Что такое децибелы (дБ), пояснение
Довольно часто в популярной технической радиотехнической литературе, а также при описании электронных схем используется единица измерения децибел (дБ). Однако не все до конца понимают, что это означает.
При изучении электроники начинающий радиолюбитель привык к абсолютным единицам измерения, таким как ампер (ток), вольт (напряжение и ЭДС), ом (электрическое сопротивление) и многим другим, которые используются для количественной оценки определенного электрического параметра (емкости, индуктивности, частоты).
Начинающему радиолюбителю обычно не составляет большого труда разобраться, что такое ампер или вольт. Понятно, что есть электрический параметр или величина, которую нужно измерить. Есть начальный уровень отсчета, который является стандартным в формулировке этой единицы измерения. Есть условное обозначение для этого параметра или величины (A, V). Действительно, как только вы читаете надпись 12 В, вы понимаете, что речь идет о напряжении, подобном, например, напряжению автомобильного аккумулятора.
Однако как только в нем появляется надпись, например, что напряжение увеличилось на 3 дБ или мощность сигнала составляет 10 дБм, у многих возникает недоумение.
Вот что вы должны знать о децибелах.
Что такое децибелСразу стоит уточнить, что белы и децибелы не являются единицами измерения чего-либо. Они не являются результатом измерений. Децибел — это величина, которая показывает, насколько/во сколько раз изменился тот или иной параметр. Другими словами, бел или децибел — это относительная величина, которая вычисляется путем сравнения двух измерений одного и того же параметра.
Теперь, собственно, о белах и децибелах. С точки зрения определений, Бел — это десятичный логарифм отношения двух величин. Любых двух величин. Мощность, напряжение, сила звука, частота и т.д. Давайте разберем на примере. Вам нужно понять, что выдает прибор при изменении входных параметров. Выбирают некоторую точку отсчета — базу. Затем изменяют параметр, измеряют результат, делят его на «базу» и берут десятичный логарифм.
Получаете результат в децибелах. То есть вы измеряете параметры, пересчитываете их в децибелы и строите зависимости.
Любой звук — это волна, распространяющаяся в упругой среде, такой как воздух. Волны создаются колеблющимися телами и распространяются от них во всех направлениях, неся механическую энергию. Именно эта энергия заставляет вибрировать барабанную перепонку нашего уха или мембрану микрофона.
Шумомер — это, прежде всего, микрофон. Чем больше энергия волны, тем больше амплитуда колебаний мембраны микрофона и тем больше электрический ток, который течет от микрофона по проводам. Вы можете измерить этот ток и с его помощью узнать, какова была энергия звуковой волны, которая заставила мембрану колебаться.
Если энергия для вас слишком абстрактна, давайте подойдем к этому вопросу с другой стороны. Вместо того чтобы один человек в комнате говорил с одинаковой громкостью, пусть десять человек говорят одновременно. Естественно предположить, что это сделает шум в комнате в десять раз громче.
А физик скажет вам, что десять человек, говорящих одновременно, по сравнению с одним человеком, создают в десять раз больше звуковой энергии.
Считается, что один сигнал на 10 децибел сильнее («громче») другого, если энергия первого сигнала превышает энергию второго в 10 раз. Самое важное в этом определении то, что оно связывает две разные арифметические операции — сложение и умножение.
Давайте найдем, во сколько раз будет отличаться энергия двух сигналов, если один из них будет на 30 дБ громче другого. Первый сигнал будет на 10 дБ громче второго, плюс еще 10 дБ, плюс еще 10 дБ. Давайте применим определение и поймем, что энергия первого сигнала будет в 10 раз больше энергии второго, затем в 10 раз больше, а затем в 10 раз больше. Однако увеличить что-то в 10 раз три раза подряд — значит увеличить это в 10 × 10 × 10 = 1000 раз.
Что означает 0 дБЭто не отсутствие звука в физическом смысле — это уровень звука, при котором человеческое ухо перестает что-либо слышать.
Звук в физическом смысле, например, колебания воздуха, все еще существует, но мы больше не можем его услышать, потому что он слишком слаб для человека. Если сделать этот звук в 10 раз громче, он будет 10 дБ, еще раз в 10 раз громче — 20 дБ и так далее. Заметьте также, что громкость звука по шкале децибел может быть отрицательной — вы просто не услышите такие звуки, хотя какое-то более чувствительное ухо или физический прибор все же сможет их обнаружить.
Если уровень звука на громкой дискотеке составляет 100 дБ, это означает, что он в 10 000 000 000 000 раз (десять нулей) громче самого тихого звука, который вы можете услышать. Приблизительные значения для различных уровней громкости приведены в этой таблице. Интересно отметить, что психологически люди воспринимают децибелы, а не звуковую энергию: громкий и тихий разговор отличаются на 30 дБ, но никто не почувствует, что разговор в 1000 раз громче.
Физика звука? Что такое громкость? Разбор / Хабр
Если вы когда-нибудь подбирали себе музыкальную колонку, то сталкивались с тем, что сделать это не так-то просто, особенно если вы не специалист в звуковой аппаратуре.
И еще ладно, если вы можете послушать акустику в магазине, но если такой возможности нет, то как понять?
Чем больше Ватт, тем громче, так? Но ведь громкость в децибелах…
Громкость в децибелах или ваттах, частотный диапазон — что это все означает? А если спросить про соотношение сигнал/шум? И это не говоря о том, что звучание — это дело вкуса.
Насколько качественный у музыкальных колонок звук? Насколько мощный бас? Сможет ли колонка раскачать комнату, дачу или целый район? Почему и как мы слышим, и как производители это учитывают и превращают в лайфхаки. Сегодня разберемся в том, как подобрать себе оптимальную акустику.
Что такое звук?
Для начала давайте ненадолго вернемся на урок физики и вспомним, что вообще такое звук. Это механические колебания, распространяющиеся по воздуху, жидкости или даже по твердому телу в виде волн. Но для нас звук, это в большинстве случаев — просто колебание давления в воздухе.
Давление меняется, наши барабанные перепонки улавливают эти изменения и мы слышим звук!
Соответственно, чем сильнее перепады давления, тем звук громче. Казалось бы, все просто. Но здесь физика начинает смешиваться с человеческими ощущениями и все становится сложнее.
Восприятие громкости
Сперва о том, что такое децибелы. Все думают, что это что-то там про громкость. На самом деле дБ — это универсальная штука для обозначения величин в очень широких диапазонах. Потому что децибелы отображаются в логарифмической шкале, и формула у них соответствующая: логарифм отношения двух значений. То есть логарифм показывает не насколько громкий звук, а на сколько порядков этот звук мощнее базового уровня.
Например, утверждение «громкость звука составляет 30 дБ» означает, что интенсивность звука в 1000 раз превышает порог слышимости звука человеком. Но и в данном случае не все так просто. Изменения давления в воздухе измеряется в децибелах, но вот наше восприятие громкости в другой величине — фонах!
Начнем с того, что все частоты мы слышим по-разному.
Дело в том, чувствительность нашего уха к разным частотам сильно разная. Поэтому, громкость, это скорее про наши ощущения, чем про давление.
Что это такое?
Фон (др.-греч. φωνή звук)
Фоны — это такие кривые громкости которые были построены по усредненным ощущениям людей с нормальным слухом в возрасте от 18 до 25 лет включительно. На этот счет даже есть ГОСТ, стандарт ISO 226. Поэтому не переживайте — все официально. Люди были проверены с вымытыми ушами.
Шкала фонов отличается от шкалы децибелов тем, что в ней значения громкости коррелируют с чувствительностью человеческого слуха на разных частотах.
Например, тон с частотой 1000 Гц мы начинаем слышать при значении 0 децибел, то есть прямо на пороге слышимости. А тон с частотой 20 Гц мы начнем слышать только в районе 80 децибел.
Поэтому в басовитых колонках нужны большие и мощные динамики для низких частот. В JBL Partybox 310 таких динамиков целых два, по 176 мм каждый. Но и за высокие частоты тут отвечают два динамика, естественно, диаметром поменьше — 65 мм.
Кстати, с этими кривыми есть интересный момент. Если нанести на график звуки разных языков, то окажется, что наша речь попадает как раз в провал на графике — примерно от 250 до 5000 герц. То есть у нас от природы есть своеобразный аппаратный усилитель речи. А свистящие призвуки мы слышим громче всего. Именно поэтому они нас так бесят.
Во-вторых, мы воспринимаем громкость нелинейно. Тихие звуки мы различаем между собой гораздо лучше, чем громкие.
Именно поэтому и шкала громкости в фонах, которые мы привыкли называть децибелами тоже не линейная, а логарифмическая. Это значит, что при увеличении громкости в 10 раз мы получим +10 дБ, а в 100 раз +20 дБ. Это объясняет, почему разница между громкой музыкой 110 децибел и шумовым оружием (200 Дб) не выглядит такой уж большой в децибелах. Хотя мы же знаем, что и при 100 децибелах можно стать шумным оружием, всё зависит от выбора композиции.
Ватты
Но как понять, с какой громкостью будут звучать акустика и хватит ли нам этой громкости, чтобы раскачать нужное помещение?Этот вопрос не менее каверзный. Громкость в децибелах на колонках никогда не указывается. Зато указывается мощность в Ваттах. Например, в характеристиках JBL Partybox 310 можно найти значение полной выходной мощности — 240 Вт RMS.
Что это значит? Оказывается, мощность тоже бывает разная.
Тут важно обратить на буковки RMS — это значит предельная синусоидальная мощность или Rated Maximum Sinusoidal. Если по-простому, колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. То есть реально на пределе сил. В основном именно такой показатель указывают все приличные производители.
Но нам нужно чтобы музыкальная колонка могла работать более одного часа, поэтому вычислим другой показатель, который называется просто синусоидальная мощность. Это уже такая мощность, при которой колонка сможет бесконечно долго работать без повреждений.
Она обычно процентов на 25 меньше RMS.
Итого получается, что наш монстр может выдавать примерно 180 Вт! Кстати, важный момент, часто на дешевых колонках указывают всякие запредельные мощности типа 1000 Вт, но не RMS а PMPO — не путать с PIMP.
PMPO — Peak Music Power Output. Это еще один способ указания мощности. Но проблема в том, что это такая мощность, которую динамик сможет выдержать в течение 1-2 секунд. Поэтому внимательно изучайте какого типа Ватты вам продают.
В JBL Partybox 310 — 240 RMS или примерно 180 Вт чистой мощности. Но много это или мало?
Смотрите, например, у маленькой, но громкой JBL Charge мощность: 30 Вт RMS. Такой колонки хватит, чтобы раскачать небольшое помещение до 20 квадратных метров.
240 Вт RMS хватит на целый спорт зал, а с учетом что тут Тут Bluetooth 5.1 и можно подрубить вторую вторую колонку, чтобы они работали в паре, то можно и концерт устроить.
Вообще эта колонка много чего умеет. Звук можно передать не только по Bluetooth, но и через AUX-вход, а также можно воткнуть USB-флешку и переключать треки прямо с колонки или через специальное приложение Partybox App.
Через это же приложение, можно стримить музыку и управлять светом: тут куча вариантов подсветки. Или даже можно настроить караоке — для этого есть микрофонные входы. Микрофон у JBL тоже есть — PBM100. Он довольно простой, зато его специально создавали под линейку Partybox. У него кардиоидная диаграмма направленности, поэтому слышно только голос, никаких посторонних шумов.
Также прямо в колонке есть целая панель звуковых эффектов. Получается настоящий передвижной караоке. Колонка тяжелая, конечно, но тут есть ручка, как в чемодане, и колесики — очень удобно придумали. Что важно, есть защита от брызг IPX4. А значит и на природе можно устроить движ.
Кстати, ёмкость аккумулятора 72 Вт*ч. Его хватит на 5 часа работы, если врубать музыку на полную, в экстренных условиях, например, на улице с низкой температурой можно рассчитывать на 2-3 часа работы. А в негромком чилл-режиме колонка может проработать до 18 часов.
АЧХ
Тут есть два способа.
Первый — просто послушать разные колонки и подобрать себе по вкусу, потому что у каждого свои предпочтения, свои любимые жанры и в конце концов, свой слух.
Второй способ — посмотреть на амплитудно-частотную характеристику звука колонки. Она показывает то, как громко динамики воспроизводят звуки разных частот, а если точнее, то насколько равномерно громкость распределена по частотам. Самому провести замер АЧХ не очень просто, но в интернете обычно можно найти тесты АЧХ на популярные гаджеты.
В идеальном случае АЧХ должна быть почти П-образной с резким возрастанием на самых низких частотах, горизонтальной линией к высоким частотам и падением где-нибудь в районе 20 килогерц. В реальности даже очень дорогие студийные или сценические акустические системы дают не идеальную АЧХ, а в доступных обычному покупателю устройствах она будет сильно отличаться от идеала. Здесь нужно смотреть на то, чтобы на графике не было сильных проседаний, чаще всего это заметно в басах, то есть самых низких частотах, которые расположены слева на графике.
Чтоб вы понимали масштаб явления. Если сравнить АЧХ этой колонки и iPhone 12 Pro, то будет наглядно видно, почему смартфоном комнату не раскачать и он будет звучать пискляво, хоть и громко. Но точных студийных замеров АЧХ для нашей колонки в интернетах, к сожалению, нет.
Соотношение сигнал/шум
Наконец, качество звука показывает соотношение сигнала к шуму. Это говорит нам о том, насколько полезный сигнал, то есть звуки песни или кино, превосходит шум, который неминуемо есть в любой акустике. Его можно заметить самому, если не подавать на колонку или усилитель никакой звук и выкрутить громкость на максимум. Соотношение сигнала к шуму измеряют в децибелах и чем оно больше, тем лучше. Условно можно сказать, что 80 децибел — хороший уровень, 100 — High End. В этой колонке соотношение — 90 децибел, что очень даже хорошо.
Итоги
Сегодня мы узнали гораздо больше о звуке и о том, на что стоит обратить внимание при выборе музыкальных колонок в комнату, на дачу или для выездов на природу.
В то же время мы узнали о JBL Partybox 310, которая является представителем мощных и универсальных колонок, которые подойдут для тусовки дома или на природе. Это своеобразный чемоданчик звука с подсветкой, встроенным аккумулятором, высокой громкостью и неплохим качеством. В общем, и для дома, и для пикника.
Что такое децибелы? Измерение звука в воздухе и воде
Перейти к содержимомуЧто такое децибелы?mstocker2023-02-09T05:39:12+00:00
[latexpage] Важно знать, что децибелы ($dB$) не являются выражением определенного количества или суммы, децибелы – это выражение относительных количеств или сумм. Термин «$0 дБ$» не является мерой или выражением ничего, а скорее является точкой отсчета для конкретной рассматриваемой шкалы децибел.
В акустике децибелы используются для оценки уровней энергии с точки зрения уровня звукового давления (SPL) с термином «$dB_{SPL}$». По соглашению $0dB$ относится к любой конкретной опорной точке. Контрольная точка для воздушного звукового давления соответствует самому низкому порогу человеческого слуха, который составляет $0 дБ = 20 микроПаскалей$ ($20 {мкПа$) — удобство, адаптированное к известной величине давления по отношению к человеческому восприятию.
Эта мера не имеет значения под водой, поэтому референтный уровень звука океана смещается вниз к математически более удобному числу – к реперной точке $0 дБ = 1 {мкПа$.
Математическим следствием этого является численный сдвиг на $26 дБ$. Это просто означает, что любое конкретное значение SPL, выраженное относительно 20 мкПа, будет на 26 дБ$ меньше, чем то же значение, выраженное относительно 1 мкПа$. Два простых математических выражения для этого:
$ 0 dB_{SPL} re: 20 мкПа = -26 dB_{SPL} re: 1 {мкПа $
и
$ 0 dB_{SPL} re : 1 мкПа = +26 дБ_{УЗД} re: 20 мкПа $
Оба этих уравнения выражают один и тот же уровень звукового давления независимо от среды. Это одинаковое количество энергии в воздухе, воде, дереве или стали.
Децибел также является логарифмической шкалой. Логарифмические шкалы — это способ выражения порядков в простых числах без необходимости распечатывать множество нулей в уравнении. Это означает, что каждое увеличение на $10 дБ$ означает десятикратное увеличение энергии.
Представление звука в числовом выражении может сбить с толку почти любого, кто специально не занимается оценкой звука с помощью чисел. Звук не воспринимается в числовом выражении, но обычно описывается как «Тихий», «Громкий» и «Чрезмерный». Примирение с числами усугубляется использованием децибелов для выражения уровней звука. Децибелы не являются выражением конкретной величины, скорее они являются выражением относительных количеств или количеств, выраженных в терминах относительных порядков величины.
децибел становится полезным инструментом при работе с большими диапазонами чисел, такими как 1, 100, 1 000 000 и 1 000 000 000. Это способ избежать путаницы с множеством нулей в вашей математике.
Чтобы воспользоваться децибелами, сначала необходимо установить полезную величину, к которой относится шкала дБ. Это устанавливает ваш эталон «$0 dB$».
С этого момента каждое число в дБ выражает отношение к этой «точке $0 дБ$». Это соотношение выражается в коэффициентах 10 (отсюда и слово «децибел»). Каждое увеличение на 10 дБ$ означает десятикратное увеличение количества, т. е.: 0 дБ = 1, 10 дБ = 10, 20 дБ = 100, 30 дБ. = 1000$ и так далее.
Чтобы представить это в осязаемых терминах, мы выразим относительное количество яблок в единицах $dB$.
Для меня одно яблоко — это полезное количество яблок, поэтому я могу выразить одно яблоко как «$0 dB_{apple}$». Мешок с 10 яблоками равен «10 dB_{apple}$», бушель из 100 яблок составляет «$20 dB_{apple}$», а загрузка магистрали в 1000 яблок — «30 dB_{apple}$». Больше этого числа количество яблок мне не нужно. Для промышленного дистрибьютора яблок одно яблоко не является полезной точкой отсчета, поэтому они могут использовать багажник из 1000 яблок в качестве точки отсчета «$0 dB_{APPLE}$». Для них единица хранения на 10 000 яблок стоит «10 дБ_{ЯБЛОКО}$», товарный вагон на 100 000 яблок – «20 дБ_{ЯБЛОКО}$», а грузовой корабль с 1 000 000 яблок – «30 дБ_{ЯБЛОКО}$».
». Пока мы знаем, что «$0 dB_{apple}$» — это одно яблоко, а «$0 dB_{APPLE}$» — 1000 яблок, мы можем отслеживать, сколько яблок у нас есть. Разница между «$0 dB_{apple}$» и «$0 dB_{APPLE}$», выраженная в математических терминах, составляет:
$ 0 dB_{APPLE} = +30 dB_{apple} $
и
$ 0 dB_{apple} = – 30 dB_{APPLE} $
Коэффициент преобразования между этими числами составляет $30 dB$.
- Узнайте о шуме океана
- Что такое шумовое загрязнение океана?
- Как слышат рыбы?
- Что такое децибелы?
- Что такое биоакустика?
- Исследуйте звуки залива
- Слушая океан: чтение аудиографий
- Установка гидрофонов
- Упражнения: Игра со звуком
- Хронология: корни понимания звука
Какой децибел у тихой посудомоечной машины?
Посудомоечные машины обычно имеют уровень шума от 40 до 50 децибел (дБА), при этом модели с более низким уровнем шума тише, чем их аналоги.
Если вы ищете посудомоечную машину, которая поможет вам убраться после ужина и бесшумно работать в фоновом режиме во время вечера семейного кино, изучите посудомоечные машины марки Whirlpool с уровнем шума всего 41 дБА.
Что означает децибел в посудомоечной машине?
Децибелы используются для измерения уровня шума в посудомоечной машине, чтобы дать вам представление о том, насколько громко она будет работать. Обозначается уровнями дБА, что переводится как «децибелы, взвешенные по шкале А», и чем ниже оценка, тем тише будет ваше устройство. Вообще говоря, современные посудомоечные машины могут колебаться от 40 до 50 дБА, что похоже на звук, когда кто-то печатает на клавиатуре.
Для определения этого рейтинга посудомоечные машины сравниваются с другими кухонными приборами и регистрируются сторонней производственной компанией Owens Corning. Откройте для себя тишину посудомоечных машин марки Whirlpool , чтобы найти подходящую модель для вашего дома.
Что делает посудомоечную машину тихой?
Конструкция и механика посудомоечной машины могут иметь большое значение для сведения к минимуму громких шумов на кухне.
Такие факторы, как изоляция, материал, особенности утилизации и поток воды, могут повлиять на уровень децибел вашего прибора.
Поток воды — Чтобы ваша посудомоечная машина работала должным образом, вода закачивается, проходит цикл мытья и откачивается после завершения цикла. Этот процесс может быть шумным, но такие факторы, как напор воды, скорость воды, бесшумные насосные системы и инновации в циклах, могут помочь снизить рейтинг дБА для более тихой посудомоечной машины.
Сравнение уровня шума посудомоечной машины в децибелах
Для лучшего понимания уровней шума в децибелах обратитесь к приведенной ниже таблице для сравнения с повседневными звуками. Как правило, посудомоечные машины имеют уровень шума от 40 до 50 дБА, при этом чем ниже показатель, тем тише прибор.
Правильный выбор бесшумной посудомоечной машины
Знание факторов, помогающих свести к минимуму шум посудомоечной машины, и понимание уровня шума в децибелах — вот ключи к выбору тихой посудомоечной машины для дома.
