Уровни звукового восприятия микрофоном или ухом.

Примеры звуков, нахо­дящихся в области дав­ления.

Считается, что отношение интенсивностей равное 3 дБ составляет 2:1. Это полезно запомнить, т.к. при удвоении источника звука, происходит удвоение интенсивности (при данном расстоянии).

dB 1140 I

Барабанный бой, 3 см Громкий полос, около рта

Камертон, около 3 см

Звук электрогитары, 30 см

Колокольчик, около 10 см

Громкий голос, около 15 см

Тихая игра на саксофоне или тромбоне,

около 40 см

Акустическая гитара, 40 см

Тихая игра на пианино, 1 м Акустическая гитара, пальцы, 40 см

Шепот, около 10 см,

тихий разговор, 1 м

Шум в обычной городской квартире

Шум в записывающей студии

Шум внутри звуконепроницаемой комнаты

Слуховой порог

26 Звуковая среда

Поэтому, если мы имеем сопрано, исполняющую свою партию в "gusto" и еще одну партию, звучащую также громко, то уровень звука поднимется до 3 дБ. Однако, для того, чтобы увеличить уровень еще на 3 дБ, нам потребуется еще два сопрано. Для увеличения еще на 3 дБ нам нужно будет еще четыре сопрано и т.д. Увеличение интенсивности путем увеличения количества источников может стать довольно дорогой процедурой: если основная цель заключается в достижении наибольшей громкости звучания, то необходимо в качестве основного источника звука выбрать наиболее мощный инструмент, например, орган, тромбон или басовый барабан.

ГРОМКОСТЬ, ЧАСТОТА

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ СЛУХ

И

Контуры кривых Флетчера и Мунсона, опубликован­ные в 1993 г.

Сверху: классические,

кривые одинаковой гром­кости. Интенсивность (дБ) равна громкости фонов в 1 кГц.

Внизу: кривые,измеренные Робенсоном и Датсоном, которые' учитывают возраст­ные категории. Сплошные линии показаны для возраста 20 лет; Прерывистые линии показывают потерю слуха в области высоких частот для возраста 60 лет. Линии, расположенные в самой нижней части обоих рисун­ков, представляют порог слышимости.

Человеческое ухо не одинаково реагирует на громкость различных источников звука. Хотя восприятие изменений громкости определенной частоты происходит примерно по логарифмическому закону, ухо все же более чувствительно к изменениям громкости в области средних и высоких частот.

Диапазон восприятия слуха составляет 20...20.000 Гц для молодого человека и снижает верхнюю границу до 15.000 или 10.000 Гц для пожилых людей. Наибольшая чувствительность восприятия равна 1000 Гц или выше: область слухового канала между внешним ухом и барабанной перепонкой обеспечивает расширение этого резонанса до области 2000-6000 Гц.

Очевидно, что громкость (субъективное понятие) и измеряемая мощность звука - не одно и тоже, но для удобства их рассматривают как одно понятие для частоты 1000 Гц. Различимая громкость (в случае фонов) может быть рассчитана, исходя из реальной громкости звука при помощи стандартного набора кривых, характеризующих средний человеческий слух.

Расчет уровня шумов, с точки зрения восприятия их человеческим слухом, должен также приниматься во внимание. Это относится как к электрическим, так и акустическим шумам. Например, некоторые типы микрофонов имеют достаточно большой уровень шумов в низкочастотном диапазоне: однако это не является принципиальным по сравнению с равномерным распределением шумов по всему аудио диапазону.

Звуковая среда 27

Самый низкий предел слуха получил название порога слышимости. Для удобства принято считать, что порог слышимости человеческого слуха на частоте 1000 Гц равен 0 дБ. На самом деле, не существует абсолютного О дБ: абсолютная тишина рассматривается как минус бесконечное значение децибел по действительной шкале. При этом, ноль соответствует акустическому

давлению 2 х 1СГ⁵ Паскалей (Па). Под одним паскалем понимают усилие в один ньютон действующее на один квадратный метр.

Верхний предел установлен для уровня, при котором звук начинает ощущаться физически - этот порог чувствительности составляет 100... 120 дБ.

СЛУХ И АУДИО-ИНЖЕНЕРИЯ

Барабанная перепонка и микрофонная диафрагма

Наименьшая длина волны, характерная дня слуха молодого организма,

определяет физические раз­ меры диафрагмы для микрофонов высокой

чувствительности.

Во всех случаях, когда мы сталкиваемся со звуковой техникой, мы постоянно имеем в виду способности человеческого слуха. Если опустить этот фактор из внимания, то самые объективные инженерные расчеты потеряют всякий смысл. Однако, давайте рассмотрим эту проблему с точки зрения стоимости высококачественной аудио техники. Например, человек может чувствовать себя счастливо, если он потратил деньги на приобретение аппаратуры, частотный диапазон которой составляет 20000 Гц. Однако для широковещательных станций это является высоким пределом. Для большинства людей лучшие пределы слышимости находятся на рубеже 15000 Гц. Было бы накладно подниматься выше этой цифры, в особенности, когда информация передается не соответствуя логарифмическому закону восприятия человеческого уха. В этом смысле октава, расположенная между 10000 и 20000 Гц, считается наиболее "дорогостоящей".

Микрофон можно рассматривать, как устройство для преобразования звукового сигнала в электрический с сохранением необходимой информации. Проще говоря, изменение в воздушном давлении приводит к изменениям в напряжении: электрическая форма волны аналогична форме акустической волны.

В микрофоне интенсивность звука непосредственно преобразуется в электрическую энергию. Но энергия пропорциональна квадрату напряжения, поэтому, именно напряжение представляет наибольший интерес: различные флуктуации в напряжении усиливаются и являются носителями аудио сигнала.