Мощность звука в чем измеряется


Online Unit Converters • Акустика — звук • Уровень звукового давления (SPL) • Компактный калькулятор

Длина и расстояниеМассаМеры объема сыпучих продуктов и продуктов питанияПлощадьОбъем и единицы измерения в кулинарных рецептахТемператураДавление, механическое напряжение, модуль ЮнгаЭнергия и работаМощностьСилаВремяЛинейная скоростьПлоский уголТепловая эффективность и топливная экономичностьЧислаЕдиницы измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиУгловая скорость и частота вращенияУскорениеУгловое ускорениеПлотностьУдельный объемМомент инерцииМомент силыВращающий моментУдельная теплота сгорания (по массе)Плотность энергии и удельная теплота сгорания топлива (по объему)Разность температурКоэффициент теплового расширенияТермическое сопротивлениеУдельная теплопроводностьУдельная теплоёмкостьЭнергетическая экспозиция, мощность теплового излученияПлотность теплового потокаКоэффициент теплоотдачиОбъёмный расходМассовый расходМолярный расходПлотность потока массыМолярная концентрацияМассовая концентрация в раствореДинамическая (абсолютная) вязкостьКинематическая вязкостьПоверхностное натяжениеПаропроницаемостьПаропроницаемость, скорость переноса параУровень звукаЧувствительность микрофоновУровень звукового давления (SPL)ЯркостьСила светаОсвещённостьРазрешение в компьютерной графикеЧастота и длина волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Электрический зарядЛинейная плотность зарядаПоверхностная плотность зарядаОбъемная плотность зарядаЭлектрический токЛинейная плотность токаПоверхностная плотность токаНапряжённость электрического поляЭлектростатический потенциал и напряжениеЭлектрическое сопротивлениеУдельное электрическое сопротивлениеЭлектрическая проводимостьУдельная электрическая проводимостьЭлектрическая емкостьИндуктивностьАмериканский калибр проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахМагнитодвижущая силаНапряженность магнитного поляМагнитный потокМагнитная индукцияМощность поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Радиоактивный распадРадиация. Экспозиционная дозаРадиация. Поглощённая дозаДесятичные приставкиПередача данныхТипографика и обработка изображенийЕдиницы измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Определения

Электрический эквивалент звукового давления

Уровень звукового давления и расстояние до источника звука

Учет неодинаковой чувствительности органа слуха к звукам разных частот при измерении уровня шума

Взвешивающий фильтр типа А

Взвешивающий фильтр типа B

Взвешивающий фильтр типа C

Взвешивающий фильтр типа Z

Измерительные микрофоны

Шумомеры

Устройство шумомера

Удивительная вещь наш слух! Наше ухо не только позволяет нам слышать, оно еще отвечает за способность удерживать равновесие и определять пространственное положение тела. Человек способен воспринимать звуковые волны в огромном диапазоне громкостей. Мы отчетливо слышим очень тихий звук комара, летящего на расстоянии нескольких метров, и в то же время мы можем отличить рёв пропеллеров турбовинтового самолета от рева турбин самолета с турбовентиляторными двигателями.

Звук представляет собой механические колебания воздуха или иной среды, проводящей звук. Комар вызывает колебания воздуха только очень малой амплитуды, в то время как турбовинтовой двигатель создает колебания огромной амплитуды. Звуковое давление, как и любое другое давление, измеряется в паскалях (Па) или иных единицах для измерения давления. Комар создает давление всего в 20 микропаскалей, в то время как самый громкий звук, который человек может слышать без необратимого повреждения слуха, имеет давление в несколько сотен паскалей.

В связи с тем, что диапазон громкостей звука такой большой, удобно пользоваться логарифмической шкалой для объединения и сжатия огромного диапазона амплитуд давлений, которые способно воспринимать ухо человека. Даже переменные резисторы в показанном на рисунке микшерном пульте имеют логарифмическую зависимость между углом поворота ручки и сопротивлением потенциометра, что позволяет достичь естественную, воспринимаемую как линейную зависимость изменения звука от угла поворота ручки или от перемещения ползунка фейдера.

При распространении звука в воздухе, его давление немного увеличивается и уменьшается. Амплитуда этих изменений давления воздуха определяет громкость звука и называется амплитудой звукового давления.

Этот конвертер позволяет преобразовывать единицы звукового давления в логарифмические единицы уровня звукового давления, которые используется для измерения эффективного давления звука относительно эталонного давления 20 мкПа.

Переменные резисторы, используемые в микшерном пульте для регулировки громкости, имеют логарифмическую зависимость сопротивления от угла поворота или перемещения ручки линейного переменного резистора.

Определения

Звуковое давление — переменное избыточное мгновенное давление в точке, где имеется звуковая волна и атмосферное давление. Единица измерения давления звука в системе СИ — паскаль (Па). Другими часто используемыми единицами измерения давления являются ньютон на квадратный метр (Н/м²), бар и дина на квадратный сантиметр (дин/см²).

Уровень звукового давления — измеренное по логарифмической шкале звуковое давление, отнесенное к эталонному давлению 20 мкПа, соответствующего порогу слышимости человека. Порог слышимости — это самый тихий звук, который может слышать молодой здоровый человек. Уровень звукового давления Lp измеряется в децибелах и рассчитывается по формуле:

Lp = 20 log₁₀ (p/p₀),

Здесь p — среднеквадратичное значение звукового давления и p₀ — эталонное давление звука (обычно 20 мкПа или 0,00002 Па). Уровень звукового давления представляет собой абсолютное значение, так как оно измерено относительно другого абсолютного значения — порога слышимости. Следовательно, звуковое давление в линейных единицах, таких как паскаль, можно конвертировать в уровни звукового давления в децибелах, если указано эталонное значение давления.

Например, если мы знаем, что труба может создать давление в 50 Па на расстоянии 50 см от уха, то уровень давления в децибелах Lp определяется так:

Lp = 20 log₁₀ (50 Pa/0.000020 Pa) = 127 dB.

Основной и рулевой винты вертолетов создают низкочастотный аэродинамический шум

Электрический эквивалент звукового давления

Для тех, кто знаком с основами электроники, будет интересно описать аналогию между акустическими и электрическими процессами. Акустической аналогией электрического напряжения U является звуковое давление p. Аналогией электрической мощности является интенсивность звука, аналогией электрического тока является колебательная (акустическая) скорость частиц среды v, а аналогией электрического сопротивления R является акустический импеданс Z. Существует даже акустический ом — единица измерения акустического импеданса, который является отношением акустического давления к акустической объемной скорости. Впрочем, акустический ом — устаревшее название единицы измерения акустического импеданса Па·с/м³. Закон Ома для акустики гласит, что скорость частиц прямо пропорциональна звуковому давлению и обратно пропорциональна акустическому импедансу:

v = p/Z

Сравните это с законом Ома для участка электрической цепи:

I = U/R

Отметим, что колебательная скорость частиц среды не является скоростью звука и скоростью движения самой среды! Даже для очень сильных звуков колебательная скорость частиц более, чем на порядок меньше скорости звука.

Звуковое давление зависит не только от мощности источника звука, но и от акустических свойств помещения, а также от расстояния между источником и приемником звука. Звуковое давление — это то, что мы реально слышим и то, что измеряет шумомер, часто называемый также прибором для измерения уровня звука. Восприятие звука человеком зависит от частоты и график этой зависимости не является прямой линией. Низкочастотные звуки не кажутся нам такими же громкими, как звуки той же силы, но более высокой частоты. То же можно сказать и о верхних частотах диапазона звуков, который слышит человек. Для учета этой разницы используют различные взвешивающие (корректирующие) фильтры, которые мы рассмотрим позже.

Мощность источника звука можно сравнить с мощностью электронагревателя. Мощность звука — это акустическая энергия, которая излучается источником звука. Это абсолютная величина, не зависящая от окружающей среды и расстояния между источником и приемником звука. Она характеризует только источник звука точно так же, как мощность электронагревателя определяет сколько энергии он может выделить в единицу времени. Аналогично, мощность электронагревателя не зависит от расстояния между нагревателем и человеком, который его использует.

Примеры звукового давления и уровня звукового давления различных источников звука

Источник звука и расстояние до слушателяЗвуковое давление, ПаУровень звукового давления, дБSPL относительно 20 мкПа
ракета-носитель Сатурн-5, 100 м6300170
светошумовая граната, менее 1 м2000160
ракета-носитель «Союз», 100 м355145
труба, 0,5 м63130
турбореактивный двигатель, 100 м20120
турбовентиляторный двигатель на взлетном режиме, 100 м2100
загруженная автомагистраль, 10 м2100
негромкий разговор, 1 м0.06350
тихая комната, в любом месте комнаты0.0006330
порог слышимости на частоте 1 кГц, 1 см0.000020
безэховая камера, в любом месте камеры0.0000063 ... 0.000002–10 ... –20

Ракета-носитель Сатурн-5 в экспозиции комплекса посетителей Космического центра имени Кеннеди. Шум на удалении 100 м от старта — 170 дБ.

Уровень звукового давления и расстояние до источника звука

При измерении уровня звукового давления от определенного источника звук (не окружающий шум), уровень звука падает на 6 дБ при увеличении расстояния в два раза. Уровень звука Lp2 в децибелах на расстоянии r₂ можно определить по формуле:

Lp2 = Lp1 + 20 log₁₀(r₁/r₂) dB,

Здесь Lp1 — уровень звука, измеренный на расстоянии r₁. Эта формула справедлива только для распространения звука в свободном поле, когда он без отражений распространяется во всех направлениях

В соответствии с законом обратной пропорциональности, уровень звукового давления увеличивается на 6 дБ при каждом удвоении расстояния до источника звука. Отметим, что, например, для трубы при расстоянии 10 см от раструба ухо услышит звук 130 дБ, то есть громче, чем звук, издаваемый турбореактивным двигателем на расстоянии 40 м от слушателя (128 дБ)

Учет неодинаковой чувствительности органа слуха к звукам разных частот при измерении уровня шума

Наши уши неодинаково воспринимают звуки разных частот c одинаковым уровнем звукового давления. Наш орган слуха очень чувствителен в диапазоне частот приблизительно от 500 до 6000 Гц и значительно менее чувствителен на более низких и более высоких частотах. Эта субъективная оценка громкости звука также зависит от самой громкости. Естественно предположить, что шумомеры должны измерять то, что люди реально слышат. Именно поэтому в шумомерах, которые также часто называют измерителями уровня звука (в англоязычной литературе они называются sound level meter), используется коррекция с помощью различных стандартных фильтров, учитывающих особенности слуховой сенсорной системы человека. Во всех шумомерах должны быть установлены стандартные взвешивающие фильтры и при измерении должен быть выбран фильтр, соответствующий поставленной при измерении задаче. Чаще всего в шумомерах используются стандартные взвешивающие фильтры с характеристиками (шкалами) А, С и Z.

Амплитудно-частотные характеристики взвешивающих фильтров: кривые А (синяя), В (зеленая), C (красная) и Z (оранжевая)

Взвешивающий фильтр типа А

Взвешивающий фильтр А охватывает весь диапазон человеческого слуха. Форма кривой А похожа на то, как орган слуха человека воспринимает громкость звуков в зависимости от частоты. Взвешивающий фильтр А входит в состав любого шумомера. Значение уровня звука, измеренное при использовании фильтра А, записывается как LA = x дБ и обозначается дБ(А), дБ-А или дБА. Применение этого типа фильтра не всегда позволяет получить правильные результаты в связи с тем, что шумомеры, работающие с таким фильтром, хорошо измеряют только тихие звуки. Однако, если , например, нужно измерить шум, создаваемый ветрогенератором, прибор с включенным фильтром типа А будет полностью игнорировать звуки в области низких и инфранизких частот. В то же время, вентрогенераторы шумят именно на низких частотах от одного до нескольких герц, причем уровень шума под генератором превышает 140 дБ. Получается слишком большая коррекция! Шум есть, хоть его и не слышно, но прибор показывает, что он отсутствует. Этим пользуются изготовители ветрогенераторов, которые указывают в технических характеристиках данные по шуму с использованием фильтра А.

Изготовители ветрогенераторов указывают в технических характеристиках результаты измерения шума с включенным взвешивающим фильтром типа А, в результате чего резко уменьшаются низкочастотные компоненты шума

Взвешивающий фильтр типа B

Коррекция с помощью взвешивающего фильтра типа В используется для средних уровней звукового давления. Частотная характеристика этого фильтра похожа на характеристику типа А, но в области нижних частот сигнал ослабляется меньше. Этот фильтр представляет только исторический интерес, не описан в современных стандартах и не входит в состав измерительных приборов.

Взвешивающий фильтр типа C

В области верхних частот (выше 1 кГц) частотная характеристика фильтра типа С аналогична характеристикам фильтров А и В, однако в области нижних частот фильтр пропускает большую часть шума: его ослабление там значительно меньше, чем у фильтров А и В. Этот тип взвешивающего фильтра и обычно используется для измерения сильных шумов (взрывов, авиационных двигателей, тяжелого оборудования). Результаты измерений с фильтром С обозначаются дБ(С), дБ-С или дБС.

Взвешивающий фильтр типа Z

Фильтр типа Z означает отсутствие частотной коррекции (от англ. Zero-weighting — нулевая коррекция) в частотном диапазоне 10–20 000 Гц. Этот тип взвешивающего фильтра заменяет старый термин «линейное взвешивание» и используется в новых стандартах измерения звука и шума. Шумомер, установленный в режим измерения с корректирующим фильтром типа Z, не будет вводить коррекцию в пределах допусков, определенных классом измерительного прибора.

Изготовители программ для смартфонов предлагают множество мобильных приложений для измерения шума, которые используют встроенные микрофоны или внешние микрофоны класса 2, например такие, как показан на этом снимке. Как показывают исследования, такие приложения обеспечивают качественные измерения с отклонением от измерений, выполненных прибором класса 1, в пределах ±2 дБ. Использование таких приложений, особенно с внешними точными микрофонами позволит значительно улучшить качество исследований шума на рабочих местах и борьбу с ним.

Измерительные микрофоны

Кажется, что измерить любое акустическое явление совсем просто. Всё, что нужно — это взять микрофон, подключить его к какому-нибудь измерительному устройству и считать уровень в децибелах или паскалях. Всё это, конечно, так. Главная трудность заключается в определении точности такого измерения. Точность измерений зависит от множества факторов окружающей среды, а также от качества измерительного оборудования. В частности, на измерение будут влиять многочисленные отражения в измерительной установке, частотный диапазон измерений, внешние звуки, тип, качество, размер и собственный шум микрофона, расположение микрофона в измерительной установке и направление его на источник звука, качество испытательного сигнала, калибровка микрофона и качество измерительного оборудования. Сравните, например, измерение параметров электроакустической системы в идеальных лабораторных условиях и в кинотеатре, наполненном движущимися людьми. А ведь в конечном итоге нас интересуют именно результаты измерений в условиях эксплуатации, а не в лаборатории! Как видим, измерить звук очень трудно и для этого нужно специальное оборудование.

Измерительные микрофоны в идеале должны быть ненаправленными, иметь плоскую частотную характеристику и малый размер. При вводе микрофона в звуковое поле важно, чтобы он не изменял измеряемое звуковое поле. Отражения и дифракция, вызванные самим микрофоном, будут влиять на полученные результаты. Именно поэтому измерительные микрофоны делают в форме тонкой длинной трубки с микрофонным капсюлем на конце, которая обеспечивает минимальные дифракционные помехи, вносимые корпусом и креплением микрофона.

Чтобы измерить звук или шум с помощью микрофона, нужно точно знать его чувствительность, а поскольку чувствительность изменяется в течение срока службы микрофона, необходимо регулярно калибровать его самостоятельно или с использованием сервиса, предлагаемого многими изготовителями микрофонов. Результаты измерений должны быть прослеживаемыми, то есть они должны быть связаны с международными стандартами по цепи сравнений с указанием неопределенностей на каждом этапе измерения. Измерительные микрофоны являются наиболее точными, надежными и калиброванными устройствами. Их характеристики точно определены и их поведение в течение всего срока службы стабильное и предсказуемое.

Какой микрофон лучше?

Если измерительные микрофоны так хороши, возникает вопрос, почему же они обычно не используются для студийных записей. Причин тому несколько. При выборе микрофона для конкретной задачи нужно учесть множество факторов и плоская частотная характеристика — только один из них. Измерительные микрофоны обычно имеют очень маленькие капсюли, которые шумят сильнее их собратьев большего размера. Это связано с тем, что при измерении сильных звуков и шумов собственный шум микрофона не слишком важен. Однако, такие микрофоны не годятся, например, для записи шепота певца. Измерительные микрофоны ненаправленные и инженер звукозаписи вряд ли захочет использовать такой микрофон в студии вместо привычного кардиоидного микрофона. Также в ненаправленных микрофонах отсутствует эффект близости (подчеркивание низких частот при приближении микрофона к источнику звука). Поэтому даже если певец привычно станет петь, касаясь губами микрофона, чтобы обогатить звук, у него ничего не получится и он попросит заменить микрофон.

Шумомеры

Шумомеры используются для акустических измерений шума и звуков. Современный шумомер — обычно небольшой помещающийся в руке переносный прибор с измерительным микрофоном. Прибор измеряет звуки примерно так же, как мы их слышим. В состав любого шумомера входит измерительный микрофон, схема обработки сигнала и блок отображения информации (дисплей). Диафрагма конденсаторного микрофона, который чаще всего используется в портативных измерителях, перемещается в ответ на изменение давления воздуха, вызванного звуковыми волнами. Это движение приводит к изменению емкости микрофонного капсюля — то есть к преобразованию звукового давления в электрический сигнал, который усиливается и обрабатывается прибором. Поскольку чувствительность микрофона в вольтах на паскаль известна, прибор может точно преобразовать измеренное на выходе микрофона напряжение обратно в паскали, а затем рассчитать уровень звукового давления PSPL по формуле

PSPL = 20·Log₁₀(P/P₀),

где P — давление, рассчитанное по напряжению на выходе микрофона и P₀ = 2•10⁻⁵ Па — порог слышимости. Давление звука в децибелах отображается на дисплее совместно с другой информацией, которую шумомеры могут измерить.

Стандарты, в том числе и российский стандарт ГОСТ Р 53188.1—2008 (МЭК 61672-1:2002) разделяют шумомеры на два класса. Приборы, относящиеся к обоим классам, имеют одинаковую функциональность. Их различие только в том, что приборы 1-го класса лучше приборов 2-го класса, так как у них шире частотный диапазон и они обеспечивают более высокую точность. Измерители 1-го класса — дороже. Какого класса выбрать прибор зависит от того, для чего он нужен. Для многих измерений вполне подойдет прибор 2-го класса. Например, если нужно оценить звуковое давление на рок-концерте, чтобы не допустить его повышение за предельно допустимое значение, вполне подойдет прибор 2-го класса. Однако если прибор нужен для представления в суд вещественных доказательств или результатов экспертизы, лучше воспользоваться прибором 1-го класса. Отметим, что как приборы 2-го класса, так и приборы 1-го класса должны регулярно калиброваться.

Во всех шумомерах устанавливается взвешивающий фильтр типа А. Многие приборы также снабжены фильтрами типа С и Z, о которых мы говорили выше. Фильтр типа А следует всегда использовать для измерения производственного шума на рабочем месте. Фильтр типа А был первоначально разработан только для измерения относительно тихих звуков с уровнем звукового давления до 40 дБ. Однако в новых стандартах рекомендуется использовать его для измерения любых величин звукового давления.

Измерение уровня шума

Устройство шумомера

Любой шумомер состоит из следующих элементов

  • Микрофон
  • Блок обработки, в состав которого обычно входят:
    • Предусилитель
    • Взвешивающие фильтры
    • Полосовые фильтры для частотного анализа, позволяющие представить результаты измерения в виде спектра частот
    • Усилитель
    • Среднеквадратичный детектор
    • Интегратор, который необходим в связи с тем, что измеряемый звук обычно не постоянный
    • Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
  • Дисплейный блок
  • Батарея
  • Корпус

Цифровой шумомер Wensn WS1361. 1 — ветрозащитный колпачок из акустического поролона; 2 — крышка батарейного отсека; 3 — задняя крышка с батарейным отсеком; 4 — электронный блок с дисплеем и клавиатурой; 5 — трубка с электретным конденсаторным микрофоном; 6 — колпачок микрофона; 7 — измеритель в сборе

Автор статьи: Анатолий Золотков

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

www.translatorscafe.com

Правила подачи сигналов

УРОВЕНЬ ЗВУКОВОЙ МОЩНОСТИ

Источник шума характеризуется общим уровнем звуковой мощности, октавным уровнем звуковой мощности, характеристикой излучения, а также корректированным уровнем звуковой мощности. При работе любой установки часть энергии переходит в энергию звука. Звуковая мощность (мощность шума) определяется как количество энергии, которую испускает источник звука в единицу времени (Вт). Измерить звуковую мощность в ваттах практически невозможно, поскольку шум распространяется в очень широком спектре частот. Так, например, при выходе воздуха низкого давления из воздухораспределителя в помещение она составляет 10в -11степени Вт, в то время как сила шума при взлете самолета равняется 10в 4степени Вт. Это обусловило введение для измерения шума новой величины логарифмического типа -децибел (дБ). С помощью этой величины становится возможным представить показатели шума в пределах измерения диапазона ослабевания звука. Обратившись к приведенному выше примеру, можно сказать, что уровень звуковой мощьности от струи воздуха, выходящей из воздухораспределителя равен 20 дБ, а при взлете самолета он составляет 160дБ.

Источник шума

Уровень звуковой мощности, дБ

Самолет при взлете

160

Мощный оркестр Автомобильный сигнал

130

Автомобильный сигнал

120

Громкоговорящее радио

110

Движение автомобилей на автостраде

100

Движение поезда в метро

90

Крик

90

Громкий разговор

80

Нормальный разговор

70

Шум в учреждении

60

Шум оживлённой улицы

60

Тихий разговор

50

Воздухораспределители в торговом зале

50

Шепот

40

Шум на тихой улице

35

Шелест перелистываемой бумаги

30

Шепот на расстоянии 1 м

25

Тихий сад

20

В таблице представлены уровни звуковой мощности, соответствующие различным источникам. Уровень звуковой мощности не измеряется а вычисляется по формулам. Он представляет собой отношение звуковой мощности вблизи источника (W_1, Вт) к пороговой величине звуковой мощности за которую принята мощность звука; W(0) =10в-12степени Вт. Звуковая мощность может быть определена по формуле:

Единицей измерения уровня звуковой мощности является децибел (дБ). Пример1 Если звуковая мощность вблизи установки равна 1 Вт, то уровень звуковой мощности равен:

Пример2 Если звуковая мощность вблизи установки равна 0,001 Вт, то уровень звуковой мощности равен:

Пример2 Из примеров 1 и 2 видно, как, используя показатели соответствующих уровней звука, можно определить величины звуков (шумов), располагающихся в широком спектре. Уровень звуковой мощности определяется типом установки и не зависит от места расположения источника звука, расстояния или акустических характеристик помещения. Он представляет собой постоянную величину, связанную с параметрами и режимом функционирования установки. По этой причине уровень звуковой мощности представляет собой очень важный показатель при проектировании и сопоставлении акустических характеристик оборудования систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Он не может быть замерен непосредственно и вычисляется через звуковое давление или определяется косвенно с помощью специального оборудования.

Администрация сайта выражает огромную благодарность "Системы вентиляции и кондиционирования" теория и практика изд. евроклимат 2008 Ананьев В.А. Балуева Л.Н. Мурашко В.П. За предоставление этой информации.

Отдельное спасибо алекса!

www.gydkov.net

Зависимость громкости от мощности: Вся правда о ламповых ваттах / workshop / Jablog.Ru

Доброго всем времени суток! Сегодня хотел бы коснуться темы зависимости громкости усилителя и его мощности.

Кто знает, в чем там фишка, и как одно от другого зависит, тот может, в принципе, дальше не читать. =) Остальным, надеюсь, будет пользительно.

Итак, думаю, надо разбить вопрос на два.

Сначала мы разберемся, так сказать, с азами, а именно зависимостью мощности усилителя, чувствительности динамика и, естественно, громкости.

А вторым номером,, для любознательных пацанов, посмотрим почему «ламповые ватты» звучат громче «транзисторных ватт». Т.е. почему при прочих равных характеристиках ламповый усилитель звучит громче транзисторного.

Мощность + чувствительность = громкость

Да, формула видится именно такой.

Для начала давайте разберемся с понятиями. Что же такое мощность?

Формально, как известно тем, у кого образование несколько выше трех классов и коридора церковно приходской школы, мощность – это мера работы в единицу времени. И зовется сия физическая величина – Ватт. В честь авторитетного товарища Джеймса Ватта (Уатт), жившего в 19-м веке в Шотландии. А авторитет и признание пришли к любознательному пареньку Ватту после того, как он изобрел (а точнее усовершенствовал) паровую машину.

Теперь разберемся с громкостью.

Громкость – это субъективное (sic!) восприятие силы звука, которое, в основном, зависит от звукового давления и частоты звука, а так же от многих и многих параметров, вплоть до того с какой ноги встал субъект воспринимающий звук.

А вот уровень громкости – это относительная величина, численно равная звуковому давлению, создаваемому синусоидой с частотой 1кГц, такой же громкости, как и измеряемый звук. Уровень громкости измеряется в фонах, а звуковое давление — в децибелах.

Последние нас и будут интересовать.

Строго говоря, децибел – величина безразмерная и относительная, предназначенная для измерения отношения всяких «энергетических» величин (мощности, энергии, плотности потока мощности и т. п.). Т.е. дБ предназначены для измерения «соотношения уровней» величин. А величина в дБ — это 10 десятичных логарифмов отношения двух одноименных энергетических величин.

Само название величины децибел восходит к еще одному авторитетному товарищу – Грэму Беллу, изобретателю телефона. А деци – это приставка, означающая 1/10.

В общем, огрубив и приблизив (физики это любят ;)), можно сказать, что громкость характеризуется децибелами по мощности (дБ).

После вышесказанного, не надо быть семи пядей во лбу, чтобы понять, что если у нас есть два усилителя: 50 Ватт и 100 Ватт, то по громкости они отличаются не в два раза.

Отношения мощностей в 2 раза, говорит нам о том, что по громкости усилители отличаются всего на 3 Дб (хотя, опять-таки не совсем так, см. «огрубим и приблизим»). Как переводить разы в децибелы смотрим в Wiki или учебнике по физике.

Кто не хочет париться и понимать, просто запоминаем: громкость и мощность связаны не линейно.

Теперь немного усложним. Добавим второе слагаемое из формулы – чувствительность динамика.

Чувствительность громкоговорителя – это звуковое давление, которое создает громкоговоритель при подаче на него сигнала с определенной энергетической мощностью.

Именно от чувствительности динамика к подводимой к нему мощности зависит звуковое давление, которое мы ощущаем своими барабанными перепонками. Ну, и становится понятно, как же мы «огрубив и приблизив» связали мощность с громкостью.

Простой пример. У первого динамика чувствительность 90 Дб, а у второго 93 Дб. Если вспомнить наши рассуждения про мощность, то легко понять, что первый будет звучать так же громко, как второй, если подвести к нему в 2 раза большую мощность, чем ко второму.

Иными словами, при 100 ваттном усилителе 90 Дб динамик будет звучать так же громко, как второй 93 Дб динамик при подключении к нему 50 Ватт.

Еще не отпала охота гоняться за ваттами? ;)

Конечно, мощность усилителя или комбика позволяет нам косвенно (sic!) судить о громкости, но и только.

Теперь усложним задачку и поговорим, почему же ламповый комбик звучит субъективно громче, чем транзисторный?

Вся правда о «ламповых ваттах»!

А дело тут вот в чем. Ламповый усилитель компрессует сигнал, отчего он кажется громче. Плюс ко всему, если ламповому усилителю не хватает мощности для передачи пика сигнала (атака, обычно это фронт), то он искажает его, компрессуя по амплитуде. Причем искажает не абы как, а красиво. И слушать эти искажения приятно. Так же, при компрессии и усилении лампа обогащает частотный спектр сигнала четными гармониками, которые приятны на слух.

А транзистор?

Он не имеет обыкновения компрессовать сигнал. От того, кстати, большие амплитуды (пики сигнала) при атаке им жестко обрезаются и искажаются. Мало того, что обрезаются (а в лампе компрессуются и весь сигнал проходит), так еще и искажаются! Но, в отличие, от лампы совсем некрасиво и неприятно звучащее, т.к. насыщает звук диссонирующими нечетными гармониками.

Такая вот, эквилибристика.

Именно поэтому транзисторные аппараты стараются сделать с большим запасом по мощности, для того, чтобы не происходило перегрузок. Т.е. если на комбике написано 50 Ватт, то в обычном режиме он играет дай Бог на 25, и использует свой полный потенциал только при перегрузках.

В ламповых же аппаратах такой запас мощности ни к чему, т.к. именно перегруз и компрессия лампового усилителя – это именно тот «труЪ-ламповый» звук. Потому-то 25 ваттный ламповый аппарат может звучать громче 50 ваттного транзисторного комбика.

Такая вот суровая правда…

Резюмируя все вышесказанное, можно сказать, что при определении громкости звучания комбика нужно руководствоваться основными тремя факторами:

1. Лампа или транзистор; 2. Чувствительность динамика; 3. Мощность.

Как-то так… Есть вопросы – пишите, что-то непонятно написано – обратно в камменты. Цель сей статьи, чтобы всем было понятно. =) Если что-то где-то непонятно, пишите, поправим.

jablog.ru

Сила звука сравнения, таблица в децибелах. hificomponents Обзоры и статьи о Hi-Fi усилителях

« Назад

Характеристики голоса. Голосовые диапазоны.  08.06.2016 17:55

Характеристики голоса. Голосовые диапазоны.

Человеческий голос характеризуется двумя уникальными для живых существ формами проявления, к которым относятся пение и речь. Механизм доставки вещества голосообразования - воздуха, в общих чертах одинаков и при разговоре и при пении. При голосообразовании воздух доставляется легкими во время фазы выдоха и, поступая восходящей струей через бронхи и трахею озвучивается в гортани. Однако оформление голоса и включение его в разговорную речь или пение происходит различно, поскольку разные конечные цели этих голосовых феноменов требуют применения соответственных акустических принципов использования голосовой функции.

В случае речи на первом месте стоит задача формирования разговорных голосовых сигналов - фонем. Фонему можно рассматривать как смесь элементарных звуков различной частоты: некоторые из них хорошо слышимы, другие едва уловимы. Однако во всех случаях фонема характеризуется длительностью, силой и частотой. В момент произнесения фонема может изменяться по длительности и силе, но по частоте она остается неизменной.

Следует подчеркнуть, что движения нашего тела и сокращения наших собственных мышц генерируют звуки, которые мы можем услышать, если заткнем уши. Эти низкочастотные шумы близки к пороговым значениям для нашего слуха в диапазоне низких частот ( наш слух невосприимчив ровно настолько, чтобы в обычных условиях мы этих звуков не слышали). Для человека оптимальными являются частоты от 200 до 4000 Гц. В этом диапазоне наши уши и голосовые связки исключительно приспособлены друг к другу для осуществления максимально эффективной обратной связи при помощи речи, причем полоса частот достаточно широка, чтобы мы могли использовать модуляцию частот в качестве носителя информации. Диапазон воспринимаемых ухом частот находится в пределах от 15-16 до 20 000 - 22 000 Гц. Наименее чувствительно ухо к низким частотам; например его чувствительность к тону в 100 Гц в 1000 раз ниже, чем к тону в 1000 Гц. Высокочастотная часть диапазона, доступного уху, удивительна. В детстве некоторые способны хорошо слушать частоты порядка 40 000 Гц. с. 110. Слух с участием костной проводимости играет важную роль в процессе речи. Когда вы напеваете с закрытым ртом, эти звуки в значительной степени слышны вам благодаря костной проводимости.

Если заткнуть уши пальцами, то такие звуки станут значительно слышнее. Таким образом, во время разговора и пения вы слышите два типа звуков - одни через костную проводимость, другие через воздушную. Естественно, что другой человек слышит только звуки, проводимые воздухом. В этих звуках некоторые низкочастотные компоненты колебания голосовых связок теряются. Этим объясняется, почему человек с трудом узнает свой собственный голос, когда он слышит его в магнитофонной записи.

"Принято считать, что звуки голоса образуются в следствии колебания голосовых связок. Колебания эти вызываются прохождением воздушной струи через голосовые связки на выдохе. Издавать звук на вдохе практически невозможно, немногие исключения как бы подтверждают это правило. На вдохе звук может возникать при зевании, при фокусах некоторых чревовещателей, также на вдохе звук и-и-и издает осел в своем всем известном крике << И-а, и-а, и-а! >> ( звук а-а-а в этом случае издается на выдохе)" Как акустический феномен человеческий голос нельзя заменить ничем, даже самыми современными звукопродуцирующими установками. Голос человека может быть речевым, певческим, шепотным. Человек может также кричать, стонать, имитировать различные звуки. По модуляции голоса мы можем судить о психическом состоянии человека, его возможных поведенческих реакциях в различных ситуациях.

 

 Сила звука измеряется в единицах, называемых беллами - в честь А.Г. Белла - изобретателя телефона. Однако на практике используют десятые доли белла, т.е. децибелы.

Для сравнения приведем таблицу в децибелах:

Шепот, шелест листьев - 20-30

Тихая речь 30-40

Разговорная речь 40-60

Громкая речь. Кашель 60-70

Оркестр. Шум автомобиля 70-80

Крик. Шум поезда, мотоцикла 80-90

Водопад Ниагара. Шумный заводской цех 90 - 100

Орудийный выстрел 100-120

Шум реактивного двигателя 120-140

 

Максимальным порогом силы звука для человека является интенсивность в 120-130 децибелл. Звук такой силы вызывает боль в ушах.

В качестве курьеза хочется привести один из мировых рекордов из знаменитой "Книги рекордов Гиннеса". 125 децибелл- такую силу голоса продемонстрировала на соревнованиях 14 -летняя шотландская школьница, перекричав взлетающий самолет Боинг. имеет и другое значение, особенно актуальное в наше время: это наше с вами мнение, которое мы высказываем на выборах, голосуя за того или иного депутата. В немецком языке от слова Stmme - голос происходит слова Stimmung - настроение. От латинского слова sonare ( звучать) происходит слово persona -маска, которая в античные времена закрывала лицо актера. Ее меняли в течение спектакля в зависимости от характера персонажа. Впоследствии слово persona приобрело значение персоны - юридического лица, человеческого индивидуума.

 

 

Е

Речь - это особая и наиболее совершенная форма общения между людьми. Когда мы говорим, мы вообще никогда не задумываемся над тем, как надо вдохнуть, как оформить рот, какое положение должен занять язык и т.п. Все происходит автоматически, бессознательно.

Произнесение звуков тесно связано с дыханием. Речь и пение это всегда - выдох. Процесс дыхания во время разговора имеет ряд достаточно существенных отличий от дыхания молчащего человека в спокойном состоянии . Эти отличия связаны прежде всего с временными изменениями во всех трех фазах дыхания: длина выдоха существенно удлиняется, пауза и возврат дыхания становятся очень короткими. Выше мы уже говорили, что логика сценической или вокальной фразы часто ведет к ликвидации паузы, а фаза выдоха, во время которой озвучивается воздушная струя, существенно удлиняется. Условия разговорной или музыкальной фразы в ораторской или сценической речи, а особенно пение может потребовать длительности выдоха в 15-25 сек. "В таких случаях, конечно, быстрый вдох не может осуществляться только через нос, а совершается одновременно и через нос и через рот, а иногда даже в основном через рот. Дыхание через рот во время пения вызвано необходимостью и не является особенным отклонением о гигиены дыхания, поскольку применяется кратковременно. В процессе речи почти в двое уменьшается число дыхательных движений, чем при обычном ( без речи ) дыхании. Процесс пения также ведет к сокращению общего количества числа дыхательных движений. Зато в обеих случая резко возрастает их интенсивность. В речи и пении увеличивается скорость прохождения воздушной струи, поскольку для более длительного выдоха необходим и больший запас воздуха. Поэтому в момент речи и пения объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха увеличивается примерно в три раза. Вдох ( возврат дыхания ) становится более коротким и глубоким, а выдох приобретает ещё более специфический характер. "Он становится активным, принудительным мускульным актом, поскольку особенно важную роль в нем играют мышцы брюшного пресса в сочетании с особым тонусом мышц таза и промежности. Это обеспечивает длительность выдоха и способствует увеличению давления воздушной струи, без чего невозможна ни речь ни пение.

Исследования показали, что при пении относительно небольшое количество воздуха ( 1000 - 1500 см3 ) позволяет обеспечить выдоха, составляющую 15-20 сек. Этого вполне достаточно, чтобы исполнить самую продолжительную фразу вокального материала, длящуюся 18 сек.

"Важное значение при контроле за певческим голосообразованием имеют резонаторные ощущения. Каждый певец хорошо знает, что при пении у него начинают вибрировать грудная клетка и лицевая часть головы. Это дрожание принято называть грудным и головным резонированием. Голос считается хорошо поставленным в пении, когда он на всем протяжении диапазона << окрашивается грудным и головным резонированием>>. От ощущение резонирования звука в голове и груды получили свое название регистры голоса - головной и грудной. Голос при хорошем головном резонировании ярок, звонок, <<металличен>>, при грудном - насыщен.

Ощущение голоса << в маске >> - один из показателей правильной организации певческого звука.В системе трехфазного дыхания принято считать, что не только певческий, но и разговорный голос должен быть окрашен и грудным и головным резонированием. Вспомните, сколь "неприятно" звучит речь человека, каждый звук которой резонирует только в носу.

В оперных театрах всех стран по крайней мере в течение столетия амплуа оперных певцов определяются исполняемыми партиями: первые, вторые, третьи партии и хористы. Это разделение в известной мере связано с мощностью голоса. Действительно, все оперные залы можно разделить на несколько категорий по их кубатуре:

1-й категории ( Гранд Опера ) - 30 000 м3 или более

2-й категории ( Опера- Комик ) от 16 000 до 30 000 м3

3-й категории от 10 000 до 16 000 м3

4-й категории от 7 000 до 16 000 м3

В залах 1-й категории, таких, как Гранд-Опера, первые партии могут исполнять только те певцы, мощность голоса которых достигает 120 дб.

Голосам, мощность которых достигает только 110-120 дб, дают в подобных залах только вторые партии, но они все же могут обеспечить первые партии в залах 2-й категории. Таким образом, амплуа в оперных театрах находится в зависимости от мощности голоса и кубатуры помещения.

Вот как характеризует звук человеческого голоса Федор Иванович Шаляпин, в своей книжке "Маска и душа": "Звук должен умело и компактно опираться на дыхание, как смычек должен умело и компактно прикасаться к струне, скажем виолончели и по ней свободно двигаться. Точно так же, как смычек, задевая струну не всегда порождает только один протяжный звук, а благодаря необыкновенной своей подвижности на всех четырех струнах инструмента вызывает и подвижные звуки, - точно также и голос, соприкасаясь с умелым дыханием, должен уметь рождать разнообразные звуки в легком движении. Нота, выходящая из-под смычка или из-под пальца музыканта, будет ли она протяжной или подвижной, должна быть каждая слышна в одинаковой степени. И это же непременно для нот человеческого голоса. Так, что уметь << опирать на грудь>>, << держать голос в маске>> и т.п. - значит уметь правильно водить смычком по струне- дыханием по голосовым связкам, и это, конечно необходимо."

"Ведь все это очень хорошо - продолжает далее Шаляпин,-<< держать голос в маске>>, << упирать в зубы>> и т.п., но как овладеть этим грудным, ключичным или животным дыханием - диафрагмой, чтобы уметь звуком изобразить ту или другую музыкальную ситуацию, настроение того или другого персонажа, дать правдивую для данного чувства интонацию? Я разумею интонацию не музыкальную, т.е. содержание такой-то ноты, а окраску голоса, который ведь даже в простых разговорах приобретает различные цвета. Человек не может сказать одинаково окрашенным голосом: << я тебя люблю >> и << я тебя ненавижу>>. Будет непременно особая в каждом случае интонация, т.е. та краска, о которой я говорю." ( Шаляпин с. 80 -81 ).

"Наиболее важная особенность окраски звука - вторит Шаляпину болгарский фониатор И.Максимов- возможность путем включения эмоциональных звуковых элементов выражать психическое состояние индивидуума в самом широком смысле этого слова. Изменения окраски голоса могут очень точно отражать настроение, эмоции и убеждения говорящего соответственно их развитию и динамике изменений. Не напрасно Сократ сказал одному из своих учеников: << Говори, чтобы тебя видеть >>

"Качество голоса является зеркалом интеллекта и динамизма личности больного,- ссылаясь на исследования американских ученых, утверждает профессор Вильсон. Плохое качество голоса создает впечатление тупости и пассивности, а хорошие качества говорят о живом уме и положительной активности

"Профессор психологии британского университета в Манчестере Джон Коэн, пишут Плужников и Рязанцев,- недавно опубликовал результаты своих исследований скорости речи женщин и мужчин. Оказалось, что за 30 секунд женщина произносит 80 слов, а мужчина 50; за 60 секунд - женщина 116, а мужчина - 112. Разница заметнее на отрезке времени в 2 минуты: женщины 214 слов, мужчины - 152 слова.

Человеческий голос обычно рассматривается по таким основным параметрам, как частота ( тоновый диапазон ) , сила, длительность и тембр, которые можно анализировать по отдельности. Для характеристики певческого голоса используется также такая особенность голоса как вибрато, т.е. периодическое изменение высоты и силы голоса, или иначе говоря ровную пульсацию (вибрацию).

В результате изучения вибрато акустиками было установлено, что звук голоса воспринимается нашим слухом как красивый, льющийся, в том случае, когда вибрация совершается со скоростью 6-7 раз в секунду. Если же пульсация совершается реже или чаще, то голос становится менее приятным

Однако реальный человеческий голос - это единый, неделимый комплекс. Последнее особенно проявляется в пении, где голос, переходя в тона различных регистров, изменяет также и свою окраску, что влечет за собой изменение остальных качеств, таких как интенсивность, тональность, длительность и, особенно, дополнительных гармоник, в своей совокупности, определяющих тембральную окраску голоса.

"После мутации естественное проявление мужского и женского голосов имеют разновидности, акустически зависимые от основных качеств голоса: тонового диапазона, силы и тембра. Если сила голоса и тембр до известной степени являются взаимозависимыми и в основе своей связаны с одним и тем же анатомо-физиологическим механизмом, то тоновый диапазон зависит от быстроты нервно-мышечных реакций, реализующихся в быстрых колебательных движениях голосовых складок.

Высота издаваемого звука, как известно, зависит от числа колебаний в 1 секунду ( струны, мембраны, голосовых складки и т.п. ) и измеряется в герцах ( герц - одно колебание в секунду ). Голосовые складки человека способны приходить в колебательные движения не только сразу всей массой, а также и по частям, именно поэтому голосовые складки могут колебаться с различной частотой: примерно от 80 до 10 000 Гц и даже больше.

Тоновый диапазон т.е. пределы между самым низким и самым высоким звуком, который способен издать человеческий голос, определяется, обычно от 64 до 2700 Гц. При этом разговорный голос составляет лишь 1/10 от общего диапазона голоса.

W[ В американском городе Карсно-Сити уже свыше ста лет проводятся ежегодные конкурсы мастеров художественного свиста. На недавних соревнованиях победителем в разделе современных мелодий стал Джоэл Брендон. Его техника свиста не имеет себе аналогов в мире: если обычные люди свистят на выдохе, то Джоэл только на вдохе. Диапазон его возможностей составляет три октавы, а высвистываемые им ноты, удивительно чисты и благозвучны. Единственной его проблемой является полное отсутствие конкурентов, поскольку за более чем тридцать лет занятий свистом ему не встретился еще ни один человек, выступающий в его манере.

Мужские певческие голоса достигают тонового диапазона порядка 2,5 октавы, а женские нередко превышают 3 октавы. Наибольший тоновый диапазон для мужских голосов - 35 полутонов ( черных и белых клавиш фортепьяно ), а женских - 38 полутонов. Если учитывать также и крайне низкие тоны басовых голосов ( 43,2 Гц - "фа" контроктавы ) и высокие свистящие тоны детских голосов ( 4000 Гц ), то получится, что человеческие голоса охватывают 6 октав.

Различают следующие типы мужских голосов:

"Самый высокий мужской голос- тенор - имеет рабочий диапазон от <<до>> малой до << до >> второй октавы. В настоящее время в теноровой группе принято различать:

- тенор- альтино, обладающий особенно высокими нотами, звучит легко и прозрачно;

- лирический тенор - голос теплого, нежного, серебристого тембра, способный выражать всю лирическую гамму чувств;

- характерный тенор - голос, обладающий индивидуальным тембром, но не имеющий красоты и теплоты лирического тенора или богатства, насыщенности и силы драматического;

- лирико-драматический тенор- голос, способный к исполнению широкого диапазона партий - как лирических, так и драматических, однако он не может достигать силы и драматизма чисто драматического голоса.

- драматический тенор - крупный голос, имеющий большой динамический размах, способный выражать самые сильные драматические ситуации.

На втором месте среди мужских голосов стоит баритон, рабочий диапазон которого от << ля>> большой октавы до << ля >> первой октавы. Лирический баритон- голос, звучащий легко, лирично, близок по характеру к теноровому тембру, но все же иногда имеет типичный баритональный оттенок. Лирико-драматический баритон, обладающий светлым, ярким тембром и значительной силой, способен к исполнению как лирических так и драматических партий. Драматический баритон - это голос более темного звучания, большой силы, способный к мощному звучанию на центральном и верхнем участках диапазона. Партии драматического баритона более низки по тесситуре.

Бас- наиболее низкий и мощный мужской голос - имеет рабочий диапазон от << фа>> большой до << фа>> первой октавы. Высокий бас - певучий голос светлого и яркого звучания, напоминает баритоновый тембр. Такие голоса называют баритональными басами. Центральный бас обладает более широкими возможностями диапазона и носит ярко выраженный басовый характер тембра. Низкий ( глубокий, профундовый ) бас, кроме густого басового колорита и более короткого в верхнем участке диапазона голоса, обладает глубокими, мощными и низкими нотами.

Различают также ряд типов поставленных женских голосов. Сопрано- наиболее высокий женский голос, имеет рабочий диапазон от << до>> первой до << до >> третьей октавы. Колоратурное сопрано характеризуется легким, прозрачным звучанием, выраженной подвижностью. Голос колоратурного сопрано не достигает большой мощности, но обладает способностью нестись в зал, с исключительной чистотой и прозрачностью звучания. Лирико-колоратурное сопрано - голос более плотного, широкого звучания, по подвижности способный к исполнению как колоратурных так и лирических партий. Лирическое сопрано не обладает такой степенью колоратуры, но мощнее и шире по звучанию, звучит светло и серебристо.

Лирико- драматическое сопрано - широкий лирический голос более насыщенного грудного тембра. Драматическое сопрано отличается мощностью звучания и насыщенным драматическим тембром.

Сто лет назад слава Алисы Шоу, или как ее еще называли Маленькой Свистуньи была практически безгранична, каждая ее гастроль была сенсацией. Музыкальные критики захлебывались от восторга: "Неслыханно! Алиса Шоу свистит в пределах двух октав! Она владеет стаккато и трелями, тремоло и плавными переходами! Это не свист, а игра на невидимой волшебной флейте!".

Репертуар Алисы Шоу был безграничным: она исполняла все- от старинных баллад и народных песен до опер и инструментальных пьес; специально для нее писались музыкальные произведения.

Лондонские медики придирчиво исследовали ее голосовой аппарат и обнаружили, что секрет ее уникального дара таился в необычно высоком и узком небе, а также в искусном владении амбюшуром - умением правильно управлять мышцами рта.

Меццо- сопрано - женский голос грудного, темного, теплого тембра с диапазоном от << ля >> малой до << ля>>-<<си>> второй октавы. В этой группе различают голоса более высокого звучания и более густого и темного тембра.

Контральто - самый низкий и редко встречающийся женский голос, насыщенный грудным тембром на всем диапазоне от << фа >> малой до << фа >> второй октавы.

Наиболее распространенный разговорный голос у мужчин - баритон, у женщин обыкновенно голос октавой выше. В классической музыке басы обычно используют наиболее низкий звук "ре" большой октавы - 72,6 Гц., а в церковной музыке встречаются и более низкие ноты. Известно, что самым высоким тоном колоратурного сопрано является "фа" третьей октавы ( 1354 Гц ) из знаменитой арии "Царицы ночи" в "Волшебной флейте " Вольфганга Амадея Моцарта при исполнении стаккато.

Некоторые всемирно известные певицы, такие как, Лукреция Агуяри, Дженни Линд, Има Сумак, Жозе Дрла и другие, перешагнули за обычные пределы высоты женского голоса и достигли тонов << а3>>, <<с4>> ( 2069 Гц), а Эрна Зак и Мадо Робен - <<d4>> ( 2300 Гц), при этом их исполнение отвечало всем требованиям, предъявляемым к оперному голосу. Подчеркнем, что Имма Сумак поет до сих пор, и поет прекрасно, а ей уже далеко за 80 лет.

Сила голоса имеет очень большое практическое значение для словесного общения между людьми, особенно на расстоянии. Сила певческого голоса весьма существенна для исполнения произведений классического репертуара без микрофона. Разговорный голос имеет довольно ограниченную силу с небольшим интервалом между <<пиано>> и <<форте>>. При интимном разговоре сила голоса равна приблизительно 30 Дб. При обычном разговоре в помещении площадью около 100 м2 сила голоса не превышает 40 Дб. Слабые голоса достигают уровня 25 Дб, а при вспышке гнева эта сила возрастает до 60 Дб. В помещении объемом 1000 м2 голос оратора должен обладать силой в 55 Дб, а на открытом воздухе - 80 Дб.

У певцов сила голоса сила голоса достигает значительных величин, возрастая от 30 до 110 и даже 130 Дб на расстоянии метра от поющего.Величина силы голоса в 130 Дб на расстоянии 1 м от ротового отверстия, с учетом поглощения звуковой энергии в глотке и полости рта, соответствует фактической силе 160-170 Дб, развиваемой на уровне гортани. Подобные огромные величины силы с соответствующими интервалами интенсивности не могут быть достигнуты ни какими музыкальными инструментами с вибрирующими частями, из каких бы материалов ни был изготовлен механизм, имитирующий голосовые складки. Во время кашля скорость воздуха в трахее достигает скорости звука (около 320 м/сек), на уровне гортани, она снижается до скорости урагана ( около 45 м/сек ), на уровне губ - примерно 7 м/сек.  При крике голос усиливается до 100 ДБ, а высота тона возрастает до 173-254 гц.

Голосовые мышцы - самые быстрые мышцы человеческого организма. Они обладают большой выносливостью и исключительной устойчивостью к значительно повышенному потреблению кислорода мышечной тканью. Подобно миокарду, с которым они имеют общее происхождение, грудным мышцам некоторых перелетных птиц голосовые мышцы в значительной степени способны к анаэробному метаболизму.

Речь понятна в том случае, если она громе окружающего шума на 6 ДБ. Расстояние между разговаривающими особенно важно на улице, где воспринимаемая громкость речи уменьшается на 6 ДБ при удвоении расстояния. Расстояние не столь важно при разговоре в помещении. При уровне шума ниже 48 ДБ люди говорят с громкостью в 55 ДБ при расстоянии между ними около 1 м. Когда уровень фонового шума равен 48-70 ДБ, громкость голоса увеличивается до 67 ДБ. При возрастании уровня шума на 1 ДБ ( расстояние между собеседниками 1 м) громкость голоса повышается на 0,6 дб.

Наиболее целесообразным для речи является нижнереберный тип дыхания с активным участием диафрагмы, поскольку при этом создаются самые благоприятные условия для работы голосового аппарата. Во время речи необходимо не только обеспечить организм достаточным количеством воздуха, но и экономно его расходовать и поддерживать необходимое подскладочное давление. Искусство дыхания состоит в том, чтобы во время речи не расходовать воздух без надобности. Отсутствие достаточного для речи количества воздуха в дыхательных путях вредно отражается на работе мышц голосовых складок. Слабость струи выдыхаемого воздуха компенсируется повышением напряжения этих мышц, что в дальнейшем приводит к их утомлению и слабости, в результате чего ухудшается качество голоса.

Скажем также несколько слов о детском голосе. Развитие голоса детей принято делить на четыре периода: 1) дошкольный - до 7 лет; 2) домутационный - от 7 лет до 13 ; 3) мутационный - от 13 до 15 лет; 4) послемутационный - от 15 до 17 лет.

Основная окраска детского голоса - его "серебристость". Каждые 2-3 года голос меняет свои качества. Из "серебристого" с диапазоном звучания 5-6 нот он становится насыщенным, обретает полноту звучания, "металлический" оттенок, диапазон увеличивается до 11-12 нот, а на 6 –м году он равен септиме. Примерный диапазон голоса для мальчиков и девочек таков: в возрасте от 7 до 10 лет от << фа>> первой до << до >> второй октавы, т.е. равен почти одной октаве, у детей от 10 до 14 лет от <<до>> первой до << ре>> второй октавы. В возрасте от 10 до 15 лет диапазон голоса значительно расширяется - от <<си>> малой до << фа>> второй октавы. Следует отметить, что у подростков этого возраста он нередко выходит за пределы указанных границ и может быть равен двум октавам.

Исследования показали, что пение оказывает благоприятное воздействие на организм ребенка и его интеллект. При соблюдении правил охраны голоса пение является своеобразной гимнастикой, которая способствует развитию грудной клетки, регулирует функцию сердечно-сосудистой системы и прививает ребенку художественно-эстетические навыки.

Очень важно подчеркнуть, что одном из условий развития правильного, нормального голоса у детей является непродолжительное, негромкое пение в рамках возрастного диапазона. Поскольку в последнее время все больше и больше становится профессий, использующих голос в качестве основного инструмента ( лекторы, ораторы, педагоги, воспитатели детских учреждений, вокалисты, артисты, дикторы и др. ), то существенное значение приобретает профилактика заболеваний голосового аппарата. Система трехфазного дыхания, являясь, по - преимуществу, профилактической системой, ориентируется на комплексное, всестороннее укрепление всего дыхательного аппарата человека, в том числе и речевого аппарата, как составной части первого, на основе правильного, естественного, трехфазного дыхания.

Именно поэтому, первая часть книги, посвященная тренировке правильного дыхания построена таким образом, что, овладев первоначальными навыками правильного дыхания, т.е. начав укреплять собственно дыхательную мускулатуру, читатель постепенно переходит к тренировке речевого аппарата и диафрагмы.

 

hificomponents.ru

Что такое шум? Звуковое давление. Уровень звукового давления

Что такое шум? Звуковое давление. Уровень звукового давления

Я ненавижу сплетни в виде версий,

Червей сомненья, почестей иглу,

Или - когда все время против шерсти,

Или - когда железом по стеклу.

В. Высоцкий

Многие из нас прекрасно понимают, какие звуки являются неприятными и даже болезненными, а какие успокаивающими и умиротворяющими. Так, мало у кого вызовет радость и расслабление звук, создаваемый от трения гвоздем или пенопластом по стеклу. Не всем находят гармонию в звуках рок-концерта или взлетающего сверхзвукового самолета. В то же время, шум дождя и листвы, журчание ручья и пение птиц вызывает, преимущественно, положительные эмоции. Все дело в том, какие именно звуки (звуковые волны) человеческое ухо воспринимает как шум. Что же такое шум?

Что такое шум?

Шум (еще — акустический шум) — колебания частиц окружающей среды, воспринимаемые органами слуха человека как нежелательные, дискомфортные сигналы. В физическом понимании акустический шум — это случайные или нестойкие колебания, характеризующиеся изменяемой частотой и амплитудой. Изначально само слово "шум" относилось исключительно к различным звуковым колебаниям, однако на сегодняшний день это понятие распространено на другие вилы колебаний (электрические и радиоколебания). Если говорить просто, то шум — это любой звук, который воспринимается человеком как неблагоприятный.

Звуковая волна имеет определенные параметры, к которым можно отнести скорость распространения звука в разных средах и уровень звукового давления. Они существенно влияют на наше восприятие звука (звуковой волны), а также на порог слышимости. Есть ряд звуковых частот, которые не воспринимаются нашими органами слуха. Это низкие частоты (инфразвук) и высокие частоты (ультразвук), улавливаемые внутренними органами человека на уровне "тонкого восприятия".

Статистика. Согласно социальным исследованиям, более 13% взрослых людей от 18 до 40 лет при современном темпе жизни ежегодно получают порцию шума, в несколько раз превышающую норму, что негативно сказывается на здоровье. Длительное воздействие звуковой волны при уровне 85-90 дБ негативно влияет на слух человека. Мощность акустических систем на концертах и других массовых мероприятиях составляет несколько десятков киловатт. Столь интенсивная звуковая волна может привести не только к нарушению слуха, но и к патологическим изменениям нервной и сердечно-сосудистой систем.

В отличие от света, звук распространяется намного медленнее. Скорость распространения звуковой волны в воздушном пространстве — 330 м/с. В зависимости от структуры и плотности вещества зависит изменение скорости звуковой волны: именно поэтому в твердых телах и жидкостях скорость звука в несколько раз выше. Так, звук в воде распространяется со скоростью 1400 м/с, в листе стали — 4900 м/с.

Звуковое давление. Уровень звукового давления

Далее — о звуковом давлении. Уровнем звукового давления называется ощущаемая интенсивность шума, которая измеряется в дБ (децибелах). Высчитать уровень звукового давления можно, если знать уровень мощности шума, а также расстояние до источника звука. В открытом пространстве действуют одни законы, так как звук распространяется свободно. В замкнутом пространстве звук может отражаться от стен, мебели, других поверхностей, а также поглощаться некоторыми поверхностями. Кроме того, чем дальше мы находимся от источника звука, тем меньшее звуковое давление испытываем.

Таким образом, приобретая бытовые приборы, обязательно ознакомьтесь в техническом паспорте изделия, каков уровень звукового давления того или иного устройства, а также где следует установить оборудование, чтобы оно было максимально безопасным для домочадцев. Желательно, чтобы звуковое давление в дБ не превышало допустимого для бытовой техники 60-65 дБ. Наиболее комфортно в помещении, где уровень акустического шума от работающих приборов не превышает 25-35 дБ. Такой шум не ощущается как заметный, явный или утомительный, поэтому он является предельно допустимым для офисов, конструкторских бюро, технологических мастерских, читальных залов и других помещений для умственного труда.

Измерение звукового давления

Следует отметить, что длительная шумовая перегрузка существенно влияет на внутреннее состояние человека, а также его эмоциональную устойчивость. Повышенная раздражительность наблюдается в офисах (и на других рабочих местах), где уровень давления звуковой волны превышает допустимый.

Как понять, насколько шум внутри помещения приближен к норме (или же отдален от нее)?

Безусловно, можно довериться ощущениям: ведь высокий акустический шум вызывает, несомненно, сильный дискомфорт. Однако, существует ряд приборов (фонометров), с помощью которых можно определить уровень звукового давления. Для измерения шумовых характеристик применяются шумомеры — компактные приборы с цифровым табло, где отображаются показания уровня шума в том или ином помещении.

Замер звукового давления при помощи шумомера происходит следующим образом. Приборы оснащены широкополосным микрофоном, усилителем, корректирующими фильтрами, детекторами и цифровым индикатором. Микрофон шумомера подключен к вольтметру, который отградуирован в децибелах. Звуковой сигнал, фиксируемый микрофоном, преобразуется в электрический сигнал. Поэтому уровень звукового давления, которое воздействует на мембрану микрофона, вызывает увеличение напряжения электрического тока на входе в вольтметр. Соответственно, уровень напряжения отображается на индикаторе (в децибелах).

Помимо измерений, расчет звукового давления может быть произведен по стандартным физическим формулам при заданных показателях.

Допустимые уровни звукового давления

Многие до сих пор наивно полагают, что нет ничего страшного в прослушивании громкой музыки, "бьющей" по барабанным перепонкам из привычных наушников. Однако, в этом вопросе нельзя быть халатным и относиться к своему здоровью пренебрежительно. Высокий уровень шума существенно влияет на нормальное восприятие окружающих звуков. Постоянный шум на рабочем месте, беспрерывное ношение наушников, "шум" мегаполиса (мест т.н. "отдыха"), регулярные поездки в переполненном метро — все это может привести как к частичной, так и полной потере слуха.

Некоторые возразят: от одного прослушивания музыки или шума городского транспорта еще ни с кем ничего не случилось. Полностью согласны. Однако регулярное шумовое воздействие дает негативному эффекту накапливаться, приводя к серьезным нарушениям слуха. Особенно это актуально в том случае, если организм ослаблен болезнью или стрессом.

Статистика. По проведенным социальным опросам, более 75% молодежи регулярно слушают громкую музыку или посещают клубы, где подвергаются внушительным "дозам" шумового воздействия. При этом почти 20% респондентов считают, что шум не может оказывать серьезного влияния на их слух. 10% молодежи в принципе не знали о существовании подобной проблемы.

К слову сказать, высокое звуковое давление может привести не только к временной глухоте, контузии или даже серьезным травмам (разрушению барабанных перепонок). Так, максимальное звуковое давление, которое способен выдержать человек, не получив при этом травму, составляет 120-125 дБ.

Длительное сильное звуковое воздействие становится причиной появления тиннитуса — внутреннего шума в голове, "звона" в ушах, который может вызвать прогрессирующее снижение слуха. Чаще всего специфический "звон" в ушах после длительной звуковой нагрузки появляется у людей, старше 30 лет, особенно в том случае, когда организм ослаблен стрессами, вредными привычками.

Таким образом, собираясь на вечеринку в кафе или клуб, предварительно подумайте о том, насколько комфортно будет вам в выбранном заведении. И если владельцы клуба предпочитают громкую музыку, то не задерживайтесь в кафе слишком долго.

www.polezno.com


Смотрите также