающего самолета – 140 децибел