Расчет с громкоговорителями — TOA Electronics
Значение и расчеты децибелДецибел (русское обозначение: дБ; международное: dB) выражает отношение двух значений энергетической величины десятичным логарифмом этого отношения. Децибел – не физическая величина (как, напр., метр). Использование логарифмического отношения определяет восприятие человеческим ухом гораздо лучше, чем линейные величины. К тому же оно позволяет выразить соотношение воспринимаемого звукового давления (слухового порога) к предельно переносимому звуковому давлению (болевому порогу) не как 1 : 3 000 000, а гораздо более наглядно – от 0 до 130 дБ. Общий расчет выглядит следующим образом: log (значение/заданное значение). При этом используется десятичный логарифм, обозначенный на калькуляторе символом «log». Сама единица называется «бел», десятая часть обозначается приставкой «деци-», в результате получается децибел. Он выражает соотношение мощностей. Для звукового давления, напряжения, тока используется коэффициент 20.
Соотношение мощностей в дБ:
10 x log10 (мощность/заданная мощность) или 10 x log10 (P/P0)
Соотношение звукового давления, напряжения или тока в дБ:
20 x log10 (значение/заданное значение)
Для определения соотношения звукового давления используется значение слухового порога, равное 20 мкПа (микропаскалям). В этом случае заданное значение является постоянным, поэтому к «дБ» добавляется «SPL». В настоящее время появилась тенденция говорить об уровнях звукового давления, не используя «SPL». Другие ссылки:
Заданное значение | 1 мкВ | 1 мВ | 0,775 В | 1 В | 20 мкПа |
Dezibel | дБ мкВ | дБ мВ | дБн | дБВ | дБ SPL |
Следующая таблица представляет некоторую соотнесенность для расчетов физических величин и отношений между ними, а также их отношение в децибелах.
| Физич | Умножение | Деление | < 1 | 1 | > 1 | Отрицат |
| ⇩ | ⇩ | ⇩ | ⇩ | ⇩ | ⇩ | |
| Децибел | Сложение | Вычитание | Отрицат | 0 | Положит | невозможно |
Пример 1: Входной сигнал 1 мВ (милливольт) в усилителе повышается до выходного сигнала 1 000 мВ. Следовательно, имеет место тысячекратное усиление (1 000 : 1), или 20 x log (1 000 / 1) = +60 дБ.
Пример 2: Аттенюатор ослабляет напряжение в десять раз. Соотношение между значением на входе и выходе 0,1 / 1 = 0,1. В децибелах: 20 x log (0,1 / 1) = -20 дБ.
Пример 3: Аттенюатор (пример 2) подключен после усилителя (пример 1). Тогда общее усиление выглядит так: 1 000 x 0,1 = 100. В децибелах: 60 дБ + (-20 дБ) = 60 дБ – 20 дБ = 40 дБ.
Уровень звукового давления при определенной мощностиЕсли уровень звукового давления указан в дБ, его можно использовать для расчетов. Технический паспорт громкоговорителя указывает, например, для номинального уровня звукового давления (1 Вт / 1 м): 95 дБ. Это значит, что уровень звукового давления громкоговорителя при мощности 1 ватт на расстоянии 1 метр равен 95 дБ. Из приведенной таблицы можно узнать, на сколько децибел повысится уровень звукового давления громкоговорителя при указанной мощности.
Мощность (Вт) | 1 | 2 | 5 | 6 | 10 | 15 | 20 | 30 | 50 | 100 |
Повышение уровня | 0 | 3 | 7 | 8 | 10 | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 |
В таблице указано, что при мощности 6 ватт к 95 дБ нужно добавить 8 дБ.
В итоге при мощности 6 ватт на расстоянии 1 метр получим 103 дБ SPL. Для расчета также можно использовать математическую формулу, дающую тот же результат: p1 = pn + 10 x log(P)
p1: Уровень звукового давления (дБ) pn: Номинальный уровень звукового давления (дБ) P: входная мощность (Вт)
При каждом повышении мощности в два раза уровень звукового давления повышается на 3 дБ.
Рефлектометр оптический Yokogawa AQ7280+ AQ7283A(SM, 1310/1550 нм, 42/40 дБ, FC-адаптер) (с поверкой) ( 130704-00383 )
| Дисплей | 8.4 дюйма цветной TFT LCD(Разрешение 800х600, многоточечный сенсорный экран емкостного типа) |
| Интерфейсы | Блок х1, Модуль х1, USB2. 0 x 3(TYPE A × 2, TYPE B (mini) × 1), Ethernet (10/100BASE-T, Опция), SD card х1 |
| Удаленное управление | USB TYPE B (mini), Ethernet (опция) |
| Сохранение данных | |
| Форматы | Запись: SOR,CSV,SET,BMP,JPG,CFG,PDF, Чтение: SOR, SET |
| Габаритные размеры | 287×210×80 мм |
| Вес | 2,2 кг, включая батарею, исключая блок OTDR и модуль OPM / VLS |
| Разрешение | По горизонтали: 1 см, По вертикали: 0,001 дБ |
| Групповой индекс | От 1. 30000 до 1.79999 (с шагом 0.00001) |
| Размерность длины | км, миля, килофут |
| Функция измерения | Измерение расстояния, прямых потерь, отражения, потерь на обратное рассеяние между двумя точками |
| Функция анализа | Несколько трасс, Анализ с двух сторон, Разность трасс, Анализ участка, Поиск макроизгибов |
| Другие функции | Органайзер для многоволоконных кабелей, Поиск обрыва, Подзсказки в процессе работы, Составление отчетов, Автопоиск неоднородностей, Оценка Годен/Негоден, Мониторинг кабеля (опция /MNT), Умный измеритель (опция /SMP) |
| Общие характеристики | |
| Эксплуатация (температура /влажность/высота) | –10°C . .. 50°C /0% … 90% (без конденсации) / Не более 4000 метров |
| Хранение (температура /влажность) | –20°C … +60°C / 0% … 90% (без конденсации) |
| Электропитание (АС адаптер) | 100 … 240 VAC, 50/60 Hz |
| Батарея | Li-ion |
| Время работы от батареи | 15 часов (Telcordia GR-196-CORE Issue2 2010), 10 часов (непрерывные измерения) |
| Время зарядки | до 6 часов |
О децибелах (дБ) | GPII DeveloperSpace
О децибелах (дБ) | GPII DeveloperSpaceперевод
Введите ключевые слова
- Узнать
- Быстрые листы
- О децибелах (дБ)
дБ или децибел — это логарифмическая единица измерения соотношения между двумя числами.
Говоря о мощности, 3 дБ представляют отношение два к одному или удвоение мощности.
- Таким образом, усиление в 10 дБ соответствует отношению мощности десять к одному, поэтому 10 дБ в 10 раз больше мощности
- Прирост мощности в 40 дБ будет в 10 000 раз больше мощности.
Когда речь идет о напряжении, 6 дБ представляет собой соотношение два к одному или удвоение напряжения.
- 20 дБ будет представлять отношение напряжения десять к одному, поэтому 20 дБ будет в 10 раз больше напряжения.
- Прирост напряжения в 40 дБ будет в 100 раз больше напряжения.
Термин «SPL» означает уровень звукового давления. Меры SPL принимаются в отношении минимального порога человеческого слуха.
Разница в 20 дБ в уровне звукового давления представляет собой отношение звукового давления десять к одному.
- Таким образом, уровень звукового давления 40 дБ будет представлять собой уровень звукового давления, который в 100 раз превышает уровень звукового давления самого тихого звука, который может уловить нормальный человеческий слух.
Интересно, что наше восприятие громкости не совпадает с уровнем звукового давления. Хотя фактические формулы
несколько сложны, исходя из грубого эмпирического правила, увеличение уровня звукового давления на 10 дБ воспринимается примерно в два раза громче.
- Таким образом, усиление в 20 Дб кажется примерно в 4 раза громче.
- А усиление в 40 Дб кажется примерно в 16 раз громче.
Чтобы дать вам представление о том, как измерения дБ SPL соотносятся с повседневной жизнью, ниже приводится список приблизительных уровней звукового давления для различных звуков.
(Из http://www.state.me.us/spo/landuse/docs/NoiseTABulletin.pdf — с добавлением столбца «Приблизительная громкость») (см. также дБ SPL и дБ(A) SPL обсуждение на следующей странице)
Звуковая среда | Уровень звукового давления (дБА SPL) | Приблизительная громкость обычного разговора |
|---|---|---|
Порог слышимости | 0 | Ничего не слышу |
Интерьер студии вещания или шелест листьев | 10 | 1/32 громкость разговора |
Тихий интерьер дома или сельская ночь | 20 | 1/16 громкости |
Тихий интерьер офиса или тиканье часов | 30 | 1/8 громкости |
Тихая сельская местность или небольшой театр | 40 | 1/4 громкости |
Тихая пригородная зона или посудомоечная машина в соседней комнате | 50 | 1/2 громкости |
Интерьер офиса или обычный разговор | 60 | Обычный разговор |
Пылесос на высоте 10 футов | 70 | Вдвое громче |
Проезжающий автомобиль на расстоянии 10 футов или вывоз мусора на расстоянии 3 фута | 80 | В 4 раза громче |
Проезжающий автобус или грузовик на расстоянии 10 футов или пищевой блендер на расстоянии 3 фута | 90 | В 8 раз громче |
Проходящий поезд метро на расстоянии 10 футов или газовая газонокосилка на расстоянии 3 фута | 100 | В 16 раз громче |
Ночной клуб с оркестром | 110 | В 32 раза громче |
Порог боли | 120 | В 64 раза громче разговора |
Хороший ресурс по этой теме (ссылка на сайт Американского акустического общества http://asa.
aip.org/)
- Campanella Acoustics — Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем разница между dB SPL и dB(A) SPL?
Следующее взято из часто задаваемых вопросов Campanella Acoustics
Шумомер, который измеряет уровень звукового давления с «плоской» характеристикой, будет указывать силу низкочастотного звука с тем же акцентом, что и более высокочастотные звуки. Тем не менее, наше ухо воспринимает низкочастотный звук как менее громкий, чем более высокочастотный звук. Система барабанная перепонка-стремя-круглое окно ведет себя как механический преобразователь с конечной полосой пропускания. Говоря языком EE, частоты прокрутки «3 дБ» составляют примерно 500 Гц в нижней части и 8 кГц в верхней части. Используя электронный фильтр ослабления, равный тому, который, по-видимому, обеспечивает человеческое ухо для звука на каждой частоте (кривая отклика 40-фонов), измеритель уровня звука теперь будет сообщать числовое значение, пропорциональное человеческому восприятию силы этого звука.
К сожалению, человеческое восприятие громкости по отношению к частоте меняется вместе с громкостью. Когда звук очень громкий — 100 дБ и более, восприятие громкости более стабильно во всем слышимом диапазоне частот. Веса «B» и «C» отражают эту тенденцию. Взвешивание «B» в настоящее время мало используется, но C-взвешивание добилось известности в оценке раздражающих общественных шумов, таких как низкочастотный звук, издаваемый артиллерийским огнем и рок-концертами под открытым небом. C-взвешивание также приведено в таблице в 8.2.
О первом электрическом шумомере сообщил Джордж У. Пирс в Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences, v 43 (1907-8). Через пару десятилетий переход от конных повозок к автомобилям в городах привел к большим изменениям. в фоновом шумовом климате. Появление «звуковых радиостанций» — кинозвука — было большим стимулом для патентов на шумомеры того времени, но стандартного метода измерения звука все еще не было.
«Шум» (нежелательный звук) стал достоянием общественности.
Первый предварительный стандарт для шумомеров (Z24.3) был опубликован Американской ассоциацией стандартов в 1936, спонсируемый Американским акустическим обществом. Предварительный стандарт показывает две частотные взвешивающие кривые «А» и «В», которые были смоделированы на основе реакции человеческого уха на низкие и высокие уровни звука соответственно.
С появлением закона Уолша-Хили в 1969 году А-взвешивание звука де-факто считалось «подходящим» взвешиванием для представления уровня звука в виде одного числа (а не в виде спектра). С появлением интересов Федерального управления гражданской авиации США и Агентства по охране окружающей среды США в 70-х годах они также адаптировали показатель дБА. (Вместе с метрикой дБА возникла связанная с этим нехватка точности в точном представлении способности данного звука вызывать потерю слуха и способность создавать раздражение.)
[Примечание редактора: показатель с одним числом, такой как dBA, легче понять юридическим и административным должностным лицам, так что обнародование, обеспечение соблюдения и административные критерии и действия понятны большему количеству сторон, часто за счет более точного понимания и проектирования.
способность к действию. Например, принудительное применение может быть основано на дБА, но схема контроля шума требует метрики спектральных данных октавной полосы или даже третьей октавы.]
аналогична той, что первоначально была определена как кривая «А» в 1936 стандарт. «С-взвешивание» дБ(С), которое используется иногда, имеет относительно плоскую характеристику. «U-взвешивание» — это недавнее взвешивание, которое используется для измерения слышимого звука в присутствии ультразвука и может быть объединено с A-взвешиванием для получения AU-взвешивания. Формула A-Weighting приведена в разделе 8 этого файла часто задаваемых вопросов.
В дополнение к частотной коррекции измерение уровня звукового давления может быть взвешено по времени в виде отклика «Быстрый», «Медленный» или «Импульсный». Измерения уровня звукового давления с A-взвешиванием и быстрым откликом также известны как «уровень звука».
Многие современные шумомеры могут измерять среднюю звуковую энергию за заданное время.
этот показатель называется «эквивалентным непрерывным уровнем звука» (L sub eq). Совсем недавно в некоторых кругах стало принято предполагать, что это звуковое измерение было взвешено по шкале А, если не указан дескриптор взвешивания.
Этот краткий обзор был подготовлен Греггом Вандерхейденом,
Trace R&D Center, University of Maryland, College Park.
децибел
децибелИнтенсивность звука I может быть выражена в децибелах выше стандартного порога слышимости I 0 . Выражение Используемый логарифм представляет собой десятую степень интенсивности звука, выраженную как кратное порогу интенсивности звука. Пример: если I = 10 000 раз больше порога, то отношение интенсивности к пороговой интенсивности равно 10 4 , степень десятка равна 4, а интенсивность 40 дБ: Коэффициент 10, умноженный на логарифм, дает децибелы, а не белы, и включен, потому что около 1 децибела — это едва заметная разница (JND) в интенсивности звука для нормального человеческого уха. децибела — относительная мера силы звука. Единица измерения основана на степенях 10, чтобы дать управляемый диапазон чисел, охватывающий широкий диапазон слуховой реакции человека, от стандартного порога слышимости на частоте 1000 Гц до порога боли примерно в десять триллионов раз большей интенсивности. Другим соображением, которое побуждает использовать степень 10 для измерения звука, является эмпирическое правило для громкости: требуется примерно 10-кратная интенсивность, чтобы звук звучал в два раза громче.
| Индекс Измерение уровня звука | |||
| Вернуться |
Шкала децибел является отражением логарифмической реакции человеческого уха на изменение интенсивности звука: Логарифм по основанию 10, используемый в этом выражении, представляет собой степень 10 количества в скобках в соответствии с основным определением логарифма: Примеры:
| Index Измерение уровня звука | ||
| Вернуться |
Интенсивность звука в децибелах выше стандартного порога слышимости рассчитывается как логарифм. |
Если интенсивность, кратная порогу, равна 9xI В , то разница в децибелах равна
| I A = дБ выше I B |
Если вам известен уровень звука в децибелах на одном расстоянии в открытой местности, то вы можете оценить уровень звука в децибелах на другом расстоянии, используя закон обратных квадратов.
Измерение уровня звука
| Гиперфизика***** Звук | R Ступица |
Полезной общей справкой является то, что едва заметная разница в интенсивности звука для человеческого уха составляет около 1 децибела. На самом деле использование коэффициента 10 в определении децибела означает создание единицы, которая представляет собой наименьшее обнаруживаемое изменение интенсивности звука. Установив, можно отметить, что есть некоторые вариации. Jnd составляет около 1 дБ для тихих звуков, около 30-40 дБ на низких и средних частотах. Он может упасть до 1/3-1/2 децибела для громких звуков. Следует соблюдать осторожность при применении критерия «один децибел». Предполагается, что вы увеличиваете тот же звук на один децибел. Если бы вы добавляли к этому звуку звук, выходящий за пределы критической полосы частот, вы возбуждали бы свежие нервные окончания, и правило одного децибела не может быть применено. Это вызывает некоторую озабоченность по поводу схем перцепционного кодирования, используемых в современной цифровой записи, которые могут исключить некоторый значительный слышимый контент за счет использования критерия «один децибел» для удаления контента.
| Index Измерение уровня звука | ||
| Вернуться |
Приведенные выше данные получены от Backus, предполагая, что JND в дБ меньше для более интенсивных звуков.
| Индекс Измерение уровня звука Каталожный номер | ||
| Вернуться |
Он цитирует Харви Флетчера «Речь и слух в общении» (19).53), стр. 146, в качестве фактического источника данных. Но вы можете сами протестировать пары тонов, которые, как указано на сайте McGraw-Hill, отличаются на 2 дБ. На этом сайте обсуждается «закон Вебера», который утверждает прямо противоположное значение приведенных выше кривых. Интенсивность звука, измеряемая в воздухе, обычно измеряется в децибелах, отчасти потому, что логарифмическая природа децибелов позволяет выразить широкий диапазон интенсивности звука с помощью небольшого диапазона чисел. Для аудио- и радиоприложений стандартное применение включало рассеивание 1 мВт на нагрузке 600 Ом. Чтобы получить эту мощность, соответствующую 0 дБм, требуется напряжение источника 0,775 В (среднеквадратичное значение), и это напряжение часто называют 0 дБн. Это напряжение можно получить, используя соотношение мощности переменного тока для резистивной нагрузки 600 Ом, при которой рассеиваемая мощность составляет 1 мВт. |
Для определения электрической мощности, связанной с радиоантеннами, микроволновыми источниками и оптоволоконными источниками, встречается широкий диапазон чисел, и для этой мощности удобно использовать логарифмическую шкалу. При мощности источника в один милливатт в качестве стандартной мощности этому стандарту присваивается значение 0 дБм. Хотя это произвольный выбор контрольной точки, он оказывается практическим контрольным уровнем для радиоприложений. Как только этот стандарт установлен, отношение к другим мощностям может быть рассчитано так же, как обрабатываются децибелы звука. Например, 100 мВт, рассеиваемые в нагрузке, равны 10 2 x стандарт и, следовательно, составляет 20 дБм.