Классификация уровней
По физической природе параметра:
1) акустические;
2) электрические.
По существу опорного уровня:
1) абсолютные (опорный уровень физически обусловлен);
2) относительные.
Физически обусловленные нули акустических уровней:
pзв0=2*10-5 Па, I0=10-12Вт/м2, =3*10-15 Дж/м3. Соотношения эти неточно укладываются в формулы взаимосвязи интенсивности, давления, и плотности мощности (см. Лекцию 3), но тем не менее ограничиваются одной значащей цифрой, поскольку характеризуют они самый тихий звук, который еще может быть воспринят человеком, а эта величина не слишком стабильная и от индивида к индивиду, и в зависимости от характера звука. При нормальных атмосферных условиях акустические уровни по давлению, интенсивности и плотности энергии равны: NpNIN, поэтому обычно не указывают, по какому физическому параметру вычисляется акустический уровень.
Условный нуль абсолютных электрических уровней: 1 мВт@600 Ом. При этом p0=1 мВт, u0=0,775 В, I0=1,29 мА. Уровни мощности, напряжения и тока в одной и той же точке могут различаться в зависимости от сопротивления нагрузки. Поэтому к названию децибела добавляется наименование физической величины, по которой измеряется уровень: дБн, дБт, дБм. дБ/Вт, дБ/мкВ означает уровень относительно Ватта и микровольта соответственно.
Статика восприятия громкости
По отношению к громкости есть два параметра:
1. Уровень громкости - это уровень тона частотой 1 кГц, субъективно равного по громкости оцениваемому сигналу. Единица измерения - фон. Недостаток этой единицы - опора на синусоидальный сигнал - сигнал, который в естественных условиях не встречается и воспринимается с заметными погрешностями. Уровень громкости - это не громкость, это уровень сигнала с нивелированием частотной зависимости чувствительности слуха. Изменение уровня громкости, например с 40 до 80 фон не означает, что субъективная громкость изменяется вдвое.
2. Собственно субъективная громкость измеряется в сонах. 1 сон - громкость тона 1 кГц при уровне 40 дБ. Двукратное увеличение субъективного ощущения громкости происходит при увеличении уровня сигнала до 50 дБ.
G(сон)=2(L(фон)-40)/10 40<L<120.
Графически зависимость субъективной громкости от уровня громкости представлена на рис. 6.1.
Рис.
6.1. Связь между уровнем громкости и
громкостью
Для f=1000 Гц, когда уровень громкости в фонах численно равен уровню в дБ:
Эта зависимость носит название закона Стивенса (степенная зависимость громкости от характеристик поля): громкость в средней части звукового диапазона частот пропорциональна линейным характеристикам звукового сигнала в степени 0,6 или энергетическим характеристикам в степени 0,3.
Динамика восприятия громкости
Динамику восприятия громкости можно разделить на 2 составляющих:
1) по времени;
2) по амплитуде.
Динамика восприятия громкости по амплитуде
Основное понятие в этом отношении - дифференциальный порог по уровню громкости. Зависит от того, предъявляется ли сигнал для сравнения. Для L>40 дБ составляет 0,5...1 дБ (что и объясняет распространение дБ в качестве единицы уровня).