Логарифмические уровни (уровень интенсивности, уровень звукового давления), способы их вычисления в звуковых полях одиночных и групповых излучателей

С41

Ощущения сенсорных органов пропорционально не линейной величине раздражения, а его логарифму.

N=lgn, так как , то

Поскольку звуки столь сильно различаются по интенсивности, удобнее рассматривать ее как логарифмическую величину и измерять в децибелах. Логарифмическая величина интенсивности представляет собой логарифм отношения рассматриваемого значения величины к ее значению, принимаемому за исходное. Уровень интенсивности J по отношению к некоторой условно выбранной интенсивности J₀ равен

Уровень интенсивности звука = 10 lg (J/J₀) дБ

Таким образом, один звук, превышающий другой по уровню интенсивности на 20 дБ, превышает его в 100 раз по интенсивности.

В практике акустических измерений принято выражать интенсивность звука через соответствующую амплитуду избыточного давления Р₁. Когда давление измеряется в децибелах относительно некоторого условно выбранного давления Р₀, получают так называемый уровень звукового давления.

Уровень звукового давления = 20 lg (P₁/P₀) дБ

Условное давление Р₀ = 2*10^—5 Па соответствует стандартному порогу слышимости для звука с частотой 1 кГц.

Складывать дБ нельзя, надо переводить в интенсивности!

Децибе́л — логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений.

 

 

6. громкость звука и ее физические корреляты. Кривые равной громкости и уровень громкости. Методика определения УГ простых звуков и сложных звуков по методу Стивенса.

Под уровнем громкости L данного звука понимают уровень интенсивности эталонного звука с частотой 1000 Гц, имеющего равную с данным звуком громкость.

Уровень громкости измеряется в фонах.

Число фонов, выражающих уровень громкости какого-либо звука, совпадает с числом дБ, выражающих уровень интенсивности равногромкого эталонного звука.

Для определения уровня громкости синусоидальных звуков пользуются семейством кривых равной громкости.

Каждая кривая этого семейства получена путем субъективного уравнивания громкости синусоидального звука какой-либо произвольной частоты с громкостью эталонного звука 1000 Гц, уровень интенсивности которого в пределах одной кривой остается неизменным. При снятии кривой испытуемый регулирует звуковое давление звука произвольной частоты, делая его то тише, то громче эталонного, и добивается такой громкости, которая не отличалась бы от громкости эталонного звука. После этого производится измерение уровня звукового давления регулируемого звука, и опыт повторяется для другой частоты. Пройдя таким образом весь звуковой диапазон, получают кривую равной громкости или изофон, вид которого в значительной мере зависит от индивидуальных особенностей испытуемого слуха. Поэтому описанная процедура производится для групп слушателей с последующей статистической обработкой результатов.

В пределах каждой кривой уровень громкости звуков имеет одну и ту же величину, численно равную уровню интенсивности на частоте 1000 Гц. Описанная процедура измерения кривых равной громкости – способ уравнивания.

Пользуясь кривыми, можно определить уровень громкости любого синусоидального звука. Если известны уровень его интенсивности и частота. Например частота – 100 Гц, уровень – 50 дБ, найдем на их пересечении изофон, переместившись по которому к частоте 1000 Гц, увидим, что равногромкий с данным звуком эталонный звук должен иметь уровень интенсивности 40 дБ, это и есть искомый уровень громкости 40 фон.

При высоких уровнях КРГ более равномерны, ЧХ восприятия при больших уровнях более равномерна. Уровень воспроизведения должен быть равен естественному уровню звука, иначе происходят тембральные искажения!

Под громкостью звука понимают субъективную количественную меру его ощущения, для которого главным параметром раздражения(физическим коррелятом) является звуковое давление.

Громкость звука зависит и от других параметров, таких, как спектр звука, длительность его воздействия и условия восприятия, но эта зависимость незначительна.

Музыкальная шкала:fff, ff,f,mf,mp,p,pp,ppp

Гипотеза Флетчера: громкость пропорциональна количеству нервных импульсов, поступающих в соответствующие мозговын центры от базилярной мембраны внутреннего уха.

единица громкости – громкость звука 1000 Гц и уровнем интенсивности 40 дБ - сон

Метод Стивенса:

1. Получение объективной информации о сложном звуке, то есть измерение энергетического спектра сложного звука(диаграмма, показывающая столбиками, примыкающими друг к другу, распределение энергии сложного звука по частотным интервалам)

2. Для каждой полосы по уровню интенсивности и кривым Стивенса определяем индекс громкости

3. Из всех громкостей берем самую большую. Все остальные складываем и придавливаем по величине с помощью коэффициента маскировки, затем складываем с основным уровнем громкости:

Недостаток – результат отстает на 0,5 – 1 с По Флетчеру: надо знать f_k и уровень интенсивности, по этим данным – уровень громкости, затем – громкость, общая громкость складывается, по ней уровень громкости.