Доктор физико-математических наук А. ВЯЛЫШЕВ, главный специалист МЧС России.
Диапазоны восприятия шумов слышимого диапазона на разных частотах звука.
Громкость звука, определяемая величиной звукового давления, воспринимается человеческим ухом по-разному — на низких и высоких частотах хуже, на средних (от 2 до 5 кГц) — лучше.
В последние годы при строительстве дорог стали уделять внимание защите от шума. На снимке: шумозащитный экран на третьем транспортном кольце Москвы.
В пластиковых окнах звукоизоляцию обеспечивают большой вес стеклопакета и хорошее уплотнение рамы.
В современных офисах потолки часто облицовывают легкими волокнистыми плитами, которые обеспечивают хорошее звукопоглощение.
Для уменьшения вибрации в стиральной машине служат системы пружинистой подвески и гидравлические амортизаторы бака.
Схема активной системы гашения вибрации в вагоне поезда: 1 — регулятор; 2 — активатор; 3 — датчик рассогласования; 4 — первая ступень рессорного подвешивания; 5 — опорный датчик.
Самый простой способ защиты от шума — индивидуальные ушные протекторы беруши.
Считается, что городские жители давно свыклись с высоким уровнем шума. Но не стоит забывать, что шум нарушает психологический комфорт человека, плохо влияет на состояние вегетативной нервной системы, а иногда поражает и слуховой аппарат, вызывая тугоухость. Откуда берется техногенный шум, каковы его характеристики, в чем заключаются основные принципы и современные методы защиты от него, как обеспечить тишину в собственной квартире? Эта статья ответит и на другие вопросы, волнующие многих читателей.
Когда-нибудь человеку придется ради своего существования столь же упорно бороться с шумом, как он борется сейчас с холерой и чумой.
Роберт Кох
Что такое шум? Это не несущий полезной информации или случайный звук, мешающий окружающим либо причиняющий им значитель ные неудобства. Один и тот же звук, в зависимости от ситуации, может оказаться как шумом, так и информационным сигналом или даже волшебной музыкой. Внезапно сработавшая ночью автомобильная сигнализация для владельца — полезная информация, но для остальных — шум, а громкий радостный детский смех звучит музыкой для родителей, но не для живущих по соседству.
Техногенный шум стал опасен для здоровья только в ХХ веке. Но и в старое доброе время, до наступления эры технического прогресса, жизнь человеческого сообщества тишиной не отличалась. Даже в Древнем Риме жители жаловались, что уличный шум не дает им спать по ночам, и Юлий Цезарь в 50 году до н. э. запретил движение экипажей по ночному городу. Королева Англии Елизавета I (1533-1603), заботясь о ночном покое своих подданных, запретила скандалы и громкие семейные ссоры после десяти часов вечера. В те счастливые времена супружеский разлад был чуть ли не единственным источником шума!
Когда говорят об уровне шума, обычно имеют в виду его интенсивность, которая определяется как поток энергии, приходящейся на единицу площади поверхности (например, ватт на квадратный метр, Вт/м 2 ). Однако интенсивность обычных шумов в этих единицах выражать довольно трудно. Дело в том, что ухо — уникальный аппарат, созданный природой, — улавливает звуки с разницей интенсивности в 10 триллионов раз. Оперировать числами, лежащими в таком широком диапазоне, крайне неудобно. Для характеристики уровня шума приняли логарифмическую шкалу величин, поскольку по ней изменение интенсивности шума на одну единицу в действительности означает изменение в 10 раз. Логарифмическую единицу интенсивности звука назвали «бел» (Б) в честь изобретателя телефона Александра Грейама Белла (1847-1922). На практике оказалось удобнее пользоваться десятыми долями бела — децибелами (дБ). Заметим, что децибел — величина относительная: за 0 дБ принято значение 10 -12 Вт/м 2 . Это порог слышимости, с которого человеческое ухо начинает воспринимать звук. Предельный же уровень интенсивности шума, вызывающий болевые ощущения, равен 130 дБ, или 10 Вт/м 2 (таков шум реактивного самолета на испытательном стенде на расстоянии 50 м). Изменение уровня интенсивности шума на 3 дБ соответствует изменению интенсивности звука в 2 раза, на 6 дБ — примерно в 4 раза и т. д. В децибелах также измеряют звуковое давление, которое определяется как сила, приходящаяся на единицу поверхности (ньютон на квадратный метр, Н/м 2 ). В этом случае за 0 дБ принимается величина 2 x 10 -5 Н/м 2 .
Кривые Флетчера-Мэнсона
Другая характеристика шума — число звуковых колебаний в одну секунду, или частота звука, измеряемая в герцах. Один герц (1 Гц) равен одному колебанию в секунду. Нота «ля» первой октавы соответствует частоте 440 Гц. Ухо человека в молодом возрасте воспринимает звуки в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц. Инфразвуковые колебания, то есть колебания с частотами ниже 20 Гц, человек не слышит, но ощущает. С возрастом верхняя граница восприятия звука уменьшается и к тридцати годам составляет 15 000-17 000 Гц.
Наше ухо по-разному воспринимает звуки, имеющие одинаковый уровень интенсивности, но разную частоту: звуки с низкой и высокой частотой кажутся тише, чем среднечастотные той же интенсивности. Из-за этого при измерении уровня шума неравномерную чувствительность человеческого уха к звукам разных частот приходится модулировать с помощью специальных частотных фильтров, измеряя так называемый взвешенный уровень звука. Полученная в результате измерений величина имеет размерность дБА. Здесь буква А означает, что взвешенный уровень звука получен с использованием частотного фильтра типа А.
Шумы окружают человека повсюду. Рано утром звон будильника громкостью 55-80 дБА поднимает с постели. Электробритва гудит с громкостью 70-90 дБА, а кофемолка — около 70 дБА. За завтраком вы слушаете по радио музыку — это 50-70 дБА, шум транспорта на улице достигает 70-80 дБА. А на производстве интенсивность шума доходит до 80-90 дБА и выше. Вечером вы, возможно, зайдете в кафе, чтобы «отдохнуть» под 80 дБА «живого звука», или посидите дома у телевизора с громкостью 60-70 дБА. И, наконец, под тихое, всего лишь в 25-35 дБА, тиканье будильника вы засыпаете. Кстати, в соответствии с московскими городскими санитарными нормами шум в квартире с 7 утра до 11 вечера не должен превышать 40 дБА, а с 11 часов вечера до 7 часов утра — 30 дБА.
Читайте в любое время
Детальное описание иллюстрации
Громкость звука, определяемая величиной звукового давления, воспринимается человеческим ухом по-разному — на низких и высоких частотах хуже, на средних (от 2 до 5 кГц) — лучше. Это различие усиливается при низком уровне звукового давления. На графике приведены так называемые кривые равной громкости. Хорошо видно, что порог слышимости (0 дБА — нижняя кривая) при частоте 50 Гц приходится на интенсивность звука в 40 дБ, а при частоте 2 кГц (это примерно соответствует частоте жужжания комара или тихого шелеста листвы) интенсивность звука практически равна 0. Кривая болевого порога (120 дБА — верхний график) не менее характерна — низкие звуки, например раскаты грома, слышны хуже, чем высокочастотный рев сирены. На промежуточных уровнях (кривая равной громкости — 60 дБА) одинаково громкими могут казаться гул промышленного вентилятора (80 дБ при 50 Гц), разговор двух людей (60 дБ при 400-600 Гц) и пение соловья (50 дБ при 5 кГц).
Громкость звука, определяемая величиной звукового давления, воспринимается человеческим ухом по-разному — на низких и высоких частотах хуже, на средних (от 2 до 5 кГц) — лучше. Это различие усиливается при низком уровне звукового давления. На графике приведены так называемые кривые равной громкости. Хорошо видно, что порог слышимости (0 дБА — нижняя кривая) при частоте 50 Гц приходится на интенсивность звука в 40 дБ, а при частоте 2 кГц (это примерно соответствует частоте жужжания комара или тихого шелеста листвы) интенсивность звука практически равна 0. Кривая болевого порога (120 дБА — верхний график) не менее характерна — низкие звуки, например раскаты грома, слышны хуже, чем высокочастотный рев сирены. На промежуточных уровнях (кривая равной громкости — 60 дБА) одинаково громкими могут казаться гул промышленного вентилятора (80 дБ при 50 Гц), разговор двух людей (60 дБ при 400-600 Гц) и пение соловья (50 дБ при 5 кГц).
Рубрики
Более ранние статьи
Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни
Меня зовут Николай Лукьянов, я профессиональный звукорежиссер. Родился и вырос в Риге, там и начался мой путь в музыке. Джаз/госпел/фанк/асид джаз/хард рок/рок оперы/ симфонические оркестры – в каких сферах я только не работал.
В 2010 году перебрался в Россию, где и продолжил свою профессиональную карьеру.
Примерно 6 лет работал с группой Tesla Boy, далее – с Triangle Sun, Guru Groove Foundation,
Mana Island, Horse Power Band. Резидент джазового клуба Алексея Козлова.
А сейчас я работаю с группой «Ночные Снайперы».
Новая серия радиосистем FBW A
Компания FBW представляет серию A – профессиональные радиосистемы начального ценового сегмента с большим выбором приемников и передатчиков в диапазоне частот 512 – 620 МГц.
Все модели предлагают высокий уровень сервисных возможностей. Это 100 частотных каналов, наличие функции AutoScan, три уровня мощности передатчика 2/10/30 МВт, три уровня порога срабатывания шумоподавителя squelch. Доступны два вида ручных радиомикрофонов A100HT и A101HT, отличающихся чувствительностью динамического капсюля.
Universal Acoustics в МХАТе имени Горького. Длительный тест акустических систем российского производства
Московский Художественный академический театр имени М. Горького – театр с большой историей. В ноябре прошлого (2022) года он открыл двери после полномасштабной реконструкции. Разумеется, модернизация затронула и систему звукоусиления. В ходе переоснащения известный российский производитель акустических систем Universal Acoustics получил возможность протестировать свою продукцию в режиме реальной театральной работы. На тест во МХАТ имени Горького были предоставлены линейные массивы T8, звуковые колонны Column 452, точечные источники X12 и сабвуферы T18B.
Новая серия радиосистем FBW A
Компания FBW представляет серию A – профессиональные радиосистемы начального ценового сегмента с большим выбором приемников и передатчиков в диапазоне частот 512 – 620 МГц.
Все модели предлагают высокий уровень сервисных возможностей. Это 100 частотных каналов, наличие функции AutoScan, три уровня мощности передатчика 2/10/30 МВт, три уровня порога срабатывания шумоподавителя squelch. Доступны два вида ручных радиомикрофонов A100HT и A101HT, отличающихся чувствительностью динамического капсюля.
Universal Acoustics в МХАТе имени Горького. Длительный тест акустических систем российского производства
Московский Художественный академический театр имени М. Горького – театр с большой историей. В ноябре прошлого (2022) года он открыл двери после полномасштабной реконструкции. Разумеется, модернизация затронула и систему звукоусиления. В ходе переоснащения известный российский производитель акустических систем Universal Acoustics получил возможность протестировать свою продукцию в режиме реальной театральной работы. На тест во МХАТ имени Горького были предоставлены линейные массивы T8, звуковые колонны Column 452, точечные источники X12 и сабвуферы T18B.
Behringer FLOW 8 цифровой микшер малого формата
Пришло время для чего-то действительно нового, с современными функциями, в простой и легкой форме – пришло время для цифрового микшера Behringer FLOW 8.
«Торнадо» в день «Нептуна»
2019 год стал для компании Guangzhou Yajiang Photoelectric Equipment CO.,Ltd очень богатым на новинки световых приборов. В их числе всепогодные светодиодные поворотные головы высокой мощности: серии Neptune, выпускаемые под брендом Silver Star, и Tornado – под брендом Arctik.
Coemar: светлое чувство
Представляем вам четыре новых прибора от Coemar.
Дмитрий Кудинов: счастливый профессионал
Интервью с художником по свету Дмитрием Кудиновым.
Panasonic в Еврейском музее
Еврейский музей и центр толерантности открылся в 2012 году в здании Бахметьевского гаража, построенного по проекту архитекторов Константина Мельникова и Владимира Шухова. Когда этот памятник конструктивизма передали музею, он представлял собой практически развалины. После реставрации и оснащения его новейшим оборудованием Еврейский музей по праву считается самым высокотехнологичным музеем России.
О его оснащении нам рассказал его IT-директор Игорь Авидзба.
Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни
Меня зовут Николай Лукьянов, я профессиональный звукорежиссер. Родился и вырос в Риге, там и начался мой путь в музыке. Джаз/госпел/фанк/асид джаз/хард рок/рок оперы/ симфонические оркестры – в каких сферах я только не работал.
В 2010 году перебрался в Россию, где и продолжил свою профессиональную карьеру.
Примерно 6 лет работал с группой Tesla Boy, далее – с Triangle Sun, Guru Groove Foundation,
Mana Island, Horse Power Band. Резидент джазового клуба Алексея Козлова.
А сейчас я работаю с группой «Ночные Снайперы».
Universal Acoustics в МХАТе имени Горького. Длительный тест акустических систем российского производства
Московский Художественный академический театр имени М. Горького – театр с большой историей. В ноябре прошлого (2022) года он открыл двери после полномасштабной реконструкции. Разумеется, модернизация затронула и систему звукоусиления. В ходе переоснащения известный российский производитель акустических систем Universal Acoustics получил возможность протестировать свою продукцию в режиме реальной театральной работы. На тест во МХАТ имени Горького были предоставлены линейные массивы T8, звуковые колонны Column 452, точечные источники X12 и сабвуферы T18B.
Звуковой дизайн. Ряд звуковых событий, созданных в процессе коллективного творчества
Что вообще такое – звуковой дизайн, который и должен стать мощной частью выразительных средств современного театра? С этими вопросами мы обратились к звукоинженеру/саунд-дизайнеру Антону Фешину и театральному композитору, дирижеру, режиссеру и преподавателю ГИТИСа Артему Киму.
Мониторинг. Урок 18. Активные контрольные комнаты
Не следует путать новые возможности дизайна активных помещений с «поддерживаемой реверберацией», которая с 1950-х годов использовалась в Королевском фестивальном зале (Royal Festival Hall), а позже в студиях «Лаймхаус» (Limehouse Studios). Это были системы, использующие настраиваемые резонаторы и многоканальные усилители для распределения естественных резонансов до нужной части помещения.
Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни
Меня зовут Николай Лукьянов, я профессиональный звукорежиссер. Родился и вырос в Риге, там и начался мой путь в музыке. Джаз/госпел/фанк/асид джаз/хард рок/рок оперы/ симфонические оркестры – в каких сферах я только не работал.
В 2010 году перебрался в Россию, где и продолжил свою профессиональную карьеру.
Примерно 6 лет работал с группой Tesla Boy, далее – с Triangle Sun, Guru Groove Foundation,
Mana Island, Horse Power Band. Резидент джазового клуба Алексея Козлова.
А сейчас я работаю с группой «Ночные Снайперы».
Живой звук. РА для концертирующих музыкантов. Часть IX
Автоматизация и MIDI
В современных условиях приходится работать с большим количеством источников звука, что может вывести процесс управления из-под контроля. Автоматизация помогает снизить нагрузку на звукоинженера.
Как уже упоминалось ранее, система MIDI была стандартизирована в 1983 году. Суть MIDI заключается в том, что она позволяет приборам обмениваться между собой разнообразной информацией.
Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни
Меня зовут Николай Лукьянов, я профессиональный звукорежиссер. Родился и вырос в Риге, там и начался мой путь в музыке. Джаз/госпел/фанк/асид джаз/хард рок/рок оперы/ симфонические оркестры – в каких сферах я только не работал.
В 2010 году перебрался в Россию, где и продолжил свою профессиональную карьеру.
Примерно 6 лет работал с группой Tesla Boy, далее – с Triangle Sun, Guru Groove Foundation,
Mana Island, Horse Power Band. Резидент джазового клуба Алексея Козлова.
А сейчас я работаю с группой «Ночные Снайперы».
Звуковой дизайн. Ряд звуковых событий, созданных в процессе коллективного творчества
Что вообще такое – звуковой дизайн, который и должен стать мощной частью выразительных средств современного театра? С этими вопросами мы обратились к звукоинженеру/саунд-дизайнеру Антону Фешину и театральному композитору, дирижеру, режиссеру и преподавателю ГИТИСа Артему Киму.
Как сделать мюзикл, чтобы он стал лучшим
Звукорежиссер и саунд-продюсер Олег Чечик в профессии более тридцати лет.
В 2010 году, имея значительный опыт работы в студии и на концертах, он принял предложение Московского театра оперетты поработать над мюзиклом, потом взялся еще за один, затем за третий.
В результате один из них, «Монте-Кристо», в 2014 году был признан лучшим в мире, а другой, «Анна Каренина», был представлен не только в киноверсии, но и в виде уникального приложения.
«Шоу-Мастер» расспросил Олега о том, где и как он работает,
почему мюзиклы требуют особого подхода и в чем заключался его вклад в создание мюзиклов.
«
Прокат как бизнес. Попробуем разобраться
Андрей Шилов: «Выступая на 12 зимней конференции прокатных компаний в Самаре, в своем докладе я поделился с аудиторией проблемой, которая меня сильно беспокоит последние 3-4 года. Мои эмпирические исследования рынка проката привели к неутешительным выводам о катастрофическом падении производительности труда в этой отрасли. И в своем докладе я обратил внимание владельцев компаний на эту проблему как на самую важную угрозу их бизнесу. Мои тезисы вызвали большое количество вопросов и длительную дискуссию на форумах в соцсетях.»
Кривая Флетчера-Мэнсона
Кривая Флетчера-Мэнсона также известна как кривая равной громкости.
Она основывается на том, что наш слух не в состоянии воспринимать звук в линейной манере. Другими словами, различные частоты звукового диапазона, находящиеся на одинаковом уровне воспринимаются нами так, будто они звучат с разной громкостью. Учёные Флетчер и Мэнсон в своём эксперименте давали слушать группе людей различные тона, меняя громкость до тех пор, пока группа не подтверждала, что эти тона звучат как определённый эталонный тон. Естественно, подобное восприятие очень субъективно. Однако из-за широты эксперимента, полученные данные довольно объективны.
На диаграмме вы видите низкие ноты слева, высокие справа, а по вертикальной оси представлен их уровень. Из этого графика следует, что чем тише низкие высокие ноты, тем больше они должны быть усилены для того, чтобы ощущаться на той же громкости, что и средние частоты. Самая известная технология, использующая этот феномен это кнопка прокачивания громкости на мультимедийных системах. К сожалению, существует очень мало систем, оборудованных «умными» регуляторами громкости, которые с изменением громкости прослушивания следуют кривой Флетчера-Мэнсона. Динамический регулятор громкости уменьшает низкие и верхние частоты пропорционально увеличению уровня. Мы должны принять во внимание, что большинство простых слушателей всегда крутят все ручки на максимум, вот почему “бум бокс” или подобный девайс с включённой функцией прокачки может использоваться для теста во время сведения и мастеринга. Однако основные мониторные колонки никогда не должны быть оснащены подобными вещами.
Одной из причин возникновения феномена Флетчера-Мэнсона является особенность механической конструкции нашей ушной раковины. Основу ушной раковины составляет эластичный хрящ, который способствует фильтрации частот. Он тянется от ушной раковины к слуховому проходу и по строению напоминает улитку. Эволюционная причина этого явления лежит в способности даже на самом тихом уровне слышать средние частоты, которые являются основой распознавания речи.
В условиях многолетней практики был создан особый тип приборов, которые служат для подгонки характеристик мастера под кривые равной громкости. К примеру, ламповый прибор Vitalizer от SPL имеет параметры для настройки баса, чтобы сделать звучание нижней середины менее тусклым, а также улучшить восприятие голоса(лида) и сделать верхние частоты приятными и разборчивыми. Эквалайзер Pultec Pro на UAD платформе предлагает очень похожие возможности.
Ламповый прибор Vitalizer от SPL активно используется при мастеринге в Manifold Studio.
Кривые равной громкости. Уровень громкости, фоны, высота, тембр и громкость звука: определения, расчетные формулы.
Кривые равной громкости используются при построении шумомеров, предназначенных для измерения уровня громкости шумов.
Кривые равной громкости — линии, соединяющие на графике точки, которые обеспечивают впечатление одинаковой громкости при разной высоте тона. Благодаря особенностям человеческого уха низшие и высшие частоты воспринимаются хуже, чем средние, и поэтому для получения одинаковой громкости на них требуется большее звуковое давление.
Кривые равной громкости, приведенные на рис. 119, показывают, как должен изменяться уровень силы звука в зависимости от частоты для сохранения неизменной громкости звука. Кривые приведены для разных уровней громкости. На частоте 1000 гц уровни громкости звука и уровни силы звука совпадают. При малых уровнях громкости ухо менее чувствительно к звукам низких и высоких частот, чем к звукам средних частот.
| Кривые равной громкости (по данным Д. Робинсона и Р. Дадсона. |
Вид семейства кривых равной громкости объясняет причину изменения тембра передачи при прослушивании на разных уровнях громкости.
| Наиболее распространенная схема регуляторов тембра (а и ее частотные характеристики (б. |
Наибольшее соответствие кривым равной громкости обеспечивает схема на рис. 2.133, где используются потенциометр с двумя дополнительными отводами и две корректирующие ЯС-цепи.
| Частотные нормативные кривые.| Воздействие шума на людей.| Пороговые кривые для уровня шума, причиняющего неудобства (Н и для вредного уровня (В. Уровень шума g опасен для здоровья при длительном воздействии. |
Для чистых тонов кривые равной громкости были определены эмпирически. Наряду с частотной зависимостью известно, что убывание чувствительности уха к звуку низких частот в зонах низких уровней намного больше, чем в зонах высоких уровней.
На диаграмме представлены кривые равной громкости. Они позволяют определить, какую величину должны иметь при данной частоте уровень интенсивности звука и звуковое давление, чтобы воспринималась определенная громкость.
На диаграмме представлены кривые равной громкости. Они позволяют определить, какую величину должны иметь при данной частоте уровень интенсивности звука и звуковое давление, чтобы воспринималась определенная громкость. Кривые равной громкости позволяют без вычислений определять громкость Ln для каждого тона по частоте и звуковому давлению или по частоте и уровню интенсивности звука.
Частотные характеристики фильтров соответствуют кривым равной громкости при различных ин-тенсивностях звука.
Частотные характеристики фильтров соответствуют кривым равной громкости при различных интенсивностях звука.
Если еще принять во внимание кривые равной громкости, изображенные на фиг.
Величины уровней громкости L определяют по кривым равной громкости.
1.3.Излучение звука
Поршневой излучатель звука. Фронт излучаемой волны. Направленность поршневого излучателя на разных частотах. Сопротивление излучения излучателя и его зависимость от частоты. Дифракция звуковых волн излучателя («акустическое» КЗ). Волна прямая и обратная. Способы устранения дифракции волн у излучателя Колебания поршня в отверстии стенки закрытого ящика. Влияние гибкости воздуха внутри ящика на частоту резонанса поршневого излучателя
Низкочастотный поршневой излучатель предназначен для работы в газовых средах и может быть использован как для сигнализации, так и для акустической интенсификации тепломассообменных процессов, протекающих в газовой среде или на границе с жидкостью и твердым телом, например при сушке или для коагуляции аэрозолей. Сущность изобретения заключается в том, что поршень не касается стенок трубы и направляется в ней с помощью подшипников качения, так что трение скольжения заменено на трение качения. А для того чтобы через зазор между стенками трубы и поршнем не происходило перетекание газа, выравнивающее давление по обе стороны поршня, и не происходило акустическое короткое замыкание, препятствующее излучению, величина зазора не должна превышать длину вязкой волны на частоте колебаний поршня. В этом случае вязкость газа в зазоре и его инерция обеспечивают необходимую герметизацию зазора. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Локализация звука (спереди/сзади, верх/вниз)
Определение положения источника спереди или сзади определяется формой ушей. Их асимметричная форма так изменяет амплитудно-частотную характеристику звуков, приходящих сзади, что они звучат по-иному, чем звуки, приходящие спереди. Этим же фактом объясняется и способность определять, находится источник звука выше или ниже нас. Фактически, для каждого возможного направления подхода звука к нашему уху существует уникальная амплитудно-частотная характеристика или «звуковой признак». Пока мы слышим хорошо известные нам звуки, например голос знакомого человека или хлопок двери, мы способны легко и точно определить, высоко или низко, спереди или сзади находится источник звука, с какого направления исходит звук. Эти признаки направления прихода звука, включая время задержки, известны под названием «Head Related Transfer Functions» (или сокращенно HRTF).
Частотно-амплитудные графики передаточных функций человеческого уха для звуков, которые поступают с разных направлений.
Февраль 14, 2015
Новые возможности в работе со звуком от Avid!
Компания Avid анонсировала программу для работы со звуком Pro Tools 12, поддерживающую новые варианты лицензирования, а также новые функции для.
Читать далее
Июнь 23, 2015
Интересные мультимедийные кейзы
Несмотря на то, что следующие два ролика, которые мы опубликуем в этом блоге, уже успели стать вирусными на просторах Сети.
Читать далее
Май 28, 2015
AVB мертв! Да здравствует AVB!
Одна из самых поляризационных дискуссий последних лет в AV-индустрии — является или не является набор технических стандартов AVB (Audio Video.
Читать далее
Октябрь 2, 2015
8 важных фактов о будущем 4K (начало)
Доставка 4К-контента может стать для интеграторов дежавю о первых непростых днях работы с HDMI. От перспектив HD over IP до.
Читать далее
Декабрь 23, 2015
Digital signage в образовании: удачные примеры
Каждый год в конце лета учащиеся готовятся (часто неохотно) к началу учебного года. И именно в начале сентября многие ученики.
Читать далее
Май 6, 2016
Искусство и технологии на хокейной арене
Амалии-арена, расположенная в городе Тампа, — домашняя площадка профессионального хоккейного клуба «Тампа-Бэй Лайтнинг», играющего в Национальной хоккейной лиге, и основное.
КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ
К физическим характеристикам звука относят: частоту и интенсивность; к физиологическим – высоту звука, тембр, громкость. Например, звуки большой частоты воспринимаются как высокие и наоборот.
Ухо человека воспринимает широкий диапазон частот
от 20 до 20 000 Гц
Ухо чувствительно к изменению частоты звука.
В акустике используют шкалу уровней (log), т.к. физические величины, характеризующие Звуковое поле, изменяются в широком диапазоне.
Пороговые значения акустических величин стандартизированы. В качестве пороговых значений приняты:
Порог слышимости
= 2 ×10 -5 Па,
I0 = 2 ×10 -12 Вт/м 2
Болевой порог восприятия звука
Уровень интенсивности звука
Уровень ЗД
Уровень ЗМ
Децибел – 1/10 часть Белла.
Бел- единица измерения, используемая в акустике, названная в честь американского ученого и инженера, изобретателя телефона.
Использование шкалы уровней в акустике связано с тем, что в физиологии известен закон Вебера-Фехнера, согласно которому реакция человека пропорциональна логарифму воздействия.
Ухо человека воспринимает разницу значений интенсивности звука в 1дБ.
Изменение уровня звукового давления
Составляет 140 ДБ.
Звук, состоящий из колебаний одной частоты – называют тоном (синусоидальная волна), спектр линейчатый
Самая низкая частота называется основной. Остальные, более высокие частоты, называют обертонами. От частоты и соотношения амплитуд обертонов зависит тембр звука. Обертоны, частоты которых кратны основной частоте, называются высшими гармониками. Музыкальные звуки — гармонические обертоны.
Звук, состоящий из нескольких частот – сложный (шум)
Сложный звук характеризуется спектром, т.е. распределением энергии по частотам.
Для построения спектров используют октавные и 1/3 октавные полосы частот.
ОКТАВА – ПОЛОСА ЧАСТОТ
где — соответственно нижняя и верхняя границы полосы.
За среднюю частоту полосы принимают среднегеометрическую частоту
Если , то ширина полосы равна 1/3 октавы.
СПЕКТРЫ ЗВУКА
ЛИНЕЙЧАТЫЙ
СПЛОШНОЙ
СМЕШАННЫЙ
В ОКТАВНЫХ ПОЛОСАХ ЧАСТОТ, ,
В 1/3 ОКТАВНЫХ ПОЛОСАХ ЧАСТОТ,
| Частоты | 45-90 | 90-180 | 180-355 | 355-710 | 710-1400 | 1400-2800 | 2800-5600 |
| Ср.геом. | |||||||
| Поправка , дБА | -26 | -16 | -8.6 | -3.2 | +1.2 | +1 |
Чувствительность человеческого уха к низким и высоким частотам хуже, чем к частотам речевого диапазона (500-4000 Гц). При проектировании необходимо учитывать эту особенность.
КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ
Звуки разной частоты с одинаковыми уровнями звукового давления человеческим ухом воспринимаются, как звуки с разной громкостью. На графике показаны кривые равной громкости. Каждой кривой соответствует определенный субъективный уровень громкости, измеряемый в фонах. Например, простой тон частотой 20 Гц при уровне звукового давления 100 дБ имеет уровень громкости 50 фон. При частоте 1000 Гц уровень звукового давления в децибелах равен уровню громкости в фонах.
Шум вокруг нас
Доктор физико-математических наук А. ВЯЛЫШЕВ, главный специалист МЧС России.
Диапазоны восприятия шумов слышимого диапазона на разных частотах звука.
Громкость звука, определяемая величиной звукового давления, воспринимается человеческим ухом по-разному — на низких и высоких частотах хуже, на средних (от 2 до 5 кГц) — лучше.
В последние годы при строительстве дорог стали уделять внимание защите от шума. На снимке: шумозащитный экран на третьем транспортном кольце Москвы.
В пластиковых окнах звукоизоляцию обеспечивают большой вес стеклопакета и хорошее уплотнение рамы.
В современных офисах потолки часто облицовывают легкими волокнистыми плитами, которые обеспечивают хорошее звукопоглощение.
Для уменьшения вибрации в стиральной машине служат системы пружинистой подвески и гидравлические амортизаторы бака.
Схема активной системы гашения вибрации в вагоне поезда: 1 — регулятор; 2 — активатор; 3 — датчик рассогласования; 4 — первая ступень рессорного подвешивания; 5 — опорный датчик.
Самый простой способ защиты от шума — индивидуальные ушные протекторы беруши.
Считается, что городские жители давно свыклись с высоким уровнем шума. Но не стоит забывать, что шум нарушает психологический комфорт человека, плохо влияет на состояние вегетативной нервной системы, а иногда поражает и слуховой аппарат, вызывая тугоухость. Откуда берется техногенный шум, каковы его характеристики, в чем заключаются основные принципы и современные методы защиты от него, как обеспечить тишину в собственной квартире? Эта статья ответит и на другие вопросы, волнующие многих читателей.
Когда-нибудь человеку придется ради своего существования столь же упорно бороться с шумом, как он борется сейчас с холерой и чумой.
Роберт Кох
Что такое шум? Это не несущий полезной информации или случайный звук, мешающий окружающим либо причиняющий им значитель ные неудобства. Один и тот же звук, в зависимости от ситуации, может оказаться как шумом, так и информационным сигналом или даже волшебной музыкой. Внезапно сработавшая ночью автомобильная сигнализация для владельца — полезная информация, но для остальных — шум, а громкий радостный детский смех звучит музыкой для родителей, но не для живущих по соседству.
Техногенный шум стал опасен для здоровья только в ХХ веке. Но и в старое доброе время, до наступления эры технического прогресса, жизнь человеческого сообщества тишиной не отличалась. Даже в Древнем Риме жители жаловались, что уличный шум не дает им спать по ночам, и Юлий Цезарь в 50 году до н. э. запретил движение экипажей по ночному городу. Королева Англии Елизавета I (1533-1603), заботясь о ночном покое своих подданных, запретила скандалы и громкие семейные ссоры после десяти часов вечера. В те счастливые времена супружеский разлад был чуть ли не единственным источником шума!
Когда говорят об уровне шума, обычно имеют в виду его интенсивность, которая определяется как поток энергии, приходящейся на единицу площади поверхности (например, ватт на квадратный метр, Вт/м 2 ). Однако интенсивность обычных шумов в этих единицах выражать довольно трудно. Дело в том, что ухо — уникальный аппарат, созданный природой, — улавливает звуки с разницей интенсивности в 10 триллионов раз. Оперировать числами, лежащими в таком широком диапазоне, крайне неудобно. Для характеристики уровня шума приняли логарифмическую шкалу величин, поскольку по ней изменение интенсивности шума на одну единицу в действительности означает изменение в 10 раз. Логарифмическую единицу интенсивности звука назвали «бел» (Б) в честь изобретателя телефона Александра Грейама Белла (1847-1922). На практике оказалось удобнее пользоваться десятыми долями бела — децибелами (дБ). Заметим, что децибел — величина относительная: за 0 дБ принято значение 10 -12 Вт/м 2 . Это порог слышимости, с которого человеческое ухо начинает воспринимать звук. Предельный же уровень интенсивности шума, вызывающий болевые ощущения, равен 130 дБ, или 10 Вт/м 2 (таков шум реактивного самолета на испытательном стенде на расстоянии 50 м). Изменение уровня интенсивности шума на 3 дБ соответствует изменению интенсивности звука в 2 раза, на 6 дБ — примерно в 4 раза и т. д. В децибелах также измеряют звуковое давление, которое определяется как сила, приходящаяся на единицу поверхности (ньютон на квадратный метр, Н/м 2 ). В этом случае за 0 дБ принимается величина 2 x 10 -5 Н/м 2 .
Другая характеристика шума — число звуковых колебаний в одну секунду, или частота звука, измеряемая в герцах. Один герц (1 Гц) равен одному колебанию в секунду. Нота «ля» первой октавы соответствует частоте 440 Гц. Ухо человека в молодом возрасте воспринимает звуки в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц. Инфразвуковые колебания, то есть колебания с частотами ниже 20 Гц, человек не слышит, но ощущает. С возрастом верхняя граница восприятия звука уменьшается и к тридцати годам составляет 15 000-17 000 Гц.
Наше ухо по-разному воспринимает звуки, имеющие одинаковый уровень интенсивности, но разную частоту: звуки с низкой и высокой частотой кажутся тише, чем среднечастотные той же интенсивности. Из-за этого при измерении уровня шума неравномерную чувствительность человеческого уха к звукам разных частот приходится модулировать с помощью специальных частотных фильтров, измеряя так называемый взвешенный уровень звука. Полученная в результате измерений величина имеет размерность дБА. Здесь буква А означает, что взвешенный уровень звука получен с использованием частотного фильтра типа А.
Шумы окружают человека повсюду. Рано утром звон будильника громкостью 55-80 дБА поднимает с постели. Электробритва гудит с громкостью 70-90 дБА, а кофемолка — около 70 дБА. За завтраком вы слушаете по радио музыку — это 50-70 дБА, шум транспорта на улице достигает 70-80 дБА. А на производстве интенсивность шума доходит до 80-90 дБА и выше. Вечером вы, возможно, зайдете в кафе, чтобы «отдохнуть» под 80 дБА «живого звука», или посидите дома у телевизора с громкостью 60-70 дБА. И, наконец, под тихое, всего лишь в 25-35 дБА, тиканье будильника вы засыпаете. Кстати, в соответствии с московскими городскими санитарными нормами шум в квартире с 7 утра до 11 вечера не должен превышать 40 дБА, а с 11 часов вечера до 7 часов утра — 30 дБА.
Читайте в любое время
Детальное описание иллюстрации
Громкость звука, определяемая величиной звукового давления, воспринимается человеческим ухом по-разному — на низких и высоких частотах хуже, на средних (от 2 до 5 кГц) — лучше. Это различие усиливается при низком уровне звукового давления. На графике приведены так называемые кривые равной громкости. Хорошо видно, что порог слышимости (0 дБА — нижняя кривая) при частоте 50 Гц приходится на интенсивность звука в 40 дБ, а при частоте 2 кГц (это примерно соответствует частоте жужжания комара или тихого шелеста листвы) интенсивность звука практически равна 0. Кривая болевого порога (120 дБА — верхний график) не менее характерна — низкие звуки, например раскаты грома, слышны хуже, чем высокочастотный рев сирены. На промежуточных уровнях (кривая равной громкости — 60 дБА) одинаково громкими могут казаться гул промышленного вентилятора (80 дБ при 50 Гц), разговор двух людей (60 дБ при 400-600 Гц) и пение соловья (50 дБ при 5 кГц).
Громкость звука, определяемая величиной звукового давления, воспринимается человеческим ухом по-разному — на низких и высоких частотах хуже, на средних (от 2 до 5 кГц) — лучше. Это различие усиливается при низком уровне звукового давления. На графике приведены так называемые кривые равной громкости. Хорошо видно, что порог слышимости (0 дБА — нижняя кривая) при частоте 50 Гц приходится на интенсивность звука в 40 дБ, а при частоте 2 кГц (это примерно соответствует частоте жужжания комара или тихого шелеста листвы) интенсивность звука практически равна 0. Кривая болевого порога (120 дБА — верхний график) не менее характерна — низкие звуки, например раскаты грома, слышны хуже, чем высокочастотный рев сирены. На промежуточных уровнях (кривая равной громкости — 60 дБА) одинаково громкими могут казаться гул промышленного вентилятора (80 дБ при 50 Гц), разговор двух людей (60 дБ при 400-600 Гц) и пение соловья (50 дБ при 5 кГц).
