Абсолютные шкалы в децибелах
Добавлено 5 декабря 2015 в 01:41
Сохранить или поделиться
Кроме того, в дополнение к выражению усиления или потерь по мощность децибел можно использовать в качестве абсолютной единицы измерения мощности. Типичный пример такого использования децибелов – это измерение звукового давления. В таких случаях, измерение производится по отношению к какому-то стандартному уровню мощности, определяемому как 0 дБ. Для измерения звукового давления, 0 дБ свободно определяется как нижний порог человеческого слуха, объективно измеренный как 1 пиковатт мощности звука на один квадратный метр площади.
Уровень звука со значением 40 дБ, измеренным по шкале в децибелах, будет в 104 раз больше, чем порог слышимости. Уровень звука 100 дБ будет в 1010 (десять миллиардов) больше, чем порог слышимости.
Поскольку человеческое ухо неодинаково чувствительно ко всем частотам звука, были разработаны различные варианты шкалы громкости звука в децибелах, чтобы представить физиологические эквиваленты громкости звука на разных частотах. Для получения непропорциональных показаний измерений в зависимости от частоты (для лучшего представления воздействия звука на человека) некоторые приборы измерения громкости звука были оснащены системами фильтров. Три шкалы, полученные с помощью фильтров, стали широко известны как «A», «B» и «C» взвешенные шкалы. Показания уровня звука в децибелах, измеренные через соответствующие системы фильтров, были получены в единицах измерения dBA, dBB и dBC. Сегодня «A-взвешенная шкала» наиболее часто используется для выражения эквивалентного физиологического воздействия на организм человека и особенно полезна для оценки опасности громких источников шума.
Другая стандартизированная система измерения мощности в децибелах была утверждена для использования в телекоммуникационных системах. Это шкала в дБм (таблица ниже). Опорная точка, 0 дБм, определяется как 1 милливатт электрической мощности, рассеиваемой на нагрузке 600 Ом. Согласно этой шкале, 10 дБм равно десятикратной опорной мощности, или 10 милливаттам; 20 дБм равно стократной опорной мощности, или 100 милливаттам. Некоторые вольтметры переменного тока оснащены шкалой дБ (иногда обозначенной, как «dB»), предназначенной для измерения мощности сигнала переменного тока на нагрузке 600 Ом. 0 дБм на данной шкале, конечно, находится выше нуля, так как представляет собой нечто большее, чем 0 (на самом деле, это 0,7746 вольт на нагрузке 600 Ом, напряжение равно квадратному корню из мощности, умноженной на сопротивление; квадратный корень из 0,001, умноженной на 600). При осмотре лицевой панели аналогового измерителя можно заметить, что, благодаря своему логарифмическому характеру, шкала в дБм сжата на левой стороне и расширена на правой, в отличие от шкалы сопротивления.
Измерения мощности радиочастотных сигналов низкого уровня, например, в радиоприемниках, используют измерения в дБм, привязанных к нагрузке 50 Ом. Генераторы сигналов, используемые для оценки параметров радиоприемников, могут выдавать сигнал, выставленный в дБм. Уровень сигнала устанавливается с помощью устройства, называемого аттенюатором, описанного в следующем разделе.
| Мощность в ваттах | Мощность в милливаттах | Мощность в дБм |
|---|---|---|
| 1 | 1000 | 30 |
| 0,1 | 100 | 20 |
| 0,01 | 10 | 10 |
| 0,004 | 4 | 6 |
| 0,02 | 2 | 3 |
| 1 | 0 | |
| 0,1 | – 10 | |
| 0,01 | – 20 | |
| 0,001 | – 30 | |
| 0,0001 | – 40 |
В студийной записывающей и радиовещательной технике для калибровки уровней громкости используется шкала в дБм, адаптированная для измерения уровней аудиосигналов и называемая VU-шкалой. VU-измерители можно часто увидеть на электронных записывающих устройствах, где они используются для индикации, не превысил ли записываемый сигнал максимальный предел уровня сигнала устройства, что вызовет сильные искажения. Шкала этого «индикатора громкости» откалибрована в соответствии со школой дБм, но показывает дБм не для всех сигналов, а только для синусоидальных сигналов с постоянной амплитудой. Истинная единица измерения VU-измерителей – это единица громкости.
При работе с относительно большими уровнями сигналов и абсолютной шкалой в децибелах, было бы полезно иногда представлять уровень сигнала относительно опорной точки, большей, чем 1 мВт, используемой для дБм. В этом случае можно воспользоваться шкалой в дБВт с опорной точкой 0 дБВт, установленной на 1 Вт. Другая абсолютная шкала измерения мощности называется
Подведем итоги
Единица измерения бел или децибел может также использоваться для представления абсолютных значений измеренной мощности, а не только для относительных значений усиления и потерь. Для измерения мощности звука 0 дБ определяется, как стандартизированная опорная точка мощности, равной 1 пиковатт на квадратный метр. Другая шкала в дБ, подходящая для измерения громкости звука, нормализована к аналогичному физиологическому эффекту от синусоидального сигнала с частотой 1000 Гц, и называется шкалой дБА. В данной системе 0 дБА определяется звук с любой частотой, физиологически эквивалентный тону с частотой 1000 Гц и мощностью 1 пиковатт на квадратный метр. Для использования в телекоммуникационных системах была создана электрическая шкала в дБ с абсолютной опорной точкой. Это шкала дБм с опорной точкой 0 дБм, которая определяется, как мощность сигнала переменного тока, равная 1 милливатт и рассеиваемая на нагрузке 600 Ом.
VU-измеритель показывает уровень аудиосигнала в соответствии с уровнем в дБм сигналов синусоидальной формы. Поскольку его показания на сигналы, отличающиеся от синусоидальных сигналов с постоянной амплитудой, не соответствуют истинным дБм, его единица измерения – это единица громкости. Для измерения сигналов высокой мощности были созданы шкалы в децибелах с абсолютными опорными точками, большими, чем на шкале дБм. Опорная точка шкалы дБВт, равная 0 дБВт, определяется, как 1 Вт мощности. Шкала дБк в качестве опорной точки устанавливает 1 кВт (1000 Вт).
Оригинал статьи
Теги
ДецибелОбучениеЭлектроникаСохранить или поделиться
« НазадХарактеристики голоса. Голосовые диапазоны. 08.06.2016 14:55Характеристики голоса. Голосовые диапазоны. Человеческий голос характеризуется двумя уникальными для живых существ формами проявления, к которым относятся пение и речь. Механизм доставки вещества голосообразования — воздуха, в общих чертах одинаков и при разговоре и при пении. При голосообразовании воздух доставляется легкими во время фазы выдоха и, поступая восходящей струей через бронхи и трахею озвучивается в гортани. Однако оформление голоса и включение его в разговорную речь или пение происходит различно, поскольку разные конечные цели этих голосовых феноменов требуют применения соответственных акустических принципов использования голосовой функции. В случае речи на первом месте стоит задача формирования разговорных голосовых сигналов — фонем. Фонему можно рассматривать как смесь элементарных звуков различной частоты: некоторые из них хорошо слышимы, другие едва уловимы. Однако во всех случаях фонема характеризуется длительностью, силой и частотой. В момент произнесения фонема может изменяться по длительности и силе, но по частоте она остается неизменной. Следует подчеркнуть, что движения нашего тела и сокращения наших собственных мышц генерируют звуки, которые мы можем услышать, если заткнем уши. Эти низкочастотные шумы близки к пороговым значениям для нашего слуха в диапазоне низких частот ( наш слух невосприимчив ровно настолько, чтобы в обычных условиях мы этих звуков не слышали). Для человека оптимальными являются частоты от 200 до 4000 Гц. В этом диапазоне наши уши и голосовые связки исключительно приспособлены друг к другу для осуществления максимально эффективной обратной связи при помощи речи, причем полоса частот достаточно широка, чтобы мы могли использовать модуляцию частот в качестве носителя информации. Диапазон воспринимаемых ухом частот находится в пределах от 15-16 до 20 000 — 22 000 Гц. Наименее чувствительно ухо к низким частотам; например его чувствительность к тону в 100 Гц в 1000 раз ниже, чем к тону в 1000 Гц. Высокочастотная часть диапазона, доступного уху, удивительна. В детстве некоторые способны хорошо слушать частоты порядка 40 000 Гц. с. 110. Слух с участием костной проводимости играет важную роль в процессе речи. Когда вы напеваете с закрытым ртом, эти звуки в значительной степени слышны вам благодаря костной проводимости. Если заткнуть уши пальцами, то такие звуки станут значительно слышнее. Таким образом, во время разговора и пения вы слышите два типа звуков — одни через костную проводимость, другие через воздушную. Естественно, что другой человек слышит только звуки, проводимые воздухом. В этих звуках некоторые низкочастотные компоненты колебания голосовых связок теряются. Этим объясняется, почему человек с трудом узнает свой собственный голос, когда он слышит его в магнитофонной записи. «Принято считать, что звуки голоса образуются в следствии колебания голосовых связок. Колебания эти вызываются прохождением воздушной струи через голосовые связки на выдохе. Издавать звук на вдохе практически невозможно, немногие исключения как бы подтверждают это правило. На вдохе звук может возникать при зевании, при фокусах некоторых чревовещателей, также на вдохе звук и-и-и издает осел в своем всем известном крике << И-а, и-а, и-а! >> ( звук а-а-а в этом случае издается на выдохе)» Как акустический феномен человеческий голос нельзя заменить ничем, даже самыми современными звукопродуцирующими установками. Голос человека может быть речевым, певческим, шепотным. Человек может также кричать, стонать, имитировать различные звуки. По модуляции голоса мы можем судить о психическом состоянии человека, его возможных поведенческих реакциях в различных ситуациях.
Сила звука измеряется в единицах, называемых беллами — в честь А.Г. Белла — изобретателя телефона. Однако на практике используют десятые доли белла, т.е. децибелы. Для сравнения приведем таблицу в децибелах: Шепот, шелест листьев — 20-30 Тихая речь 30-40 Разговорная речь 40-60 Громкая речь. Кашель 60-70 Оркестр. Шум автомобиля 70-80 Крик. Шум поезда, мотоцикла 80-90 Водопад Ниагара. Шумный заводской цех 90 — 100 Орудийный выстрел 100-120
Максимальным порогом силы звука для человека является интенсивность в 120-130 децибелл. Звук такой силы вызывает боль в ушах. В качестве курьеза хочется привести один из мировых рекордов из знаменитой «Книги рекордов Гиннеса». 125 децибелл- такую силу голоса продемонстрировала на соревнованиях 14 -летняя шотландская школьница, перекричав взлетающий самолет Боинг. имеет и другое значение, особенно актуальное в наше время: это наше с вами мнение, которое мы высказываем на выборах, голосуя за того или иного депутата. В немецком языке от слова Stmme — голос происходит слова Stimmung — настроение. От латинского слова sonare ( звучать) происходит слово persona -маска, которая в античные времена закрывала лицо актера. Ее меняли в течение спектакля в зависимости от характера персонажа. Впоследствии слово persona приобрело значение персоны — юридического лица, человеческого индивидуума.
Е Речь — это особая и наиболее совершенная форма общения между людьми. Когда мы говорим, мы вообще никогда не задумываемся над тем, как надо вдохнуть, как оформить рот, какое положение должен занять язык и т.п. Все происходит автоматически, бессознательно. Произнесение звуков тесно связано с дыханием. Речь и пение это всегда — выдох. Процесс дыхания во время разговора имеет ряд достаточно существенных отличий от дыхания молчащего человека в спокойном состоянии . Эти отличия связаны прежде всего с временными изменениями во всех трех фазах дыхания: длина выдоха существенно удлиняется, пауза и возврат дыхания становятся очень короткими. Выше мы уже говорили, что логика сценической или вокальной фразы часто ведет к ликвидации паузы, а фаза выдоха, во время которой озвучивается воздушная струя, существенно удлиняется. Условия разговорной или музыкальной фразы в ораторской или сценической речи, а особенно пение может потребовать длительности выдоха в 15-25 сек. «В таких случаях, конечно, быстрый вдох не может осуществляться только через нос, а совершается одновременно и через нос и через рот, а иногда даже в основном через рот. Дыхание через рот во время пения вызвано необходимостью и не является особенным отклонением о гигиены дыхания, поскольку применяется кратковременно. В процессе речи почти в двое уменьшается число дыхательных движений, чем при обычном ( без речи ) дыхании. Процесс пения также ведет к сокращению общего количества числа дыхательных движений. Зато в обеих случая резко возрастает их интенсивность. В речи и пении увеличивается скорость прохождения воздушной струи, поскольку для более длительного выдоха необходим и больший запас воздуха. Поэтому в момент речи и пения объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха увеличивается примерно в три раза. Вдох ( возврат дыхания ) становится более коротким и глубоким, а выдох приобретает ещё более специфический характер. «Он становится активным, принудительным мускульным актом, поскольку особенно важную роль в нем играют мышцы брюшного пресса в сочетании с особым тонусом мышц таза и промежности. Это обеспечивает длительность выдоха и способствует увеличению давления воздушной струи, без чего невозможна ни речь ни пение. Исследования показали, что при пении относительно небольшое количество воздуха ( 1000 — 1500 см3 ) позволяет обеспечить выдоха, составляющую 15-20 сек. Этого вполне достаточно, чтобы исполнить самую продолжительную фразу вокального материала, длящуюся 18 сек. «Важное значение при контроле за певческим голосообразованием имеют резонаторные ощущения. Каждый певец хорошо знает, что при пении у него начинают вибрировать грудная клетка и лицевая часть головы. Это дрожание принято называть грудным и головным резонированием. Голос считается хорошо поставленным в пении, когда он на всем протяжении диапазона << окрашивается грудным и головным резонированием>>. От ощущение резонирования звука в голове и груды получили свое название регистры голоса — головной и грудной. Голос при хорошем головном резонировании ярок, звонок, <<металличен>>, при грудном — насыщен. Ощущение голоса << в маске >> — один из показателей правильной организации певческого звука.В системе трехфазного дыхания принято считать, что не только певческий, но и разговорный голос должен быть окрашен и грудным и головным резонированием. Вспомните, сколь «неприятно» звучит речь человека, каждый звук которой резонирует только в носу. В оперных театрах всех стран по крайней мере в течение столетия амплуа оперных певцов определяются исполняемыми партиями: первые, вторые, третьи партии и хористы. Это разделение в известной мере связано с мощностью голоса. Действительно, все оперные залы можно разделить на несколько категорий по их кубатуре: 1-й категории ( Гранд Опера ) — 30 000 м3 или более 2-й категории ( Опера- Комик ) от 16 000 до 30 000 м3 3-й категории от 10 000 до 16 000 м3 4-й категории от 7 000 до 16 000 м3 В залах 1-й категории, таких, как Гранд-Опера, первые партии могут исполнять только те певцы, мощность голоса которых достигает 120 дб. Голосам, мощность которых достигает только 110-120 дб, дают в подобных залах только вторые партии, но они все же могут обеспечить первые партии в залах 2-й категории. Таким образом, амплуа в оперных театрах находится в зависимости от мощности голоса и кубатуры помещения. Вот как характеризует звук человеческого голоса Федор Иванович Шаляпин, в своей книжке «Маска и душа»: «Звук должен умело и компактно опираться на дыхание, как смычек должен умело и компактно прикасаться к струне, скажем виолончели и по ней свободно двигаться. Точно так же, как смычек, задевая струну не всегда порождает только один протяжный звук, а благодаря необыкновенной своей подвижности на всех четырех струнах инструмента вызывает и подвижные звуки, — точно также и голос, соприкасаясь с умелым дыханием, должен уметь рождать разнообразные звуки в легком движении. Нота, выходящая из-под смычка или из-под пальца музыканта, будет ли она протяжной или подвижной, должна быть каждая слышна в одинаковой степени. И это же непременно для нот человеческого голоса. Так, что уметь << опирать на грудь>>, << держать голос в маске>> и т.п. — значит уметь правильно водить смычком по струне- дыханием по голосовым связкам, и это, конечно необходимо.» «Ведь все это очень хорошо — продолжает далее Шаляпин,-<< держать голос в маске>>, << упирать в зубы>> и т.п., но как овладеть этим грудным, ключичным или животным дыханием — диафрагмой, чтобы уметь звуком изобразить ту или другую музыкальную ситуацию, настроение того или другого персонажа, дать правдивую для данного чувства интонацию? Я разумею интонацию не музыкальную, т.е. содержание такой-то ноты, а окраску голоса, который ведь даже в простых разговорах приобретает различные цвета. Человек не может сказать одинаково окрашенным голосом: << я тебя люблю >> и << я тебя ненавижу>>. Будет непременно особая в каждом случае интонация, т.е. та краска, о которой я говорю.» ( Шаляпин с. 80 -81 ). «Наиболее важная особенность окраски звука — вторит Шаляпину болгарский фониатор И.Максимов- возможность путем включения эмоциональных звуковых элементов выражать психическое состояние индивидуума в самом широком смысле этого слова. Изменения окраски голоса могут очень точно отражать настроение, эмоции и убеждения говорящего соответственно их развитию и динамике изменений. Не напрасно Сократ сказал одному из своих учеников: << Говори, чтобы тебя видеть >> «Качество голоса является зеркалом интеллекта и динамизма личности больного,- ссылаясь на исследования американских ученых, утверждает профессор Вильсон. Плохое качество голоса создает впечатление тупости и пассивности, а хорошие качества говорят о живом уме и положительной активности «Профессор психологии британского университета в Манчестере Джон Коэн, пишут Плужников и Рязанцев,- недавно опубликовал результаты своих исследований скорости речи женщин и мужчин. Оказалось, что за 30 секунд женщина произносит 80 слов, а мужчина 50; за 60 секунд — женщина 116, а мужчина — 112. Разница заметнее на отрезке времени в 2 минуты: женщины 214 слов, мужчины — 152 слова. Человеческий голос обычно рассматривается по таким основным параметрам, как частота ( тоновый диапазон ) , сила, длительность и тембр, которые можно анализировать по отдельности. Для характеристики певческого голоса используется также такая особенность голоса как вибрато, т.е. периодическое изменение высоты и силы голоса, или иначе говоря ровную пульсацию (вибрацию). В результате изучения вибрато акустиками было установлено, что звук голоса воспринимается нашим слухом как красивый, льющийся, в том случае, когда вибрация совершается со скоростью 6-7 раз в секунду. Если же пульсация совершается реже или чаще, то голос становится менее приятным Однако реальный человеческий голос — это единый, неделимый комплекс. Последнее особенно проявляется в пении, где голос, переходя в тона различных регистров, изменяет также и свою окраску, что влечет за собой изменение остальных качеств, таких как интенсивность, тональность, длительность и, особенно, дополнительных гармоник, в своей совокупности, определяющих тембральную окраску голоса. «После мутации естественное проявление мужского и женского голосов имеют разновидности, акустически зависимые от основных качеств голоса: тонового диапазона, силы и тембра. Если сила голоса и тембр до известной степени являются взаимозависимыми и в основе своей связаны с одним и тем же анатомо-физиологическим механизмом, то тоновый диапазон зависит от быстроты нервно-мышечных реакций, реализующихся в быстрых колебательных движениях голосовых складок. Высота издаваемого звука, как известно, зависит от числа колебаний в 1 секунду ( струны, мембраны, голосовых складки и т.п. ) и измеряется в герцах ( герц — одно колебание в секунду ). Голосовые складки человека способны приходить в колебательные движения не только сразу всей массой, а также и по частям, именно поэтому голосовые складки могут колебаться с различной частотой: примерно от 80 до 10 000 Гц и даже больше. Тоновый диапазон т.е. пределы между самым низким и самым высоким звуком, который способен издать человеческий голос, определяется, обычно от 64 до 2700 Гц. При этом разговорный голос составляет лишь 1/10 от общего диапазона голоса. W[ В американском городе Карсно-Сити уже свыше ста лет проводятся ежегодные конкурсы мастеров художественного свиста. На недавних соревнованиях победителем в разделе современных мелодий стал Джоэл Брендон. Его техника свиста не имеет себе аналогов в мире: если обычные люди свистят на выдохе, то Джоэл только на вдохе. Диапазон его возможностей составляет три октавы, а высвистываемые им ноты, удивительно чисты и благозвучны. Единственной его проблемой является полное отсутствие конкурентов, поскольку за более чем тридцать лет занятий свистом ему не встретился еще ни один человек, выступающий в его манере. Мужские певческие голоса достигают тонового диапазона порядка 2,5 октавы, а женские нередко превышают 3 октавы. Наибольший тоновый диапазон для мужских голосов — 35 полутонов ( черных и белых клавиш фортепьяно ), а женских — 38 полутонов. Если учитывать также и крайне низкие тоны басовых голосов ( 43,2 Гц — «фа» контроктавы ) и высокие свистящие тоны детских голосов ( 4000 Гц ), то получится, что человеческие голоса охватывают 6 октав. Различают следующие типы мужских голосов: «Самый высокий мужской голос- тенор — имеет рабочий диапазон от <<до>> малой до << до >> второй октавы. В настоящее время в теноровой группе принято различать: — тенор- альтино, обладающий особенно высокими нотами, звучит легко и прозрачно; — лирический тенор — голос теплого, нежного, серебристого тембра, способный выражать всю лирическую гамму чувств; — характерный тенор — голос, обладающий индивидуальным тембром, но не имеющий красоты и теплоты лирического тенора или богатства, насыщенности и силы драматического; — лирико-драматический тенор- голос, способный к исполнению широкого диапазона партий — как лирических, так и драматических, однако он не может достигать силы и драматизма чисто драматического голоса. — драматический тенор — крупный голос, имеющий большой динамический размах, способный выражать самые сильные драматические ситуации. На втором месте среди мужских голосов стоит баритон, рабочий диапазон которого от << ля>> большой октавы до << ля >> первой октавы. Лирический баритон- голос, звучащий легко, лирично, близок по характеру к теноровому тембру, но все же иногда имеет типичный баритональный оттенок. Лирико-драматический баритон, обладающий светлым, ярким тембром и значительной силой, способен к исполнению как лирических так и драматических партий. Драматический баритон — это голос более темного звучания, большой силы, способный к мощному звучанию на центральном и верхнем участках диапазона. Партии драматического баритона более низки по тесситуре. Бас- наиболее низкий и мощный мужской голос — имеет рабочий диапазон от << фа>> большой до << фа>> первой октавы. Высокий бас — певучий голос светлого и яркого звучания, напоминает баритоновый тембр. Такие голоса называют баритональными басами. Центральный бас обладает более широкими возможностями диапазона и носит ярко выраженный басовый характер тембра. Низкий ( глубокий, профундовый ) бас, кроме густого басового колорита и более короткого в верхнем участке диапазона голоса, обладает глубокими, мощными и низкими нотами. Различают также ряд типов поставленных женских голосов. Сопрано- наиболее высокий женский голос, имеет рабочий диапазон от << до>> первой до << до >> третьей октавы. Колоратурное сопрано характеризуется легким, прозрачным звучанием, выраженной подвижностью. Голос колоратурного сопрано не достигает большой мощности, но обладает способностью нестись в зал, с исключительной чистотой и прозрачностью звучания. Лирико-колоратурное сопрано — голос более плотного, широкого звучания, по подвижности способный к исполнению как колоратурных так и лирических партий. Лирическое сопрано не обладает такой степенью колоратуры, но мощнее и шире по звучанию, звучит светло и серебристо. Лирико- драматическое сопрано — широкий лирический голос более насыщенного грудного тембра. Драматическое сопрано отличается мощностью звучания и насыщенным драматическим тембром. Сто лет назад слава Алисы Шоу, или как ее еще называли Маленькой Свистуньи была практически безгранична, каждая ее гастроль была сенсацией. Музыкальные критики захлебывались от восторга: «Неслыханно! Алиса Шоу свистит в пределах двух октав! Она владеет стаккато и трелями, тремоло и плавными переходами! Это не свист, а игра на невидимой волшебной флейте!». Репертуар Алисы Шоу был безграничным: она исполняла все- от старинных баллад и народных песен до опер и инструментальных пьес; специально для нее писались музыкальные произведения. Лондонские медики придирчиво исследовали ее голосовой аппарат и обнаружили, что секрет ее уникального дара таился в необычно высоком и узком небе, а также в искусном владении амбюшуром — умением правильно управлять мышцами рта. Меццо- сопрано — женский голос грудного, темного, теплого тембра с диапазоном от << ля >> малой до << ля>>-<<си>> второй октавы. В этой группе различают голоса более высокого звучания и более густого и темного тембра. Контральто — самый низкий и редко встречающийся женский голос, насыщенный грудным тембром на всем диапазоне от << фа >> малой до << фа >> второй октавы. Наиболее распространенный разговорный голос у мужчин — баритон, у женщин обыкновенно голос октавой выше. В классической музыке басы обычно используют наиболее низкий звук «ре» большой октавы — 72,6 Гц., а в церковной музыке встречаются и более низкие ноты. Известно, что самым высоким тоном колоратурного сопрано является «фа» третьей октавы ( 1354 Гц ) из знаменитой арии «Царицы ночи» в «Волшебной флейте » Вольфганга Амадея Моцарта при исполнении стаккато. Некоторые всемирно известные певицы, такие как, Лукреция Агуяри, Дженни Линд, Има Сумак, Жозе Дрла и другие, перешагнули за обычные пределы высоты женского голоса и достигли тонов << а3>>, <<с4>> ( 2069 Гц), а Эрна Зак и Мадо Робен — <<d4>> ( 2300 Гц), при этом их исполнение отвечало всем требованиям, предъявляемым к оперному голосу. Подчеркнем, что Имма Сумак поет до сих пор, и поет прекрасно, а ей уже далеко за 80 лет. Сила голоса имеет очень большое практическое значение для словесного общения между людьми, особенно на расстоянии. Сила певческого голоса весьма существенна для исполнения произведений классического репертуара без микрофона. Разговорный голос имеет довольно ограниченную силу с небольшим интервалом между <<пиано>> и <<форте>>. При интимном разговоре сила голоса равна приблизительно 30 Дб. При обычном разговоре в помещении площадью около 100 м2 сила голоса не превышает 40 Дб. Слабые голоса достигают уровня 25 Дб, а при вспышке гнева эта сила возрастает до 60 Дб. В помещении объемом 1000 м2 голос оратора должен обладать силой в 55 Дб, а на открытом воздухе — 80 Дб. У певцов сила голоса сила голоса достигает значительных величин, возрастая от 30 до 110 и даже 130 Дб на расстоянии метра от поющего.Величина силы голоса в 130 Дб на расстоянии 1 м от ротового отверстия, с учетом поглощения звуковой энергии в глотке и полости рта, соответствует фактической силе 160-170 Дб, развиваемой на уровне гортани. Подобные огромные величины силы с соответствующими интервалами интенсивности не могут быть достигнуты ни какими музыкальными инструментами с вибрирующими частями, из каких бы материалов ни был изготовлен механизм, имитирующий голосовые складки. Во время кашля скорость воздуха в трахее достигает скорости звука (около 320 м/сек), на уровне гортани, она снижается до скорости урагана ( около 45 м/сек ), на уровне губ — примерно 7 м/сек. При крике голос усиливается до 100 ДБ, а высота тона возрастает до 173-254 гц. Голосовые мышцы — самые быстрые мышцы человеческого организма. Они обладают большой выносливостью и исключительной устойчивостью к значительно повышенному потреблению кислорода мышечной тканью. Подобно миокарду, с которым они имеют общее происхождение, грудным мышцам некоторых перелетных птиц голосовые мышцы в значительной степени способны к анаэробному метаболизму. Речь понятна в том случае, если она громе окружающего шума на 6 ДБ. Расстояние между разговаривающими особенно важно на улице, где воспринимаемая громкость речи уменьшается на 6 ДБ при удвоении расстояния. Расстояние не столь важно при разговоре в помещении. При уровне шума ниже 48 ДБ люди говорят с громкостью в 55 ДБ при расстоянии между ними около 1 м. Когда уровень фонового шума равен 48-70 ДБ, громкость голоса увеличивается до 67 ДБ. При возрастании уровня шума на 1 ДБ ( расстояние между собеседниками 1 м) громкость голоса повышается на 0,6 дб. Наиболее целесообразным для речи является нижнереберный тип дыхания с активным участием диафрагмы, поскольку при этом создаются самые благоприятные условия для работы голосового аппарата. Во время речи необходимо не только обеспечить организм достаточным количеством воздуха, но и экономно его расходовать и поддерживать необходимое подскладочное давление. Искусство дыхания состоит в том, чтобы во время речи не расходовать воздух без надобности. Отсутствие достаточного для речи количества воздуха в дыхательных путях вредно отражается на работе мышц голосовых складок. Слабость струи выдыхаемого воздуха компенсируется повышением напряжения этих мышц, что в дальнейшем приводит к их утомлению и слабости, в результате чего ухудшается качество голоса. Скажем также несколько слов о детском голосе. Развитие голоса детей принято делить на четыре периода: 1) дошкольный — до 7 лет; 2) домутационный — от 7 лет до 13 ; 3) мутационный — от 13 до 15 лет; 4) послемутационный — от 15 до 17 лет. Основная окраска детского голоса — его «серебристость». Каждые 2-3 года голос меняет свои качества. Из «серебристого» с диапазоном звучания 5-6 нот он становится насыщенным, обретает полноту звучания, «металлический» оттенок, диапазон увеличивается до 11-12 нот, а на 6 –м году он равен септиме. Примерный диапазон голоса для мальчиков и девочек таков: в возрасте от 7 до 10 лет от << фа>> первой до << до >> второй октавы, т.е. равен почти одной октаве, у детей от 10 до 14 лет от <<до>> первой до << ре>> второй октавы. В возрасте от 10 до 15 лет диапазон голоса значительно расширяется — от <<си>> малой до << фа>> второй октавы. Следует отметить, что у подростков этого возраста он нередко выходит за пределы указанных границ и может быть равен двум октавам. Исследования показали, что пение оказывает благоприятное воздействие на организм ребенка и его интеллект. При соблюдении правил охраны голоса пение является своеобразной гимнастикой, которая способствует развитию грудной клетки, регулирует функцию сердечно-сосудистой системы и прививает ребенку художественно-эстетические навыки. Очень важно подчеркнуть, что одном из условий развития правильного, нормального голоса у детей является непродолжительное, негромкое пение в рамках возрастного диапазона. Поскольку в последнее время все больше и больше становится профессий, использующих голос в качестве основного инструмента ( лекторы, ораторы, педагоги, воспитатели детских учреждений, вокалисты, артисты, дикторы и др. ), то существенное значение приобретает профилактика заболеваний голосового аппарата. Система трехфазного дыхания, являясь, по — преимуществу, профилактической системой, ориентируется на комплексное, всестороннее укрепление всего дыхательного аппарата человека, в том числе и речевого аппарата, как составной части первого, на основе правильного, естественного, трехфазного дыхания. Именно поэтому, первая часть книги, посвященная тренировке правильного дыхания построена таким образом, что, овладев первоначальными навыками правильного дыхания, т.е. начав укреплять собственно дыхательную мускулатуру, читатель постепенно переходит к тренировке речевого аппарата и диафрагмы.
|
Перевод дБм в дБ (dBm в dB), взаимозависимость между мощностью и затуханием. Примеры относительных логарифмических величин и единиц. Сопоставление децибел с процентами
Слово «децибел» состоит из двух частей: приставки «деци» и корня «бел». «Деци» дословно означает «десятая часть», т.е. десятая часть «бэла». Значит, чтобы понять что такое децибел надо понять, что такое бел и всё станет на свои места.
Давным давно Александр Белл выяснил, что человек перестает слышать звук, если мощность источника этого звука меньше, чем 10 -12 Вт/м 2 , а если она превышает 10 Вт/м 2 , то готовьте ваши ушки к неприятной боли — это болевой порог.
Как видно разница между 10 -12 Вт/м 2 и 10 Вт/м 2 целых 13 порядков. Белл поделил расстояние между порогом слышимости и болевым порогом на 13 ступеней: от 0 (10 -12 Вт/м 2) до 13 (10 Вт/м 2). Таким образом он определил шкалу звуковой мощности.
Тут можно сказать: «О, всё понятно!», — хорошо! Но дальше ещё интересней.
Ближе к делу
Мы выяснили, что децибел равен 1/10 бела, но как это применять в жизни? Приведу такой пример:
- 0 Дб — ничего не слышно
- 15 Дб — едва слышно (шелест листвы)
- 50 Дб — Отчётливо слышно
- 60 Дб — Шумно
Да зачем это надо, если можно, к примеру, сказать: «уровень звуковой мощности 0.1 Вт/м 2 «. Дело в том, что экспериментально установлено, что человек ощущает изменение яркости, громкости и т.д. тогда, когда они изменяются логарифмически. Вот так:
Что в белах выражается как отношение уровня измеряемого сигнала к некоторому эталонному. 1 Бэл = lg(P 1 /P 0), где P 0 — это звуковая мощность порога слышимости, ну а чтобы получить децибел надо всего-то умножить на 10: 1 Дб = 10*lg(P 1 /P 0)
Таким образом децибел показывает логарифм отношения уровня одного сигнала к другому и используется для сравнения двух сигналов. Из формулы, кстати, видно, что децибелах можно сравнивать любые сигналы (и не только звуковую мощность), так как децибел величина безразмерная.
Особенности
Путаница с децибелами возникает из-за того, что существует несколько их «видов». Они условно называются амплитудными и мощностными (энергетическими).
Формула 1 Дб = 10*lg(P 1 /P 0) — сравнивает в децибелах две энергетические величины. В данном случае мощность. А формула 1 Дб = 20*lg(A 1 /A 0) — сравнивает две амплитудные величины. К примеру, напряжение, ток и т.д.
Перейти от амплитудных децибелов к энергетическим и обратно очень просто. Требуется просто «неэнергетические» величины преобразовать в энергетические. Покажу это на примере тока и напряжения.
Из определения мощности P = UI = U 2 / R = I 2 * R. Подставим в 10*lg(P 1 /P 0) и после преобразования получим 20*lg(A 1 /A 0) — всё просто.
Таким же образом будут проводится преобразования для других амплитудных значений. Подробнее как всегда можно прочитать в учебниках и справочниках.
Зачем надо было всё усложнять?
Понимаешь, две величины могут отличаться в миллионы раз. Таким образом простое отношение (P 1 /P 0) может давать как очень большие, так и очень маленькие значения. Согласись, что это не очень удобно в практической деятельности. Может быть это также одна из причин такой распространенности децибел (наряду со следствием из закона Вебера-Фехнера)
Таким образом децибел позволяет от исчисления в «попугаях», т.е. в разах перейти к более конкретным и небольшим величинам. Которые можно быстро складывать и вычитать в уме. А если все же хочется оценить отношение в попугаях по известному значению в децибелах, то достаточно запомнить простое мнемоническое правило (подсмотрел у Ревича):
Если отношение величин больше единицы, то это будет положительный Дб (+3 Дб), а если меньше — отрицательный (-3 Дб). Таким образом:
- 3 Дб означает увеличение/уменьшение сигнала на треть
- 6 Дб означает увеличение/уменьшение в 2 раза
- 10 Дб соответствует изменение величины в 3 раза
- 20 Дб соответствует изменению в 10 раз
А теперь на примере. Пусть нам сказали, что сигнал усиливается на 50 Дб. А 50 Дб = 10 Дб + 20 Дб + 20 Дб = 3 * 10 * 10 = 300 раз. Т.е. сигнал усилился в 300 раз.
Так что децибел всего лишь удобное инженерное соглашение, которое введено в результате некоторых практических измерений, а также выгоды от практического использования.
При измерениях чего-то (например, напряжения) мы
Радиотехника »Электроника
— обзор радио и беспроводных технологий, а также некоторых основных приложений радио и беспроводной связи.
Радиосейчас очень широко используется в повседневной жизни, и оно становится все более широко используемым, поскольку все время находят новые приложения. Одним из первоначальных терминов для радио было беспроводное, и даже сегодня многие люди называют радио беспроводным устройством. Однако этот термин очень хорошо описывает эту форму связи, потому что это форма беспроводной связи.Теперь этот термин возвращается в употребление, потому что радио или беспроводные приложения становятся все более распространенными. В настоящее время этот термин используется для описания приложений малого радиуса действия, в которых не так давно могли использоваться проводные соединения. В этих и многих других приложениях очень широко используются радио или беспроводные технологии, и со временем они будут становиться все более популярными благодаря гибкости, которую они обеспечивают.
начало радио
История радио восходит к некоторым из первых открытий в области электротехники.Можно сказать, что они были начаты древними китайцами и греками.
Основные радиоприложения
Радиотехнология используется в большом количестве приложений, и этот список постоянно растет. Некоторые из самых ранних приложений должны были обеспечивать связь там, где проводные соединения были невозможны. Маркони, один из первых пионеров, увидел необходимость радиосвязи между кораблями и берегом, и, конечно же, радио для этого используется и сегодня. Однако по мере того, как радио стало более авторитетным, люди начали использовать его для вещания.Сегодня огромное количество станций транслируют как звук, так и изображение, используя радио для передачи своих программ слушателю.
Есть еще много приложений для радио. Радиосвязь используется не только для связи между кораблем и берегом, но и для других видов связи. Коротковолновое радио было одним из первых приложений для радио. Когда корабли плыли на огромные расстояния, стало ясно, что радио может предоставить им средство связи, когда они находятся посреди океана. «Отражая» сигналы от отражающих слоев в верхних слоях атмосферы, можно было достичь больших расстояний.Как только было отправлено сообщение, что это можно сделать, многие другие также начали использовать короткие диапазоны волн, где можно было осуществлять связь на большие расстояния. Его использовали все, от военных до информационных агентств, метеостанций и даже радиолюбителей.
Радио также используется для телекоммуникационных линий. Обычно используются сигналы с частотами в микроволновом диапазоне. Эти сигналы имеют частоты намного выше, чем в коротковолновом диапазоне, и на них не влияет ионосфера. Однако они обеспечивают надежные линии прямой видимости, по которым можно передавать много телефонных разговоров или другие виды трафика.Однако, поскольку они находятся только на линии прямой видимости, для них требуются башни для установки антенн, чтобы они могли передавать на достаточно большие расстояния.
Спутники
Спутники также используются для радиосвязи. Поскольку коротковолновая связь ненадежна и не может передавать требуемый уровень трафика, необходимо использовать более высокие частоты. Есть возможность передавать сигналы до спутников в космическом пространстве. Они могут принимать сигналы и передавать их обратно на Землю.Используя эту концепцию, можно передавать сигналы на огромные расстояния, например, над океанами. Дополнительно есть возможность использовать спутники для вещания. Передавая сигнал на спутник, он затем ретранслируется на другой частоте и может охватывать всю страну, используя только один спутник. Для наземной системы может потребоваться много передатчиков для покрытия всей страны.
Спутники также могут использоваться для многих других приложений. Один из них предназначен для наблюдения.Например, метеорологические спутники делают изображения Земли и передают их обратно на Землю с помощью радиосигналов. Еще одно приложение для спутников — это навигация. GPS, Глобальная система определения местоположения, использует несколько спутников на орбите вокруг Земли для обеспечения очень точного определения местоположения. В настоящее время планируются и вводятся в эксплуатацию другие системы, в том числе Galileo (европейская система) и Glonass (российская система).
Radar
Radar — это применение радиотехнологии, которое оказалось очень полезным.Впервые он был использован британцами во время Второй мировой войны (1939-1945) для обнаружения приближающихся бомбардировщиков противника. Зная, где они находятся, можно было послать истребители, чтобы перехватить их и таким образом получить значительное преимущество. Система работает, посылая короткий импульс беспроводной энергии. Сигнал отправляется и отражается от объектов в области, которая «освещена» радиосигналом. Зная угол, под которым возвращается сигнал, и время, необходимое для получения отражения, можно точно определить объект, отражавший сигнал.
Мобильная связь
В последние годы произошел взрывной рост в сфере личной связи. Одним из первых крупных приложений стал мобильный телефон. С момента их появления в последние 20 лет 20-го века их использование резко выросло. Их рост показал ценность мобильной связи и мобильной связи. Соответственно, были разработаны другие приложения, такие как Bluetooth, Wi-Fi и другие, которые теперь являются частью беспроводной сети.
Future
С ростом требований к мобильной связи, несомненно, что беспроводные технологии с радио в основе будут продолжать развиваться и получать более широкое распространение.Для удовлетворения спроса, вероятно, будут разработаны новые технологии, позволяющие максимально использовать доступный радиочастотный спектр. Также ожидается, что пользователь будет меньше знать о базовой технологии. По мере роста сложности потребуется, чтобы все технические детали обрабатывались программным обеспечением, предоставляя пользователю возможность свободно и легко использовать устройство, каким бы оно ни было.
Типы связи
Связь
Коммуникация означает передачу мыслей, информации, эмоций и идей с помощью жеста, голоса, символов, знаков и выражений от одного человека к другому.Три вещи являются наиболее важными и важными в любом процессе связи: отправитель, получатель и канал (среда).
Отправитель кодирует сообщения в любой форме, например, голосом, письмом или любыми знаками. Поэтому их часто называют кодировщиком. Получатель декодирует сообщение от отправителя, чтобы понять его. Поэтому их часто называют декодерами.
Канал: для любого сообщения или информации нужен какой-то канал или среда. Пример: телевидение — это аудиовизуальная среда, которая декодирует электронные сигналы в аудиовизуальные средства для аудитории.
Существует 2 основных типа связи:
- Устное общение
- Невербальное общение
Устное общение
Общение происходит устно, устно или посредством письменных слов, которые выражают или передают сообщение другому, называется вербальным общением.
Пример: Плач ребенка (вокал) — это словесное общение, которое выражает голод или боль посредством голоса.
Устное общение бывает двух типов
А.Устное общение
B. Письменное сообщение
- A. Устное общение: Общение, которое происходит из уст в уста, устные слова, разговоры, а также любые сообщения или информация, которыми обмениваются друг с другом посредством речи или устного общения, называют устным общением. Пример: публичное выступление, чтение новостей, телевидение, радио, телефонные и мобильные разговоры.
- B. Письменное общение : общение происходит с помощью любого письменного слова или часто письменного знака, который указывает на языки, используемые в любом носителе, называется письменным общением.Пример: просто любые рукописные, печатные, газетные, печатные текстовые документы, письма, книги и журналы.
- Невербальное общение : Любое общение без устной речи, устных слов, разговоров и письменных языков называется невербальным общением. Это происходит с помощью знаков, символов, цветов, жестов, языка тела или любых выражений лица, известных как невербальное общение. Сигналы светофора — один из лучших примеров невербального общения.
