Основные характеристики звуковых волн. (на консе спросить, надо ли писать тут уровни)

Электроакустические аналогии.

Электричество	Акустика
Напряжение U, В	Звуковое давление p, Па
Ток I, А	Колебательная скорость υ, м/с
Сопротивление R, Ом	Волновое сопротивление среды z, кг/м^2с
Мощность P, Вт (P = UI)	Интенсивность I, Вт/м^2 (I = pυ)

 

Особенности слухового восприятия человека.

Полость ушной раковины переходит в наружный слуховой проход, который представляет собой трубку овального сечения диаметром 0,7 —1 см, отличающимся не только у разных лиц, но и в разных его участках.

Его длина в среднем (у взрослого) l = 2,5 см.

Наружный слуховой проход можно рассматривать четвертьволновым резонатором: l = λ/4.

Собственная частота такого резонатора: f = c /λ = c /(4 l) ≈ 3400 Гц.

1— болевой порог; 2 — область музыкальных звуков; 3 — область речевых звуков; 4— область слышимости; 5 — порог слышимости

 

Характерная особенность работы уха - ушной рефлекс

Ушной рефлекс – процесс натяжения барабанной перепонки при уровнях звукового давления более 90 дБ, что делает ее более жесткой и менее чувствительной и обеспечивает большой рабочий динамический диапазон воспринимаемых звуков.

Опасен не сам по себе высокий уровень звукового давления, а его перепад!

 

Процесс слухового восприятия:

Например:

X Y

частота звука — высота звука

уровень звука — громкость звука

 

 

Частотное восприятие звука:

Разрешение по частоте: минимально ощутимые изменения частоты

 

 

Временное восприятие звука:

Эти звуковые колебания воспринимаются слухом одинаково, т.е. как правило мы не чувствительны к фазе сигнала!

 

 

Уровни интенсивности звука и звуковой мощности.

 

 

Классификация акустических сигналов.

 

Представление акустических сигналов во временной и частотной области. (Уточнить, что он хочет тут увидеть, может быть первого скрина достаточно)

 

 

 

Спектры. Спектральный (частотный) анализ акустических сигналов.

 

 

Полосовые фильтры. Стандартный ряд частот.

 

Корректирующие фильтры. Коррекция-А.

 

 

Устройство шумомера.

 

 

Классификация шумов.

 

 

Уровни звукового давления и звука. Эквивалентные уровни.

Логарифмический закон сложения уровней.

Принципы нормирования шума.

Определение шумовых характеристик машин в свободном звуковом поле.

Критерий свободного звукового поля.

Расчет шума для открытого пространства.

Расчет шума в помещении. Постоянная помещения.

Методы борьбы с шумом.

1. Наушники (от прямого и отраженного)

2. Звукопоглощающее ограждение (прямой и отраженный шум)

3. Экран (прямой)

4. Увеличение расстояния (прямой)

5. Звукоизоляция (отраженный)

6. Звукоизолирующая перегородка (прямой и отраженный)

7. Виброизолирующая опора (структурный? Шум)

Наиболее радикальны технические меры, которые направлены на источники шума. Однако эффективность мероприятий по снижению шума эксплуатируемых машин, механизмов и оборудования довольно мала. Снижения или устранения шума в источнике следует добиваться прежде всего в процессе проектирования.

Основные характеристики звуковых волн. (на консе спросить, надо ли писать тут уровни)

Звук – продольные механические колебания среды с частотой 20 Гц – 20 кГц.

Звуковое поле – область пространства, в которой распространяется звук (По-моему, любое поле, кроме того, где цветочки растут – это совокупность значений физической величины, распределенных в рассматриваемой области пространства).

В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени. Разность между мгновенным значением полного давления и срединым давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением р.

Процесс распространения звуковых волн характеризуют поля: скалярные поля плотности ρ и звукового давления p, векторное поле колебательной скорости υ.

А также величины: скорость звука в среде с, частота колебаний f, длина звуковой волны λ = c/f, начальная фаза колебаний φ.

Скорость звука в среде c = (K/ρ)^½, где К – объемный модуль упругости среды. Для воздуха при 20С с = 344 м/с. Зависит от давления и температуры.

p = A·cos(kx – ωt + φ), где k = ω/c – волновое число.

υ = B·cos(kx – ωt + φ)

p/υ = A/B = ρc = z – волновое сопротивление среды.

На слух действует средний квадрат звукового давления

, где черта означает осреднение во времени, которое в органе слуха человека происходит за Т₀=30÷100 мс.

При распространении звуковой волны происходит перенос энергии в пространстве, называемом звуковым полем. Общее количество энергии, которое источник звука излучает в окружающее пространство, называется звуковой мощностью источника (W).

Часть общей мощности источника шума, приходящаяся на единицу площади, проходящей через заданную точку звукового поля и расположенный перпендикулярно распространению звуковой волны, называется интенсивностью звука в данной точке I (Вт/м²):

I = pυ = p²/z, Вт/м²

Интенсивность звука I – вектор, направление которого совпадает с направлением движения звуковой волны. Характеризует перенос энергии в пространстве.

Звуковая мощность источника W = ∫I · dS, Вт

Для точечного ненаправленного источника W = pυS = p²S/z.

Наиболее же важно то обстоятельство, что ухо человека способно реагировать на относительное изменение интенсивности, а не на абсолютное. Ощущения человека, возникающие при различного рода раздражениях, в частности при шуме, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины — уровни звукового давления и интенсивности.

Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле:

, где I₀ — интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости (I₀ =10^-12 Вт/м²) на частоте 1000 Гц. Величина уровня звукового давления (дБ):

, где p₀ — пороговое звуковое давление, выбранное таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях уровни звукового давления были равны уровням интен­сивности, т. е, p₀ =2·10^-5 Па на частоте 1000 Гц; р — среднеквадратичная величина звукового давления. По­роговая интенсивность звука (Вт/м²)

Величину уровня интенсивности применяют при получении формул акустических расчетов, а уровня звукового давления — для измерения шума и оценки его воздействия на человека, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению. Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления получим, разделив выражение (9) на выражение (10) и прологарифмировав