Как сделать звук 160 децибел

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 04.10.2024

Децибел. Что за странный пассажир? Ладно бы дебил, или, на худой конец, имбецил, так ведь нет - децибел, мать его.
Выпили по децелу, закусили, понимания не прибавило, ещё по сто, уже лучше - начали генерить мыслю.
И на кой хрен нам в батарее разводить мудрёные величины, да ещё (не при бабах будет сказано), численно равные десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять?
Всё равно - как отмеряли потери сигнала в линиях километрами стандартного кабеля, так и будем отмерять.

Ответ не сложен - для удобства мировосприятия.
Природа наша такова, что воздействие на органы чувств многих физических и биологических процессов пропорционально не амплитуде входного воздействия, а логарифму входного воздействия. Поэтому и созерцать отображения больших диапазонов изменяющихся величин удобнее всего в логарифмическом масштабе.

Итак, децибелы - это соотношение двух величин, выраженное в логарифмическом масштабе. При этом отношение токов и напряжений имеет коэффициент 20, а отношение мощностей - коэффициент 10.
Для напряжений формула приобретает вид , а для мощностей - .
Если в лесах Чухломы у нас затерялось какое-либо электронное устройство, то в качестве отношения напряжений (либо токов, либо мощностей) принимается отношение выходной величины к входной, и это отношение называется коэффициентом передачи, или коэффициентом преобразования данного устройства.

Пока хватит, нарисуем таблицу.

ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА ОТНОШЕНИЙ ВЕЛИЧИН В ДЕЦИБЕЛЛЫ

Коэффициент передачи, выраженный в децибелах, может иметь знак плюс или минус в зависимости от соотношения величин на выходе и входе (если выходная величина больше входной - плюс, если меньше - минус).

А ТЕПЕРЬ НАОБОРОТ, ДЕЦИБЕЛЛЫ В ОТНОШЕНИЯ

В случае включения по каскадной схеме (последовательно, друг за другом) нескольких устройств - общий коэффициент передачи в децибельном выражении вычисляется простым сложением значений Кпер.(дБ) каждого из устройств.

А теперь переведём логарифмическую меру мощности, измеряемую в дБм (dBm - децибел на милливатт) в мощность устройства, измеряемую в привычных нашему организму ваттах.
Формула выглядит так: . Для чего нам сдался этот дБм?
На всякий пожарный - некоторые производители указывают именно этот параметр, характеризуя богатырскую мощь своих изделий.

ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА ДБМ В ВАТТЫ

Так ведь мало того, что мощность усилителей надумали измерять в дБм, посягнули и на святое - на чувствительность приёмной аппаратуры. Чувствительность стали определять как отношение мощности на входе приёмника к уровню мощности 1 мВт и также выражать в логарифмическом масштабе в дБм.
Куда деваться бедному крестьянину? Придётся привести таблицу и для этого бесчинства.

ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА ДБМ В МИКРОВОЛЬТЫ

А ещё, иногда бывает полезно знать, каким должен быть размах выходного напряжения на нагрузке, для получения заданного параметра мощности. Некоторые при расчёте выходной мощности пользуются простой формулой , подставляя вместо Uд - пиковое значение (амплитудное значение, равное максимальной амплитуде полуволны выходного сигнала). Это не правильно, вернее правильно только для сигналов прямоугольной формы. Для синусоидальных, для получения точного результата надо подставлять действующее значение напряжения - .
Лучше понять, что такое амплитудное значение, и как найти действующее для различных форм сигналов можно на странице ссылка на страницу.

Таблица перевода из децибел в разы

Некоторые думают, что децибелы придумали, чтобы свести их с ума. Но на самом деле децибелы придумали для удобства. Да, да, все эти логарифмы, производные и прочие интегралы всегда кем-то придумывались для удобства и облегчения жизни.

Нам редко нужно знать какие-то конкретные величины. Кому интересен усилитель, способный усиливать с 4,9мВ до 490мВ? Зато нам очень часто надо знать отношение двух величин. И если мы напишем, что усилитель усиливает в 100 раз, то интерес к этому усилителю возрастёт.
На практике используется чрезвычайно широкий диапазон разных величин. Он настолько широк, что пользоваться этими величинами неудобно. Человек способен слышать звуки, различающиеся по уровню в 100000 раз. Уложить этот диапазон на одном графике просто невозможно.
К счастью, чувствительность слуха не линейна, а изменяется по логарифмическому закону. Допустим, на выходе усилителя имеется звуковой сигнал с напряжением 1В. Для увеличения громкости в 1,1 раза надо добавить напряжение всего 0,1В. Но если на выходе усилителя было 100В, то для увеличения громкости в 1,1 раза нужно добавить 10В. В обоих случаях человеку будет казаться, что приращение громкости было одинаковым. Этим можно воспользоваться, графики с логарифмической шкалой занимают гораздо меньше места, а информативность повышается.
Выяснилось, что очень многое в природе удобнее отображать в логарифмическом масштабе. Похоже, бог любил логарифмы (либо логарифмы любит архитектор матрицы, кому что больше нравится).

а отношение мощности коэффициент 10.

Если у нас есть напряжения 1В, 10В, 100В, 1000В, то каждое напряжение больше предыдущего на 20дБ.

Переводить в уме разы в децибелы практически невозможно, но имеются два исключения. Увеличению в 2 раза и в 10 раз соответствуют круглые значения в децибелах, их легко запомнить, а промежуточные варианты прикидывать приблизительно. Кроме того, существуют таблицы.

Таблица перевода из децибел в разы
Левая таблица для ослаблений сигнала, правая для усиления

Миниатюры Изображения

Мощность акустических систем — раздолье для спекуляции цифрами. Разнообразие подходов производителей акустики к измерению этого параметра и документирования результатов заставляет подчас задуматься даже опытного аудиофила. Рассмотрим несколько популярных заблуждений на эту тему.

Первым делом нужно разобраться с несколькими понятиями. Колонки бывают активные и пассивные.

Первые имеют встроенный усилитель, а для вторых он необходим в виде отдельного устройства.

Именно усилитель в обоих вариантах преобразует ток от блока питания и передаёт сигнал определённой мощности на динамики, которые в свою очередь преобразуют его в звук. Причём делают это с низким КПД, рассеивая большую часть получаемой энергии в тепло. Поэтому говорить, что колонки выдают столько-то ватт, корректно только если они активные.

В любом случае, усилитель служит поставщиком мощности (электрической), а динамик — потребителем. За редкими исключениями (их рассмотрим позже) для активной акустики указывается выходная мощность встроенного усилителя.

Например, внутри двухкомпонентной системы SVEN MC-30 установлены TAS5342R. Его номинал 100 Вт, и производитель колонок честно указывает такую выходную мощность.

При этом динамики рассчитаны на такую мощность, иначе долго такая колонка не проживёт.

С пассивной акустикой всё немного сложнее. Согласование параметров нужно обеспечивать самостоятельно. Здесь уже у каждого компонента будет “своя” мощность: у усилителя — выходная, а у колонок — потребляемая.

Дотошный акустик может заметить, что есть такая величина как звуковая мощность, но она не измеряемая, а расчётная. А вычисляется эта величина из уровня звукового давления, который и отвечает за способности колонки. Он будет подробно рассмотрен далее.

Миф второй. Громкость определяется мощностью

Начнём с того, что громкость — параметр субъективный. Если вам в разгар вечеринки захочется прибавить звука, вряд ли это понравится соседу. То есть зависит громкость от нашего основного приёмника — уха. Правильнее говорить об уровне звукового давления. Именно этот параметр часто встречается в документации на аудиоаппаратуру под именем SPL. Измеряется он в децибелах (дБ) в отличие от мощности, единица измерения которой — ватт. Децибел — величина относительная и индицирует насколько текущий уровень SPL превышает порог слышимости (0 дБ).

Миф третий. Существует универсальный показатель мощности

В этой области больше решает репутация производителя, который старается придерживаться стандартов измерения характеристик, а не гонится за баснословными цифрами. Вспомните магнитолы производства известных мастеров доступной бытовой электроники, на которых гордо красовались наклейки с киловаттами. Это как раз те исключения, оговоренные в мифе №1. Казалось бы, магнитола — активная акустическая система, да ещё и портативная, откуда такие цифры?

А это не мощность усилителя, а максимально возможная пиковая нагрузка на динамики, которая может длиться миллисекунды. Да, недорогой динамик возможно выдержит такой всплеск, но это ничего не имеет общего со штатным режимом работы.

Измерять мощность можно разными способами, по-разному учитывая качество звука. Ниже приведены несколько стандартизированных показателей мощности:

Номинальная и синусоидальная — параметры, появившиеся ещё в советские времена. В импортной технике разумеется их не используют;
DIN — разработан Немецким институтом стандартизации. Измеряется максимальная мощность при подаче сигнала частотой 1 кГц в течении 10 минут. При этом уровень нелинейных искажений (или THD), не должен превышать 1%;
RMS — наиболее часто встречающийся показатель. Отражает максимальный уровень мощности синусоидального сигнала на протяжении длительного времени, при котором нет физических повреждений тестируемого устройства;
PMPO — музыкальная мощность, позволившая упомянутым производителям магнитол вешать на них ярлычки с киловаттами мощности. Смысла в этом параметре немного, больше маркетинга. Может превышать RMS в 20 раз.

Представляется ассоциация с водонепроницаемостью смартфона. Поместили на пару метров в воду на несколько минут — всё работает. А если утопить метров на пять на то же время, то бесследно это для аппарата не пройдёт. Сначала могут появиться проблемы с тачскрином, при следующем погружении перезагрузится и т.д. После серии таких погружений вода постепенно выведет из строя плату. Аналогично с тестированием динамика. Кратковременно он выдержит высокую нагрузку, но при увеличении времени воздействия начнётся перегрев со всеми вытекающими последствиями.

Стоит обратить внимание на такой простой параметр как потребляемая мощность.

Вечный двигатель ещё не придумали, поэтому выходная мощность не может быть выше входной. Кратковременно оно может быть превышено. Усилитель может накопить энергию и в какой-то пик, например, сильный удар по тарелкам в музыкальном треке, выдать мощность больше потребляемой, но это несколько мгновений. По величине входной мощности можно сразу понять реальный предел устройства, и если производитель указал в брошюре заведомо большие цифры, то задумайтесь, а стоит ли вообще приобретать его продукцию.

Это могло быть так, если бы не маркетинг и подчас повышенный оптимизм производителей акустики. RMS — это наиболее часто встречающийся показатель мощности акустической системы. Он говорит о максимальной мощности, при подведении которой динамики могут работать определённое время и не получат повреждений. То есть при следующем тесте будут функциональны. В идеале если ещё при этом не будет превышен заданный уровень нелинейных искажений. Но это для многих производителей совсем не точно. THD свыше 10% в зависимости от частоты вызывают призвуки, хрипы, скрипы и т.п., что делает прослушивание музыки некомфортным. Зато заявленная мощность будет обеспечена.

Безусловно RMS — более значимый параметр, чем любая пиковая мощность. Но лучше если производитель указывает какие уровни THD соблюдались при проведении испытаний. В идеале, если указан также и максимальный SPL.

Миф пятый. Мощность — главный параметр при выборе акустики

Чтобы дать возможность звуку полностью раскрыться, нужна громкость, равно как и обеспечивающая её мощность. Но упомянутые искажения могут сильно испортить картину. За чистоту звука на всём диапазоне SPL отвечают другие важные параметры: АЧХ, согласованность импедансов, акустическое оформление и др. Каждый из них по-своему влияет на восприятие. Не забывайте, что и помещение, в котором расположена акустическая система, тоже играет немаловажную роль. Да и особенности музыкальных композиций тоже нужно учитывать, не зря же существуют эквалайзеры. Всё эти детали в совокупности и формируют сочный насыщенный звук.

Уровень шума — это уровень совокупности различных звуков, не вызывающий у человека повышенного беспокойства и значительных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, которые чувствительны к шуму.

Допустимый уровень шума.

Допустимый уровень шума – это уровень шума, который не вызывает у человека беспокойства и любых других физиологических либо психических изменений, как правило не превышающий 55 децибел (дБ). Высокий уровень шума таит в себе очень большую опасность. Чтобы понять какое влияние оказывает шум для слуха, необходимо иметь представление о допустимых нормах шума для разного времени суток, а также знать, какой уровень шума в децибелах производят различные звуки. После этого можно понять, являются ли безопасными для слуха определенные звуки или таят в себе опасность. После понимания важности влияния шума, можно будет стараться избегать вредного воздействия звуков на слух.

Допустимые нормы уровня шума в квартире и других жилых помещениях.

Допустимые нормы уровня шума определяются согласно установленным санитарным нормам, допустимым считают уровень шума не наносящий вреда слуху даже после длительного воздействия на слуховой аппарат. Допустимая величина составляет:

в дневное время допустимый уровень шума равен - 55 децибел (дБ);
в ночное время допустимый уровень шума равен - 40 децибел (дБ).

Данная величина является оптимальной для нашего уха. Однако в условиях больших городов они, как правило, нарушаются.

Вид трудовой деятельности, рабочее место

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Читайте также: