Коэффициент шума — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Коэффициент шума — отношение мощности шумов на выходе устройства при включенном на его входе активном сопротивлении, равном номинальному входному сопротивлению устройства, к мощности шумов на выходе, обусловленной тепловыми шумами только этого сопротивления^[1][2]

Коэффициент шума и шумовую температуру вводят для количественного описания шумовых свойств линейных трактов радиоприемных устройств^[3], усилительных устройств, а также антенн и антенных решеток. Коэффициент шума показывает, во сколько раз уменьшается отношение сигнал/шум при прохождении смеси сигнала и шума через радиотракт. Различают дифференциальный коэффициент шума (мощность шумов подсчитывают в бесконечно узкой полосе частот, охватывающей данную частоту, что позволяет установить частотную зависимость шумовых свойств устройства) и интегральный коэффициент шума (учитывают мощность шумов в полосе пропускания системы «источник сигнала — устройство»).

Коэффициент шума (NF) измеряется в децибелах (дБ) и определяется по формуле

NF=10log10⁡Si/NiSo/No,{\displaystyle NF=10\log _{10}{\frac {S_{i}/N_{i}}{S_{o}/N_{o}}},}

где Si/Ni{\displaystyle S_{i}/N_{i}} — отношение сигнал/шум на входе радиотракта, а So/No{\displaystyle S_{o}/N_{o}} — отношение сигнал/шум на его выходе

Часто также можно встретить эту же величину, но выраженную в безразмерных единицах. Такую величину называют «фактор шума» (F), и численно она связана с коэффициентом шума следующим выражением:

F=10NF10=Si/NiSo/No{\displaystyle F=10^{\frac {NF}{10}}={\frac {S_{i}/N_{i}}{S_{o}/N_{o}}}}

Коэффициент шума каскадного соединения[править | править код]

При каскадном соединении элементов, фактор шума системы вычисляется по следующей формуле:

F=F1+F2−1G1+F3−1G1G2+F4−1G1G2G3+⋯+Fn−1G1G2G3⋯Gn−1,{\displaystyle F=F_{1}+{\frac {F_{2}-1}{G_{1}}}+{\frac {F_{3}-1}{G_{1}G_{2}}}+{\frac {F_{4}-1}{G_{1}G_{2}G_{3}}}+\cdots +{\frac {F_{n}-1}{G_{1}G_{2}G_{3}\cdots G_{n-1}}},}

где F_n фактор шума n-ого элемента, а G_n коэффициент усиления n-ого элемента, выраженный в относительных единицах.

1. ↑ ГОСТ 28324-89. Сети распределительные приемных систем телевидения и радиовещания. Классификация приемных систем, основные параметры и технические требования
2. ↑ Давыдов Ю. Т., Данич Ю. С., Захаров Ю. С., Протопопов А. С., Цветнов В. В., Жуковский А. П. Радиоприемные устройства / Под ред. А. П. Жуковского. М.: Высш. шк., 1989. С. 25.
3. ↑ ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения. «Коэффицент шума радиоприемника — отношение уровня шума, измеренного на входе детектора или выходе линейной части радиоприемника при температуре источника сигнала 293 K, к мощности шума, которая была бы на соответствующем выходе, если бы источник сигнала был единственным источником шума»

Измерение уровня шума дБА в квартире. Процедура. Судебная практика

---

Допустимый уровень шума — это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму (п. 3.4 СН 2.2.4/2.1.8.562-96).

Эквивалентные и максимальные уровни звука в дневное и ночное время

Согласно п. 6.3 СН 2.2.4/2.1.8.562-96 допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки следует принимать по таблице 3 (приложение к СН), согласно которой в жилых комнатах квартир эквивалентные и максимальные уровни звука:

• с 23.00 до 7.00 часов (ночью) не должны превышать 30 и 45 дБА;
• с 7:00 до 23:00 часов (днем) не должны превышать 40 и 55 дБА.

Аналогичные показатели допустимости уровня звукового давления указаны в Приложение N 3 к СанПиН 2.1.2.2645-10, утвержденным Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 10.06.2010 N 64

Максимальный уровень звука в квартире днем и ночью: 55 и 45 дБА

О максимально допустимых уровнях звука в комнатах квартир указывается и в Постановлении Правительства РФ от 28.01.2006 N 47 «Об утверждении Положения о признании помещения жилым помещением, жилого помещения непригодным для проживания и многоквартирного дома аварийным и подлежащим сносу или реконструкции», в п. 26 которого указано:

В жилом помещении допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентные и максимальные уровни звука и проникающего шума должны соответствовать значениям, установленным в действующих нормативных правовых актах, и не превышать максимально допустимого уровня звука в комнатах и квартирах в дневное время суток 55 дБ, в ночное — 45 дБ. При этом допустимые уровни шума, создаваемого в жилых помещениях системами вентиляции и другим инженерным и технологическим оборудованием, должны быть ниже на 5 дБА указанных уровней в дневное и ночное время суток.

Когда допустимый уровень звукового давления ниже 30 дБА? – 5 дБА

Уровни звукового давления в октавных полосах частот в дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции и другим инженерно-технологическим оборудованием самого здания, следует принимать на 5 дБА ниже (поправка = минус (-) 5 дБА), указанных в приложении 3 к настоящим санитарным правилам (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует) (пункт 6.1.3. СанПиН 2.1.2.2645-10).

Например, производится измерение (в ночное время) уровня шума, создаваемого работой лифта, либо системой вентиляции, кондиционирования, отопления и проч. Шумомер показал значение в 29 дБА эквивалентного уровня звука (при допустимом 30 дБА, согласно приложению 3 к СанПиН 2.1.2.2645-10). Превышение или нет?

Исходя из положения п. 6.1.3. СанПиН 2.1.2.2645-10, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА, следует принимать на 5 дБА ниже, соответственно, допустимым уровнем звука будет являться 25 дБА, т.е. налицо превышение допустимого уровня звука.

Чем регулируется процедура измерения уровня шума?

Порядок, процедура измерения уровня шума предусмотрена Методическими указаниями. МУК 4.3.2194-07 «Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях», утвержденными Роспотребнадзором 05.04.2007 года (далее – МУК).

Несведущего в технических вопросах гражданина вряд ли заинтересуют сложные формулы для расчета показателей уровня шума, а вот некоторые общие правила определения шумового влияния разных источников понять не сложно. Нередко из-за их несоблюдения результаты измерений впоследствии отвергаются судом как доказательства, не являющиеся достоверными.

Учет фонового шума при измерении уровня шума оборудования

Пожалуй, главным условием для правильной оценки шумового влияния различных источников, является учет влияния фонового шума. Фоновый шум в некоторых случаях может даже превышать шум оборудования, находящегося в доме и не учитывать данный фактор нельзя.

Необходимость учета экспертом фонового шума в судебной практике

Речь идет об учете фонового шума от источников, находящихся в непосредственной близости от жилого дома, например, трамвайных путей, парковки автомобилей, киосков, АЗС и т.д. (об учете влияния фонового шума см. таблицу 1 Методических указаний, п.п. 2.7. – 2.16 МУК). Примеры из судебной практики:

1. Предписание Роспотребнадзора о снижении уровня шума магазина признано судом незаконным

Управлением Роспотребнадзора Обществу выдано предписание о необходимости в своей деятельностью (работой магазина на первом этаже жилого дома) не ухудшать условия проживания людей в жилом доме: провести мероприятия по снижению уровня шума от работы холодильного оборудования торгового зала, холодильных камер, компрессора продовольственного магазина.

Общество не согласилось с указанным предписанием, обжаловало его в суд.

Суд отказал в признании предписания незаконным по следующим основаниям.

Как следует из экспертного заключения, при работе оборудования магазина превышены предельно допустимые уровни звукового давления. Вместе с тем, заключение эксперта и его показания являются неполными. В заключении не указано, куда выходят окна этого помещения (во двор, на дорогу), наличие или отсутствие иных источников шума, и периодичность замеров в указанные в заключении периоды времени. Окна жилого помещения квартиры выходят на проезжую часть, где также располагаются трамвайные пути, в непосредственной близости находятся: парковка автомобилей, киоски, АЗС; на пятом этаже установлен кондиционер. Однако уровень шума от указанных объектов из материалов дела установить не представляется возможным (см. Постановление Арбитражного суда Западно-Сибирского округа от 22 октября 2014 г. по делу N А45-22660/2013).

2. Заключение специалиста о превышении уровней шума в отсутствии измерений фонового шума свидетельствует о существенном нарушении требований МУК, о чем свидетельствует и судебная практика

Например, предписание административного органа признано недействительным по следующим основаниям: суд апелляционной инстанции указал, что при измерении уровня шума допущены нарушения методических указаний «Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях. МУК 4.3.2194-07».

В силу пункта 2.6 названных методических указаний измерение шумового влияния оборудования надлежало провести сначала при включенной системе котельной, а затем в тех же точках при выключенной (измерение фонового шума).

В кассационной жалобе управления отсутствуют доводы о том, что проведенное измерение шума соответствует методическим указаниям, разработанным Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Суд апелляционной инстанции сделал правильный вывод о том, что административный орган не доказал превышение шума в указанном жилом доме от работы котельной (см. Постановление ФАС Северо-Кавказского округа от 30.09.2013 по делу N А32-21997/2012)

Разность между фоновым и измеренным уровнем шума оборудования меньше 3 дБА

Как понимать положение МУК: «Если разность между измеренным и фоновым уровнем шума менее 3 дБА, то использовать результат измерения недопустимо»?

В том случае, когда измеряется уровень шума в квартире жилого дома, расположенного в черте большого города, то фоновый уровень шума будет существенным, особенно, если речь идет о доме расположенном вдоль центральных улиц и магистралей. Кроме того, фоновый шум складывается из множества других разночастотных звуков, не всегда отчетливо различимых человеческим ухом. Это функционирование и жизнедеятельность города: все виды транспорта, работа оборудования как в близлежащих домах и предприятиях, так и удаленных, шум, вызванный действиями человека, природными явлениями, животными, птицами и т.д. Совокупность всего этого составляет фоновый шум.

Приведем пример. Жильцы жалуются на шум, излучаемый оборудолванием, находящимся внутри дома, а именно, систем принудительной вентиляции, используемой ООО для функционирования кафе и магазина.

Учитываем, что согласно п. 2.11 МУК, если источник шума располагается внутри здания, при проведении измерения в помещении окна и двери помещений должны быть закрыты.

Закрываем окна и двери. Проводим измерения. Для дневного времени суток допустимые значения уровня шума не превышены, а вот для ночного времени суток шумомер показал значение 29 дБА эквивалентного уровня звука (что больше допустимых 25 дБА согласно пункта 6.1.3. СанПиН 2.1.2.2645-10.

Измеряем фоновый уровень шума. Для этого отключаем систему принудительной вентиляции. Шумомер показал 27 дБА. То есть, разность между измеренным и фоновым уровнем шума составила менее 3 дБ, а значит, использовать результат измерения недопустимо.

Что означает на практике такая «недопустимость»? Это означает, что суд не сможет констатировать факт превышения допустимого уровня шума от работы оборудования и не сделает вывод о нарушении прав граждан; не обяжет ответчика устранить допущенные нарушения, поскольку разница между фоном и шумом от источника настолько невелика, что это должно восприниматься по смыслу МУК 4.3.2194-07 скорее как погрешность.

Процесс измерения шума в квартире. Исключение влияния постороннего шума

В п. 2.7. МУК указано, что измерения шума следует проводить не менее чем в трех точках, не ближе 1 м от стен и не ближе 1,5 м от окон помещений на высоте 1,2 — 1,5 м от уровня пола.

При этом, согласно п. 2.10 МУК, во время измерений в помещениях должны быть выключены радио- и телевизионные приемники и другое оборудование, создающее посторонний шум.

Измерения уровня шума проводят отдельно в дневное и ночное время (п. 2.15 МУК).

Можно ли измерять уровень шума в квартире не только в жилой комнате, но и в кухне?

Полагаем, что измерения в кухне не дадут объективный результат по следующим основаниям.

Как правило, в кухнях жилых домов проходят стояки холодного, горячего водоснабжения, канализации, отключение которых невозможно по определению. Полагаем, что проведение измерения на кухне (при наличии другой комнаты или комнат) не основан на требованиях вышеуказанного п. 2.10 МУК, тем более учитывая, что в ночное время граждане в большинстве своем находятся в спальной комнате (если измерения проводятся в ночное время).

Более того, в кухне, как правило, расположена бытовая техника: как минимум, холодильник (является основным источником шума не только в кухне, но, нередко и во всей квартире), как максимум, еще несколько единиц бытовой техники, которая даже в режиме «ожидания» (подключенная к электросети) излучает шум.

В протоколе измерения должны содержаться сведения об отключении перед проведением измерений всей бытовой техники, находящейся в помещениях.

Также в протоколе измерений шума обязательно должны присутствовать сведения о положении окон и дверей в момент проведения замеров (например, что окна и двери были закрыты, если источник шума располагается внутри здания).

Последовательное исключение отдельных источников шума

Итак, представим, что жильцы квартир жилого дома жалуются на превышение шума в их квартирах от работы оборудования. При этом, в доме функционирует и, соответственно, «шумит» самое разное оборудование. Это и система вентиляции и наружные блоки кондиционеров, и система отопления и лифты и, может быть, что-то еще.

Следует определить какое именно оборудование создает дискомфорт жильцам дома и только потом уже суд по искам жильцом обяжет его либо демонтировать, либо провести шумоизоляцию.

На этот счет есть указания в МУК 4.3.2194-07.

Согласно п.п. 1.8. 1.9. указанных Методических указаний, оценка уровня шума на соответствие гигиеническим нормативам проводится с учетом всех источников шума, оказывающих воздействие на помещение или территорию. При этом применяются требования, учитывающие особенности оценки шума отдельных источников, установленные настоящими методическими указаниями… Для оценки вклада отдельных источников шума в общую акустическую обстановку необходимо проводить измерения уровня звука (звукового давления), последовательно включая или исключая отдельные источники шума.

Расстояние от шумомера до тела человека. Наличие штатива

Согласно п. 1.13 Методических указаний микрофон шумомера должен быть направлен в сторону основного источника шума и удален не менее чем на 0,5 м от человека, проводящего измерения.

Из протокола измерений шума может следовать, что использовались, к примеру, анализатор шума и вибрации «Ассистент Тотал» и рулетка металлическая. А ссылка на использование штатива в протоколе отсутствует. То есть, при проведении измерений, анализатор шума и вибрации находился у эксперта в руке (по крайней мере предположить иное затруднительно).

Между тем, данное обстоятельство также влияет на полученные при измерениях величины.

Например, признавая протокол измерений шума ненадлежащим доказательством, суд указал следующее:

«..ссылка на то, что при измерении уровня шума применение штатива не является обязательным, поскольку это не предусмотрено Методическими указаниями, подлежит отклонению, т.к. принципиальным является не наличие (отсутствие) штатива при измерении, а расстояние от шумомера до тела человека, производящего замеры, поскольку акустические волны, отраженные от плоскости груди, могут наложиться на мембрану микрофона шумомера и тем самым создать дополнительное звуковое давление, искажающее результаты измерения.

В данном случае, Управлением Роспотребнадзора по Оренбургской области не представлено доказательств того, что в отсутствии штатива лицо, проводящее замеры шума, соблюдало установленную Методическими указаниями дистанцию 0,5 м». (см. Решение Оренбургского областного суда от 01.11.2012 по делу N 12-165-2012).

Сведения о компетенции экспертов

Отсутствие в протоколе измерений шума сведений о компетенции проводящих измерения специалистов, является дополнительным основанием для сомнений в достоверности доказательства. На это также обращают внимание суды.

Например, приходя к выводу о том, что протокол измерений уровней шума не является достоверным доказательством, суд сослался на то, что измерения шума от строительных площадок проводились без учета общего фона, а также указал, что «в протоколе измерений отсутствуют сведения об эксперте, подписавшем его, его компетенции, стаже работы, сведения о том, прошел ли он соответствующую аттестацию» (см. Апелляционное определение Московского городского суда от 10.09.2013 по делу N 11-12342).

Уровень шума — как его правильно измерять?

Замеры уровня шума

Чтобы понять, является ли уровень шума физической величиной, необходимо понять, что такое децибел, которым измеряется сам звук. Кстати, свое название эта величина получила в честь Александера Грейама Белла, который изобрел телефон, и никакого отношения к уровню звукового давления не имел. Но исторически сложилось именно так.

Уровень шума в Дб

Так вот считается, что децибел – это единица измерения шума. Хотя это не так. Почему? Все дело в том, что измерить звуковую волну можно несколькими параметрами, одна из которых энергия, приходящаяся на величину определенной площади. То есть, измеряется шум, а точнее сказать, его интенсивность действия в ваттах на метр квадратный Вт/м². Но с этой единицей измерения возникают трудности вот какого плана.

Влияние сильного шума

К примеру, интенсивность шума самого тихого разговора равняется 0,000000000001 Вт/м². а вот звук взлетающей ракеты равен 1000 Вт/м². то есть, получается достаточно широкий диапазон, записать который просто неудобно. Поэтому ученными была принята совершенно другая измерительная единица, которая обозначала отношение, где эталоном или номиналом выступал тот самый низкий разговор, который математически можно обозначить как 10⁻¹² Вт/м² . Если сравнивать эту величину с шумом ракетного запуска, то получится, что последний превышает эталонный в 15 раз. Так вот изменение показателя на 10 и стали называть бел. А его десятые доли децибел. То есть, любое изменение интенсивности шума – это отношение его к эталонному показателю.

Важно. Децибелы не являются величиной как, к примеру, вольты или амперы, километры и сантиметры. Для того чтобы это понять, необходимо привести вот какой пример. Если к 1 км прибавить 20 м, то в сумме получится 1,02 км или 1020 м. Если к 10 дБ прибавить столько же, то не получится 20 дБ. По сути, это логарифмическая функция, поэтому при удвоении числа увеличение происходит всего лишь на 0,3. То есть, получится в сумме не 20 дБ, а 13 дБ.

Звукоизоляционные плиты ISOPLAAT

Вот почему выбирая звукоизоляционный материал, необходимо провести замер уровня шума, а затем сравнивать его с показателем материала. И еще один момент. Для сравнения приведем пример. Звукоизоляционные плиты ISOPLAAT, в модельной линейке которых есть панели толщиною 10 и 25 мм. Так вот у первого звукозащита имеет величину 22 дБ, у второго 26 дБ. Это опять к вопросу, почему уровень звука (шума) не определяется прямо пропорционально вспомогательным критериям.

Определить уровень или интенсивность шума достаточно сложно, поэтому измеряют колебания давления звукового потока. При этом можно проследить закономерность, что диапазон звукового давления намного меньше, чем пределы интенсивности. Отсюда вывод: давление растет намного медленнее, чем интенсивность, практически в два раза. То есть, если увеличить показатель звукового давления в два раза, то уровень или интенсивность шума увеличится в четыре раза.

На этом научные разбирательства можно оставить. Переходим к главному вопросу темы – допустимый уровень шума.

Предельно допустимые нормы уровня шума

Для чего введены эти показатели? Все дело, как всегда, упирается в здоровье человека. Существует специальные гигиенические нормы, в которых четко определенно, какой силы должен быть шум (длительного характера), чтобы он не навредил слуховому аппарату человека. Так вот:

• днем допустимый уровень шума не должен превышать 55 дБ;
• ночью 40 дБ.

Чтобы легче вам было сориентироваться в различных шумах, предлагаем ознакомиться с таблицей, где описаны всевозможные шумы, а также их величины в децибелах (дБ):

Интенсивность шума

Какой можно сделать вывод, глядя на представленную таблицу? Все шумы, которые мы повседневно слышим, превышают предельно допустимую норму. А ведь это практически все естественные звуки, от которых скрыться очень трудно в нашей повседневной жизни. А есть еще и те, которые мы можем контролировать. К примеру, шум от телевизора или музыкального центра. При сильном звучании вреда больше, чем от удовольствия, которые тот и другой прибор приносят.

• 70-90 дБ при длительном воздействии резко снижает слух.
• Свыше 100 дБ может стать причиной полной глухоты.

Как измерить уровень звука (шума)

Существуют определенные предельно допустимые нормы, которые гарантируют защиту людей, проживающих в городах в многоквартирных домах. Так вот в этом документе четко прописано, что предельно допустимый уровень звукового фона ночью не должен превышать 30 дБ. Но если ваш сосед проводит ремонт, и нерадивые мастера работают по ночам, то можно измерить уровень давления издаваемых шумов, чтобы привлечь и соседа, и мастеров к ответственности с выплатой штрафа.

Как это можно сделать, какой для этого необходим прибор? Чтобы это узнать, нужно:

1. Вызвать специалиста, у которого в наличие есть специальный прибор. Этот прибор в комплекте имеет очень чувствительный микрофон, который записывает звуки и переносит их на монитор, показывающий уровень в децибелах. Такая услуга стоит недешево, как и сам прибор.
2. Воспользоваться компьютером, планшетом, айфоном и другими гаджетами. Для этого необходимо с интернета скачать специальное приложение. Их несколько. Какие-то платные, какие-то бесплатные. Так как высокой точности определения предельно допустимого звукового давления нет необходимости, то приблизительно проведенный замер уже гарантирует определенный успех в вашем начинании. Так что это самый простой и доступный вариант. Главное, как всегда, разобраться и использовать прибор правильно.

Приборы для измерения

Проверить уровень шума

Перенести данные в компьютер

Как провести расчет уровня звука (шума)

Самостоятельно провести расчет уровня шума (его давления), если вы в этом деле неспециалист, невозможно. Почему? Потому что для расчета приходится учитывать достаточно большой ряд всевозможных условий. К примеру:

1. Определяется сам источник шума, а также всего его характеристики и свойства.
2. Замеряется шум в каждом помещении по отдельности, для чего используется профессиональный прибор.
3. Выбираются точки, где будут производиться расчет.

Определить источник шума

Измерить прибором

Проверить все данные

После чего специалисту потребуются и другие данные.

• Показатели помещения (размеры, из какого материала оно сооружено и так далее).
• Спектр звукового давления.
• Есть ли преграды распространения шума и их характеристики.
• Расстояние от расчетной точки, где будет установлен прибор замера, до звукового источника.

Что входит в расчеты? В принципе, это достаточно объемный и серьезный документ.

• Сборные данные и их анализ.
• Список источников.
• Расчет звукового давления.
• Расчет звуковой мощности.
• Полный анализ ситуации.

Совет. Такие расчёты намного легче проводить на стадии проектирования здания, на стадии проведения капитального ремонта или до проведения звукоизоляционных работ.

Заключение

Все, что связано с уровнем шума, с понятием звукового давления, измеряемого в децибелах, необходимо понимать, что и измерение, и расчет проводятся по специальным нормам. Именно их учет и позволяет определить, в какой атмосфере мы проживаем. И если показатели превышают предельно допустимые нормы, то с таким положением придется бороться. Каким образом? Во-первых, для этого рынок предлагает огромный ассортимент различных шумоизоляционных материалов. Во-вторых, эта тема другой статьи.

Нравится?

Посмотрите похожие статьи:

Шум — это… Что такое Шум?

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).

Классификация шумов

Шум — совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

По спектру

Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.

По характеру спектра

По характеру спектра шумы подразделяют на:

• широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
• тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 7 дБ^{[источник не указан 329 дней]}.

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

• низкочастотный (<400 Гц)
• среднечастотный (400—1000 Гц)
• высокочастотный (>1000 Гц)

По временны́м характеристикам

• постоянный;
• непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

По природе возникновения

• Механический
• Аэродинамический
• Гидравлический
• Электромагнитный

Отдельные категории шумов

• Белый шум
• Цветные шумы — некоторые виды шумовых сигналов определённые цвета исходя из аналогии между спектральной плотностью сигнала произвольной природы и спектрами различных цветов видимого света.
• Розовый шум (в строительной акустике), у которого уровень звукового давления изменяется в октавной полосе частот. Обозначение: С;
• «Шум дорожного движения» (в строительной акустике) — обычный шум оживленной магистрали, обозначение: Ctrl

Измерение шумов

Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемыми на основании статистических законов. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.

Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах.

Сила звука в децибелах:

• Разговор: 40—45
• Офис: 50—60
• Улица: 70—80
• Фабрика (тяжелая промышленность): 70—110
• Цепная пила: 100
• Старт реактивного самолёта: 120
• Вувузела: 130

Источники шума

Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума — различные двигатели и механизмы. Общепринятой является следующая классификация шумов по источнику возникновения:

• механические;
• гидравлические;
• аэродинамические;
• электрические.

Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию.

Неакустические шумы

Воздействие шума

На человека

Шум звукового диапазона замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни.
При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) — и смерть.

Шум, производимый ветроэлектростанциями, также воздействует на среду обитания человека и природы.

Гигиеническое нормирование шума

Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами:

• по предельному спектру уровня шума и по дБА. Этот метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями^{[источник не указан 73 дня]} частот 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
• другой метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера.

Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки

	Рабочее место		Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровни звука и эквива­лен­тные уровни  звука (в дБА)
			31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
	В помещениях  проектно-конструкторских бюро, расчетчиков		86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
	В конторских помещений, в лабораториях		93	79	70	68	58	55	52	52	49	60
	В помещениях диспетчерской служ­бы с речевой связью по телефону; на участках точной сборки		96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
	Дистанционное управление без речевой связи по телефону, в лабораториях с шумным оборудованием		103	91	83	77	73	70	68	66	64	75
	Выполнение всех видов работ  на посто­ян­ных рабочих местах в произ­водственных помещениях и на территории предприятий		107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
	Жилые ком-наты квартир	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	79 72	63 55	52 44	45 35	39 29	35 25	32 22	30 20	28 18	40 30
	Территории, непосредстве-нно прилегаю-щие к жилым домам	с 7 до 23 ч. с 23 до 7 ч.	90 83	75 67	66 57	59 49	54 44	50 40	47 37	45 35	44 33	55 45

На природу

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011.

Подводные

В последнее время появились данные, что мощные двигатели кораблей и подводных лодок, и особенно гидролокаторы и сонары сильно мешают подводным обитателям, пользующимся гидролокационным способом общения и поиска добычи. Особенно страдают некоторые виды китов и дельфинов.

Некоторые необъяснимые ранее случаи массовой гибели китов, их «выбрасывания на берег» теперь нашли объяснение. В ряде случаев явление может быть связано с военными учениями, в ходе которых млекопитающие глохнут, и теряют способность ориентироваться.

См. также

Литература

• Тэйлор Р. Шум. М.: Мир, 1978.
• СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки”
• Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. Руководство. Р 2.2.2006 — 05
• МУК 4.3.2194-07 Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях
• ГОСТ 31296.1-2005 Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности.

Ссылки

Белый шум — Википедия

Спектр шума, который можно считать белым Характерный «снег» на экране телевизора, сопровождаемый белым шумом при отсутствии сигнала

Белый шум — стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Примерами белого шума являются шум близкого водопада^[1] (отдаленный шум водопада — розовый, так как высокочастотные составляющие звука затухают в воздухе сильнее низкочастотных), или дробовой шум на клеммах большого сопротивления, или шум стабилитрона, через который протекает очень малый ток. Название получил от белого света, содержащего электромагнитные волны частот всего видимого диапазона электромагнитного излучения. Кроме белого, существуют шумы многих цветов.

В природе и технике «чисто» белый шум (то есть белый шум, имеющий одинаковую спектральную мощность на всех частотах) не встречается (ввиду того, что такой сигнал имел бы бесконечную мощность), однако под категорию белых шумов попадают любые шумы, спектральная плотность которых одинакова (или слабо отличается) в рассматриваемом диапазоне частот.

Пример реализации процесса со свойствами белого шума.

Термин «белый шум» обычно применяется к сигналу, имеющему автокорреляционную функцию, математически описываемую дельта-функцией Дирака по всем измерениям многомерного пространства, в котором этот сигнал рассматривается. Сигналы, обладающие этим свойством, могут рассматриваться как белый шум. Данное статистическое свойство является основным для сигналов такого типа.

То, что белый шум некоррелирован по времени (или по другому аргументу), не определяет его значений во временной (или любой другой рассматриваемой аргументной) области. Наборы, принимаемые сигналом, могут быть произвольными с точностью до главного статистического свойства (однако постоянная составляющая такого сигнала должна быть равна нулю). К примеру, последовательность символов 1 и −1, умноженная на последовательность дельта-функций, следующих с частотой следования символов, будет являться белым шумом только если последовательность символов будет некоррелирована. Сигналы, имеющие непрерывное распределение (к примеру, нормальное распределение), также могут быть белым шумом.

Дискретный белый шум — это просто последовательность независимых (то есть статистически не связанных друг с другом) чисел. С использованием генератора псевдослучайных чисел пакета Visual C++, дискретный белый шум можно получить так:

x[i] = 2 * ((rand()/((double)RAND_MAX)) - 0.5)

В данном случае x — массив дискретного белого шума (без нулевой частотной составляющей), имеющего равномерное распределение от −1 до 1.

Иногда ошибочно предполагается, что гауссовый шум (то есть шум с гауссовым распределением его значений — см. нормальное распределение) эквивалентен белому шуму. Однако эти понятия не эквивалентны. Гауссовый шум предполагает распределение значений сигнала в виде нормального распределения, тогда как термин «белый» имеет отношение к корреляции сигнала в два различных момента времени (эта корреляция не зависит от распределения значений шума). Белый шум может иметь любое распределение — как Гаусса, так и распределение Пуассона, Коши и т. д. Гауссовый белый шум в качестве модели хорошо подходит для математического описания многих природных процессов (см. Аддитивный белый гауссовый шум).

Для удобства описания в физике введены термины, приписывающие шумовым сигналам различные цвета в зависимости от их статистических свойств, к примеру, розовый шум или синий шум.

Белый шум находит множество применений в физике и технике. Одно из них — в архитектурной акустике. Для того чтобы скрыть нежелательные шумы во внутренних пространствах зданий, генерируется стационарный белый шум малой мощности.

В электронной музыке белый шум используется как в качестве одного из инструментов музыкальной аранжировки, так и в качестве входного сигнала для специальных фильтров, формирующих шумовые сигналы других типов. Широко применяется также при синтезировании аудиосигналов, обычно для воссоздания звучания ударных инструментов, таких как тарелки.

В последнее время многие педиатры рекомендуют использовать звуки белого шума для успокоения и хорошего сна младенцев; предполагается, что в матке малыш постоянно слышал белый шум: стук сердца матери, работу желудка, шум крови в сосудах.^{[источник не указан 877 дней]}.

Белый шум используется для измерения частотных характеристик различных линейных динамических систем, таких как усилители, электронные фильтры, дискретные системы управления и т. д. При подаче на вход такой системы белого шума на выходе получаем сигнал, являющийся откликом системы на приложенное воздействие. Ввиду того, что комплексная частотная характеристика линейной системы есть отношение преобразования Фурье выходного сигнала к преобразованию Фурье входного сигнала, получить эту характеристику математически достаточно просто, причём для всех частот, для которых входной сигнал можно считать белым шумом.

Во многих генераторах случайных чисел (как программных, так и аппаратных) белый шум используется для генерирования случайных чисел и случайных последовательностей.

В операционной системе Linux консольная команда speaker-test, генерирующая белый либо розовый шум, используется для проверки наушников/колонок.

Вектор случайных чисел[править | править код]

Вектор случайных чисел w{\displaystyle \mathbf {w} } является последовательностью отсчётов белого шума, когда его среднее значение μw{\displaystyle \mu _{w}} и автокорреляционная матрица Rww{\displaystyle R_{ww}} удовлетворяют следующим равенствам:

μw=E{w}=0{\displaystyle \mu _{w}=\mathbb {E} \{\mathbf {w} \}=0}

Rww=E{wwT}=σ2I{\displaystyle R_{ww}=\mathbb {E} \{\mathbf {w} \mathbf {w} ^{T}\}=\sigma ^{2}\mathbf {I} }

То есть, это вектор случайных чисел с нулевым средним значением, автокорреляционная матрица которого представляет собой диагональную матрицу с дисперсиями по главной диагонали.

Белый случайный процесс (белый шум)[править | править код]

Непрерывный во времени случайный процесс w(t){\displaystyle w(t)}, где t∈R{\displaystyle t\in \mathbb {R} }, является белым шумом тогда и только тогда, когда его математическое ожидание и автокорреляционная функция удовлетворяют следующим равенствам соответственно:

μw(t)=E{w(t)}=0{\displaystyle \mu _{w}(t)=\mathbb {E} \{w(t)\}=0}

Rww(t1,t2)=E{w(t1)w(t2)}=σ2δ(t1−t2){\displaystyle R_{ww}(t_{1},t_{2})=\mathbb {E} \{w(t_{1})w(t_{2})\}=\sigma ^{2}\delta (t_{1}-t_{2})}.

Если величина σ2{\displaystyle \sigma ^{2}} не зависит от времени, то случайный процесс является стационарным белым шумом, если зависит от времени — нестационарным белым шумом^[2].

В других обозначениях, более близких радиофизикам отечественной школы:

⟨w(t)⟩=0{\displaystyle \langle w(t)\rangle =0{\frac {}{}}}

Bww(t1,t2)≡⟨[w(t1)−⟨w(t1)⟩][w(t2)−⟨w(t2)⟩]⟩=⟨w(t1)w(t2)⟩=σw2δ(t1−t2){\displaystyle B_{ww}(t_{1},t_{2})\equiv \langle \,[w(t_{1})-\langle w(t_{1})\rangle ]\,[w(t_{2})-\langle w(t_{2})\rangle ]\,\rangle =\langle \,w(t_{1})w(t_{2})\,\rangle =\sigma _{w}^{2}\delta (t_{1}-t_{2})}.

То есть, это случайный процесс с нулевым математическим ожиданием, имеющий автокорелляционную функцию, являющуюся дельта-функцией Дирака. Такая автокорреляционная функция предполагает следующую спектральную плотность мощности:

Sww(ω)=σw2{\displaystyle S_{ww}(\omega )=\sigma _{w}^{2}}

так как преобразование Фурье дельта-функции равно единице на всех частотах. Ввиду того, что спектральная плотность мощности одинакова на всех частотах, белый шум и получил своё название (по аналогии с частотным спектром белого света).

1. ↑ БСЭ
2. ↑ Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и её инженерные приложения. — М., Наука, 1991. — c. 274

Цифровой шум изображения — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

На левой части изображения приведён фрагмент фотографии, снятой при неблагоприятных условиях (длинная выдержка, высокая чувствительность ISO), шум хорошо заметен. На правой части изображения — фрагмент фотографии, снятой при благоприятных условиях. Шум практически незаметен

Цифрово́й шум — дефект изображения, вносимый фотосенсорами и электроникой устройств, которые их используют (цифровой фотоаппарат, теле-/видеокамеры и т. п.) вследствие несовершенства технологий, а также фотонной природы света.

Цифровой шум заметен на изображении в виде наложенной маски из пикселей случайного цвета и яркости.

На камерах с массивом цветных фильтров (к этому типу принадлежат большинство цифровых камер) цветовой шум обычно имеет визуально более крупные зерна, чем пиксели на изображениях. Это является побочным эффектом для алгоритма получения полноцветного изображения.

Для трехматричных систем или матрицы без фильтра шум будет более мелкозернистым.

В цветном изображении шум может иметь разную интенсивность для разных каналов изображения. Это визуально окрашивает его. Шум на фотографии снятой при лампах накаливания имеет преимущественно желто-синие оттенки, а не зелёно-фиолетовые. Дело в том, что хотя изначально все пиксели одинаково подвержены шуму, но после применения баланса белого синий канал изображения, и, соответственно, шум в нём увеличиваются сильнее.

Шум заметен на однотонных участках, а в особенности — на тёмных участках изображения.

Как принято в электронике, обычно говорят об отношении сигнал-шум. Наглядно можно сравнивать шум разных матриц так: привести две парные тестовые фотографии к одному размеру и одинаковой яркости, и после этого визуально оценить цветовые шумы.

Иногда, цифровой шум отождествляют с такими явлениями обычной (химической) фотографии, как зернистость плёнки и фотографическая вуаль.

Существуют всевозможные способы подавления цифрового шума на уровне сенсора, трактов цифрового фотоаппарата и при дальнейшей цифровой обработке.

На уровне сенсора используются пиксели большего размера и более плотно прилегающие друг к другу микролинзы. Также, можно использовать цветные фильтры, пропускающие больший процент света. Последний способ может отрицательно сказываться на качестве цветопередачи камеры.

Использование более высококачественных усилителей и АЦП с большей разрядностью также, очевидно, позволяет уменьшить шум. Иногда (например, в астрофотосъёмке) используют охлаждение матрицы.

Подавление цифрового стохастического шума при постобработке проводится усреднением яркости пикселя по некоторой группе пикселей, который алгоритм считает «похожими». Обычно при этом ухудшается детальность изображения, оно становится более «мыльным». Кроме этого, могут проявится ложные детали, которых не было на исходной сцене. Например, если алгоритм будет искать «похожие» пиксели недостаточно далеко, то мелкозернситый и среднезернистый шум может быть подавлен, а слабый, но всё равно довольно заметный неестественный «крупный» шум останется видимым.

Причины возникновения цифрового шума[править | править код]

На отношение сигнал-шум влияют шумы аналоговой электроники цифрового фотоаппарата («обвязка», усилители, АЦП), но основным источником цифрового шума является фотосенсор. Цифровой шум в фотосенсоре возникает по следующим причинам.

1. Дефекты (примеси и др.) потенциального барьера вызывают утечку заряда, сгенерированного за время экспозиции — т. н. чёрный дефект. Такие дефекты видны на светлом фоне в виде тёмных точек.
2. (англ. Dark current  — Темновой ток) — является вредным следствием термоэлектронной эмиссии и «туннельного» эффекта и возникает в сенсоре при подаче потенциала на электрод, под которым формируется потенциальная яма. «Темновым» данный ток называется потому, что складывается из электронов, попавших в яму при отсутствии светового потока. Такие дефекты видны на тёмном фоне в виде светлых точек, т. н. белый дефект. Белые дефекты особенно проявляются при больших экспозициях. Основная причина возникновения темнового тока — это примеси в кремниевой пластине или повреждение кристаллической решётки кремния. Чем чище кремний, тем меньше темновой ток. На темновой ток оказывает влияние температура элементов камеры, электромагнитные наводки, как внешние, так и внутренние, от самой камеры. При увеличении температуры на 6-8 градусов значение темнового тока удваивается.
3. Из-за шума, возникающего вследствие стохастической природы взаимодействия фотонов света с атомами материала фотодиодов сенсора. При движении фотона внутри кристаллической решётки кремния, вероятно, что фотон, «попав» в атом кремния, выбьет из него электрон, родив пару электрон-дырка, но сказать точно, сколько фотонов родит пары, а сколько пропадёт с какими-то другими эффектами, нельзя. Электрический сигнал, снимаемый с сенсора, будет соответствовать количеству рождённых пар. Снимаемый сигнал с сенсора при заданных выдержке и диафрагме (интенсивности света) будет определять квантовая эффективность — среднее число рождаемых пар электрон-дырка.
4. Из-за наличия дефектных (не работающих) пикселей, которые возникают при производстве фотосенсоров (несовершенство технологии) и всегда находятся в одном и том же месте. Для устранения их негативного влияния используются математические методы интерполяции, когда вместо дефектного «подставляется» либо просто соседний элемент, либо среднее по прилегающим элементам, либо значение, вычисленное более сложным способом. Естественно, что вычисленное значение отличается от фактического и ухудшает резкость конечного изображения. Этот же дефект вносит интерполяция, корректирующая конечное изображение, при использовании фильтра Байера.

Что влияет на величину цифрового шума[править | править код]

• Плотность элементов — размер фотодиода на микросхеме зависит от технологии. По технологии CCD элементов «обвязки» у пиксела меньше, чем по технологии CMOS и больше площади сенсора достается линзе фотодиода. Это особенно сказывается на сенсорах маленького размера. При одинаковых физических размерах сенсора, у сенсора, имеющего большее разрешение, активная площадь каждого фотодиода меньше. На маленькие линзы фотодиода падает меньше света, меньшие потенциалы считываются с фотодиода и требуется бо́льшее аналоговое усиление сигнала перед оцифровкой. В результате больше уровень шума и меньше отношение сигнал-шум. Но данное утверждение справедливо только при неизменной технологии изготовления матрицы. Новые матрицы могут содержать менее шумные элементы и соответственно увеличивать можно или разрешение с сохранением уровня шума или сохранить разрешение, но уменьшить шум. На текущий момент производители предпочитают вариант сохранения уровня шума и увеличение разрешения.
• Время экспонирования. Темновой ток фотодиода при больших экспозициях сильно ухудшает отношение сигнал-шум. Чем больше время экспонирования (при равном количестве попавшего на матрицу света), тем больше тепловой шум транзисторов электроники и хуже отношение сигнал-шум.

Интенсивность звука — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Интенсивность звука (сила звука) — скалярная физическая величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения. Количественно интенсивность звука равна среднему по времени потоку звуковой энергии через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука^[1][2]:

I=1T∫tt+TdPdSdt,{\displaystyle I={\frac {1}{T}}\int \limits _{t}^{t+T}{\frac {dP}{dS}}dt,}

где T — время усреднения, dP — поток звуковой энергии, переносимый через площадку dS.

Используется также физическая величина мгновенная интенсивность звука, представляющая собой мгновенное значение потока звуковой энергии через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука^[2]:

I(t)=dP(t)dS.{\displaystyle I(t)={\frac {dP(t)}{dS}}.}

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ) — ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Для плоской волны интенсивность звука может быть выражена через амплитуду звукового давления p₀ и колебательную скорость v:

I=p0v2=v2ZS2=p022ZS,{\displaystyle I={p_{0}v \over 2}={v^{2}Z_{S} \over 2}={p_{0}^{2} \over 2Z_{S}},}

где Z_S — удельное акустическое сопротивление среды.

• Интенсивность звука (сила звука) // Большая Советская энциклопедия (в 30 т.) / А. М. Прохоров (гл. ред.). — 3-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1972. — Т. X. — С. 315–316. — 592 с.