Как измерить мощность звука: методы и инструменты для точных измерений — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно измерить мощность звукового сигнала. Какие приборы используются для измерения мощности звука. Какие единицы измерения применяются для оценки мощности звука. Как рассчитать мощность звука по формулам.

Содержание

Единицы измерения мощности звука

Для измерения мощности звука используются различные единицы:

Ватты (Вт) — основная единица измерения акустической мощности
Децибелы (дБ) — логарифмическая шкала для оценки относительной мощности звука
Паскали (Па) — единица измерения звукового давления
дБ SPL (Sound Pressure Level) — уровень звукового давления относительно порога слышимости

Наиболее распространенной единицей является ватт, показывающий абсолютное значение акустической мощности. Децибелы удобны для сравнения мощностей разных источников звука.

Приборы для измерения мощности звука

Для точного измерения мощности звукового сигнала используются специальные приборы:

Шумомеры — измеряют уровень звукового давления в дБ
Анализаторы спектра — определяют мощность звука на разных частотах
Осциллографы — позволяют визуализировать форму звукового сигнала
Измерители уровня звука — показывают уровень громкости в дБ
Акустические калибраторы — создают сигнал с известной мощностью для калибровки

Выбор конкретного прибора зависит от требуемой точности измерений и специфики задачи. Для бытовых целей часто достаточно простого шумомера.

Методика измерения мощности звука

Правильное измерение мощности звука включает следующие этапы:

Калибровка измерительного прибора с помощью калибратора
Размещение микрофона на нужном расстоянии от источника звука
Генерация тестового сигнала (например, белого шума)
Фиксация показаний прибора в течение определенного времени
Усреднение полученных значений
Учет поправок на окружающие условия

Важно соблюдать методику измерений, чтобы получить корректные и воспроизводимые результаты.

Расчет мощности звука по формулам

Мощность звука можно рассчитать по нескольким формулам:

P = I * S, где P — мощность, I — интенсивность звука, S — площадь
P = p^2 / (ρc), где p — звуковое давление, ρ — плотность среды, c — скорость звука
LW = 10 log (W / W0), где LW — уровень звуковой мощности в дБ, W — мощность, W0 — опорная мощность

Выбор конкретной формулы зависит от имеющихся исходных данных и требуемой точности вычислений.

Измерение мощности звуковых усилителей

Для измерения выходной мощности усилителей звука используется следующая методика:

Подключение к выходу усилителя эквивалента нагрузки (резистор)
Подача на вход тестового синусоидального сигнала
Измерение напряжения на нагрузке осциллографом
Расчет мощности по формуле P = U^2 / (2R), где U — напряжение, R — сопротивление нагрузки

Важно измерять мощность при разных уровнях входного сигнала и сопротивлениях нагрузки.

Особенности измерения мощности в акустических системах

При измерении мощности акустических систем необходимо учитывать следующие факторы:

Различную чувствительность на разных частотах
Нелинейные искажения при высоких уровнях
Влияние акустики помещения на результаты
Разную мощность для разных полос многополосных систем

Для точных измерений используются специальные акустические камеры и сложные методики тестирования.

Нормы по допустимым уровням звуковой мощности

Существуют санитарные нормы, ограничивающие уровни звуковой мощности для различных помещений и территорий:

Для жилых помещений — не более 55 дБА днем и 45 дБА ночью
В рабочих зонах — до 80 дБА в зависимости от вида работ
На территории жилой застройки — до 70 дБА днем и 60 дБА ночью

Превышение допустимых норм может привести к негативному влиянию на здоровье человека.

Измерение мощности звука в домашних условиях

В бытовых условиях можно приблизительно оценить мощность звука следующими способами:

С помощью приложений-шумомеров для смартфонов
Используя бытовой измеритель уровня шума
По субъективным ощущениям громкости

Хотя такие методы не дают высокой точности, они позволяют получить общее представление об уровне звуковой мощности.

Погрешности при измерении мощности звука

При измерении мощности звука возможны следующие погрешности:

Неточная калибровка измерительных приборов
Влияние отражений звука от поверхностей
Посторонние шумы при измерениях
Неправильное расположение микрофона
Погрешности самих измерительных приборов

Для минимизации погрешностей важно соблюдать методику измерений и использовать качественное оборудование.

Как измерить мощность звука

Содержание

Содержание
Единицы измерения [ править | править код ]
Типы измерителей уровня звука [ править | править код ]
Как измерить мощность усилителя звука
Как проверить мощность усилителя звука
Влияние общей выходной мощности на громкость
Системы измерения
Прочие стандарты
Как определить подходящую мощность

Измеритель уровня звука — измерительный прибор, применяемый в звукотехнике для определения уровня звукового сигнала. Звук измеряется в децибелах (дБ). Это логарифмические единицы, которые хорошо отражают характеристику слуха, поскольку слух человека ощущает только относительные изменения акустического давления.

Содержание

Единицы измерения [ править | править код ]

Измерение уровня в децибелах означает сравнение данного измеряемого уровня с неким опорным «нулевым» уровнем, обозначенным как 0 дБ. Таким образом, обозначение «0 дБ» — это так называемый «относительный нулевой» уровень, указывающий лишь на то, что уровень данного сигнала точно равен некоему уровню, условно принятому для данной точки тракта в качестве опорного, номинального.

Уровень, превышающий опорный, обозначается в децибелах со знаком «плюс» (например, +3 дБ), а меньший опорного — в децибелах со знаком «минус» (например, −6 дБ).

В студиях вещания и звукозаписи принято использовать величину дБu. В этом случае измеряемое напряжение сравнивается с так называемым абсолютным нулевым уровнем. Это напряжение принимается равным 0,775 В. Эта немного неудобная для запоминания цифра пришла в студийную практику из тех областей звукотехники, где для оценки уровня сигнала важнее измерять не его напряжение, а электрическую мощность. И тогда можно было бы уровень оценивать в единицах дБm, сравнивая данную мощность с опорной, за которую принимается 1 мВт на сопротивлении 600 Ом. (Такое сопротивление характерно, например, для медной телефонной линии связи).

В области акустических измерений пользуются теми же децибелами, но уже для обозначения

уровня звукового давления (SPL). В этом случае за опорную величину 0 дБ SPL принимается звуковое давление, равное 2 × 10 −5 Па, то есть звук, соответствующий порогу слухового ощущения.

А уровень мощности акустического сигнала, соответствующий этому порогу, измеряют в дБ PWL по отношению к опорной величине, равной 10 −12 Вт.

Типы измерителей уровня звука [ править | править код ]

Выделяют три типа измерителей уровня звука:

измеритель средних значений (VU-meter, или «волюметр») — изначально аналоговый стрелочный прибор, динамические характеристики которого определяются инерционными параметрами стрелочного индикатора. Был разработан в 1939 году Bell Labs, CBS и NBC для измерения и стандартизации уровней в телефонных линиях. В последнее время такие измерители часто делаются не со стрелочными индикаторами, а со светодиодными или иными световыми указателями. Постоянная времени измерительной схемы для этого типа измерителей уровня составляет 300 миллисекунд, что наиболее приближенно отражает субъективно воспринимаемую человеком громкость.

измеритель действующих значений (RMS, среднеквадратичный) показывает величину напряжения, пропорциональную реальной долговременной мощности сигнала, его «тепловой эквивалент». Лучшие RMS-измерители построены с использованием термопреобразователей — исследуемое напряжение нагревает термоэлемент, по температуре которого и судят о величине напряжения. В связи с излишней инерционностью, применяют для измерения уровня шумов.

пиковый измеритель (PPM):

точный пиковый измеритель (True PPM) — отражает точные пиковые значения уровня независимо от длительности звукового сигнала.

квазипиковый измеритель (QPPM) — показывает пиковые значения уровней сигнала, превышающие заданную длительность времени интеграции. Значения меньшей длительности, чем время интеграции будут отображаться с меньшим уровнем, чем при измерении True PPM. Квазипиковый измеритель должен иметь время интеграции 5 миллисекунд.
выборочный пиковый измеритель (SPPM) — измеритель для цифровой звукозаписи, который показывает значения выборки цифрового сигнала. Может иметь одновременно характеристики точного и квазипикового измерителя.

Время интеграции — это величина, характеризующая быстродействие измерителя. Определяется длительностью такой одиночной тональной посылки, при которой указатель индикатора доходит до отметки в −2 дБ. Время возврата — это время, за которое указатель индикатора после отключения от его входа сигнала номинального уровня опускается до отметки в −20 дБ. В отличие от квазипиковых, у VU-измерителей нет двух разных времен интеграции и возврата, а есть только одно, одинаковое для обоих направлений перемещения указателя, оно называется

постоянной времени. В механических (стрелочных) приборах это время определяется конструктивными особенностями их подвижной системы.

С появлением светодиодных индикаторов появилась возможность совмещать VU или RMS и пиковые измерители на одной шкале. Также применение светодиодов позволило удерживать индикацию максимального значения «точкой», называемой Peak Hold. Из-за достаточно большого времени её зависания (1—3 с) нет необходимости постоянно следить за индикатором.

Усилители звука используются как во многих бытовых приборах, автомобилях, так и профессиональной работе звукорежиссеров. Каждое устройство усиливающее звуковые колебания, передаваемые в нагрузку (в акустическую систему) имеет свою расчётную мощность, которая зависит от мощности радиодеталей используемых в ней.

Перед тем как узнать мощность усилителя звука нужно понимать от чего она зависит. В первую очередь, это сопротивление нагрузки, которой служит акустическая система или звуковоспроизводящие динамики. Сопротивление их бывает 2, 4, или 8 Ом. Чем меньше эта величина тем выше ток проходящий по цепи катушки динамика, а значит выше и мощность. Перед тем как подключать акустическую систему к усилителю звука, необходимо знать её параметры, для того чтобы продолжительность эксплуатации была максимальной.

Как измерить мощность усилителя звука

Существует два способа измерения выходной мощности усилителя звука, это выполняется с помощью следующих измерительных устройств:

Для проведения таких измерений обязательно понадобиться нагрузка, которой в стандартном применении является динамик или акустическая система.

Ток без нагрузки не появится, а значить измерить мощность не получится. В качестве динамика, в случае его отсутствия под рукой, используется проволочное сопротивление (резистор) типа ПЭВ, мощностью от 10 до 100 Вт и величиной сопротивления от двух до 8 Ом. Не стоит обращать внимания, что мощность нагрузки всего 100 Вт, а заявленная мощность усилителя 200 или 300 Вт, такой резистор способен кратковременно рассеивать мощность в несколько раз превышающую номинальную.

Перед тем как подключать резистор в цепь, обязательно необходимо проверить значение его сопротивления с помощью омметра, чтобы избежать ненужной погрешности. Если в наличии нет резистора типа ПЭВ, то используется резистор с переменным значением сопротивления типа ОПЭВ. Если величина его полного сопротивления равна 8 Ом, то появляется возможность подключения его по следующей схеме и тем самым получить или 2, или же 4 Ома.

После подключения осциллографа и нагрузки как показано на рисунке, на вход усилителя подаётся обычный слабый звуковой сигнал, который необходимо усилить. Для более точных, лабораторных измерений рекомендуется использовать генератор синусоидального сигнала, частота которого от 100 до 200 Герц. Затем включить усилитель и постепенно, очень плавно увеличивать громкость, поворачивая встроенный регулятор. На осциллографе появиться усиленный сигнал, амплитуда которого будет увеличиваться до максимального значения выдаваемого усилителем. После достижения максимальной громкости и ограничения выходного сигнала по амплитуде, измеряется напряжение, которое потом подставляется в формулу:

P = (U x U) : (2 x R)

где P – выходная мощность усилителя в Ваттах;
U – выходное напряжение усилителя в Вольтах;
R – сопротивление нагрузки (колонки) в Омах.

На первом рисунке изображён усиленный синусоидальный сигнал, а на втором от обычного музыкального MP-3 плеера. Стрелкой указана та часть синусоиды, которую стоит учесть при расчёте мощности. Нельзя подавать на вход усилителя для измерения мощности выходного каскада сигнал высокой частоты, если вместо сопротивления будет использоваться многополосная акустическая система. Это приведёт к перегрузке среднечастотного или высокочастотного динамика, что вызовет разрыв мембраны или обрыв их катушки.

Теперь узнаем, как узнать мощность усилителя звука мультиметром? При отсутствии осциллографа используется обычный вольтметр, имеющийся в наличии в каждом, даже дешевом мультиметре. Однако, для того чтобы увидеть на нём пиковую величину напряжения выходного каскада усилителя низкой частоты, соберем простейшую схему, состоящую из диода (рассчитанного на напряжение 50 Вольт) и конденсатора (от 0,47 до 1 µF, и напряжение выше 50 В).

Согласно закона Ома, зная напряжение и сопротивление вычисляется ток, который будет равен напряжению делённому на величину сопротивления. Мощность при этом равняется произведению напряжения и силы тока.

Как проверить мощность усилителя звука

Теперь знаем как определить мощность усилителя звука, тогда заявленные производителем характеристики легко вычислить вышеописанными методами. Часто несоответствие информации о мощности усилителей встречается у китайского изготовителя, привлекающего покупателя высокими показателями, которые в реальности сильно занижены.

Всех читателей, приветствую! Каждый, кто хоть раз выбирал акустическую систему, задумывался о мощности колонок в ваттах – что это за параметр и как он влияет на громкость аппаратуры.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Сегодня я расскажу, в чем измеряется звук в колонках, от чего зависит громкость и как узнать достаточные параметры для комнаты определенной площади.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Влияние общей выходной мощности на громкость

Как ни странно, высокая мощность аппаратуры не всегда говорит о том, что она будет играть громко и «мясисто». Выбирая акустику для компьютера, следует помнить, что ватты, грубо говоря – это количество энергии, потребляемое аппаратурой.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

В зависимости от КПД системы (а он иногда бывает чрезвычайно мал) итоговая громкость может значительно корректироваться.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Громкость звука – субъективная характеристика. Измеряется она интенсивностью, которая пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления. На нее влияет чувствительность человеческого уха.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Разные люди могут по‐разному воспринимать одни и те же диапазоны частот. Кроме того, чувствительность снижается с возрастом.

Общая выходная мощность – не единственный параметр, влияющий на звуковое давление. Громкость системы в целом также находится в зависимости от чувствительности динамиков и мощности усилителя.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Чем ниже будет чувствительность колонки, тем мощнее усилитель потребуется для ее активации.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Системы измерения

Несмотря на вышеперечисленное, самым эффективным инструментом маркетологов при продаже акустики для ПК, остается мощность, выраженная в ваттах. Еще совсем недавно, лет 20 назад, на рынке была доступна только старая акустика, выпущенная советской промышленностью, и китайская аппаратура, начинающая захватывать мировые рынки.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

Качественная европейская и американская электроника попросту не поставлялась к нам по причине заоблачной стоимости, недоступной для подавляющего большинства клиентов.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

В паспорте советской, а впоследствии и российской электроники, указывалась номинальная мощность, которая продолжает считаться одним из наиболее объективных параметров. Определяется эта характеристика при средней позиции регулятора громкости.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Китайцы же традиционно указывали PMPO – максимальную мощность, которую теоретически способен выдержать динамик без механического повреждения, а усилитель «пропустить» через себя, не перегорев и не поплавив начинку.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Не редко на миниатюрной колонке можно было увидеть гордую наклейку 500 Ватт. Естественно, блоком питания, способным аккумулировать такое количество энергии, ни одна такая система не была оборудована.

Такую систему исчисления назвали «китайскими ваттами». Согласно результатам многочисленных тестов, этот показатель в 20–30 раз превосходил номинальную мощность. На текущий момент, к счастью, PMPO почти не используется, а в характеристиках китайской электроники указывается номинальная мощность.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Это вполне объяснимо: кроме Китая и некоторых других стран Азии, сегодня почти никто не производит аппаратуру. Бороться за рынок, с помощью таких хитрых манипуляций, больше не имеет смысла – он уже давно захвачен и монополизирован.

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

Прочие стандарты

В этой теме нельзя не упомянуть стандарт DIN 45500, впервые классифицировавший понятие Hi‐Fi аппаратуры. Согласно принятым нормативам, DIN Power здесь измеряется при помощи подачи сигнала частотой 1 кГц на линейный вход на протяжении 10 минут.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

При достижении 1% THD измеряется мощность. Такая система полностью идентична японской EIAJ. DIN Music Power – еще один параметр, максимальный сигнал, который выдержит аппаратура без повреждения на протяжении длительного времени.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Этот показатель отвечает IEC Power, согласно стандарту Международного электротехнического комитета IEC 268–5. Длительность нагрузки составляет в нем 100 часов.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

RMS – предельная синусоидальная мощность, то есть та, с которой устройство способно работать в течение часа без повреждений. Обычно эта величина на 150–200% больше советской номинальной мощности и на 20–25% больше DIN Music Power. К этому стандарту близок AES2‐1984, согласно которому замеры проводятся в течение двух часов.

p, blockquote 19,0,0,1,0 —>

Как определить подходящую мощность

Итак, мы подходим к главному вопросу: суммарная мощность колонок – что это такое и как влияет она на качество звука. Суммарная мощность – сумма мощностей сабвуфера и сателлитов в составе акустической системы. На какую площадь комнаты какая акустика лучше подойдет, определить можно по следующему принципу:

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Для офиса и другого рабочего места – не более 20 Ватт, чтобы не мешать коллегам;
Для комнаты стандартного размера – от 20 до 50 Ватт;
Для гостиной, домашнего кинотеатра или игрового зала – от 50 до 150 Ватт.

Более мощные колонки брать не имеет смысла – все равно вы не сможете использовать «на полную катушку», не мешая при этом соседям по дому. Если же вы живете в частном секторе и предпочитаете очень громкую музыку, можно взять хоть и 300 Ваттные колонки, выставить их на улицу и радовать жителей микрорайона своими музыкальными предпочтениями.

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Рекомендации по мощности приведены согласно системе RMS. И, пожалуй, главное, о чем не следует забывать при выборе акустики – то, что ее мощность никак не влияет на качество звука.

А это уже характеристика сугубо субъективная, поэтому, покупая даже навороченные колонки от бренда с мировым именем, не поленитесь провести тестовое прослушивание – а вдруг вам частотный диапазон придется не по нраву.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Про основные параметры и технические характеристики колонок для ПК читайте тут. Также на эту тему советую почитать о лучших брендах производителей аудиоколонок для ПК и про историю изобретения и развитие акустических колонок. Буду признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До завтра!

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

p, blockquote 25,0,0,0,0 —> p, blockquote 26,0,0,0,1 —>

Как посчитать мощность усилителя звука. Как узнать мощность усилителя мультиметром

Автор admin На чтение 4 мин Просмотров 4.7к. Опубликовано 30.09.2018

Содержание

Как посчитать мощность усилителя звука
Как измерить мощность усилителя звука

Особенно важно знать максимальные параметры, так как при несоответствии мощности акустики и максимально выдаваемой мощности усилителя, выход из строя звуковоспроизводящего оборудования неизбежен.

Как измерить мощность усилителя звука

осциллографа;
мультиметра.

Для проведения таких измерений обязательно понадобиться нагрузка, которой в стандартном применении является динамик или акустическая система. Ток без нагрузки не появится, а значить измерить мощность не получится. В качестве динамика, в случае его отсутствия под рукой, используется проволочное сопротивление (резистор) типа ПЭВ, мощностью от 10 до 100 Вт и величиной сопротивления от двух до 8 Ом. Не стоит обращать внимания, что мощность нагрузки всего 100 Вт, а заявленная мощность усилителя 200 или 300 Вт, такой резистор способен кратковременно рассеивать мощность в несколько раз превышающую номинальную.

P = (U x U) : (2 x R)

где P – выходная мощность усилителя в Ваттах;
U – выходное напряжение усилителя в Вольтах;
R – сопротивление нагрузки (колонки) в Омах.

На первом рисунке изображён усиленный синусоидальный сигнал, а на втором от обычного музыкального MP-3 плеера. Стрелкой указана та часть синусоиды, которую стоит учесть при расчёте мощности. Нельзя подавать на вход усилителя для измерения мощности выходного каскада сигнал высокой частоты, если вместо сопротивления будет использоваться многополосная акустическая система. Это приведёт к перегрузке средне частотного или высокочастотного динамика, что вызовет разрыв мембраны или обрыв их катушки.

Как проверить мощность усилителя звука

Как измерить максимальную и проверить номинальную мощность усилителя

Современные усилители очень часто пестрят красочными надписями в 1000 Ватт или даже в 3000 Ватт. При этом имеют достаточно умеренные цены. Давайте же вместе проверим соответствуют ли заявленные характеристики реальным.

Для примера мы взяли двухканальный усилитель мощности Power Acoustik LT1920/2.

Пиковая мощность данного усилителя была указана просто фантстическая — 1920 watts.
При этом усилитель может работать как на нагрузку в 4 Ома так и 2 Ома.

Технические характеристики усилителя Power Acoustik LT1920/2

RMS мощность (RMS Power) @ 4 ohms   370 watts x 2 канала
RMS мощность (RMS Power) @ 2 ohms   440 watts x 2 канала
Мощность при мостовом подключении (Bridged RMS Power)   880 watts x 1 channel
Пиковая мощность (Peak Power Output)   1920 watts

Для начала всегда рекомендуем обратить внимание на внешнее исполнение усилителя, это уже многое даст понять о его потенциале.

Факторы указывающие на потенциальную мощность усилителя

— предохранители питания на входе усилителя. Каждый наверно знает что на сегодняшний день еще не изобрели устройства которое на выходе давало бы больше мощности чем на входе. Такое устройство могло бы питать само себя, еще и осуществлять полезную работу — вечный двигатель.
Зачастую мощность на входе надо будет еще умножить на коефициент потерь и получить более низкую мощность на выходе.

Клеммы и четыре предохранителя на 20 Ампер по питанию на входе усилитель Power Acoustik LT1920/2

В нашем случае на входе усилителя стоят 4 предохранителя по 20 (по паре предохранителей на канал).
Что по мощности составляет (20 Ампер * 4 шт) * 14 Вольт = 1120 Ватт. В принципе этого вполне достаточно для получения на выходе обещаных номинальных 880 Ватт но никогда не хватит для пиковых 1920 Ватт.

— Клеммы для проводов питания. Не забывайте что для прохождения больших токов необходимы большие сечения проводов. В нашем случае клемники установлены под более чем толстые провода, которые с легкостью обеспечат ток до 80 Ампер.

— Размер радиаторов охлаждения. Не забывайте что в процессе работы усилитель рассеивает часть тепла на силовых транзисторах. Для этого усилителю необходимы большие радиаторы (большой площади, с большими ламелями, ребрами изготовленные желательно из алюминия, а еще лучше из меди).

— вес усилителя. По весу мы можете не только определить массивность корпуса усилителя и возможность рассеивания тепла. Так же вы можете примерно оценить колличество транзисторов, мощность феромагнитных сердечников установленных в трансформаторах блоков питания усилителя, размеры электролитических конденсаторов и многое другое.
Наш усилитель имеет очень приличный вес, оно и не удивительно, задача перед ним стоит просто непосильная.

Если ваш усилитель не новый, у вас есть все шансы измерить мощность усилителя не прибегая к особым сложностям.

Все что вам необходимо, снять с него крышку и внутри обычным мультиметром измерить напряжение на выходных электролитических конденсаторах, после трансформаторов блока питания и выпрямительных диодов. 2 / 2 Ома = 1104 Ватта

Предположим что вы не можете заглянуть внутрь усилителя или просто хотите проверить рассчитанные данные.

В первую очередь самое распространенное заблуждение, что мощность можно измерить прямо на физической нагрузке в виде динамика.

К сожалению динамик имеет индуктивную составляющую и имеет разные сопротивления на разных частотах. Поэтому нагрузка обязательно должна быть не индуктивной. К примеру это может быть пассивны элемент — резистор.

В нашем случае мы решили использовать нихромовую нить толщиной 1 мм, рассчитанную на мощность несколько киловатт. Нихромовая нить позволяет отрегулировать необходимое сопротивление и при этом имея большую толщину может без проблем рассеять в виде тепла прилагаемую мощность.

Для тестирования вам необходимо записать на диск трек с сигналом синусоидальной формы частотой 50 Гц.

Почему именно 50 Гц? потому что переменный ток в сети электропитания имеет частоту 50 Гц а измерения мы будем проводить промышленным мультиметром, который скорее всего лучше измеряет именно эту частоту.

Этапы измерения максимально мощности усилителя

Видео — Как измерить максимальную и проверить номинальную мощность усилителя

— Для начала измерьте напряжение на выходе усилителя на холостом ходу. Для этого отсоедините от одного выхода усилителя нагрузку в виде динамика и подсоедените мультиметр в режиме измерения напряжения.

Напряжение на выходе усилителя на холостом ходу (без нагрузки) при полной громкости с синусоидальным сигналом на входу

Искажения при которых усилитель достиг максимальной мощности вы можете услышать в динамике второго подключенного канала. Для предотвращения повреждения динамика вы можете подключить его через сопротивление 100 Ом мощностью 5 Ватт или больше.

Для более достоверного определения максимальной мощности вы можете использовать осцилограф. Поворачивая ручку громкости на выходе усилителя по сглаживанию синусоидальной формы вы сможете заметить срезание (искажение сигнала).
Если вам не нужна сверх высокая точность, вы можете определить искажения и на слух.

На нашем усилителе, на выходе при полной громкости и холостом ходу мы получили 47 Вольт. Что соответствует напряжению питания на входе усилителя от блока питания.

— Измерьте напряжение на выходе усилителя с подключенной нагрузкой. В нашем случае это нихромовая нить сопротивлением 3,2 Ома.

Напряжение до перегрузки — чуть меньше 30 Вольт

Необходимо учитывать что под нагрузкой на выходе усилителя падает напряжение. Собственно это и говорит о его потенциале. Обратите так же внимание на напряжение на входе усилителя, если оно проседает как в нашем случае от 13,7 Вольта до 12 Вольт — это означает что вам не хватает мощности на входе. Причиной тому могут быть тонкие провода, не достаточно мощный генератор, маленький накопительный конденсатор.

Напряжение бортовой сети автомобиля 13,4 Вольта на конденсаторе питания усилителя

— Измерьте силу тока протекающую в цепи нагрузки на выходе усилителя.

Сила тока до перегрузки — чуть меньше 10 ампер

Итого на выходе 30В * 10А = 300 Вт

Не много но и не мало 300Вт * 2 канала = 600 Ватт (в нашем случае производитель заявлял 1 кВт)

Вот так просто за несколько минут мы провели все необходимые измерения и убедились в мощном потенциале нашего усилителя.

А какие показатели получились у вас? Пишите нам в комментариях.

‎App Store: Шумомер — шум под контролем

Описание

Пожалуй, лучший шумомер в App Store. Дозиметр шума. Слуховой тест. Крутой спектроанализатор. Удобный интерфейс и поддержка на русском языке если у вас вдруг есть вопросы.

ВОЗМОЖНОСТИ
• Четыре режима взвешивания A, B, C, Z
• Полнофункциональный дозиметр Шума
• Режим съемки фото и видео с наложением уровня окружающего шума
• Возможность калибровки
• Экспорт в приложение здоровье уровней окружающего шума и аудиограммы
• Сохранение и экспорт измерений в виде аудиофайла, а также экспорт замеров в excel в текстовом формате
• Массовый экспорт сразу всех записей
• Сохранение геопозиции измерений
• Встроенный спектральный анализатор (очень-очень крутой, честно)
• Измерения в фоне
• Уведомления о превышении заданного уровня шума
• Слуховой тест
• Аудиограмма
• Воспроизведение замеров в спящем режиме и многое многое другое. ..

Шумомеру нужен доступ к микрофону. Если по каким то причинам вы отклонили запрос на предоставление доступа при первом запуске программы зайдите в настройки-приватность-микрофон и разрешите шумомеру доступ к микрофону, после этого программа заработает корректно.

Исключительная точность измерений. Откалибровано с использованием профессионального высокоточного шумомера Октава — 110А.

Мы сделали это приложение, чтобы вы могли сэкономить на покупке профессиональных моделей шумомеров, которые стоят несколько сотен долларов. В то же время мы любим красивый дизайн и любим удивлять, поэтому приобретя наше приложение вы также получите изящное и чрезвычайно удобное устройство с интуитивно понятным интерфейсом.

При возникновении вопросов и предложений немедленно пишите нам: [email protected]

Приложение предлагает дополнительные ежемесячные и годовые подписки:
Оплата будет снята с вашей учетной записи iTunes при подтверждении покупки. Подписки будут автоматически обновляться, если автообновление не будет отключено по крайней мере за 24 часа до окончания текущего периода. С вашего счета будет взиматься плата за обновление в соответствии с вашим планом в течение 24 часов до окончания текущего периода. Вы можете управлять или отключать автоматическое обновление в настройках учетной записи Apple ID в любое время после покупки. Обратите внимание, что любая неиспользованная часть бесплатного пробного периода будет аннулирована при покупке подписки с автоматическим продлением. Ознакомьтесь с нашими Условиями использования здесь: http://dbmeterpro.com/terms.html

31 авг. 2022 г.

Версия 9.0

Крупное обновление с совершенно новыми функциями
• Теперь вы можете экспортировать и распечатывать отчеты о шуме с указанием даты и времени, графиком шума и максимальными и минимальными значениями LAeq, разделенными по октавным полосам.
Кроме того, вы также можете добавить сведения о местоположении в отчет о шуме.

Другие улучшения:
• Новый улучшенный дизайн главного экрана.
• Исправлена проблема, приводившая к неправильным показаниям в некоторых редких случаях после многократного переключения с видеозаписи на главный экран и обратно.
• Несколько исправлений ошибок для еще более плавного взаимодействия с пользователем, благодаря чему 99,9 % сеансов работают без сбоев.
• Несколько улучшений и исправлений пользовательского интерфейса.

Ваши комментарии помогают сделать приложение лучше, и я очень ценю их, поэтому не стесняйтесь делиться ими.

Оценки и отзывы

Оценок: 10,6 тыс.

Отличная программа

На данный момент лучше этой программы не существует. Всем советую

Спасибо 👍

👎

Каждые 15 секунд вылетает предложение купить про. 👎
«Здравствуйте. Спасибо за ваш отзыв, но это не соответствует действительности. Реклама вылетает только каждые 90 секунд, а это гораздо больше чем медианная сессия в приложении. То есть среднестатистический человек может не видеть рекламы вовсе. При этом в режиме дозиметра (я считаю это своей социальной ответственностью) реклама не вылетает вообще. Так как на мой взгляд очень важно дать людям инструмент, который поможет в перспективе избежать потери слуха. И этот инструмент должен быть полностью бесплатным, каким я его и сделал.»
Может на счет 15 секунд я и загнул, но попользовавшись приложением минут 5 поизмеряв шум на кухне в различных вариациях, с открытым окном, без, и.т.д. Мне пришлось отказаться от покупки про. версии раз 7-10. И каждый раз это было окно практически на весь экран, перекрывающее все приложение.

Здравствуйте. Спасибо. В последних версиях флоу был полностью изменен. Теперь 99% процентов функционала бесплатны. Если вы будете измерять как вы описали не увидите рекламу вообще, не считая онбординга при самом первом запуске. Сделал все что мог, чтобы реклама покрывала только профессиональные фичи вроде дополнительных режимов спектроанализатора, экспорта, записи в бэкграунде. Попробуйте, надеюсь вам новый флоу покажется удобным и не отвлекающим. Плюс с момента вашего отзыва добавился бесплатный же слуховой тест и возможность записывать аудио и видео с наложением уровня шума.

Отзыв

Приложение отстой, врет ужасно. Про стоимость я вообще молчу. Разработчик у тебя с аппетитом все нормально?

Здравствуйте. Спасибо за ваш отзыв. Скажите а на чем основывается ваше утверждение «врет ужасно»? Мое утверждение о всего 3% погрешности основывается на тысяче замеров на каждое отдельное устройство в различных условиях. Могу описать процесс. В настройках приложения можете посмотреть видеосравнение с аппаратными шумомерами 1 и 2 класса точности. С аппетитом все ок, спасибо. Шумомер хорошего уровня стоят порядка 110000₽. Девайсы для калибровок сами можете посчитать сколько стоят на примере последних айфонов. Время на студии. Мое время. И это только для калибровки разработку не считаем. Она стоит в разы дороже. Нормальные траты для приложения которое я раздаю бесплатно с небольшими ограничениями? А за стоимость пары кофе можно избавится от ограничений. Как по мне вроде норм предложение. Если кажется дорого можно скачать поделки собранные на коленке от друзей из Китая и Индии. Посмотреть как у них с точностью, удобством и дизайном за +- те же деньги. Свободый рынок ведь. Конкуренция. Эгегей.

Встроенные покупки

Спектральный Анализ PRO

Все функции спектрального анализа без рекламы

2 290,00 ₽

Шумомер Pro

Сохранение. Экспорт. Доступ к dB-A, C, Z

1 790,00 ₽

Noise Dosimeter Pro

Get notifications & measure in background

899,00 ₽

Шумомер: Премиум Версия

Доступ ко всем функциям без ограничений

1 390,00 ₽

Разработчик Vlad Polyanskiy указал, что в соответствии с политикой конфиденциальности приложения данные могут обрабатываться так, как описано ниже. Подробные сведения доступны в политике конфиденциальности разработчика.

Связанные с пользователем данные

Может вестись сбор следующих данных, которые связаны с личностью пользователя:

Не связанные с пользователем данные

Может вестись сбор следующих данных, которые не связаны с личностью пользователя:

Здоровье и фитнес
Покупки
Геопозиция
Идентификаторы
Данные об использовании
Диагностика

Конфиденциальные данные могут использоваться по-разному в зависимости от вашего возраста, задействованных функций или других факторов. Подробнее

Информация

Провайдер: Vlad Polyanskiy
Размер: 82,2 МБ
Категория: Утилиты
Возраст: 4+
Copyright: © Vlad Polyanskiy
Цена: Бесплатно

Поддержка приложения
Политика конфиденциальности

Поддерживается

Другие приложения этого разработчика

Характеристики усилителей

org/Breadcrumb» itemref=»bx_breadcrumb_1″> Главная страница
Усилители
Характеристики усилителей

При выборе усилителя мощности покупатели часто допускают похожую ошибку, полагая, что указанные в паспорте технические характеристики позволят им понять, какого звука стоит ожидать от приобретаемого усилителя. Дело в том, что основные параметры не отражают «характер» усилителя, хотя бы потому, что они измерены в рафинированных лабораторных

условиях и вообще могут быть недостоверными. Равные по техническим характеристикам усилители могут звучать по-разному. А бывает, что усилитель с худшими характеристиками звучит гораздо лучше. Можно сделать предположение, что эти явления в основном связаны с субъективным восприятием звукового поля разными людьми. Однако правильнее предположить, что если при одинаковых «цифрах» имеются различия, это означает, что что-то измерить попросту забыли. В итоге получается, что оценивать усилитель по основным характеристикам – все равно, что оценивать человека лишь по его физическим параметрам.

К основным характеристикам усилителя мощности звуковой частоты относятся:

Выходная мощность.
Частотный диапазон.
Коэффициент гармонических искажений.
Отношение сигнал / шум.
Демпинг-фактор (или коэффициент демпфирования).

Дополнительно могут указываться:

Коэффициент интермодуляционных искажений.
Скорость нарастания выходного напряжения.
Перекрестные помехи.

Разумеется, в паспорте присутствуют и немаловажные эксплуатационные характеристики:

Напряжение питания.
Максимальная потребляемая мощность.
Масса.
Габаритные размеры.

Выходная мощность

Данный параметр имеет множество разновидностей и методик измерения, и некоторые производители используют это в рекламных целях, намеренно не указывая условия, при которых выходная мощность была измерена. Именно поэтому покупатель недоумевает, сравнивая в магазине крохотный музыкальный центр с наклейкой 2х1000W и увесистый усилитель мощности внушительных размеров с характеристикой 30 Вт на канал.

Для отечественных усилителей в основном использовались такие характеристики, как номинальная и максимальная выходная мощность:

Номинальная мощность – выходная мощность усилителя при заданном коэффициенте нелинейных искажений. Такая методика измерения предоставляет определенную свободу выбора изготовителю, который волен указать значение номинальной мощности, соответствующее наиболее выгодному значению нелинейных искажений. А ведь широко известно, что в усилителях класса АВ при малых уровнях выходной мощности, например 1Вт, уровень искажений может достигать огромных значений. Существенно уменьшаться он может только при увеличении выходной мощности до номинальной. В паспортах отечественными производителями указывались рекордные номинальные характеристики, с крайне низким уровнем искажений при высокой номинальной мощности усилителя. Тогда как наивысшая статистическая плотность музыкального сигнала лежит в диапазоне амплитуд 5-15% от максимального значения. Вероятно, поэтому советские усилители заметно проигрывали на слух западным, у которых оптимум искажений мог быть на средних уровнях громкости. В СССР же шла гонка за минимумом гармонических и иногда интермодуляционных искажений любой ценой на одном, номинальном (почти максимальном) уровне мощности.

Максимальная мощность – выходная мощность усилителя при ненормированном коэффициенте нелинейных искажений. Данный параметр является еще менее информативным, чем номинальная мощность и характеризует только запас прочности усилителя – способность работать длительное время при перегрузках по входу.

Среди зарубежных чаще всего используются характеристики RMS, PMPO и DIN POWER:

RMS (Root Mean Squared) – среднеквадратичное значение мощности при нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Как правило, измерение проводится на 1 кГц при достижении коэффициента нелинейных искажений 10%. Этот показатель был заимствован из электротехники и, строго говоря, для описания звуковых характеристик непригоден. В музыкальных сигналах громкие звуки человек слышит лучше, чем слабые, поскольку на органы слуха воздействуют амплитудные значения, а не среднеквадратичные. Таким образом, усредненное значение будет мало о чем говорить. Стандарт RMS был одной из неудачных попыток описать параметры звуковой аппаратуры и имеет весьма ограниченное применение — усилитель, который выдает 10% искажений не на максимальной мощности нужно еще поискать. До достижения максимальной мощности, искажения не превышают зачастую сотых долей процента, а потом резко возрастают.

PMPO (Peak Music Power Output) — максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений за минимальный промежуток времени (обычно за 10 mS). Как следует из описания, параметр PMPO — виртуальный и бессмысленный в практическом применении. Тем не менее, он очень часто встречается в описаниях на усилители, вводя в заблуждение многочисленных покупателей. В связи с этим можно лишь посетовать на отсутствие единых обязательных стандартов измерения выходной мощности и на недобросовестность производителей. 100 Вт PMPO зачастую соответствуют лишь 3 Вт номинальной мощности при 1% КНИ.

DIN POWER — значение выдаваемой на реальной нагрузке мощности при нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Измерения проводятся в течении 10 минут с помощью сигнала частотой 1 кГц при достижении 1 % КНИ.

Данный параметр наиболее адекватно характеризует выходную мощность усилителя. Иногда он встречается в паспорте усилителя под обозначением IEJA. Его разновидность IHF определяет выходную мощность при 0,1% КНИ.

Строго говоря, есть и многие другие виды измерений, например, DIN MUSIC POWER, описывающая мощность не синусоидального, а музыкального сигнала. В последнее время из-за отсутствия единого стандарта производители стараются указывать выходную мощность вкупе с другими характеристиками, при которых она измерена. Например,

650 W (8 Ω, 20 – 20000 Hz, 0,1% THD)
750 W (8 Ω, 1000 Hz, 0,1% THD)

Учитывая тот факт, что музыкальный сигнал имеет большой частотный и динамический диапазон, правильнее проводить измерения с помощью музыкальных сигналов. И указывать не номинальную мощность, а график зависимости коэффициента нелинейных искажений от выходной мощности.

Можно добавить, что каждый усилитель рассчитан на определенное сопротивление нагрузки. Тем не менее, оно может варьироваться, и в технических паспортах указываются основные параметры для каждого допустимого сопротивления.

Частотный диапазон

Практически любой современный усилитель мощности звуковой частоты способен усиливать сигналы с частотой, выходящей далеко за рамки слышимого диапазона. Поэтому указывать в чистом виде частотный диапазон, например, от 5 Гц до 100 кГц – совершенно бессмысленно.

Назначение усилителя мощности звуковой частоты (если он не имеет специального назначения, как, например, гитарный усилитель) – формирование на выходе электрического сигнала, по форме в точности повторяющего входной сигнал, но имеющего большую мощность. Так как музыкальный сигнал, даже если он формируется одним музыкальным инструментом, далек от гармонического, то минимизации коэффициента нелинейных искажений в усилителях для качественного воспроизведения звука, недостаточно. Необходимо, чтобы в диапазоне слышимых частот от 16 до 20000 Гц амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилителя были абсолютно горизонтальными. На практике, этого добиться не удается, да и акустическая система имеет АЧХ с более существенными провалами и подъемами.

Частотный диапазон указывается при нормированной неравномерности амплитудно-частотной характеристике, выраженной в относительных величинах. Самые удачные модели усилителей имеют неравномерность АЧХ +/-0,1 дБ в диапазоне от 20 до 20000 Гц. Если при измерении принять стандартную неравномерность амплитудно-частотной характеристики 3 дБ, то частотный диапазон составит 10 – 100000 Гц.

Коэффициент гармонических искажений

Искажения сигнала вызваны нелинейностью входных и выходных характеристик усилительных элементов и присущи любым усилителям мощности. Если подать на вход усилителя синусоидальный сигнал, то в спектре выходного сигнала, кроме основной гармоники, обнаружатся дополнительные, частота которых кратна частоте полезного сигнала. Такие гармоники являются паразитными и их мощность, как правило, невелика. Однако их суммирование с полезным сигналом приводит к существенному искажению его формы, и как следствие, искаженному звучанию.

Коэффициент гармонических искажений (Total Harmonic Distortion) показывает слышимую составляющую гармонических искажений в выходном сигнале и определяется как отношение суммарной мощности паразитных сигналов к мощности полезного гармонического сигнала. Как правило, измерения проводятся на частоте 1 кГц.

При замерах обращается внимание на спектральное распределение и характер искажений. Слышимость паразитных гармоник зависит от относительного уровня по отношению к тестовому сигналу, от порядка гармоники, от типа (четная/нечетная), а так же от того, на какой громкости прослушивается тестовый фрагмент.

Типовое значение THD для Hi-Fi усилителя составляет 0,1%. Однако, уже не раз отмечалось: усилитель с THD 0,001% может оказаться хуже по звуку, чем другой, с THD 0,1%. Дело в том, что при таких малых значениях этого параметра, искажения сложно проследить в форме выходного сигнала или ощутить на слух. Поэтому, разницы между 0,1% и 0,001% слышно не будет.

Отношение сигнал / шум

Отношение сигнал / шум определяется как отношение мощности полезного гармонического сигнала к мощности собственных шумов усилителя мощности. Данный параметр для современной звукоусилительной техники превышает значение 100дБ. Это означает, что мощность собственных шумов усилителя в 10 миллиардов раз меньше мощности полезного музыкального сигнала. Можно с уверенностью сказать, что в настоящее время этот параметр – лишь предмет гордости производителя. Он не имеет для пользователя никакого значения. Кто сможет ощутить различия между ОСШ 95 и 100 дБ?!

Демпинг-фактор (коэффициент демпфирования)

Коэффициент демпфирования определяется как отношение номинального сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя и характеризует способность подавлять паразитные напряжения, которые возникают в динамических головках при движении катушки в магнитном поле. Если демпфирование недостаточно, то диффузор будет совершать свои собственные «телодвижения», никак не связанные с музыкой, но зависящие от упругости подвески. Необходимо отметить, что в подавляющем большинстве моделей акустических систем эта проблема успешно решается. Можно считать достаточным, если значение коэффициента превышает 100.

Демпфирование зависит не только от выходного сопротивления усилителя и сопротивления акустической системы. Необходимо учитывать, что способность поглощать возвращаемую громкоговорителем энергию зависит от индуктивностей фильтров и от сопротивления разъемов и кабеля, которым подключены акустические системы.

Минимальным значением коэффициента демпфирования можно считать 20, хорошим — 150-400. Современные усилители высокого класса имеют значение этого параметра 150 и выше.

Коэффициент интермодуляционных искажений

Нелинейность характеристик усилительных элементов приводит к возникновению нелинейных искажений. Большинство производителей усилителей измеряют и указывают в паспорте только коэффициент гармонических искажений (THD). Измерения проводятся с помощью гармонического сигнала. При подобном тестировании на выходе усилительного тракта появляются высшие гармоники, частота которых кратна частоте основного тона. Однако, как уже упоминалось, музыкальный сигнал далек от гармонического. Более того, любой музыкальный инструмент воспроизводит не только основной тон, но «обертона», которые являются ярким примером гармонических искажений. Известно, что наличие в музыкальном сигнале «обертонов» вовсе не портят, а обогащают звук. Поэтому очень важно указывать не коэффициент гармонических искажений, а весь спектр выходного сигнала, из которого можно определить тип (четные или нечетные) паразитных гармоник и их уровень относительно полезного сигнала. С точки зрения психоакустики, например, наличие в выходном сигнале ощутимых по уровню четных гармоник воспринимается на слух лучше, чем наличие малых нечетных.

Наибольший вред музыкальному сигналу приносят интермодуляционные искажения (Inter Modulation Distortion), которые возникают при подаче на вход нелинейной системы мультитонового сигнала. При этом на выходе появляются паразитные сигналы с частотами, являющимися суммой или разностью частот входных сигналов, а также суммой или разностью частот сигналов, вызванных гармоническими искажениями и через обратную связь возвращенных на вход усилителя. Подобные искажения не соотносятся с основными тонами музыкального сигнала и привносят в него фоновый шум.

Необходимо отметить, что единых стандартов по измерению интермодуляционных искажений не существует, а результаты измерений существенно зависят от уровней входных сигналов и их частот. Чаще всего, IMD не указывается просто потому, что неизвестно как его измерять. Тем не менее, данный параметр является наиболее перспективным для оценки нелинейных свойств усилителя мощности.

Скорость нарастания выходного сигнала

Данный параметр характеризует уровень динамических искажений, которые возникают вследствие ограничения скорости нарастания выходного сигнала в усилителе, охваченного глубокой обратной связью. Введение ООС, как правило, приводит к нестабильности усилителя на высоких частотах. Это вынуждает применять частотную коррекцию. В свою очередь недостаточно высокая частота среза образуемого фильтра низких частот и вызывает динамические искажения.

В музыкальном сигнале всегда присутствуют резкие всплески по уровню, например, при работе ударных инструментов. Недостаточная скорость нарастания сигнала приводит к ухудшению звучания, которое выражается в потере энергичности.

Перекрестные помехи

Данный параметр определяет степень проникновения сигнала из одного канала в другой. Высокий уровень перекрестных помех приводит к незначительному ухудшению четкости восприятия стереобазы. Однако чуткий слушатель сразу ощутит, что звук не дает представления о взаимном расположении и размерах музыкальных инструментов, т.е. отсутствие или нечеткость звуковой 3D картинки.

Не в последнюю очередь при выборе усилителя обращается внимание на его внешний вид и удобство в эксплуатации. В силу субъективности эти показатели не поддаются никакому измерению и выражаются в виде звездочек в многочисленных рейтингах и наклеек типа «Gold Design» на корпусе устройства. Вне сомнений, это также является характеристикой усилителя мощности.

Звук в цифрах

При покупке звукового оборудования, будь то наушники, микрофон, звуковая карта и т. д., вы выбираете его по тем или иным характеристикам, а кто-то просто по отзывам и совету продавца, потому что не особо разбирается в тех цифрах, что представлены в описании товара. Давайте же станем покупателями, которые делают свой выбор осознанно, покупая товар за его характеристики, а не репутацию. Поэтому данная статья будет посвящена звуку и тем его характеристикам, которые можно измерить и выразить в цифрах, на примерах устройств звукоусиления (наушников и акустических систем).

Вспомним школьный курс физики, который учил нас, что звук — это механическая волна, т.е. колебания, распространяющиеся в среде, и курс биологии, рассказывающий, что эти колебания воспринимаются нашим ухом и преобразуются в нервные импульсы, посылаемые в мозг и воспринимаемые как конкретные звуки. Звуковые волны – это волны сжатия и разряжения воздушной среды, в которой звук распространяется. Основными характеристиками звука являются его высота, определяемая частотой, и громкость, определяемая амплитудой. Если говорить о музыкальном звуке, то стоит добавить две характеристики: длительность и тембр.

Высота

Высота звука, как было сказано выше, определяется частотой колебаний. Причем зависимость эта не линейная, а представляет собой геометрическую прогрессию. Если говорить об инструменте, то частота зависит от толщины, длины и упругости струны, например.

Человеческое ухо способно воспринимать звуки в частотном диапазоне 16 — 20000 Гц, хотя верхняя граница незначительно изменяется с возрастом. Низкие звуки хорошо воспринимаются в любом возрасте. В музыке используется диапазон наиболее четкого восприятия звука: 16 – 4500 Гц.

Если говорить о наушниках, то чаще всего в их характеристиках можно встретить следующие цифры: 20 – 20000 Гц, которые и означают диапазон воспроизводимых частот. Эти цифры не несут практически никакой информации о звуке наушников и не позволяет сравнивать разные модели. Строго говоря, нет никаких стандартов по поводу измерения и указания частотного диапазона наушников, поэтому производитель может и не указывать этот параметр. Но некоторые покупатели являются жертвами маркетинга, и, когда видят, что указан расширенный диапазон, например, 15-21000 Гц, бегут приобретать модель с уникальными характеристиками. Хотя нижние и верхние границы они просто не услышат… Хотя границы частотного диапазона говорят о том, что окончательные спады АЧХ начинаются только у этих дальних границ, а не раньше. Поэтому заниженная нижняя граница позволяет надеяться, что нижний бас в данной модели хотя бы присутствует.

Громкость

Громкость звука – это отражение в восприятии силы звука. Громкость определяет уровень мощности, которая зависит от амплитуды звукового сигнала. Ухо воспринимает не мощность, а звуковое давление на барабанную перепонку, то есть звуковую энергию, приходящуюся на единицу площади, получаемую от источника, находящегося на расстоянии 1 метр.

Громкость выражается в децибелах (дБ). Минимальная громкость, которую слышит человек, называется порог слышимости. Громкость, при которой человек испытывает боль, называется болевым порогом. Интервал между порогом слышимости и болевым порогом Александр Бел поделили на 13 ступеней, создав, таким образом, шкалу звуковой мощности.

Что же такое 0 дБ? Это давление, оказываемое на ухо полностью неподвижной средой, что практически не достижимо. А вот 10 дБ соответствует средней громкости дыхания человека, 20 дБ – тиканью часов. Человеческое ухо вообще вещь довольно интересная, и воспринимает различные звуки по-разному. Например, звуки голоса и взлетающего самолета различаются в миллион раз по силе создаваемого давления. Таким образом, небольшое отличие по громкости в дБ (например рок-концерт 120 дБ и смертельные 160дБ) отличается по силе звукового давления в тысячи раз.

Т. е. увеличение на сколько-то дБ приводит к увеличению восприятия громкости в несколько раз. Попробуем объяснить на конкретных цифрах:

Добавить 10 дБ = увеличить громкость в 2 раза.
Добавить 20 дБ = увеличить громкость в 4 раза.
Добавить 40 дБ = увеличить громкость в 16 раз.
Добавить 60 дБ = увеличить громкость в 1 000 000 раз и так далее

Еще немного цифр.

Вы можете подумать, что это какая-то странная и непонятная зависимость. И будете правы, ибо она не линейная, а логарифмическая, то есть добавление единицы в несколько раз увеличивает результат.

Следует также отметить, что громкость — это характеристика субъективная, зависящая от частоты. Что интересно, человек воспринимает одинаковую громкость на разных частотах как звуки разной громкости.

Чувствительность

Чувствительность – параметр, который часто указывается производителями акустических систем. Для АС чувствительность – это интенсивность звукового давления, измеренная на расстоянии 1 м от источника звука частотой 1000 Гц и мощностью 1 Вт. Чувствительность — величина относительная и измеряется в децибелах относительно порога слышимости. Можно встретить такое обозначение — уровень характеристической чувствительности или SPL, указываемый в дБ/Вт*м.

Для характеристики наушников чувствительность указывается по отношению к мощности (дБ/мВт), что не совсем удобно. Гораздо удобнее выражать чувствительность относительно напряжения (дБ/В), тогда её можно брать прямо из АЧХ на частоте 1 кГц.

Если представлять чувствительность относительно напряжения, то можно оценить зависимость громкости звука от подаваемого напряжения (а изменение громкости источника – это и есть изменение напряжения). Сочетание высокой чувствительности и низкого сопротивления обеспечивают более высокую громкость, но, при этом вероятно появление лишних шумов в наушниках, которые будут слышны только тогда, когда не играет музыка, а некоторых это раздражает.

Мощность

Если снова обратиться к курсу физики, то мощность – это энергия, выделяемая в единицу времени. Поэтому более мощный звук не означает более громкий. Мощность – это скорее про механическую надежность акустической системы, а не про ее громкость. Поясним: мощность, указываемая производителем в паспорте динамика или системы, гарантирует, что при подаче сигнала данной мощности динамическая головка не выйдет из строя. То есть мощность – это не параметр звука, а технический параметр, который влияет на громкость.

Мощность акустической системы можно измерит разными способами и в разных условиях. Но наиболее важной характеристикой, указываемой производителем в описании акустических систем является значение мощности, указанной в Вт (RMS). Но стоит помнить о том, что громкость звука характеризуется всё же уровнем звукового давления, поэтому судить о громкости системы по показателю мощности не стоит.

Что такое АЧХ? Это график, который показывает зависимость разницы амплитуд колебаний выходного и входного сигналов (вертикальная ось) от частоты (ось горизонтальная). За 0 дБ принимают амплитуду колебаний на частоте 1 кГц. Идеальная АЧХ – это прямая линия, которую встретить нереально, к сожалению. Поэтому чем более неравномерна кривая, тем больше искажений частот стоит ожидать от звука.

Что же означают цифры в описании неравномерности АЧХ устройства? Давайте разберем на примере. Если указано, например, 50 Гц — 16 кГц (±3 дБ), то это следует читать так: акустическая система на данном диапазоне имеет достоверное звучание, а на частотах, не попадающих в указанный диапазон, неравномерность резко увеличивается и АЧХ имеет «завал» (резкий спад характеристики).

Неравномерность АЧХ может выражаться в подъемах и спадах кривой. Так вот уменьшение уровня низких частот ведет к потере насыщенного звучания басов, а подъем вызывает гул. Если говорить о высоких частотах, при их завалах звук получается невнятным, а на подъемах будет раздражать свистом и шипящими звуками.

По отношению к наушникам, АЧХ показывает их тональный баланс. Именно по АЧХ и стоит выбирать наушники для определенных целей (басы, вокал, классика и т.д.). Вид АЧХ наушников зависит от их импеданса и полного сопротивления усилителя.

Нелинейные искажения

Так как акустические системы представляют собой сложное устройство, в котором происходят усиления сигнала, то на выходе звук обязательно имеет нелинейные искажения, одними из которых являются искажения гармонические, придающие звучанию новый тембр и ведущие к звуковым потерям.

Измеряют гармонические искажения с помощью коэффициента гармоник (КГ), который измеряется в процентах или в децибелах. Соответственно чем выше коэффициент гармоник, тем хуже звучание. Числовое значение КГ акустической системы зависит от мощности входящего сигнала.

Итак, рассмотрев основные характеристики звука, можно сказать, что правило «Чем больше цифры — тем лучше», работает далеко не всегда. Поэтому либо осваивайте теорию и вперед со знанием дела выбирать нужное вам устройство, либо не вникайте и продолжайте доверять советам опытных продавцов-консультантов. Что же касается основных звуковых характеристик микрофона, то этот вопрос следует разобрать более подробно и посвятить отдельную статью, что и будет сделано в скором времени.

Удачных покупок и творческих успехов!

Информация о звуковой мощности и звуковом давлении

Природа звука
Воздушный шум (включая шум) представляет собой изменение давления воздуха в фунтах на квадратный дюйм в слышимом диапазоне, а звуковое давление можно измерить по силе, воздействующей на диафрагму микрофона. . Звуковые волны, в отличие от световых волн, представляют собой продольные колебания молекул воздуха, движущихся вперед и назад в направлении бегущей волны. Энергия звукового генератора приводит в движение звуковые волны, и они распространяются по воздуху со скоростью примерно 1100 футов в секунду.

Когда звуковые волны излучаются наружу от своего источника, их интенсивность уменьшается пропорционально квадрату пройденного расстояния, начиная с первой точки измерения, по крайней мере в 2 или 3 раза превышающей наибольший размер источника шума. Для небольших компонентов, таких как насосы, эта первая точка измерения принимается за 3 фута или 1 метр от центра насоса.

Широкий диапазон интенсивности звука и звукового давления в слышимом диапазоне усложняет задачу оценки силы шума. Человеческое ухо может слышать без повреждения и дискомфорта звуковое давление, в 10 000 раз превышающее самый слабый звук, который оно может обнаружить.

Из-за чрезвычайно широкого диапазона шумоизмерительные приборы обычно калибруются в децибелах (дБ), а не в PSI. Шкала дБ является логарифмической, что сжимает верхнюю часть шкалы и позволяет давать оценки не более чем в 3-х разрядах (120 дБ и т. д.).

Важный факт, который следует помнить о децибелах, заключается в том, что они являются просто отношениями и становятся абсолютными значениями мощности или давления, только когда относятся к фиксированной базе. В акустике едва слышимое звуковое давление составляет 3 × 10 фунтов на квадратный дюйм, и ему присвоено значение 0 дБ. Расчетное значение акустической мощности 10,042 дБ (например, от насоса) обеспечивает уровень давления 0 дБ на расстоянии 3 фута от насоса. Эталонный или базовый уровень акустической мощности принимается равным 1 × 10 ^-12 Вт.

Человек может комфортно переносить уровень звукового давления до 80 дБ. При уровне шума от 80 до 90 дБ у него может проявиться некоторая непереносимость шума, но выше 90 дБ средний человек может терпеть его только в течение коротких периодов времени.

Порог звука	0 дБ	Шумная фабрика	90 дБ
Средний порог слышимости (шепот)	16 дБ	Интенсивный городской трафик	100 дБ
Очень тихий офис	40 дБ	Рок-группа	120 дБ
Жилая кухня	55 дБ	Болевой порог	140 дБ
Обычный разговор	60 дБ	Сирена плохой погоды	140 дБ
Очень шумный офис	70 дБ	Структурное повреждение уха	140 дБ
Громкое радио	7 дБ8	Реактивный двигатель	160 дБ
Предел Уолша-Хили для 8-часового воздействия (85 дБ в будущем)			90 дБ

Определение децибела
По шкале децибел, используемой для выражения общего количества акустической мощности, излучаемой источником шума, уровень дБ определяется как 10-кратный логарифм (по основанию 10) отношение между уровнем звука и 0 дБ (1 × 10 ^-12 Вт).

Однако, поскольку звуковое давление на любом расстоянии от источника пропорционально квадратному корню из производящей его звуковой мощности, шкала децибел для выражения звукового давления определяется как 20-кратный логарифм отношения между измеренным звуковым давлением и 0 дБ, потому что для возведения числа в квадрат его логарифм нужно удвоить. Принятый опорный уровень для 0 дБ по шкале давления составляет 3 × 10 ^-9 PSI. (0,0002 мкбар).

Акустическая мощность Излучение

Рисунок 1. Удвоение мощности звука в его источнике
увеличивает его уровень на 3 дБ, а также увеличивает уровень звукового
давления на всех расстояниях на те же 3 дБ.

Если акустическая мощность источника увеличивается, в приведенной ниже таблице приведены примеры расчета увеличения по шкале мощности в дБ. Первый пример показывает, что при удвоении звуковой мощности уровень излучаемого звука в дБ увеличивается примерно на 3 дБ.

Если один насос рассчитан на 85 дБ и добавляется еще один такой же насос, звуковая мощность увеличивается до 88 дБ. При добавлении третьего насоса уровень мощности становится равным 89,77 дБ и т. д.

Увеличение звуковой мощности, например, на 5 дБ, также увеличивает звуковое давление на 5 дБ на всех расстояниях.

Мощность Увеличение	Примеры расчетов звука Увеличение мощности в дБ на источнике
2 раза	Увеличение = 10 × log 2 = 10 × 0,301 = 3,01 дБ.
3 раза	Увеличение = 10 × log 2 = 10 × 0,301 = 3,01 дБ.
4 раза	Увеличение = 10 × log 2 = 10 × 0,301 = 3,01 дБ.
1000 раз	Увеличение = 10 × log 2 = 10 × 0,301 = 3,01 дБ.

Звуковая мощность источника не может быть измерена; его можно рассчитать, измерив давление в дБ на любом расстоянии, а затем используя формулу: дБ (мощность) = дБ (показание давления) + 20 × логарифм расстояния в футах + 0,5 дБ. На расстоянии 3 фута: дБ (мощность) = дБ (давление) + (20 × 0,477) + 0,5 дБ.

Взвешенные уровни звукового давления «A»
Рис. 2. Является ли звук неприемлемо громким, зависит от его частоты, а также от его интенсивности. Звуки более высокой частоты менее переносимы и наносят больше вреда уху, чем звуки той же интенсивности на более низких частотах.

Рисунок 2. Непереносимость «Шума» зависит от частоты
, а также от интенсивности источника звука.

Допустимые уровни воздействия шума, указанные в Законе Уолша-Хили, приведены для сети с взвешенной частотной характеристикой «А» и отмечены «дБА».

Измерители уровня шума имеют селекторный переключатель для установки их чувствительности в слышимом диапазоне либо на взвешенную характеристику отклика «A», «B» или «C». При установке по шкале «А» фильтры в электронной схеме измерителя дают ему примерно такой же отклик, как человеческое ухо в слышимом диапазоне, а показания измерителя указываются в «дБА». Эта шкала всегда используется при измерении звуковое давление, воздействующее на оператора, поскольку оно суммирует весь диапазон частот, вызывающих дискомфорт и повреждение слуха. Шкалы «В» и «С» на измерителе также имеют фильтры, которые дают кривые частотной характеристики, показанные на графике. используется в основном для научных измерений при отслеживании источника шума.

Уровень шума на рабочем месте оператора
Рис. 3. Конечно, при проведении измерений шума необходимо убедиться, что уровень звукового давления на уши оператора не превышает допустимого уровня. Гидравлический насос мощностью 120 дБ может быть или не быть слишком шумным, в зависимости от его расстояния от оператора.

В таблице под номером Рисунок 3 приведены примеры того, как рассчитать снижение уровня давления в дБ по мере удаления источника звука от оператора на основе исходного положения, расположенного на расстоянии 3 футов от источника. Первый пример показывает, что если разделительное расстояние удваивается (относительно исходной точки в 3 фута), уровень звукового давления снижается примерно на 6 дБ по сравнению с исходным уровнем и т. д.

Рис. 3. Звуковое давление на уши слушателя
уменьшается пропорционально квадрату расстояния от источника.

Увеличение Расстояние	Примеры расчетов звукового давления в дБ Уменьшение в условиях свободной атмосферы
2 раза	Уменьшение = 20 × log 2 = 20 × 0,301 = 6,02 дБ.
3 раза	Уменьшение = 20 × log 3 = 20 × 0,477 = 9,54 дБ.
4 раза	Уменьшение = 20 × log 4 = 20 × 0,602 = 12,04 дБ.
25 раз	Уменьшение = 20 × log 25 = 20 × 1,40 = 28,0 дБ.

Если номинальная мощность насоса в дБ известна, уровень давления в дБ на любом расстоянии можно рассчитать по следующей формуле: дБ (давление) = дБ (мощность) — 20 log расстояния в футах — 0,5 дБ.

Краткий обзор акустических измерений
Звук измеряется с помощью прибора, который включает в себя микрофон, электронный усилитель с фильтрами и вольтметр со шкалой, градуированной логарифмически и размеченной в децибелах (дБ). Однако шумомер не может измерить акустическую мощность, излучаемую источником звука. Приборы могут измерять только давление воздуха, создаваемое на различных расстояниях от источника энергией звуковых волн. Из измерений давления можно математически определить акустическую мощность в источнике.

Если бы можно было установить 5 одинаковых насосов так, чтобы они всегда находились на одинаковом расстоянии от шумомера, и если бы показания счетчика при одном работающем насосе составляли 70 дБ на расстоянии 3 футов от шумомера, эти показания счетчика могли бы быть ожидается на других расстояниях и в других условиях эксплуатации:

Количество насосов Работа	Расстояние от центра насосов
Количество насосов Работа	3 фута	6 футов	12 футов	24 фута
1 Насос	70 дБ	64 дБ	58 дБ	52 дБ
2 насоса	73 дБ	67 дБ	61 дБ	55 дБ
3 насоса	74,8 дБ	68,8 дБ	62,8 дБ	56,8 дБ
4 насоса	76 дБ	70 дБ	64 дБ	58 дБ
5 насосов	77 дБ	71 дБ	65 дБ	59 дБ

Обратите внимание на эту диаграмму, что уровни мощности в дБ увеличиваются на 3 дБ каждый раз, когда излучаемая звуковая мощность удваивается, но звуковое давление, считываемое на счетчике, уменьшается на 6 дБ каждый раз, когда расстояние от исходного положения в 3 фута удваивается . Звуковое давление уменьшается быстрее с расстоянием, чем с уменьшением звуковой мощности, поскольку считается, что звуковое давление пропорционально квадратному корню из излучаемой звуковой мощности.

В одном из последующих выпусков мы подытожим основные моменты первоначальной конструкции системы для получения более тихой гидравлической системы.

© 1990 by Womack Machine Supply Co . Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и/или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

Звуковая мощность и звуковое давление

Связь между звуковой мощностью и звуковым давлением

Простая аналогия, помогающая понять взаимосвязь между звуковой мощностью и звуковым давлением, может быть проведена с теплом.

Электрический обогреватель имеет определенную выходную мощность, которую он излучает в комнату, повышая температуру в комнате. Выходная мощность обогревателя не зависит от помещения, в котором находится обогреватель. Однако температура в помещении будет варьироваться в зависимости от нашего расстояния от обогревателя, а также от характеристик помещения, таких как его размер и количество тепла. поглощается или передается через стены и пол помещения.

Зависимость между выходной звуковой мощностью источника звука и уровнями звукового давления в помещении аналогична. Звуковая энергия, излучаемая источником, повысит уровень звукового давления в помещении. Уровень звуковой мощности источника не зависит от помещения, но уровни звукового давления будут зависеть от нашего расстояния от источника и характеристик помещения.

Включает размер комнаты и степень отражения или поглощения звука поверхностями внутри комнаты.

Как и в случае со звуковым давлением, мы обычно выражаем звуковую мощность в децибелах. Иногда это может быть источником путаницы, особенно когда эталонное значение опущено. Эталонное значение для уровней звукового давления составляет 20 мкПа, а эталонное значение для уровней звуковой мощности — 1 пВт.

Эти эталонные значения были выбраны таким образом, чтобы в идеальном свободном поле на расстоянии, где площадь распространения составляет 1 м2, уровень звукового давления и уровень звуковой мощности были равны.

Зачем определять уровни звуковой мощности?

Очень полезно знать уровень звуковой мощности устройства. Это позволяет нам объективно сравнивать звуковой выход различных устройств, не зная среды, в которой они были протестированы, или расстояния, на котором проводились измерения.

Благодаря этому уровни звуковой мощности идеально подходят для маркировки продукции, указания предельных уровней шума для устройств и проверки соблюдения предельных значений.

Поскольку уровни звуковой мощности не зависят от акустической среды и места измерения, они также позволяют нам рассчитать уровни звукового давления от устройства до конкретных мест в известной акустической среде.

Например, консультант-акустик может использовать уровень звуковой мощности механизма для расчета уровня звукового давления, который он будет создавать в близлежащем жилом доме, если он будет установлен в определенном месте. Затем консультант может определить, будут ли результирующие иммиссии шума в жилом помещении соответствовать соответствующим нормам, или следует разработать меры по смягчению или выбрать другое, более тихое оборудование.

Как измерить звуковую мощность

Мощность звука можно определить по измерениям звукового давления или интенсивности звука.

Существует два метода определения звуковой мощности по измерению звукового давления: прямой метод и метод сравнения. Прямой метод чаще всего используется в средах практически со свободным полем, но его также можно использовать в реверберационном звуковом поле. Однако метод сравнения используется только в реверберационных звуковых полях.

В прямом методе определяют воображаемую поверхность, окружающую испытуемое устройство, и производят измерения звукового давления в нескольких точках на поверхности. Эти измерения уровня звукового давления пространственно усредняются и корректируются с учетом влияния акустической среды (например, фонового шума).

После определения среднего уровня звукового давления на измеряемой поверхности. Уровень звуковой мощности можно рассчитать, просто сделав поправку на отношение площади поверхности к эталонной площади поверхности 1 м2. Здесь уровень звуковой мощности равен уровню звукового давления.

Метод сравнения немного отличается. В этом методе используется эталонный источник звука с известным и стабильным уровнем звуковой мощности. Измерения звукового давления проводят в испытательной комнате как при работающем эталонном источнике звука, так и при работающем испытуемом устройстве. Затем можно рассчитать уровень звуковой мощности тестируемого устройства путем сравнения уровней звукового давления, измеренных для каждого источника звука.

Определение звуковой мощности по измерениям интенсивности звука очень похоже на прямой метод измерения звукового давления. Но поскольку интенсивность звука является усредненной по времени векторной величиной, она гораздо более терпима к фоновым шумам и реверберации, чем измерения на основе звукового давления. Это делает определение звуковой мощности на основе интенсивности звука особенно подходящим для измерений на месте.

Стандарты звуковой мощности

Существует множество стандартов для определения звуковой мощности, учитывающих различные типы источников шума, измеряемых в различных акустических условиях и обеспечивающих различные уровни точности. Детальное обсуждение многих стандартов, используемых в настоящее время, выходит за рамки этой статьи; однако мы можем предоставить обзор.

Сначала мы можем разделить на «базовые стандарты» и «коды испытаний на шум». Основные стандарты определяют методы определения звуковой мощности для всех типов продуктов в различных акустических условиях и с различными уровнями точности. В результате они дают только общие рекомендации по условиям эксплуатации и монтажа тестируемого устройства.

Коды испытаний на шум, с другой стороны, относятся к конкретным типам источников шума и определяют подробные требования к условиям монтажа и эксплуатации, а также определяют, какие основные стандарты следует использовать. Как правило, если для устройства существует код проверки шума, его следует использовать.

Если код проверки шума не существует, можно использовать базовый стандарт. ISO 3740:2019(ru) Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума. Руководство по использованию основных стандартов содержит обзор основных стандартов для определения звуковой мощности. Это можно использовать для выбора подходящего стандарта с учетом условий тестирования и оборудования, характеристик тестируемого устройства и желаемого уровня точности.

СОВЕТЫ ПО ВЫБОРУ ВАШЕГО РЕШЕНИЯ
СВЯЖИТЕСЬ С НАШИМИ ИНЖЕНЕРАМИ ПО ПРОДАЖАМ

Приборы для измерения звуковой мощности

Наиболее подходящие приборы для определения звуковой мощности зависят от выбранного метода и условий испытаний, а также объема испытаний и характеристик источника.

Компания Brüel & Kjær предлагает широкий спектр приборов и программного обеспечения для определения звуковой мощности. Ниже мы перечислили некоторые из наиболее широко применимых вариантов.

Интенсивность звука: руководство по измерению и теория

ЧТО ВЫ УЗНАЕТЕ

Звуковое давление и звуковая мощность
Что такое интенсивность звука?
Зачем измерять интенсивность звука?
Звуковые поля
Давление и скорость частиц

ПОЛУЧИТЬ ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА
ОТ BRÜEL & KJÆR

СКАЧАТЬ СЕЙЧАС

Колебания атмосферного давления, которые мы воспринимаем как звук, можно измерить простым шумомером. Эти измерения уровня звукового давления дают точную картину уровней звука в точке измерения, но их не всегда достаточно, чтобы ответить на вопросы об источниках этого звука.

Итак, прежде чем мы поймем, что такое интенсивность звука и как ее измерить, нам нужно понять, как она связана со звуковым давлением и мощностью звука.

Звуковое давление и звуковая мощность

Источник звука излучает мощность, что приводит к звуковому давлению. Звуковая мощность является причиной. Звуковое давление – это эффект.

Рассмотрим следующую аналогию: Электрический обогреватель излучает тепло в комнату, и температура является эффектом. Температура также является физической величиной, которая заставляет нас чувствовать себя жарко или холодно. Температура в помещении, очевидно, зависит от самого помещения, изоляции и наличия других источников тепла. Но при той же потребляемой мощности нагреватель излучает одинаковую мощность практически независимо от окружающей среды.

Связь между мощностью звука и звуковым давлением аналогична. То, что мы слышим, — это звуковое давление, но оно вызвано звуковой мощностью, излучаемой источником.

Звуковое давление, которое мы слышим или измеряем с помощью микрофона, зависит от расстояния до источника и акустической среды (или звукового поля), в которой присутствуют звуковые волны. Это, в свою очередь, зависит от размера помещения и звукопоглощения поверхностей. Таким образом, измеряя звуковое давление, мы не можем точно определить, сколько шума издает машина.

Нам нужно найти мощность звука, потому что эта величина более или менее не зависит от окружающей среды и является уникальным дескриптором шумности источника звука.

Что такое интенсивность звука?

Любой механизм, который вибрирует, излучает акустическую энергию. Звуковая мощность – это скорость излучения энергии (энергия в единицу времени). Интенсивность звука описывает скорость потока энергии через единицу площади. В системе единиц СИ единицей площади является 1 м2. И, следовательно, единицами измерения интенсивности звука являются ватты на квадратный метр.

Интенсивность звука также дает меру направления, поскольку в одних направлениях энергия будет течь, а в других нет. Следовательно, интенсивность звука является векторной величиной, так как имеет как величину, так и направление. С другой стороны, давление является скалярной величиной, поскольку имеет только величину. Обычно мы измеряем интенсивность в направлении, нормальном (под углом 90°) к определенной единичной площади, через которую проходит звуковая энергия.

Нам также необходимо указать, что интенсивность звука представляет собой усредненную по времени скорость потока энергии на единицу площади. В некоторых случаях энергия может перемещаться туда и обратно. Это не будет измерено; если нет чистого потока энергии, не будет и чистой интенсивности.

На приведенной ниже диаграмме источник звука излучает энергию. Вся эта энергия должна пройти через пространство, окружающее источник. Поскольку интенсивность — это мощность на единицу площади, мы можем легко измерить нормальную усредненную в пространстве интенсивность по площади, окружающей источник, а затем умножить ее на площадь, чтобы найти мощность звука. Обратите внимание, что интенсивность (и давление) следуют закону обратных квадратов для распространения свободного поля.

Это видно на диаграмме, на расстоянии 2r от источника площадь, вмещающая источник, в 4 раза больше площади на расстоянии r. Однако излучаемая мощность должна быть одной и той же на любом расстоянии, и, следовательно, интенсивность, мощность на единицу площади, должна уменьшаться.

Зачем измерять интенсивность звука?

Мы можем определить звуковую мощность объекта по измерениям звукового давления, но есть практические проблемы. Хотя звуковая мощность может быть связана со звуковым давлением, она тщательно контролируемые условия, в которых сделаны специальные предположения о звуковом поле. Этим требованиям отвечают специально сконструированные помещения, такие как безэховые или реверберационные камеры. Традиционно для измерения звуковой мощности в этих помещениях необходимо было размещать источник шума.

Однако интенсивность звука можно измерить в любом звуковом поле. Не нужно делать никаких предположений. Это свойство позволяет проводить все измерения непосредственно на месте. А измерения на отдельных машинах или отдельных компонентах можно проводить даже тогда, когда все остальные излучают шум, поскольку постоянный фоновый шум не вносит вклада в мощность звука, определяемую при измерении интенсивности.

Поскольку интенсивность звука дает меру направления, а также величины, это также очень полезно при определении местоположения источников звука. Следовательно, диаграммы направленности сложных вибрационных машин можно изучать на месте.

Звуковые поля

Звуковое поле — это область, в которой присутствует звук. Он классифицируется в зависимости от способа и среды, в которой распространяются звуковые волны. Теперь будут описаны некоторые примеры и обсуждена взаимосвязь между давлением и интенсивностью. Это соотношение точно известно только в первых двух частных случаях, описанных ниже.

Свободное поле

Этот термин описывает распространение звука в идеализированном свободном пространстве, где нет отражений. Эти условия выполняются на открытом воздухе (достаточно далеко от земли) или в безэховом помещении, где поглощается весь звук, падающий на стены. Распространение в свободном поле характеризуется падением уровня звукового давления и интенсивности на 6 дБ (в направлении распространения звука) каждый раз, когда расстояние от источника увеличивается вдвое. Это просто формулировка закона обратных квадратов. Также известна взаимосвязь между звуковым давлением и интенсивностью звука (только по величине). Он дает один из способов определения звуковой мощности, описанный в международных стандартах ISO 3744, 3745 и 3746.

Диффузное поле

В диффузном поле звук отражается столько раз, что распространяется во всех направлениях с одинаковой величиной и вероятностью. Это поле аппроксимируется в реверберирующей комнате. Хотя результирующая интенсивность равна нулю, существует теоретическое соотношение, связывающее давление в помещении с односторонней интенсивностью Ix. Это интенсивность в одном направлении без учета равной и противоположной составляющей. Односторонняя интенсивность не может быть измерена анализатором интенсивности звука, но, тем не менее, это полезная величина: измеряя давление, мы можем использовать соотношение между давлением и односторонней интенсивностью для определения мощности звука. Это описано в ISO 3741, 3743 и 3747.

Активные и реактивные звуковые поля

Распространение звука связано с потоком энергии, но звуковое давление все же может быть, даже если распространения нет. Активное поле — это поле, в котором есть поток энергии. В чистом реактивном поле нет потока энергии. В любой момент энергия может уйти наружу, но она всегда вернется в более позднее мгновение. Энергия накапливается как в роднике. Следовательно, чистая интенсивность равна нулю. В общем, звуковое поле будет иметь как активные, так и реактивные компоненты. Измерения давления для звуковой мощности в полях, которые четко не определены, могут быть ненадежными, поскольку реактивная часть не связана с излучаемой мощностью. Однако мы можем измерить интенсивность звука. Поскольку интенсивность звука описывает поток энергии, вклада реактивной составляющей поля не будет. Далее следуют два примера реактивных полей.

Стоячие волны в трубе

Рассмотрим поршень, возбуждающий воздух на одном конце трубы. На другом конце есть заделка, которая заставляет звуковые волны отражаться. Комбинация движущихся вперед и отраженных волн создает картины максимумов и минимумов давления, которые возникают на фиксированных расстояниях вдоль трубы. Если окончание полностью жесткое, вся энергия отражается и результирующая интенсивность равна нулю. При абсорбционном завершении будет измеряться некоторая интенсивность. Стоячие волны также присутствуют в помещениях на низких частотах.

Ближнее поле источника

В непосредственной близости от источника воздух действует как система масса-пружина, хранящая энергию. Энергия циркулирует без распространения, и область, в которой она циркулирует, называется ближним полем. Здесь можно производить только измерения интенсивности звука для определения звуковой мощности. А поскольку можно приблизиться к источнику, улучшается соотношение сигнал/шум.

Давление и скорость частиц

Когда частица воздуха смещается из своего среднего положения, происходит временное повышение давления. Повышение давления действует двояко: возвращает частицу в исходное положение и передает возмущение следующей частице. Цикл повышения давления (сжатия) и уменьшения (разрежения) распространяется в среде в виде звуковой волны.

В этом процессе есть два важных параметра: давление (местное увеличивается и уменьшается по отношению к окружающему) и скорость частиц воздуха, которые колеблются вокруг фиксированного положения. Интенсивность звука является произведением скорости частиц и давления. И, как видно из приведенного ниже преобразования, это эквивалентно определению мощности на единицу площади, данному ранее.

В активном поле давление и скорость частиц изменяются одновременно. Пик сигнала давления возникает одновременно с пиком сигнала скорости частиц. Поэтому говорят, что они находятся в фазе, и произведение двух сигналов дает результирующую интенсивность. В реактивном поле давление и скорость частиц равны 90° не по фазе. Один смещен на четверть длины волны по отношению к другому. Умножение двух сигналов вместе дает мгновенный сигнал интенсивности, изменяющийся по синусоидальному закону около нуля. Следовательно, усредненная по времени интенсивность равна нулю. В диффузном поле фазы давления и скорости частиц изменяются случайным образом, поэтому результирующая интенсивность равна нулю.

СЛЕДУЮЩАЯ ГЛАВА: «КАК ИЗМЕРЯЕТСЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА?»

Звуковая мощность

Звуковая мощность (Вт)

Звуковая мощность – это уровень энергии или энергия звука в единицу времени ( Дж/с или Вт в единицах СИ), излучаемая источником.

При распространении звука через среду передается акустическая мощность звука. Интенсивность звука — это передача звуковой мощности через поверхность (Вт/м ² ) — векторная величина с направлением через поверхность . Таким образом, звуковая мощность, излучаемая источником, может быть рассчитана путем интегрирования акустической интенсивности по окружающей поверхности.

n = ∫ _S I · N DS (1)

, где

n = акустическая мощность, радикальная мощность — Звук (W)

I = Звук. /m ² )

n = единичный вектор нормали к площади поверхности

S = площадь поверхности, окружающей источник (м ² )

900ag — через источник звука во всех направлениях виртуальная сферическая поверхность — акустическая мощность может быть изменена до

n = 4 π r ² I (1b)

, где

R = радиус в сфере (M)

. sound power relative a reference power —

10 ^-12 W — in a logarithmic «decibel» scale as

L _N = 10 log ₁₀ (N / N _ref )
= 10 log ₁₀ (n) + 120 (2)
, где
L _N = Sound Power Level (Decibel, DB) = Sound Power Suld (Decibel, DB) = Sound Power (Decibel, DB) = Sound Power (Decibel, DB) = Sound Power. звуковая мощность (Вт)
N _ref = 10 ^-12 — эталонная звуковая мощность (Вт)

калькулятор децибелов, которые слышит человеческий слух
0600 10 ^-12 Вт до 10 — 100 Вт , диапазон 10/10 ^-12 = 10 ¹³ .
Пример — Уровень звуковой мощности
Звуковая мощность от инструмента составляет 0,0015 Вт . The sound power level can be calculated as
L _N = 10 log ₁₀ ((0.0015 W) / (10 ^-12 W))
           = 91.8 dB
The уровень звуковой мощности от машины рассчитан на 100 дБ . Звуковая мощность может быть рассчитана путем преобразования (1) в
N = 10 ^{((L _N — 120) / 10)}
    = 2     =
10 дБ ) / 10)
   = 0,01 Вт
Уровень интенсивности звука (дБ)
Интенсивность звука также может быть выражена относительно эталонной интенсивности — порога слышимости — 10 — 2015 W/m ² — in a logarithmic «decibel» scale as
L _I = 10 log ₁₀ (I / I _ref )
   = 10 log ₁₀ (I) + 120       (3)
where
L _I = sound intensity level (decibel , dB)
I = sound intensity (W/m ²)
I _REF = 10 ^-12 — Интенсивность опорного звука (W/M ²)
Значение уровня звукового интенсивности и уровень давления звукового давления почти такого же
666 2
2
. L _I = L _P — 0,2 (4)
, где
L _P = уровень давления давления (DB)
Пример.0736
Интенсивность звука — передача звуковой мощности на единицу окружающей поверхности — на расстоянии 1 м от машины 100 дБ в приведенном выше примере можно рассчитать, переставив (1b) в
I = N / ( 4 π r ²)
= (0,01 Вт) / ( 4 π (1 М) ²)
= 0,0008 W /M ²
= 0,0008 W /M ²
= 0,0008 W /M
= 0,0008 W /M
= 0,0008 W /M
. уровень интенсивности звука можно рассчитать с помощью (3) как
L _I ≈ L _p ≈ 10 log ₁₀ ( 0.0008 W/m ² ) + 120

    = 89 dB
The sound intensity in distance 10 m
I = N / ( 4 π r ² )
   = (0. 01 W) / ( 4 π (10 m) ² )
   = 0.000008 W/m ²

The sound intensity level can be calculated with (3) as
L _I ≈ L _p ≈ 10 log ₁₀ ( 0,000008 Вт/м ² ) + 120

= 69 дБ
Типичная звуковая мощность
Звуковая мощность в Watts и Sound Sound Power Level In Decibels от некоторых общепринятых.0006
Source Sound Power
— N —
(W) Sound Power Level
— L _N —
(dB)
(ref 10 ^-12 W)
Saturn Rocket 100,000,000 200
Turbo Jet Plane Engine 100,000 170
10 000 160
Внутренняя тестовая ячейка Jet Engine
. 100 140
Осевой вентилятор, 100.000 м ³ /H
Пулемет
Большой трубопровод 10 130
Большой съемный молоток
Симфест
0005 Самолет реактивного самолета от пассажирского рампа
Heavy Thunder
Sonic Boom
Небольшой авиационный двигатель
Трактор 150 л.с. 1 120
Центрифугальный вентилятор, 25,000 M ³ /H
Accelerating Motorcal Motorcycycycycycycycil
05. Музыка
Ревущее радио
Цепная пила
Деревообрабатывающая мастерская
Большой воздушный компрессор
Электродвигатель 100 л.с./2600 об/мин 0.1 110
Пневматическое долото
Метрополитен
0005 Магнитный сверлильный станок
Утечка газа под высоким давлением
Стук стальной пластины
Привод
Автомобиль на большой скорости
Обычный вентилятор
Вакуумный насос
Стук стальной пластины
Строгальный станок
Воздушный компрессор
Пропеллерный самолет
Подвесной мотор
Громкий уличный шум 9005 Мощность 9005 Газонокосилка
Пневматическая дрель
Вертолет 0,01 100
Отрезная пила
Молотковая мельница
Малый воздушный компрессор
Измельчитель
Тяжелый дизельный автомобиль
Heavy city traffic
Lawn mover
Airplane Cabin at normal flight
Kitchen Blender
Spinning Machines
Subway train
Pneumatic Jackhammer 0. 001 90
Alarm clock
Vacuum Cleaner
Dishwasher 0.0001 80
Смыв туалета
Печатный станок
Внутри железнодорожного вагона
Шумный офис
Внутри автомобиля
Сушилка для белья 0,00001 70
Большой универмаг
занятый ресторан или столовая
Вентиляционный вентилятор
Noisy Home
Средний офис
Drouher 0,000001 60
Room с Hoide Hooders. Средний дом
Quit Street 0.0000001 50
Голос, низкий
Маленькие электрические часы
Личный кабинет
Тихий дом
Refrigerator
Bird Singing
Ambient Wilderness
Agricultural Land 0.00000001 40
Room in a quiet dwelling at midnight
Quiet Conversation
Background noise in broadcast/recording studio 0. 000000001 30
Rustling листья
Пустой зал
Шепот
Часы тикают
Сельская обстановка 0.0000000001 20
Human Breath 0.00000000001 10
0.000000000001 0
Sound power level SWL and sound pressure level SPL distance compare acoustic power sound source noise Conversion of sound pressure to sound intensity conversion sound уровень энергии уровень силы коэффициент коэффициента направленности коэффициент интенсивности звука SIL
Уровень звуковой мощности SWL и уровень звукового давления SPL расстояние сравнение акустической мощности шум источника звука Преобразование звукового давления в интенсивность звука преобразование уровня звука уровень энергии сила коэффициент направленности коэффициент интенсивности звука SIL — sengpielaudio Sengpiel Berlin
Немецкая версия

Compare Sound power , Sound pressure , and
Sound intensity in a distance from the sound source

» Sound Power Level SWL», » Уровень звукового давления SPL» и » Уровень интенсивности звука SIL»
— разные величины, которые не следует путать.

Излучение звука определяется как звуковая мощность,
непрерывно излучаемая источником звука.
Полная излучаемая звуковая энергия источником
в единицу времени является мощность звука .

Все уровни имеют одну и ту же единицу измерения: децибел (дБ). уровень» обычно заменяется для каждого.
В качестве волнового сопротивления воздуха используется круглое значение Z = 400 Нс/м (Пас/м). Затем «уровень звука», то есть уровень звукового давления L _p и интенсивность звука уровень L _I точно соответствует значению в децибелах.
Звуковая мощность или акустическая мощность – это звуковая энергия, постоянно передаваемая в секунду от источник звука. Источник звука имеет заданную постоянную звуковую мощность, которая не измениться, если он находится в другой комнате.
Звуковая мощность является теоретической величиной, которую невозможно измерить. Он рассчитывается и выражается в ваттах и как уровень звуковой мощности л _Вт в децибелах.
Источник звука производит звуковую мощность, которая создает звуковое давление колебания в воздухе. Звуковая мощность не зависит от расстояния, тогда как звуковое давление Эффект зависимости от расстояния.
Используемый браузер не поддерживает JavaScript.
Вы увидите программу, но функция не будет работать.

Преобразование уровня звуковой мощности в уровень звука

At r = расстояние 1 метр, уровень звукового давления (SPL) точечного источника на 11 дБ меньше уровня его звуковой мощности (SWL), когда Q = 1, дается распространение по всей сфере.

Для Q = 1 (распространение по всей сфере) уровень звуковой мощности равен уровню звукового давления или уровню интенсивности на расстояние r = 0,2821 м от источника.

Преобразование уровня звука в уровень звуковой мощности

Звуковая мощность или уровень звуковой мощности не зависят от расстояния до источника звука.
Размышление помогает: 100-ваттная лампочка излучает постоянно одинаковую мощность.
Это действительно так — неважно, на расстоянии 1 м, 10 м или даже 100 м.
Эти излучаемые ватты не меняются с расстоянием. Они остаются в источнике.
Звуковая мощность не зависит от расстояния, тогда как звук давление зависит от расстояния.

Сила звука, расстояние и мощность звука на Q = 1

Часто говорят, что уровень звукового давления = SPL, уровень звуковой мощности = SIL и уровень звуковой мощности = SWL
несопоставимы. SPL измеряется в паскалях = Н/м ² , интенсивность звука – это энергия, измеряемая в
Вт/м ² , а звуковая мощность измеряется в ваттах?

Малоизвестно, что уровень звуковой мощности (без (!) расстояния r ) совпадает с уровнем звукового давления
и уровнем интенсивности звука при распространении по всей сфере ( Q = 1) на расстоянии
от источника звука r = 0,2821 м.

1 Вт звуковой мощности = 120 дБ
Интенсивность звука при R = 0,2821 м: P _AC = 1 Вт / (4 π × R ²) = × r ^{2 9001). означает (4 π r ² ) = 1 и r = √ (1/4 π ).
10 × log (1/10 ⁻¹² ) = 120 дБ 11) = 120 дБ
Так как же они могут быть не сравнимы?

Уровень силы звука и уровень звукового давления на расстоянии 1 метра от источника
в свободном поле на 11 дБ меньше уровня звуковой мощности источника.
SIL = SPL = SWL − 11 дБ или Д _Я = Д _р = Д _Вт — 11 дБ.

Акустическое сопротивление воздуха Z ₀ = 400 Па×с/м.}

Звуковое давление не является интенсивностью

Дифференцировать: Звуковое давление p — это «звук поле количество» и интенсивность звука I — это «количество энергии звука «. В учениях эти термины часто не разделены достаточно резко, а иногда даже ставятся равными. Но I ~ р ² .

Изменение мощности звука в зависимости от расстояния — ерунда

Важно: уровень звука не следует путать с уровнем звуковой мощности! Значения уровня звукового давления в дБ всегда привязаны к расстоянию до источника звука,
однако значения уровня звуковой мощности в дБ на самом деле не имеют никакого отношения к расстоянию от источника звука.

Вопрос: Как уменьшается мощность звука с расстоянием? Ответ: «Первоапрельский — Звуковая мощность не уменьшается (падает) по мере удаления от источника звука.»

Однако уровни звукового давления и уровни интенсивности звука уменьшаются одинаково с расстоянием от источника звука. Звуковая мощность или уровень звуковой мощности имеет не имеет (!) отношения к расстоянию от источника звука.
Думать помогает: 100-ваттная лампочка действительно всегда находится на расстоянии 1 м и 10 м. те самые 100 ватт, которые излучаются лампой все время.
Ватт не зависит от расстояния.

Частый вопрос: «Зависит ли мощность звука от расстояния?» Однозначный ответ: «Нет, не совсем».

В качестве величины звукового поля рассматриваем звуковые поля в воздухе, которые описываются скалярной величиной p (звуковое давление) и векторной величиной v (скорость звука).



Звуковая мощность и уровень звуковой мощности

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обе стороны знака ↔ .

Звуковая мощность не зависит ни от помещения, ни от расстояния.
Прямой преобразование звукового давления в силу звука и наоборот
Просто введите значение слева или справа.
Калькулятор работает в обе стороны знака ↔ .

В то время как уровень звукового давления в воздухе согласуется с уровнем интенсивности звука при выборе эталонного звукового волнового сопротивления Z ₀ = 400 Н·с/м³, это не относится к расстоянию независимый уровень звуковой мощности.
Одинаковый уровень звука на расстоянии r = √( Q / 4 π
41 4 4)
Геометрия
Направленность
Коэффициент Q Равный уровень звука
На расстоянии r р
дБ
Нет поверхности рядом с источником звука; способен излучать
акустическая энергия во всех направлениях; полная сфера 1 √(1/4π) = 0,2821 м 11
Источник звука вблизи плоской поверхности; способен
излучать акустическую энергию до половины сферы (геми) 2 √(1/2π) = 0,3989 м 8
Рядом с двумя соседними плоскими поверхностями, перпендикулярными
друг другу; способен излучать до одной четверти сферы 4 √(1/π)  = 0,5642 м 5
На углу; способен излучать акустическую энергию до одной
восьмой части сферы 8 √(2/π)  = 0,7979 м 2

Полная сфера Q = 1 половина сферы Q = 2 -й квартал Q = 2 -й квартал = 2 requence Spread1274 Q = 8

Для практически встречающегося телесного угла получаем следующие соотношения
между мощностью звука и уровнем звукового давления: [20 × log ₁₀ ( r )] + 11 дБ (полный)
0612 10 ( R )] + 8 дБ (половина)
для Q = 4 IS L _W = L _P + [20 × Log _{109913 (100 (. 100 (. 100 (. 1. 100) (.0) (. .
0) () (.
0) (). + 5 дБ (четверть)
Для Q = 8 is L _W = L _p + [20 × log ₁₀ ( r 05h (90 дБ )восемь) _p = средний уровень звукового давления на оболочке (поверхность полусферы)
и для наиболее частого случая излучения полусферы r = 1 м: L _W = L _p + 8 дБ}

Сферическое распространение звука в свободном поле, Q = 1

Звуковое давление на сферическом расстоянии от источника
с известной звуковой мощностью может быть выражено как:
       (1)
где
p = звуковое давление в Па = Н/м = плотность воздуха в кг/м ³: 1,2041 кг/м ³ AT 20C
C = скорость звука в M/S: 343,22 м/с при 20C
P _AC = Звуковая мощность в W
00 π = 3. 141599999999999999 года.
r = расстояние от источника в м
Q = коэффициент направленности (сферический = 1, полусферический = 2)
индекс направленности — коэффициент направленности — коэффициент направленности

Для сферического распространения звука ( Q = 1) на расстоянии r = √( 1/4 π ) = 0,2821 м
значение уровня звукового давления в децибелах равно уровню звукового давления.

Полусферическое распространение звука, Q = 2
Коэффициент направленности Q зависит от нескольких параметров – положения
и направления источника, помещения или окружающей местности и т. д.
Уровень звукового давления L _P может быть выражен Logarithmic AS:
L _P = 20 LOG ( P/P ₀) = 20 LOG (Q ρ C ₀) = 20 (Q ρ C ₀) = 20 (Q ρ C ₀) = 20 (Q ρ C ₀). ac /(4 π r ² ))1/2/p ₀ )
= 20 log (1/r (Q ρ c P _ac /(4 π))1/2 /p ₀ )          (2)
где
л _p = уровень звукового давления в дБ
p ₀ = 2 × 10 ⁻⁵ — опорное звуковое давление в Па
Примечание: при каждом удвоении расстояния от источника шума
уровень звукового давления L _p будет уменьшаться на 6 децибел.

для распределения сферического звука ( Q = 2) на расстоянии R = √ (1/2 π . . Уровень звукового давления равен уровню звуковой мощности.

Для точечных источников звука получаем сферическую поверхность А.
В зависимости от расположения в пространстве сферических сегментов следует учитывать:
Сплошная сфера — источник звука в любом месте помещения, Q = 1
Полусфера — источник звука на земле Q = 2
Четверть сферы — источник звука на стене, Q = 4
Восьмая сфера — источник звука в углу, Q = 8
Q = коэффициент направленности и площадь А = (4 π × r ² ) / Q

Sound intensity I = sound power P _ac / area A
Sound power P _ac = I × A = I × 4 π × р ² .

Калькулятор уровня звукового давления

Рассмотрим источник звука и представим сферу радиусом r с центром в источнике.
Источник звука постоянно выдает общую мощность P . Интенсивность звука I по определению одинакова
везде на этой поверхности мыслесферы. Интенсивность I определяется как
мощность P на единицу площади A . Площадь поверхности шара А = 4 π × r ² , поэтому сила звука
, проходящего через каждый квадратный метр поверхности, по определению равна:
I = P / 4 π × × 10 1r 9,9
Мы видим, что сила звука обратно пропорциональна квадрату расстояния от
до источника (1/ r ² ): 1 ² /р ₂ ² .
But sound intensity is proportional to the square of the sound pressure, I ~ p ² , so we can
write:
p ₂ / p ₁ = r ₁ / р ₂ . Звуковое давление p меняется с 1 / r расстояния.
Итак, если мы удвоим расстояние, мы уменьшим звуковое давление в соотношении 2 и
интенсивность звука в 4 раза: другими словами, мы уменьшаем уровень звука на
6 дБ. Если мы увеличим r на коэффициент 10, мы уменьшим уровень на 20 дБ.

Когда точечный источник излучает звук (или другую форму энергии) равномерно во всех направлений в свободном поле, она растекается по поверхности сферы увеличение радиуса. Площадь полной сферы 4 π × r ². Коэффициент направленности Q = 1.
Одно и то же количество энергии распространяется на все большую и большую площадь, следовательно, интенсивность будет уменьшаться.
Источник звука все время излучает акустическую мощность и остается там. Мощность звука не уменьшается с удалением от источника звука.

Преобразование уровня звуковой мощности в уровень звукового давления

Источник шума излучает мощность, которая измеряется как уровень звуковой мощности.
Это характеристика одного источника и не зависит от расстояния. это используется для оценки и сравнения различных источников шума. Уровень звукового давления источник — это уровень звука, создаваемый источником, но находящимся на расстоянии от него.
Таким образом, уровень звукового давления зависит от расстояния.
Уровень звуковой мощности не зависит от расстояния.
Формула преобразования уровня звуковой мощности в уровень звукового давления:
L _p = L _Вт − 10 × log ( Q / 4 π × r ²) в дБ )] + 11 дБ
Для Q = 2 is SWL = SPL + [20 × log ₁₀ ( r )] + 8 дБ,
, где
Уровень звукового давления = SPL или L _p in дБ,
Уровень звуковой мощности = SWL или л _Вт в дБ,
Расстояние от источника до точки измерения = р .
W. T. W. CORY: «Взаимосвязь между звуковым давлением и уровнями звуковой мощности»

Мощность, как и все энергетические величины, в первую очередь расчетная величина.

«Звуковая мощность» и «звуковое давление» — две разные вещи, которые часто путают. характеристики звука. Они имеют причинно-следственную связь. Звуковая мощность акустическая энергия, излучаемая источником звука, и является абсолютной величиной. На него не влияет окружающая среда. Уровни звуковой мощности связаны с источником звука и не зависят от расстояния. Уровни звуковой мощности указаны в децибелах.
L _w = 10log ( P / P ₀ ), где: отличный слух может различать. Звуковая мощность измеряется как общая звуковая мощность излучаемой источником во всех направлениях в ваттах (джоулях в секунду).

Поскольку шумоизмерительные приборы реагируют на звуковое давление, «децибел» обычно ассоциируется с уровнем звукового давления (SPL). Уровни звукового давления определить в децибелах силу данного источника звука. Уровни звукового давления различаются существенно с удалением от источника, а также уменьшаются в результате промежуточных препятствий и барьеров, поглощения воздуха, ветра и других факторов.
Уровни звукового давления указаны в децибелах. Уровень звукового давления (SPL) равен
л _p = 20log ( p/p ₀), где:
Эталонное звуковое давление равно p ₀ = 2×10 ⁻⁵ Па = 20 мкПа. Звуковое давление – это возмущение давления в воздухе, на интенсивность которого влияет не только сила источника, но и окружением и расстоянием от источника до получатель. Звуковое давление – это то, что слышат наши уши и какой уровень звукового давления метры (метры звукового давления) мера.

задняя часть Поисковая система дом
Основы акустики: звуковое давление, звуковая мощность и интенсивность звука
Существует множество способов количественной оценки звука. Три основных используемых термина: звуковое давление, звуковая мощность и интенсивность звука. Этот блог призван объяснить разницу между этими терминами и то, как они все связаны друг с другом.
Звуковое давление
Звуковое давление или акустическое давление — это скалярная величина, используемая для обозначения уровня амплитуды звука в определенном месте в пространстве. Это отклонение от окружающего атмосферного давления, вызванное звуковой волной. Звуковое давление зависит от расстояния, с которого производится измерение, и от того, в какой атмосферной среде оно производится. Единицей измерения звукового давления в системе СИ является Паскаль (Па). В воздухе звуковое давление можно измерить с помощью микрофона, а в воде — с помощью гидрофона.
Человеческое ухо может выдерживать очень широкий диапазон звукового давления, однако минимальное звуковое давление, которое может услышать человек, составляет ~20 мкПа. Хотя повреждение уха болезнью или громкой музыкой может повлиять на чувствительность. Как правило, дискомфорт в ушах ощущается при ~ 20 Па, а боль в ушах возникает при звуковом давлении ~ 60 Па. Для сравнения: 20 Па — это обычное звуковое давление на рок-концерте, а 60 Па — эквивалент звукового давления дуть в ухо трубой с расстояния 0,5 м.
Звуковое давление также обычно указывается в децибелах (дБ) по нескольким причинам; многие распространенные повседневные звуки имеют очень маленькие значения звукового давления, например, нормальное преобразование при 0,01 Па; и диапазон обычно составляет от мкПа до кПа, что является большим диапазоном. При выражении в децибелах это называется уровнем звукового давления. Децибелы — это не единица измерения, а логарифмическая функция, которая показывает соотношение между двумя значениями. При измерении уровня звукового давления мы используем уравнение:
Уровень звукового давления = 20 log ₁₀ ₍ _{Pót Pr _ref)} DB
, где Pres Sound Dames, и Pre Soundally Soundally Soundally Soundally Soundally. мкПа (помните, это самый маленький звук, который мы можем услышать). Так, для обычного разговора звуковое давление составляет 0,01 Па, а уровень звукового давления — 54 дБ. Еще одним преимуществом использования децибелов для выражения звукового давления является то, что логарифмическая шкала означает, что числовой диапазон звукового давления меньше и более управляем.
Звуковая мощность
Звуковая мощность — это скорость, с которой звуковая энергия излучается источником в единицу времени. Это создает звуковое давление на некотором расстоянии от источника. Звуковая мощность измеряется в ваттах (Вт). Это измерение часто используется в нормах по шуму для строительной техники, чтобы работодатели могли убедиться, что их сотрудники хорошо оснащены и безопасны для работы в окружающей среде. Звуковая мощность является полезным измерением, поскольку она не зависит от расстояния до источника и расположения микрофона. Таким образом, количественная оценка звуковой мощности является более сложной задачей, но обычно она выполняется с использованием нескольких микрофонов, расположенных вокруг объекта в виде полусферы, настроенной на улавливание звука, излучаемого со всех сторон вокруг объекта во всех направлениях.
Как и звуковое давление, уровень звуковой мощности часто выражается в децибелах и определяется уравнением:
Где P — мощность звука, а Pref — общепринятая эталонная мощность звука, 1 пВт. Однако в наши дни часто уровень звуковой мощности дается в белах (1 бел = 10 децибел), чтобы не путать с уровнем звукового давления.
Интенсивность звука
Интенсивность звука — это мощность звука на единицу площади, которая указывает на поток звука через определенную область в определенном направлении. Единицей СИ является Вт/м2. Интенсивность звука напрямую связана со звуковым давлением:
Интенсивность звука = звуковое давление x скорость частиц
Где скорость частиц — это скорость и направление, в котором частицы в среде колеблются вперед и назад при передаче звука. Интенсивность звука часто используется в качестве измерения в аудиоэлектронике, поскольку имеет значение не только «громкость» (то есть уровень давления), но и направление, в котором эта «громкость» распространяется. Измерение интенсивности звука похоже на измерение мощности звука, поскольку для регистрации амплитуды и направления требуется два или более микрофона.
Sound intensity level is also commonly quantified in decibels and is given by the equation:
Sound Intensity Level= 10 log ₁₀ _(I _{⁄Iref )} dB
Where I — интенсивность звука, а Iref — общепринятая эталонная звуковая мощность, 1 пВт/м2.