Корисні відомості про звук

Звуковий тиск

Звукові хвилі розповсюджуються в повітрі у вигляді коливань тиску. Вуха сприймають коливання тиску, як звук. Звуковий тиск вимірюється в паскалях, Па.
Найменший звуковий тиск, який сприймає людське вухо (поріг чутності), рівно 0,00002 Па (20 мкПа). Найбільший тиск (больовий поріг) складає 20 Па. Різниця рівнів тиску складає 1 мільйон разів.

Велика різниця між порогом чутності і больовим порогом створює незручність при використанні. Тому використовується логарифмічна шкала, заснована на відношенні дійсного звукового тиску до порогу чутності. Одиницею шкали є децибел, дБ. При цьому 0 дБ відповідає порогу чутності, а 120 дБ (20lg(Pmax/Pmin) відповідають больовому порогу.

Звукова потужність

Звукова потужність визначається як кількість енергії, передаваної в одиницю часу. Звукова потужність не може бути зміряна безпосередньо і обчислюється через звуковий тиск. Логарифмічна шкала в децибелах різна для звукової потужності і звукового тиску. Звукова потужність не залежить від конструкції приміщення і тому її зручно використовувати для порівняння акустичних характеристик різних джерел звуку.

Частота

Кількість коливань джерела звуку за одну секунду називається частотою, при цьому одне коливання в секунду рівне 1 герц, Гц. Частота є характеристикою висоти звуку. Більша кількість коливань в секунду, тобто висока частота, дає вищий тон.

Залежність рівня звукової потужності і рівня звукового тиску

На рівень звукового тиску, створюваного джерелом звуку робить вплив рівень випромінюваної потужності, коефіцієнт спрямованості джерела; відстань до джерела і поглинаючі характеристики приміщення. Коефіцієнт спрямованості Q визначає як звук розподіляється навколо джерела. Наприклад, при коефіцієнті спрямованості Q=1 випромінювання звуку буде таким же, як при випромінюванні з вузької труби. Для дифузора, розташованого у середині стіни, спрямованість буде півсферичною, а коефіцієнт спрямованості Q=2

Здатність поверхні поглинати звук визначається як коефіцієнт поглинання [a], який знаходиться в діапазоні між 0 і 1. Величина рівна 1 відповідає повністю поглинаючій поверхні, а величина рівна 0 відповідає повністю відзеркалюючій поверхні.

Розрахунок рівня звукового тиску

Для розрахунку рівня звукового тиску використовується формула.

formul1.png

Lp - рівень звукового тиску, дБ;
Lw - рівень звукової потужності, дБ;
Q - коефіцієнт спрямованості;
r - відстань до джерела звуку, м;
A - еквівалентна площа поглинання приміщення, м2.

Сприйняття вуха, як фільтру

Змінна сприйнятливість людського вуха по діапазону частот призводить до того, що один і той же рівень звуку на низьких і високих частотах не сприймається однаково. Він сприймається, як два різні рівні звуку. Для компенсації нерівномірної сприйнятливості людського вуха використовується фільтр А. Фільтр А на кожній частоті вносить наступну поправку в дБ (А).

formul2.png