Что такое децибел?
В большинстве случаев измерений,
встречающихся в работе звукорежиссера, приходится сталкиваться с очень
интересным эффектом: все изменяется не на сколько-то единиц, а во
сколько-то раз. Скажем, диапазону в одну октаву соответствует изменение
частоты в два раза (см. рисунок). То же самое можно сказать и об
уровнях звука.
Определение громкости звука основано
на психофизическом законе, установленном в 1846 году Э.-Г. Вебером,
который заложил основы "психометрии", т.е. количественных измерений
ощущений. Поскольку ощущение является субъективным процессом, то
абсолютные измерения силы ощущений невозможны, и Вебер перенес проблему
в область измерения относительных величин и искал минимальные различия
в ощущениях, которые можно зафиксировать.
Суть закона Вебера заключается в том,
что чувствительность уха человека к звуку меняется, как логарифм
интенсивности звука. Аналогичные соотношения были установлены Э.-Г.
Вебером и Г.-Т. Фехнером и для других ощущений, даваемых органами
чувств человека, - осязания и зрения (Фехнеру принадлежит большое
количество работ по "психофизике", которую он определял, как "точную
науку о функциональных зависимостях между телом и душой, общее - между
материальным и духовным, физическим и психическим миром").
Децибел – это некая относительная
величина. В принципе, с помощью децибела можно изменять что угодно.
Скажем, Михаил Чернецкий в своей статье в журнале
«Звукорежиссер» приводит такой пример: «Так как
децибел - величина относительная, то с его помощью можно измерять все,
что угодно - хоть музыкальные интервалы. Действительно, в одной октаве
содержится шесть нотных интервалов, а изменению напряжений в два раза
(как бы, "на октаву") соответствует изменение уровня на 6 дБ, т.е.
музыкальный звуковысотный интервал в один тон соответствует одному
децибелу. Причём значения совпадают с точностью 0,0004». Ну а для
расчета этой хитрой единицы применяются следующие формулы:
N=20*lg(U2/U1)
Где U1 - опорное напряжение; U2 -
измеряемое напряжение; N - их соотношение в децибелах.
Существуют различные опорные
напряжения, чтобы не было путаницы, обычно указывается, что именно
имеется ввиду. Опорная величина должна указываться после букв дБ. В
английском языке приняты две основные величины: обозначению dBu
(русское дБ) - соответствует опорное напряжение 0,775 В; обозначению
dBV (русское дБв) - соответствует опорное напряжение 1В; встречается и
обозначение dBm (дБм), для него опорный уровень - также 0,775В.
Если сравниваются мощности, то принято
использовать формулу
N=10*lg(P2/P1)
Где P1 и P2 – опорная и измеряемая
мощности соответственно.
Если полученная величина окажется отрицательной, то это означает, что
измеряемая величина меньше опорной.
При измерении динамического диапазона (разница между максимальным и
минимально возможными уровнями инструмента или какого-либо устройства)
используется формула
D = 20lg(Pmax/Pmin)
Где Pmax и Pmin — максимальное и
минимальное звуковые давления.
Источник звука |
Уровень, дБ |
Динамический |
минимальный |
максимальный |
диапазон, дБ |
Гитара |
40 |
55 |
15 |
Пение женское |
45 |
80 |
20 — 35 |
Пение мужское |
40 |
85 |
20 — 45 |
Орган |
50 |
85 |
35 |
Виолончель |
35 |
70 |
35 |
Рояль |
35 |
80 |
45 |
Эстрадный оркестр |
45 |
100 |
45 — 55 |
Симфонический оркестр |
35 |
110 |
60 — 75 |
В практических целях при определении
динамического диапазона источника звука используют уровни звукового
давления, вычисляя их разность. Например, так как максимальный уровень
звучания рояля составляет 80 дБ, а минимальный — 35 дБ, то говорят, что
его динамический диапазон составляет 80 – 35 = 45 дБ. При этом 80 дБ и
35 дБ — это уровни звукового давления относительно условного нулевого
акустического уровня (порога слышимости). В таблице приведены
параметры, характеризующие динамический диапазон некоторых источников
звука. Более подробно об измерениях в звукотехнике можно узнать из уже
упоминавшихся статей Михаила Чернецкого в журнале
«Звукорежиссер».
|