Décibel : qu'est-ce que c'est ? Quel niveau de bruit est acceptable dans un appartement Niveau de puissance sonore dBA.

Un bruit excessif n’est pas seulement mauvais pour votre audition. Selon l'OMS, environ 2 % de tous les décès dans le monde sont causés par des maladies liées au bruit excessif.

La médecine moderne considère les sons forts comme l’un des redoutables ennemis de la santé humaine. En écologie, il existe même la notion de « pollution sonore ». Outre les troubles auditifs, des maladies cardiovasculaires et de l'hypertension peuvent survenir. Le métabolisme, l'activité de la glande thyroïde et du cerveau sont perturbés. La mémoire et les performances diminuent. Le stress sonore provoque de l’insomnie et une perte d’appétit. Des niveaux de bruit élevés peuvent provoquer des ulcères gastroduodénaux, des gastrites et des maladies mentales.

Le bruit, à travers les chemins conducteurs de l'analyseur de son, affecte divers centres du cerveau, ce qui perturbe le fonctionnement de divers systèmes corporels. Selon le scientifique autrichien Griffith, le bruit provoque un vieillissement prématuré dans 30 cas sur 100 et raccourcit de 8 à 12 ans la vie des habitants des grandes villes. Les experts de l'OMS considèrent qu'un niveau sonore de 85 dB est sans danger pour la santé et qu'il affecte quotidiennement une personne pendant 8 heures maximum.

25-30 décibels

T Quel niveau de bruit est considéré comme confortable pour une personne. Il s’agit d’un fond sonore naturel sans lequel la vie est impossible.

D'ailleurs…

En termes de volume, cela est comparable au bruissement des feuilles des arbres - 5-10 dB, au bruit du vent - 10-20 dB, aux chuchotements - 30-40 dB. Et aussi avec cuisson sur la cuisinière - 35-42 dB, remplissage du bain - 36-58 dB, mouvement de l'ascenseur - 34-42 dB, bruit du réfrigérateur - 42 dB, climatiseur - 45 dB.

La maison ne doit pas être trop calme. Lorsqu’il y a un silence de mort autour de nous, nous ressentons inconsciemment de l’anxiété. Le bruit de la pluie, le bruissement des feuilles, le tintement des cloches accrochées à la porte, le tic-tac d'une horloge ont un effet apaisant sur nous et ont même un effet curatif.

Nous avons l'habitude de penser que le silence est l'absence de sons, mais il s'est avéré que notre cerveau l'entend clairement et le perçoit de la même manière que les autres sons. Des scientifiques de l’Université d’État de l’Oregon aux États-Unis l’ont découvert.

60-80 décibels

Un tel bruit, qui se produit régulièrement, provoque des troubles du système nerveux autonome chez une personne et fatigue même en cas d'exposition à court terme.

D'ailleurs…

Grand magasin - 60 dB, machine à laver - 68 dB, aspirateur - 70 dB, jouer du piano - 80 dB, bébé qui pleure - 78 dB, voiture - jusqu'à 80 dB.

Le niveau sonore est perçu subjectivement, une dépendance est possible. Mais en ce qui concerne le développement de réactions végétatives, aucune adaptation n'est observée.

Le bruit constant de la circulation (65 dB) entraîne une perte auditive. Le bruit de la rue perturbe le fonctionnement du centre auditif du cerveau et affecte négativement le comportement. C'est la conclusion à laquelle sont parvenus des scientifiques de l'Université de Californie à San Francisco.

90-110 décibels

D'ailleurs…

Moto, moteur de camion et chutes du Niagara - 90 dB, réaménagement en appartement - 90-100 dB, tondeuse à gazon - 100 dB, concert et discothèque - 110-120 dB.

Selon GOST, une production avec un tel niveau sonore est nocive et les travailleurs doivent se soumettre à des examens médicaux réguliers. Les personnes travaillant dans de telles conditions sont 2 fois plus susceptibles de souffrir d'hypertension. Il est conseillé aux travailleurs exerçant des professions bruyantes de prendre des vitamines B et C.

Si le lecteur est allumé à pleine puissance, le son d'environ 110 dB affecte les oreilles. Il existe un risque élevé de développer une perte auditive (surdité).

115-120 décibels

Il s'agit du « seuil de douleur », lorsque le son en tant que tel n'est pratiquement plus audible, une douleur se fait sentir au niveau des oreilles.

D'ailleurs…

Les aéroports et les gares sont les principaux responsables de la création de ce bruit. Le volume d'un train de marchandises en mouvement est supérieur à 100 dB. Lorsque le train s'approche du quai, le niveau sonore sur le quai est légèrement inférieur - 95 dB. Même à un kilomètre de la piste, le niveau sonore d'un avion de ligne au décollage ou à l'atterrissage dépasse les 100 dB.

Le niveau sonore dans le métro peut atteindre 110 dB dans les stations et 80 à 90 dB dans les voitures.

140-150 décibels

Le bruit est presque insupportable, une perte de conscience est possible et les tympans peuvent éclater.

D'ailleurs…

Lors du démarrage des moteurs à réaction des avions, le niveau sonore varie de 120 à 140 dB, le bruit d'une perceuse en fonctionnement est de 140 dB, le lancement d'une fusée est de 145 dB, une salve de feux d'artifice, un concert de rock à côté d'un énorme haut-parleur puissant, un une voiture avec un silencieux « cassé » est de -120-150 dB.

180 décibels ou plus

Mortel pour les humains. Même le métal commence à se détériorer.

D'ailleurs…

L'onde de choc d'un avion supersonique est de 160 dB, un tir d'obusier de 122 mm est de 183 dB, l'explosion d'un puissant volcan est de 180 dB.

Selon des recherches menées par des experts américains, le son le plus fort du règne animal est celui de la baleine bleue - 189 dB.

Problèmes des grandes villes

Selon les experts, jusqu'à 70 % de Moscou est soumise à un excès de bruit provenant de diverses sources. Le montant de la franchise atteint les valeurs suivantes :

20-25 dB - à proximité des autoroutes ;
jusqu'à 30-35 dB - pour les appartements dans des maisons donnant sur les grands axes routiers (sans vitrage antibruit) ;
jusqu'à 10-20 dB - à proximité des voies ferrées ;
jusqu'à 8-10 dB - dans les zones soumises à une exposition périodique au bruit des avions ;
jusqu'à 30 dB - si les exigences établies pour la réalisation de travaux de construction de nuit ne sont pas respectées.

je ne peux pas entendre

L'oreille humaine ne peut entendre que des vibrations dont la fréquence varie de 16 à 20 000 Hz. Les oscillations d'une fréquence allant jusqu'à 16 Hz sont appelées infrasons, celles supérieures à 20 000 Hz sont appelées ultrasons et l'oreille humaine ne les perçoit pas. La sensibilité la plus élevée de l’oreille aux sons se situe dans la gamme de fréquences 1 000-4 000 Hz. Plus la hauteur d'un son ou d'un bruit est élevée, plus son effet néfaste sur l'organe auditif est fort. Les infrarouges et les ultrasons peuvent être nocifs pour la santé humaine. Cependant, le degré de leur influence dépend de la fréquence et de la durée de l'exposition.

Laissez-moi dormir!

La sensibilité auditive augmente de 10 à 14 dB pendant le sommeil. Selon les normes de l’OMS, les maladies cardiovasculaires peuvent survenir si une personne est constamment exposée à des niveaux de bruit de 50 dB ou plus la nuit. Un niveau sonore de 42 dB suffit à provoquer de l'insomnie, et 35 dB suffisent pour devenir simplement irritable.

QUE SONT LES DÉCIBELS ?

Unités logarithmiques universelles décibels sont largement utilisés dans les évaluations quantitatives des paramètres de divers appareils audio et vidéo dans notre pays et à l'étranger. En radioélectronique, en particulier dans les communications filaires, technologie d'enregistrement et de reproduction d'informations, les décibels sont une mesure universelle.

Le décibel n'est pas une quantité physique, mais un concept mathématique

En électroacoustique, le décibel sert essentiellement de seule unité pour caractériser différents niveaux - intensité sonore, pression acoustique, volume, ainsi que pour évaluer l'efficacité des mesures de contrôle du bruit.

Le décibel est une unité de mesure spécifique, qui ne ressemble à aucune de celles rencontrées dans la pratique quotidienne. Le décibel n'est pas une unité officielle dans le système d'unités SI, bien que, selon la décision de la Conférence générale des poids et mesures, il puisse être utilisé sans restrictions en conjonction avec le SI, et la Chambre internationale des poids et mesures a a recommandé son inclusion dans ce système.

Un décibel n’est pas une grandeur physique, mais un concept mathématique.

À cet égard, les décibels présentent certaines similitudes avec les pourcentages. Comme les pourcentages, les décibels sont adimensionnels et servent à comparer deux quantités du même nom, en principe très différentes, quelle que soit leur nature. Il est à noter que le terme « décibel » est toujours associé uniquement aux grandeurs d'énergie, le plus souvent à la puissance et, sous quelques réserves, à la tension et au courant.

Un décibel (désignation russe - dB, internationale - dB) est un dixième d'une unité plus grande - bela 1.

Bel est le logarithme décimal du rapport des deux puissances. Si deux puissances sont connues R. 1 Et R. 2 , alors leur rapport, exprimé en bels, est déterminé par la formule :

La nature physique des puissances comparées peut être n'importe quoi - électrique, électromagnétique, acoustique, mécanique - il est seulement important que les deux quantités soient exprimées dans les mêmes unités - watts, milliwatts, etc.

Rappelons brièvement ce qu'est un logarithme. Tout nombre positif 2, entier ou fractionnaire, peut être représenté par un autre nombre dans une certaine mesure.

Ainsi, par exemple, si 10 2 = 100, alors 10 est appelé la base du logarithme, et le nombre 2 est le logarithme du nombre 100 et est noté log 10 100 = 2 ou log 100 = 2 (lire comme suit : « le logarithme de cent en base dix est égal à deux »).

Les logarithmes en base 10 sont appelés logarithmes décimaux et sont les plus couramment utilisés. Pour les nombres multiples de 10, ce logarithme est numériquement égal au nombre de zéros derrière l'unité, et pour les autres nombres, il est calculé sur une calculatrice ou trouvé à partir de tables de logarithmes.

Les logarithmes de base e = 2,718... sont dits naturels. En informatique, les logarithmes en base 2 sont couramment utilisés.

Propriétés de base des logarithmes :

Bien entendu, ces propriétés s’appliquent également aux logarithmes décimaux et naturels. La méthode logarithmique de représentation des nombres s'avère souvent très pratique, car elle permet de remplacer la multiplication par l'addition, la division par la soustraction, l'exponentiation par la multiplication et l'extraction de racine par la division.

En pratique, bel s'est avéré être une valeur trop grande, par exemple, tout rapport de puissance compris entre 100 et 1 000 rentre dans un bel - de 2 B à 3 B. Par conséquent, pour plus de clarté, nous avons décidé de multiplier le nombre montrant le nombre de bel par 10 et calculez l'indicateur de produit résultant en décibels, c'est-à-dire, par exemple, 2 B = 20 dB, 4,62 B = 46,2 dB, etc.

Typiquement, le rapport de puissance est exprimé directement en décibels à l'aide de la formule :

Les opérations avec des décibels ne sont pas différentes des opérations avec des logarithmes.

2 dB = 1 dB + 1 dB → 1,259 * 1,259 = 1,585 ;
3 dB → 1,259 3 = 1,995 ;
4dB → 2,512 ;
5dB → 3,161 ;
6dB → 3,981 ;
7dB → 5,012 ;
8dB → 6,310 ;
9dB → 7,943 ;
10dB → 10h00.

Le signe → signifie « correspondances ».

De la même manière, vous pouvez créer un tableau pour les valeurs de décibels négatives. Moins 1 dB caractérise une diminution de puissance de 1/0,794 = 1,259 fois, soit également d'environ 26 %.

N'oubliez pas que :

⇒ Si R. 2 =P 1 c'est à dire. P2 /P1 =1 , Que N dB = 0 , parce que journal 1=0 .

⇒ Si P. 2 >P je , alors le nombre de décibels est positif.

⇒ Si R. 2 < P 1 , alors les décibels sont exprimés sous forme de nombres négatifs.

Les décibels positifs sont souvent appelés décibels de gain. En règle générale, les décibels négatifs caractérisent les pertes d'énergie (dans les filtres, les diviseurs, les longues lignes) et sont appelés décibels d'atténuation ou de perte.

Il existe une relation simple entre les décibels d'amplification et d'atténuation : le même nombre de décibels avec des signes différents correspondent aux nombres en rapport inverse. Si, par exemple, la relation R. 2 /R 1 = 2 → 3 dB , Que –3dB → 1/2 , c'est à dire. 1/R 2 /R 1 =P 1 /R 2

⇒ Si R. 2 /R 1 représente une puissance de dix, c'est-à-dire R. 2 /R 1 = 10 k , Où k - n'importe quel nombre entier (positif ou négatif), alors NdB = 10k , parce que LG 10 k =k .

⇒ Si R. 2 ou R. 1 est égal à zéro, alors l'expression de NdB perd son sens.

Et encore une caractéristique : la courbe qui détermine les valeurs en décibels en fonction des rapports de puissance croît d'abord rapidement, puis sa croissance ralentit.

Connaissant le nombre de décibels correspondant à un rapport de puissance, vous pouvez recalculer pour un autre - un rapport proche ou multiple. En particulier, pour des rapports de puissance qui diffèrent d'un facteur 10, le nombre de décibels diffère de 10 dB. Cette caractéristique des décibels doit être bien comprise et fermement mémorisée - c'est l'un des fondements de l'ensemble du système.

Les avantages du système de décibels incluent :

⇒ l'universalité, c'est-à-dire la capacité à être utilisée pour évaluer divers paramètres et phénomènes ;

⇒ d'énormes différences dans les nombres convertis - des unités aux millions - sont affichées en décibels en nombres des cent premiers ;

⇒ les nombres naturels représentant des puissances de dix sont exprimés en décibels sous forme de multiples de dix ;

⇒ les nombres réciproques sont exprimés en décibels comme des nombres égaux, mais avec des signes différents ;

⇒ les nombres abstraits et nommés peuvent être exprimés en décibels.

Les inconvénients du système de décibels incluent :

⇒ mauvaise clarté : convertir des décibels en rapports de deux nombres ou effectuer les opérations inverses nécessite des calculs ;

⇒ les rapports de puissance et les rapports de tension (ou de courant) sont convertis en décibels selon des formules différentes, ce qui conduit parfois à des erreurs et à des confusions ;

⇒ les décibels ne peuvent être comptés que par rapport à un niveau non nul ; le zéro absolu, par exemple 0 W, 0 V, n'est pas exprimé en décibels.

Comparer deux signaux en comparant leurs puissances n'est pas toujours pratique, car la mesure directe de la puissance électrique dans la gamme des fréquences audio et radio nécessite des instruments coûteux et complexes. En pratique, lorsque l'on travaille avec un équipement, il est beaucoup plus facile de mesurer non pas la puissance libérée par la charge, mais la chute de tension à ses bornes et, dans certains cas, le courant circulant.

Connaissant la tension ou le courant et la résistance de charge, il est facile de déterminer la puissance. Si les mesures sont effectuées sur la même résistance, alors :

Ces formules sont très souvent utilisées dans la pratique, mais notez que si des tensions ou des courants sont mesurés à différentes charges, ces formules ne fonctionnent pas et d'autres relations plus complexes doivent être utilisées.

En utilisant la technique utilisée pour compiler le tableau de puissance en décibels, vous pouvez de la même manière déterminer à quoi équivaut 1 dB de rapport tension/courant. Un décibel positif sera égal à 1,122, et un décibel négatif sera égal à 0,8913, soit 1 dB de tension ou de courant caractérise une augmentation ou une diminution de ce paramètre d'environ 12 % par rapport à la valeur d'origine.

Les formules ont été dérivées en supposant que les résistances de charge sont de nature active et qu'il n'y a pas de déphasage entre les tensions ou les courants. À proprement parler, il faut considérer le cas général et prendre en compte pour les tensions (courants) la présence d'un angle de déphasage, et pour les charges non seulement actives, mais résistance totale, y compris les composants réactifs, mais cela n'est significatif qu'aux hautes fréquences.

Il est utile de rappeler certaines valeurs de décibels couramment rencontrées dans la pratique et les rapports de puissance et de tension (courant) qui les caractérisent, donnés dans le tableau. 1.

Tableau 1. Valeurs de décibels communes pour la puissance et la tension

À l'aide de ce tableau et des propriétés des logarithmes, il est facile de calculer à quoi correspondent les valeurs arbitraires du logarithme. Par exemple, 36 dB de puissance peuvent être représentés par 30+3+3, ce qui correspond à 1000*2*2 = 4000. On obtient le même résultat en représentant 36 par 10+10+10+3+3 → 10*10 *10* 2*2 = 4000.

COMPARAISON DES DÉCIBELS AVEC DES POURCENTAGES

Il a été noté précédemment que le concept de décibels présente certaines similitudes avec les pourcentages. En effet, puisqu'un pourcentage exprime le rapport d'un nombre à un autre, classiquement accepté comme cent pour cent, le rapport de ces nombres peut également être représenté en décibels, à condition que les deux nombres caractérisent la puissance, la tension ou le courant. Pour le rapport de puissance :

Pour le rapport de tension ou de courant :

Vous pouvez également dériver des formules pour convertir les décibels en pourcentages :

Dans le tableau 2 fournit une traduction de certaines des valeurs de décibels les plus courantes en pourcentages. Diverses valeurs intermédiaires peuvent être trouvées à partir du nomogramme de la Fig. 1.

Riz. 1. Conversion des décibels en pourcentages selon le nomogramme

Tableau 2. Conversion des décibels en pourcentages

Regardons deux exemples pratiques pour expliquer la conversion des pourcentages en décibels.

Exemple 1. Quel niveau d'harmoniques en décibels par rapport au niveau du signal de fréquence fondamentale correspond à un facteur de distorsion harmonique de 3 % ?

Utilisons la fig. 1. Par le point d'intersection de la ligne verticale 3% avec le graphique « tension », tracez une ligne horizontale jusqu'à ce qu'elle croise l'axe vertical et obtenez la réponse : –31 dB.

Exemple 2. Quel pourcentage d’atténuation de tension correspond à un changement de –6 dB ?

Répondre. À 50% de la valeur originale.

Dans les calculs pratiques, la partie fractionnaire de la valeur numérique des décibels est souvent arrondie à un nombre entier, mais cela introduit une erreur supplémentaire dans les résultats du calcul.

LES DÉCIBELS EN RADIOÉLECTRONIQUE

Examinons quelques exemples qui expliquent la méthode d'utilisation des décibels en radioélectronique.

Atténuation du câble

Les pertes d'énergie dans les lignes et les câbles par unité de longueur sont caractérisées par le coefficient d'atténuation α, qui, à résistances d'entrée et de sortie égales de la ligne, est déterminé en décibels :

Où U 1 - tension dans une section arbitraire de la ligne ; U 2 - tension dans un autre tronçon, espacé du premier d'une unité de longueur : 1 m, 1 km, etc. Par exemple, un câble haute fréquence de type RK-75-4-14 a un coefficient d'atténuation α à une fréquence de 100 MHz = –0,13 dB/m, un câble à paire torsadée de catégorie 5 à la même fréquence a une atténuation d'environ -0,2 dB/m, et un câble de catégorie 6 l'est légèrement moins. Le graphique d'atténuation du signal dans un câble à paire torsadée non blindé est illustré à la Fig. 2.

Riz. 2. Graphique de l'atténuation du signal dans un câble à paire torsadée non blindé

Les câbles à fibres optiques ont des valeurs d'atténuation nettement inférieures allant de 0,2 à 3 dB sur une longueur de câble de 1 000 m. Toutes les fibres optiques ont une relation complexe d'atténuation par rapport à la longueur d'onde qui comporte trois « fenêtres de transparence » de 850 nm, 1 300 nm et 1 550 nm. . «Fenêtre de transparence» signifie la moindre perte à la portée maximale de transmission du signal. Le graphique d'atténuation du signal dans les câbles à fibres optiques est illustré à la Fig. 3.

Riz. 3. Graphique de l'atténuation du signal dans les câbles à fibres optiques

Exemple 3. Trouvez quelle sera la tension à la sortie d'un morceau de câble RK-75-4-14 long je = 50 m, si une tension de 8 V avec une fréquence de 100 MHz est appliquée à son entrée. La résistance de charge et l'impédance caractéristique du câble sont égales ou, comme on dit, adaptées.

Évidemment, l'atténuation introduite par un segment de câble est K = –0,13 dB/m * 50 m = –6,5 dB. Cette valeur en décibels correspond à peu près à un rapport de tension de 0,47. Cela signifie que la tension à l'extrémité de sortie du câble est U 2 = 8 V * 0,47 = 3,76 V.

Cet exemple illustre un point très important : les pertes dans une ligne ou un câble augmentent extrêmement rapidement à mesure que leur longueur augmente. Pour un tronçon de câble de 1 km de long, l'atténuation sera de –130 dB, c'est-à-dire que le signal sera affaibli de plus de trois cent mille fois !

L'atténuation dépend en grande partie de la fréquence des signaux - dans la gamme de fréquences audio, elle sera bien inférieure à celle de la gamme vidéo, mais la loi logarithmique de l'atténuation sera la même et avec une longue longueur de ligne, l'atténuation sera significative.

Amplificateurs audio

La rétroaction négative est généralement introduite dans les amplificateurs audio afin d’améliorer leurs performances en matière de qualité. Si le gain de tension en boucle ouverte de l'appareil est égal à À , et avec des commentaires Vers le système d'exploitation ce nombre indiquant combien de fois le gain change sous l'influence du feedback est appelé profondeur des commentaires . Elle est généralement exprimée en décibels. Dans un amplificateur fonctionnel, les coefficients À Et À Système d'exploitation déterminé expérimentalement, à moins que l'amplificateur ne soit piloté avec la boucle de rétroaction ouverte. Lors de la conception d'un amplificateur, calculez d'abord À , puis déterminez la valeur Vers le système d'exploitation de la manière suivante :

où β est le coefficient de transmission du circuit de rétroaction, c'est-à-dire le rapport de la tension à la sortie du circuit de rétroaction à la tension à son entrée.

La profondeur du feedback en décibels peut être calculée à l'aide de la formule :

Les appareils stéréo doivent répondre à des exigences supplémentaires par rapport aux appareils mono. L'effet sonore surround n'est obtenu qu'avec une bonne séparation des canaux, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de pénétration des signaux d'un canal à l'autre. Dans des conditions pratiques, cette exigence ne peut pas être entièrement satisfaite et les fuites mutuelles de signaux se produisent principalement via les nœuds communs aux deux canaux. La qualité de la séparation des canaux est caractérisée par ce qu'on appelle atténuation transitoire a PZ Une mesure de l'atténuation de diaphonie en décibels est le rapport des puissances de sortie des deux canaux lorsque le signal d'entrée est appliqué à un seul canal :

Où R. D - puissance de sortie maximale du canal actuel ; R. NE - puissance de sortie du canal libre.

Une bonne séparation des canaux correspond à une atténuation de transition de 60-70 dB, excellente -90-100 dB.

Bruit et fond

À la sortie de tout appareil de réception et d’amplification, même en l’absence d’un signal d’entrée utile, une tension alternative peut être détectée, provoquée par le bruit propre de l’appareil. Les raisons à l'origine du bruit intrinsèque peuvent être soit externes, dues à des interférences, à un mauvais filtrage de la tension d'alimentation, soit internes, dues au bruit intrinsèque des composants radio. L'effet le plus grave est le bruit et les interférences apparaissant dans les circuits d'entrée et dans le premier étage amplificateur, car ils sont amplifiés par tous les étages suivants. Le bruit intrinsèque dégrade la sensibilité réelle du récepteur ou de l'amplificateur.

Le bruit peut être quantifié de plusieurs manières.

Le plus simple est que tout bruit, quels que soient sa cause et son lieu d'origine, est converti en entrée, c'est-à-dire que la tension de bruit à la sortie (en l'absence de signal d'entrée) est divisée par le gain :

Cette tension, exprimée en microvolts, sert de mesure de son propre bruit. Cependant, pour évaluer un appareil du point de vue des interférences, ce n'est pas la valeur absolue du bruit qui est importante, mais le rapport entre le signal utile et ce bruit (rapport signal sur bruit), puisque le signal utile doit être distingué de manière fiable des interférences de fond. Le rapport signal sur bruit est généralement exprimé en décibels :

Où R. Avec - puissance de sortie spécifiée ou nominale du signal utile ainsi que du bruit ; R. w - puissance de sortie du bruit lorsque la source de signal utile est éteinte ; U c - tension de signal et de bruit aux bornes de la résistance de charge ; U Ch - tension de bruit aux bornes de la même résistance. C'est ainsi que ce qu'on appelle rapport signal sur bruit « non pondéré ».

Souvent, les paramètres des équipements audio incluent le rapport signal/bruit mesuré avec un filtre pondéré. Le filtre permet de prendre en compte la sensibilité différente de l'audition humaine au bruit à différentes fréquences. Le filtre le plus couramment utilisé est le type A, auquel cas la désignation indique généralement l'unité de mesure « dBA » (« dBA »). L'utilisation d'un filtre donne généralement de meilleurs résultats quantitatifs que pour le bruit non pondéré (généralement le rapport signal/bruit est de 6 à 9 dB plus élevé), c'est pourquoi (pour des raisons de marketing) les fabricants d'équipements indiquent souvent la valeur « pondérée ». Pour plus d’informations sur les filtres de pesée, consultez la section Sonomètres ci-dessous.

Évidemment, pour un fonctionnement réussi de l'appareil, le rapport signal/bruit doit être supérieur à une certaine valeur minimale admissible, qui dépend de l'objectif et des exigences de l'appareil. Pour les équipements de classe Hi-Fi, ce paramètre doit être d'au moins 75 dB, pour les équipements Hi-End - d'au moins 90 dB.

Parfois en pratique, ils utilisent le rapport inverse, caractérisant le niveau de bruit par rapport au signal utile. Le niveau de bruit est exprimé dans le même nombre de décibels que le rapport signal sur bruit, mais avec un signe négatif.

Dans les descriptions des équipements de réception et d'amplification, apparaît parfois le terme niveau de fond, qui caractérise en décibels le rapport des composantes de la tension de fond à la tension correspondant à une puissance nominale donnée. Les composantes de fond sont des multiples de la fréquence du secteur (50, 100, 150 et 200 Hz) et sont mesurées à partir de la tension de bruit totale à l'aide de filtres passe-bande.

Le rapport signal sur bruit ne permet cependant pas de juger quelle partie du bruit est provoquée directement par les éléments du circuit, et quelle partie est introduite à la suite d'imperfections de conception (interférences, bruit de fond). Pour évaluer les propriétés de bruit des composants radio, le concept est introduit facteur de bruit . Le facteur de bruit est mesuré par la puissance et est également exprimé en décibels. Ce paramètre peut être caractérisé comme suit. Si à l'entrée d'un appareil (récepteur, amplificateur) un signal utile d'une puissance de R. Avec et la puissance du bruit R. w , alors le rapport signal/bruit à l'entrée sera (R. Avec /R w )dans Après avoir renforcé l'attitude (R. Avec /R w )dehors sera moindre, puisque le bruit intrinsèque amplifié des étages amplificateurs s'ajoutera au bruit d'entrée.

Le facteur de bruit est le rapport exprimé en décibels :

Où À R. - gain de puissance.

Par conséquent, le facteur de bruit représente le rapport entre la puissance du bruit à la sortie et la puissance du bruit amplifié à l’entrée.

Signification Rsh.in déterminé par calcul; Rsh.out est mesuré et À R. généralement. connue par calcul ou après mesure. Un amplificateur idéal du point de vue du bruit ne devrait amplifier que les signaux utiles et ne devrait pas introduire de bruit supplémentaire. Comme il ressort de l'équation, pour un tel amplificateur, le facteur de bruit est F Ch = 0dB .

Pour les transistors et les circuits intégrés destinés à fonctionner dans les premiers étages des dispositifs d'amplification, le facteur de bruit est réglementé et donné dans des ouvrages de référence.

La tension de bruit propre détermine également un autre paramètre important de nombreux appareils d'amplification : la plage dynamique.

Plage dynamique et réglages

Plage dynamique est le rapport entre la puissance de sortie maximale sans distorsion et sa valeur minimale, exprimé en décibels, auquel le rapport signal/bruit acceptable est toujours assuré :

Plus le bruit de fond est faible et plus la puissance de sortie sans distorsion est élevée, plus la plage dynamique est large.

La gamme dynamique des sources sonores - un orchestre, une voix - est déterminée de la même manière, seulement ici la puissance sonore minimale est déterminée par le bruit de fond. Pour qu'un appareil transmette à la fois les amplitudes minimales et maximales du signal d'entrée sans distorsion, sa plage dynamique ne doit pas être inférieure à la plage dynamique du signal. Dans les cas où la plage dynamique du signal d'entrée dépasse la plage dynamique de l'appareil, elle est artificiellement compressée. Cela se fait, par exemple, lors de l'enregistrement du son.

L'efficacité du contrôle manuel du volume est vérifiée à deux positions extrêmes du contrôle. Tout d'abord, avec le régulateur en position de volume maximum, une tension d'une fréquence de 1 kHz est appliquée à l'entrée de l'amplificateur audio d'une valeur telle qu'une tension correspondant à une certaine puissance spécifiée est établie à la sortie de l'amplificateur. Ensuite, le bouton de contrôle du volume est tourné au volume minimum et la tension à l'entrée de l'amplificateur est augmentée jusqu'à ce que la tension de sortie redevienne égale à l'originale. Le rapport entre la tension d'entrée avec le contrôle au volume minimum et la tension d'entrée au volume maximum, exprimé en décibels, est un indicateur du fonctionnement du contrôle du volume.

Les exemples donnés n'épuisent pas les cas pratiques d'application des décibels à l'évaluation des paramètres des appareils radioélectroniques. Connaissant les règles générales d'utilisation de ces unités, vous pouvez comprendre comment elles sont utilisées dans d'autres conditions non évoquées ici. Lorsque vous rencontrez un terme inconnu défini en décibels, vous devez clairement imaginer le rapport entre les deux quantités auxquelles il correspond. Dans certains cas, cela ressort clairement de la définition elle-même, dans d'autres cas, la relation entre les composants est plus complexe, et lorsqu'il n'y a pas de clarté claire, vous devez vous référer à la description de la technique de mesure afin d'éviter de graves erreurs.

Lorsqu'il s'agit de décibels, vous devez toujours faire attention au rapport auquel les unités - puissance ou tension - correspondent à chaque cas spécifique, c'est-à-dire quel coefficient - 10 ou 20 - doit apparaître avant le signe du logarithme.

ÉCHELLE LOGARITHMIQUE

Le système logarithmique, y compris les décibels, est souvent utilisé dans la construction des caractéristiques amplitude-fréquence (AFC) - des courbes illustrant la dépendance du coefficient de transmission de divers appareils (amplificateurs, diviseurs, filtres) sur la fréquence de l'influence externe. Pour construire une réponse en fréquence, un certain nombre de points sont déterminés par calcul ou expérience, caractérisant la tension ou la puissance de sortie à une tension d'entrée constante à différentes fréquences. Une courbe lisse reliant ces points caractérise les propriétés fréquentielles de l'appareil ou du système.

Si les valeurs numériques sont tracées le long de l'axe des fréquences sur une échelle linéaire, c'est-à-dire proportionnellement à leurs valeurs réelles, alors une telle réponse en fréquence sera peu pratique à utiliser et ne sera pas claire : dans la région des fréquences inférieures, elle est compressée , et dans les fréquences plus élevées, il est étiré.

Les caractéristiques de fréquence sont généralement tracées sur l'échelle dite logarithmique. Le long de l'axe des fréquences, les valeurs qui ne sont pas proportionnelles à la fréquence elle-même sont tracées sur une échelle pratique pour le travail. F , et le logarithme lgf/f o , Où F Ô - fréquence correspondant au point de référence. Les valeurs sont écrites en regard des marques sur l'axe. F . Pour construire des réponses en fréquence logarithmiques, du papier millimétré logarithmique spécial est utilisé.

Lors des calculs théoriques, ils utilisent généralement non seulement la fréquence F , et la taille ω = 2πf ce qu'on appelle la fréquence circulaire.

Fréquence F Ô , correspondant à l'origine, peut être arbitrairement petit, mais ne peut pas être égal à zéro.

Sur l'axe vertical, le rapport des coefficients de transmission à différentes fréquences à sa valeur maximale ou moyenne est tracé en décibels ou en nombres relatifs.

L'échelle logarithmique permet d'afficher une large gamme de fréquences sur un petit segment de l'axe. Sur un tel axe, des rapports égaux de deux fréquences correspondent à des sections d'égale longueur. L'intervalle caractérisant une multiplication par dix de la fréquence est appelé décennie ; correspond à un double rapport de fréquence octave (ce terme est emprunté au solfège).

Gamme de fréquences avec fréquences de coupure F H Et F DANS occupe une bande depuis des décennies F B /F H = 10m , Où m - le nombre de décennies, et en octaves 2 n , Où n - nombre d'octaves.

Si une bande d'une octave est trop large, des intervalles avec un rapport de fréquence plus petit d'une demi-octave ou d'un tiers d'octave peuvent être utilisés.

La fréquence moyenne d'une octave (une demi-octave) n'est pas égale à la moyenne arithmétique des fréquences inférieures et supérieures de l'octave, mais est égale à 0,707f DANS .

Les fréquences ainsi trouvées sont appelées moyenne quadratique.

Pour deux octaves adjacentes, les fréquences moyennes forment également des octaves. En utilisant cette propriété, on peut éventuellement considérer la même série logarithmique de fréquences soit comme limites d'octaves, soit comme leurs fréquences moyennes.

Sur les formulaires à grille logarithmique, la fréquence moyenne divise la rangée d'octave en deux.

Sur un axe des fréquences sur une échelle logarithmique, pour chaque tiers d'octave, il y a des segments égaux de l'axe, chacun d'une longueur d'un tiers d'octave.

Lors du test d'équipements électroacoustiques et de la réalisation de mesures acoustiques, il est recommandé d'utiliser un certain nombre de fréquences préférées. Les fréquences de cette série sont les termes d'une progression géométrique de dénominateur 1,122. Pour des raisons de commodité, certaines fréquences ont été arrondies à ± 1 %.

L'intervalle entre les fréquences recommandées est d'un sixième d'octave. Cela n'a pas été fait par hasard : la série contient un ensemble assez large de fréquences pour différents types de mesures et comprend des séries de fréquences à des intervalles de 1/3, 1/2 et une octave entière.

Et une autre propriété importante d'un certain nombre de fréquences préférées. Dans certains cas, ce n'est pas une octave, mais une décennie qui est utilisée comme intervalle de fréquence principal. Ainsi, la gamme de fréquences préférée peut également être considérée comme binaire (octave) et décimale (décennale).

Le dénominateur de la progression, sur la base duquel est construite la gamme de fréquences préférée, est numériquement égal à 1 dB de tension, ou 1/2 dB de puissance.

REPRÉSENTATION DES NOMBRES NOMMÉS EN DÉCIBELS

Jusqu'à présent, nous supposions que le dividende et le diviseur sous le signe du logarithme avaient une valeur arbitraire et que pour effectuer la conversion en décibels, il était important de connaître uniquement leur rapport, quelles que soient les valeurs absolues.

Des valeurs spécifiques de puissances, ainsi que des tensions et des courants peuvent également être exprimées en décibels. Lorsque la valeur de l'un des termes sous le signe du logarithme dans les formules discutées précédemment est donnée, le deuxième terme du rapport et le nombre de décibels se détermineront de manière unique. Par conséquent, si vous définissez une puissance de référence (tension, courant) comme niveau de comparaison conditionnel, alors une autre puissance (tension, courant) comparée à celle-ci correspondra à un nombre de décibels strictement défini. Dans ce cas, zéro décibel correspond à une puissance égale à la puissance du niveau de comparaison classique, puisque quand N P. = 0R 2 =P 1 c'est pourquoi ce niveau est généralement appelé zéro. Évidemment, à différents niveaux zéro, la même puissance spécifique (tension, courant) sera exprimée en différents nombres de décibels.

Où R. - la puissance à convertir en décibels, et R. 0 - niveau de puissance nul. Ordre de grandeur R. 0 est placé au dénominateur, tandis que la puissance est exprimée en décibels positifs P > P 0 .

Le niveau de puissance conditionnel avec lequel la comparaison est effectuée peut, en principe, être quelconque, mais tout le monde ne serait pas pratique pour une utilisation pratique. Le plus souvent, le niveau zéro est fixé à 1 mW de puissance dissipée dans une résistance de 600 Ohm. Le choix de ces paramètres s'est produit historiquement : initialement, le décibel comme unité de mesure est apparu dans la technologie des communications téléphoniques. L'impédance caractéristique des lignes aériennes à deux fils en cuivre est proche de 600 Ohms et une puissance de 1 mW est développée sans amplification par un microphone téléphonique en carbone de haute qualité à une impédance de charge adaptée.

Pour le cas où R. 0 = 1mW=10 –3 Mar:P R. = 10 log P + 30

Le fait que les décibels du paramètre représenté soient rapportés par rapport à un certain niveau est souligné par le terme « niveau » : niveau d'interférence, niveau de puissance, niveau de volume.

Grâce à cette formule, il est facile de constater que par rapport au niveau zéro de 1 mW, la puissance de 1 W est définie comme étant de 30 dB, celle de 1 kW comme de 60 dB et celle de 1 MW comme de 90 dB, soit la quasi-totalité des puissances rencontrées. s'inscrire dans les cent premiers décibels. Les puissances inférieures à 1 mW seront exprimées en décibels négatifs.

Les décibels définis par rapport au niveau de 1 mW sont appelés décibels milliwatts et sont notés dBm ou dBm. Les valeurs les plus courantes pour les niveaux zéro sont résumées dans le tableau 3.

De la même manière, nous pouvons présenter des formules pour exprimer les tensions et les courants en décibels :

Où U Et je - tension ou courant à convertir, un U 0 Et je 0 - niveaux nuls de ces paramètres.

Sensibilité du microphone , c'est-à-dire le rapport entre le signal de sortie électrique et la pression acoustique agissant sur le diaphragme, est souvent exprimé en décibels, en comparant la puissance développée par le microphone à l'impédance de charge nominale avec le niveau de puissance nul standard P. 0 =1 mW . Ce réglage du microphone est appelé niveau de sensibilité du microphone standard . Les conditions de test typiques sont considérées comme une pression acoustique de 1 Pa avec une fréquence de 1 kHz et une résistance de charge pour un microphone dynamique de 250 Ohms.

Tableau 3. Niveaux zéro pour mesurer les nombres nommés

Désignation		Description
international	russe	Description
dBс	dBc	la référence est le niveau de la fréquence porteuse (porteuse anglaise) ou de l'harmonique fondamentale du spectre ; par exemple, « le niveau de distorsion est de –60 dBc ».
dBu	dBu	tension de référence 0,775 V, correspondant à une puissance de 1 mW dans une charge de 600 Ohms ; par exemple, le niveau de signal normalisé pour les équipements audio professionnels est de +4 dBu, soit 1,23 V.
dBV	dBV	tension de référence 1 V à charge nominale (pour les appareils électroménagers, généralement 47 kOhm) ; par exemple, le niveau de signal standardisé pour les équipements audio grand public est de –10 dBV, soit 0,316 V
dBµV	dBµV	tension de référence 1 µV ; par exemple, « la sensibilité du récepteur est de –10 dBµV ».
dBm	dBm	puissance de référence de 1 mW, correspondant à une puissance de 1 milliwatt à charge nominale (en téléphonie 600 Ohms, pour les équipements professionnels généralement 10 kOhms pour les fréquences inférieures à 10 MHz, 50 Ohms pour les signaux haute fréquence, 75 Ohms pour les signaux de télévision) ; par exemple, « la sensibilité du téléphone portable est de –110 dBm »
dBm0	dBm0	puissance de référence en dBm au point de niveau relatif zéro. dBm - la tension de référence correspond au bruit thermique d'une résistance idéale de 50 ohms à température ambiante dans une bande de 1 Hz. Par exemple, « le niveau de bruit de l'amplificateur est de 6 dBm0 »
dBFS		(Anglais Full Scale - « full scale ») la tension de référence correspond à la pleine échelle de l'appareil ; par exemple, « le niveau d'enregistrement est de –6 dBfs »
dBSPL		(Anglais Sound Pressure Level - « sound pression level ») - pression acoustique de référence de 20 μPa, correspondant au seuil d'audibilité ; par exemple, « volume 100 dBSPL ». dBPa - pression acoustique de référence 1 Pa ou échelle de volume sonore 94 dB dBSPL ; par exemple, « pour un volume de 6 dBPa, le mixeur était réglé sur +4 dBu et le contrôle d'enregistrement était réglé sur –3 dBFS, la distorsion était de –70 dBc. »
dBA, dBB, dBC, dBD		les niveaux de référence sont sélectionnés pour correspondre à la réponse en fréquence des « filtres de pondération » standard de type A, B, C ou D respectivement (les filtres reflètent des courbes d'intensité sonore égale pour différentes conditions, voir ci-dessous dans la section « Sonomètres »)

La puissance développée par un microphone dynamique est naturellement extrêmement faible, bien inférieure à 1 mW, et le niveau de sensibilité du microphone s'exprime donc en décibels négatifs. Connaissant le niveau de sensibilité standard du microphone (il est indiqué dans les données du passeport), vous pouvez calculer sa sensibilité en unités de tension.

Ces dernières années, pour caractériser les paramètres électriques des équipements radio, d'autres valeurs ont commencé à être utilisées comme niveaux zéro, notamment 1 pW, 1 μV, 1 μV/m (cette dernière pour estimer l'intensité du champ).

Il devient parfois nécessaire de recalculer un niveau de puissance connu P. R. ou tension P. U , spécifié par rapport à un niveau zéro R. 01 (ou U 01 ) un autre R. 02 (ou U 02 ). Cela peut être fait en utilisant la formule suivante :

La capacité de représenter à la fois des nombres abstraits et nommés en décibels conduit au fait que le même appareil peut être caractérisé par différents nombres de décibels. Cette dualité des décibels doit être gardée à l’esprit. Une compréhension claire de la nature du paramètre déterminé peut servir de protection contre les erreurs.

Pour éviter toute confusion, il est conseillé de préciser explicitement le niveau de référence, par exemple –20 dB (par rapport à 0,775 V).

Lors de la conversion des niveaux de puissance en niveaux de tension et vice versa, il est nécessaire de prendre en compte la résistance, qui est standard pour cette tâche. Plus précisément, le dBV pour un circuit TV de 75 ohms est de (dBm – 11 dB) ; dBµV pour un circuit TV 75 ohms correspond à (dBm+109dB).

DÉCIBELS EN ACOUSTIQUE

Jusqu'à présent, lorsque nous parlions de décibels, nous utilisions des termes électriques : puissance, tension, courant, résistance. Parallèlement, les unités logarithmiques sont largement utilisées en acoustique, où elles constituent l'unité la plus fréquemment utilisée dans les évaluations quantitatives des quantités sonores.

Pression sonore R. représente la surpression dans un milieu par rapport à la pression constante qui y existe avant l'apparition des ondes sonores (l'unité est le pascal (Pa)).

Un exemple de récepteurs de pression acoustique (ou de gradient de pression acoustique) est la plupart des types de microphones modernes, qui convertissent cette pression en signaux électriques proportionnels.

L'intensité sonore est liée à la pression acoustique et à la vitesse de vibration des particules d'air par une relation simple :

J=pv

Si une onde sonore se propage dans un espace libre où il n’y a pas de réflexion du son, alors

v=p/(ρc)

ici ρ est la densité du milieu, kg/m3 ; Avec - vitesse du son dans le milieu, m/s. Produit ρ c caractérise l'environnement dans lequel l'énergie sonore se propage et est appelé résistance acoustique spécifique . Pour air à pression atmosphérique et température normales 20°C ρ c =420 kg/m2*s ; pour l'eau ρ c = 1,5*106 kg/m2*s.

On peut écrire que :

J=p 2 / (ρс)

tout ce qui a été dit sur la conversion des grandeurs électriques en décibels s'applique également aux phénomènes acoustiques

Si l’on compare ces formules avec les formules dérivées précédemment pour le pouvoir. courant, tension et résistance, il est alors facile de détecter une analogie entre des concepts individuels caractérisant les phénomènes électriques et acoustiques et des équations décrivant les dépendances quantitatives entre eux.

Tableau 4. Relation entre les caractéristiques électriques et acoustiques

L’analogue de la puissance électrique est la puissance acoustique et l’intensité sonore ; L’analogue de la tension est la pression acoustique ; le courant électrique correspond à la vitesse d'oscillation et la résistance électrique correspond à l'impédance acoustique spécifique. Par analogie avec la loi d'Ohm pour un circuit électrique, on peut parler de la loi acoustique d'Ohm. Par conséquent, tout ce qui a été dit sur la conversion des grandeurs électriques en décibels s'applique également aux phénomènes acoustiques.

L'utilisation des décibels en acoustique est très pratique. Les intensités des sons rencontrés dans les conditions modernes peuvent varier des centaines de millions de fois. Une telle gamme de changements dans les grandeurs acoustiques crée de grands inconvénients lors de la comparaison de leurs valeurs absolues, mais lors de l'utilisation d'unités logarithmiques, ce problème est éliminé. De plus, il a été établi que l'intensité sonore d'un son, lorsqu'elle est évaluée à l'oreille, augmente à peu près proportionnellement au logarithme de l'intensité sonore. Ainsi, les niveaux de ces grandeurs, exprimés en décibels, correspondent assez bien au volume perçu par l'oreille. Pour la plupart des personnes ayant une audition normale, une modification du volume d'un son de 1 kHz est perçue comme une modification de l'intensité sonore d'environ 26 %, soit 1 dB.

En acoustique, par analogie avec l'électrotechnique, la définition des décibels repose sur le rapport de deux puissances :

Où J. 2 Et J. 1 - puissances acoustiques de deux sources sonores arbitraires.

De même, le rapport de deux intensités sonores s'exprime en décibels :

La dernière équation n'est valable que si les résistances acoustiques sont égales, c'est-à-dire que les paramètres physiques du milieu dans lequel se propagent les ondes sonores sont constants.

Les décibels déterminés par les formules ci-dessus ne sont pas liés aux valeurs absolues des grandeurs acoustiques et sont utilisés pour évaluer l'atténuation acoustique, par exemple l'efficacité de l'isolation acoustique et des systèmes de suppression et d'atténuation du bruit. Les caractéristiques de fréquence inégales sont exprimées de manière similaire, c'est-à-dire la différence entre les valeurs maximales et minimales dans une plage de fréquences donnée de divers émetteurs et récepteurs sonores : microphones, haut-parleurs, etc. Dans ce cas, le comptage est généralement effectué à partir de la valeur moyenne de la valeur considérée, ou (lorsque vous travaillez dans la plage sonore) par rapport à la valeur à une fréquence de 1 kHz.

Dans la pratique des mesures acoustiques, cependant, en règle générale, il faut traiter des sons dont les valeurs doivent être exprimées en nombres spécifiques. L'équipement pour effectuer des mesures acoustiques est plus complexe que l'équipement pour les mesures électriques et sa précision est nettement inférieure. Afin de simplifier les techniques de mesure et de réduire les erreurs d'acoustique, la préférence est donnée aux mesures relatives à des niveaux de référence, calibrés, dont les valeurs sont connues. Dans le même but, pour mesurer et étudier les signaux acoustiques, ils sont convertis en signaux électriques.

Les valeurs absolues des puissances, des intensités sonores et des pressions acoustiques peuvent également être exprimées en décibels si dans les formules ci-dessus elles sont précisées par les valeurs d'un des termes sous le signe du logarithme. Par accord international, le niveau de référence d'intensité sonore (niveau zéro) est considéré comme étant J. 0 = 10 –12 F/m 2 . Cette intensité insignifiante, sous l'influence de laquelle l'amplitude des vibrations du tympan est inférieure à la taille d'un atome, est classiquement considérée comme le seuil auditif de l'oreille dans la gamme de fréquences de la plus grande sensibilité de l'audition. Il est clair que tous les sons audibles sont exprimés par rapport à ce niveau uniquement en décibels positifs. Le seuil auditif réel pour les personnes ayant une audition normale est légèrement plus élevé et se situe entre 5 et 10 dB.

Pour représenter l'intensité sonore en décibels par rapport à un niveau donné, utilisez la formule :

La valeur d'intensité calculée à l'aide de cette formule est généralement appelée niveau d'intensité sonore .

Le niveau de pression acoustique peut être exprimé de la même manière :

Pour que les niveaux d’intensité sonore et de pression acoustique en décibels soient exprimés numériquement comme une seule valeur, le niveau de pression acoustique nul (seuil de pression acoustique) doit être considéré comme étant :

Exemple. Déterminons quel niveau d'intensité en décibels est créé par un orchestre avec une puissance sonore de 10 W à une distance r = 15 m.

L'intensité sonore à une distance r = 15 m de la source sera :

Niveau d'intensité en décibels :

Le même résultat sera obtenu si vous convertissez non pas le niveau d'intensité en décibels, mais le niveau de pression acoustique.

Puisqu'à l'endroit où le son est reçu, le niveau d'intensité sonore et le niveau de pression acoustique sont exprimés par le même nombre de décibels, en pratique le terme « niveau de décibels » est souvent utilisé sans indiquer à quel paramètre ces décibels se réfèrent.

En déterminant le niveau d'intensité en décibels en tout point de l'espace à distance r 1 à partir de la source sonore (calculée ou expérimentale), il est facile de calculer le niveau d'intensité à distance r 2 :

Si le récepteur sonore est simultanément affecté par deux ou plusieurs sources sonores et que l'intensité sonore en décibels créée par chacune d'elles est connue, alors pour déterminer la valeur de décibels résultante, les décibels doivent être convertis en valeurs d'intensité absolues (W/m2 ), additionnés, et cette somme à nouveau convertie en décibels. Dans ce cas, il est impossible d’additionner les décibels d’un seul coup, puisque cela correspondrait au produit des valeurs absolues des intensités.

Si disponible n plusieurs sources sonores identiques avec le niveau de chacune L J. , alors leur niveau total sera :

Si le niveau d’intensité d’une source sonore dépasse les niveaux des autres de 8 à 10 dB ou plus, seule cette source peut être prise en compte et les effets des autres peuvent être négligés.

En plus des niveaux acoustiques considérés, on peut parfois rencontrer la notion de niveau de puissance acoustique d'une source sonore, déterminé par la formule :

Où R. - puissance acoustique de la source sonore arbitraire caractérisée, W ; R. 0 - puissance acoustique initiale (seuil), dont la valeur est généralement prise égale à P 0 = 10 –12 W.

NIVEAUX DE VOLUME

La sensibilité de l'oreille aux sons de différentes fréquences varie. Cette dépendance est assez complexe. À de faibles niveaux d'intensité sonore (jusqu'à environ 70 dB), la sensibilité maximale est de 2 à 5 kHz et diminue avec l'augmentation et la diminution de la fréquence. Par conséquent, des sons de même intensité mais de fréquences différentes produiront un volume différent. À mesure que l'intensité sonore augmente, la réponse en fréquence de l'oreille se stabilise et à des niveaux d'intensité élevés (80 dB et plus), l'oreille réagit à peu près de la même manière aux sons de différentes fréquences dans la plage audio. Il s'ensuit que l'intensité sonore, qui est mesurée par des appareils spéciaux à large bande, et le volume, qui est enregistré par l'oreille, ne sont pas des concepts équivalents.

Le niveau de volume d'un son de n'importe quelle fréquence est caractérisé par la valeur du niveau d'un son égal en volume avec une fréquence de 1 kHz

Le niveau de volume d'un son de n'importe quelle fréquence est caractérisé par le niveau d'un son de volume égal avec une fréquence de 1 kHz. Les niveaux d'intensité sonore sont caractérisés par ce que l'on appelle des courbes d'intensité sonore égale, dont chacune montre quel niveau d'intensité à différentes fréquences une source sonore doit développer pour donner l'impression d'une intensité sonore égale à une tonalité de 1 kHz d'une intensité donnée (Fig. 4).

Riz. 4. Courbes d'intensité sonore égale

Les courbes d'intensité sonore égale représentent essentiellement une famille de réponses en fréquence auditive sur une échelle de décibels pour différents niveaux d'intensité. La différence entre elles et les réponses en fréquence conventionnelles réside uniquement dans la méthode de construction : le « blocage » de la caractéristique, c'est-à-dire une diminution du coefficient de transmission, est représenté ici par une augmentation plutôt que par une diminution de la section correspondante de la courbe. .

L'unité caractérisant le niveau de volume, afin d'éviter toute confusion avec les décibels d'intensité et de pression acoustique, a reçu un nom spécial - arrière-plan .

Le niveau de volume sonore dans les arrière-plans est numériquement égal au niveau de pression acoustique en décibels d'un ton pur d'une fréquence de 1 kHz, égal en volume.

En d’autres termes, un bourdonnement correspond à 1 dB SPL d’une tonalité de 1 kHz corrigée pour la réponse en fréquence de l’oreille. Il n'y a pas de relation constante entre ces deux unités : elle change en fonction du niveau de volume du signal et de sa fréquence. Uniquement pour les courants d'une fréquence de 1 kHz, les valeurs numériques du niveau de volume en arrière-plan et du niveau d'intensité en décibels sont les mêmes.

Si l'on se réfère à la Fig. 4 et tracez le tracé d'une des courbes, par exemple, pour un niveau de 60 von, il est facile de déterminer que pour assurer un volume égal avec une tonalité de 1 kHz à une fréquence de 63 Hz, une intensité sonore de 75 dB est requis, et à une fréquence de 125 Hz seulement 65 dB.

Les amplificateurs audio de haute qualité utilisent des commandes de volume manuelles avec compensation du volume sonore ou, comme on les appelle également, des commandes compensées. De tels régulateurs, simultanément à l'ajustement à la baisse de la valeur du signal d'entrée, assurent une augmentation de la réponse en fréquence dans les fréquences inférieures, grâce à quoi un timbre sonore constant est créé pour l'oreille à différents volumes de lecture sonore.

Des recherches ont également établi que doubler le volume sonore (tel qu'évalué par l'audition) équivaut à peu près à modifier le niveau de volume de 10 niveaux. Cette dépendance constitue la base de l'estimation du volume sonore. Par unité de volume, appelée rêve , le niveau de volume est classiquement supposé être de 40° de fond. Un double volume égal à deux fils correspond à 50 fonds, quatre fils correspondent à 60 fonds, etc. La conversion des niveaux de volume en unités de volume est facilitée par le graphique de la Fig. 5.

Riz. 5. Relation entre l'intensité sonore et le niveau sonore

La plupart des sons que nous rencontrons dans la vie quotidienne sont de nature sonore. Caractériser l'intensité du bruit sur la base d'une comparaison avec des sons purs de 1 kHz est simple, mais conduit au fait que l'évaluation du bruit à l'oreille peut s'écarter des lectures des instruments de mesure. Cela s'explique par le fait qu'à niveaux de bruit égaux (en arrière-plan), l'effet le plus irritant sur une personne est exercé par les composantes sonores comprises entre 3 et 5 kHz. Les bruits peuvent être perçus comme tout aussi désagréables même si leurs niveaux de volume ne sont pas égaux.

L'effet irritant du bruit est évalué plus précisément par un autre paramètre, appelé niveau de bruit perçu . Une mesure du bruit perçu est le niveau sonore d'un bruit uniforme dans une bande d'octave avec une fréquence moyenne de 1 kHz, qui, dans des conditions données, est jugé par l'auditeur comme aussi désagréable que le bruit mesuré. Les niveaux de bruit perçus sont caractérisés par des unités de PNdB ou PNdB. Ils sont calculés selon une méthode particulière.

Un autre développement du système d'évaluation du bruit concerne les niveaux de bruit perçus effectifs, exprimés en EPNdB. Le système EPNdB vous permet d'évaluer de manière globale la nature de l'impact sonore : composition fréquentielle, composantes discrètes de son spectre, ainsi que durée d'exposition au bruit.

Par analogie avec l'unité de volume sommeil, une unité de bruit a été introduite - Noé .

Dans une Noé Le niveau de bruit uniforme dans la bande 910-1090 Hz à un niveau de pression acoustique de 40 dB est supposé. Par ailleurs, les noi sont similaires aux fils : un doublement du niveau de bruit correspond à une augmentation du niveau de bruit perçu de 10 PNdB, soit 2 noi = 50 PNdB, 4 noi = 60 PNdB, etc.

Lorsque vous travaillez avec des concepts acoustiques, gardez à l’esprit que l’intensité sonore représente un phénomène physique objectif qui peut être défini et mesuré avec précision. Il existe réellement, que quelqu'un l'entende ou non. L’intensité d’un son détermine l’effet que le son produit sur l’auditeur et constitue donc un concept purement subjectif, puisqu’il dépend de l’état des organes auditifs de la personne et de ses capacités personnelles à percevoir le son.

MESURES SONORES

Pour mesurer toutes sortes de caractéristiques sonores, des appareils spéciaux sont utilisés - les sonomètres. Un sonomètre est un appareil portable autonome qui vous permet de mesurer les niveaux d'intensité sonore directement en décibels sur une large plage par rapport aux niveaux standards.

Un sonomètre (Fig. 6) se compose d'un microphone de haute qualité, d'un amplificateur à large plage, d'un commutateur de sensibilité qui modifie le gain par pas de 10 dB, d'un commutateur de réponse en fréquence et d'un indicateur graphique, qui offre généralement plusieurs options pour présenter les données mesurées - des chiffres et des tableaux aux graphiques.

Riz. 6. Sonomètre numérique portable

Les sonomètres modernes sont très compacts, ce qui permet d'effectuer des mesures dans des endroits difficiles d'accès. Parmi les sonomètres domestiques, on peut citer l'appareil de la société Octava-Electrodesign « Octava-110A » (http://www.octava.info/?q=catalog/soundvibro/slm).

Les sonomètres peuvent déterminer à la fois les niveaux généraux d'intensité sonore lors d'une mesure avec une réponse en fréquence linéaire, et les niveaux sonores de fond lors d'une mesure avec des caractéristiques de fréquence similaires à celles de l'oreille humaine. La plage de mesures des niveaux de pression acoustique est généralement comprise entre 20-30 et 130-140 dB par rapport au niveau de pression acoustique standard de 2 * 10-5 Pa. Grâce à des microphones interchangeables, le niveau de mesure peut être étendu jusqu'à 180 dB.

En fonction des paramètres métrologiques et des caractéristiques techniques, les sonomètres domestiques sont divisés en première et deuxième classes.

Les caractéristiques fréquentielles de l’ensemble du trajet du sonomètre, y compris le microphone, sont standardisées. Il existe cinq réponses en fréquence au total. L'un d'eux est linéaire sur toute la plage de fréquence de fonctionnement (symbole Lin), les quatre autres se rapprochent des caractéristiques de l'oreille humaine pour des sons purs à différents niveaux de volume. Ils sont nommés par les premières lettres de l'alphabet latin A, B, C Et D . L’apparence de ces caractéristiques est montrée sur la Fig. 7. Le commutateur de réponse en fréquence est indépendant du commutateur de plage de mesure. Pour les sonomètres de classe 1, les caractéristiques requises sont : A, B, C Et Lin . Fréquence de réponse D - supplémentaire. Les sonomètres de deuxième classe doivent avoir les caractéristiques UN Et AVEC ; le reste est autorisé.

Riz. 7. Caractéristiques de fréquence standard des sonomètres

Caractéristique UN imite une oreille à environ 40° de fond. Cette caractéristique est utilisée lors de la mesure de bruits faibles - jusqu'à 55 dB et lors de la mesure des niveaux de volume. Dans des conditions pratiques, la réponse en fréquence avec correction est le plus souvent utilisée UN . Cela s'explique par le fait que, bien que la perception humaine du son soit beaucoup plus complexe que la simple dépendance en fréquence qui détermine la caractéristique UN , dans de nombreux cas, les résultats de mesure de l'appareil sont en bon accord avec l'évaluation du bruit auditif à de faibles niveaux de volume. De nombreuses normes - nationales et étrangères - recommandent que l'évaluation du bruit soit effectuée en fonction des caractéristiques UN quel que soit le niveau d’intensité sonore réel.

Caractéristique DANS répète la caractéristique de l'oreille au niveau 70 en arrière-plan. Il est utilisé pour mesurer le bruit dans la plage de 55 à 85 dB.

Caractéristique AVEC uniforme dans la plage 40-8000 Hz. Cette caractéristique est utilisée lors de la mesure de niveaux de volume significatifs - à partir de 85 von, lors de la mesure des niveaux de pression acoustique - quelles que soient les limites de mesure, ainsi que lors de la connexion d'appareils à un sonomètre pour mesurer la composition spectrale du bruit dans les cas où le le sonomètre n'a pas de réponse en fréquence Lin .

Caractéristique D - auxiliaire. Il représente la réponse moyenne de l'oreille à environ 80 von, compte tenu de l'augmentation de sa sensibilité dans la bande de 1,5 à 8 kHz. Lors de l'utilisation de cette caractéristique, les relevés du sonomètre correspondent plus précisément que les autres caractéristiques au niveau de bruit perçu par une personne. Cette caractéristique est principalement utilisée pour évaluer l'effet irritant d'un bruit de forte intensité (avions, voitures à grande vitesse, etc.).

Le sonomètre comprend également un interrupteur Rapide - Lent - Impulsif , qui contrôle les caractéristiques de synchronisation de l'appareil. Lorsque le commutateur est réglé sur Rapide , l'appareil parvient à surveiller les changements rapides des niveaux sonores en position Lentement l'appareil affiche la valeur moyenne du bruit mesuré. Caractéristique temporelle Impulsion utilisé lors de l’enregistrement d’impulsions sonores courtes. Certains types de sonomètres contiennent également un intégrateur avec une constante de temps de 35 ms, simulant l'inertie de la perception sonore humaine.

Lors de l'utilisation d'un sonomètre, les résultats de mesure varient en fonction de la réponse en fréquence définie. Par conséquent, lors de l'enregistrement des lectures, pour éviter toute confusion, le type de caractéristique pour lequel les mesures ont été effectuées est également indiqué : dB ( UN ), dB ( DANS ), dB ( AVEC ) ou dB ( D ).

Pour calibrer l'ensemble du trajet microphone-mètre, le sonomètre comprend généralement un calibrateur acoustique dont le but est de créer un bruit uniforme à un certain niveau.

Selon l'instruction en vigueur « Normes sanitaires pour le bruit admissible dans les locaux des bâtiments résidentiels et publics et dans les zones résidentielles », les paramètres normalisés du bruit continu ou intermittent sont les niveaux de pression acoustique (en décibels) dans les bandes de fréquences d'octave avec des fréquences moyennes 63. , 125, 250, 500, 1 000, 2 000, 4 000, 8 000 Hz. Pour les bruits intermittents, par exemple le bruit des véhicules qui passent, le paramètre normalisé est le niveau sonore en dB( UN ).

Les niveaux sonores totaux suivants, mesurés sur l'échelle A d'un sonomètre, ont été établis : locaux d'habitation - 30 dB, salles de classe et salles de classe des établissements d'enseignement - 40 dB, zones d'habitation et zones de loisirs - 45 dB, locaux de travail des administrations bâtiments - 50 dB ( UN ).

Pour une évaluation sanitaire du niveau sonore, des corrections sont apportées aux relevés du sonomètre de –5 dB à +10 dB, qui tiennent compte de la nature du bruit, de la durée totale de son action, de l'heure de la journée et de la localisation de l'objet. Par exemple, pendant la journée, la norme sonore admissible dans les locaux d'habitation, compte tenu de l'amendement, est de 40 dB.

En fonction de la composition spectrale du bruit, la norme approximative des niveaux maximaux admissibles, dB, est caractérisée par les chiffres suivants :

Haute fréquence à partir de 800 Hz	75-85
Fréquence moyenne 300-800 Hz	85-90
Basse fréquence inférieure à 300 Hz	90-100

En l’absence de sonomètre, une estimation approximative des niveaux de volume des différents bruits peut être réalisée à l’aide d’un tableau. 5.

Tableau 5. Les bruits et leur évaluation

Indice de sonie auditivement	Niveau bruit, dB	Source et emplacement de la mesure du bruit
Assourdissant	160	Dommages au tympan.
	140-170	Moteurs à réaction (gros plan).
	140	Limite de tolérance au bruit.
	130	Seuil de douleur (le son est perçu comme de la douleur) ; moteurs d'avion à pistons (2-3 m).
	120	Tonnerre au-dessus de nous.
	110	Moteurs puissants à grande vitesse (2-3 m) ; machine à riveter (2-3 m); atelier très bruyant.
Très fort	100	Orchestre symphonique (pics d'intensité sonore) ; machines à bois (sur le lieu de travail)
	90	Haut-parleur extérieur ; rue bruyante ; machines à couper les métaux (sur le lieu de travail).
	80	Radio forte (2 m)
Fort	70	Intérieur de l'autobus ; crier; sifflet de policier (15 m) ; rue moyennement bruyante; bureau bruyant ; hall d'un grand magasin
Modéré	60	Conversation calme (1 m).
Modéré	50	Voiture de tourisme (10-15 m) ; bureau calme ; espace vital.
Faible	40	Chuchoter; salle de lecture.
	60	Bruissement du papier.
	20	Salle d'hôpital.
Très faible	10	Jardin au calme ; studio du centre radio.
Très faible	0	Seuil d'audition

1 A. Bell est un scientifique, inventeur et homme d'affaires américain d'origine écossaise, fondateur de la téléphonie, fondateur de la Bell Telephone Company, qui a déterminé le développement de l'industrie des télécommunications aux États-Unis.
2 Les logarithmes de nombres négatifs sont des nombres complexes et ne seront pas examinés davantage.

Très souvent, les débutants sont confrontés à un concept tel que décibel. Beaucoup d’entre eux savent intuitivement de quoi il s’agit, mais la plupart ont encore des questions.

Les unités logarithmiques relatives de Bela (décibels) sont largement utilisées dans les évaluations quantitatives des paramètres de divers appareils audio, vidéo et de mesure. La nature physique des puissances comparées peut être n'importe quoi - électrique, électromagnétique, acoustique, mécanique - il est seulement important que les deux quantités soient exprimées dans les mêmes unités - watts, milliwatts, etc. Bel exprime le rapport de deux valeurs de une quantité d'énergie par le logarithme décimal de ce rapport, et les quantités d'énergie signifient : puissance, énergie.

À propos, cette unité tire son nom d'Alexander Bell (1847 - 1922) - un scientifique américain d'origine écossaise, fondateur de la téléphonie, fondateur des sociétés de renommée mondiale AT&T et Bell Laboratories. Il est également intéressant de rappeler que de nombreux téléphones mobiles (smartphones) modernes disposent nécessairement d'une sonnerie (alerte) sélectionnable, également appelée « cloche ». Cependant, Bel fait référence à des unités non incluses dans le Système international d'unités (SI), mais conformément à la décision du Comité international des poids et mesures, son utilisation est autorisée sans restrictions en conjonction avec les unités SI. Principalement utilisé dans les domaines des télécommunications, de l'acoustique et de l'ingénierie radio.

Formules pour calculer les décibels

Bel (B) = log (P2/P1)

Où

En pratique, il s'est avéré qu'il est plus pratique d'utiliser la valeur Bel réduite de 10 fois, c'est-à-dire décibel, donc :

décibel (dB) = 10 * log(P2/P1)

Renforcement ou affaiblissement puissance en décibels exprimé par la formule :

Où

P 1 – puissance avant amplification, W

P 2 – puissance après amplification ou atténuation, W

Les valeurs Bel, décibels peuvent être avec un signe « plus » si P2 > P1 (amplification du signal) et avec un signe « moins » si P2< P1 (ослабление сигнала)

Dans de nombreux cas, comparer des signaux en mesurant la puissance peut s'avérer peu pratique, voire impossible : il est plus facile de mesurer la tension ou le courant.
Dans ce cas, si l’on compare des tensions ou des courants, la formule prendra une forme différente :

Où

N dB – gain ou perte de puissance en décibels

U 1 est la tension avant amplification, V

I 1 – intensité du courant avant amplification, A

I 2 – intensité du courant après amplification, A

Voici un petit tableau qui montre les rapports de tension de base et le nombre de décibels correspondant :

Le fait est que les opérations de multiplication et de division sur les nombres sur la base habituelle sont remplacées par les opérations d'addition et de soustraction sur la base logarithmique. Par exemple, nous avons deux amplificateurs en cascade avec des gains K1 = 963 et K2 = 48. Quel est le gain total ? C'est vrai, c'est égal au produit K = K1 * K2. Pouvez-vous calculer rapidement 963*48 dans votre tête ? Pas moi. Je peux estimer K = 1000*50 = 50 mille, pas plus. Et si l’on sait que K1 = 59 dB et K2 = 33 dB, alors K = 59+33 = 92 dB – ce n’était pas difficile à additionner, j’espère.

Cependant, la pertinence de tels calculs était grande à l'époque où le concept de Bel a été introduit et où il n'y avait pas seulement des iPhones, mais aussi des calculatrices électroniques. Il suffit maintenant d'ouvrir la calculatrice sur vos gadgets et de calculer rapidement ce que c'est. Eh bien, pour ne pas vous inquiéter à chaque fois lors de la conversion de dB en plusieurs fois, le moyen le plus pratique est de trouver un calculateur en ligne sur Internet. Oui, au moins ici.

Loi Weber-Fechner

Pourquoi des décibels ? Tout vient de la loi de Weber-Fechner, qui nous dit que l'intensité de la sensation des sentiments humains est directement proportionnelle au logarithme de l'intensité de tout stimulus.

Ainsi, une lampe à huit ampoules nous semble autant plus lumineuse qu’une lampe à quatre ampoules, tout comme une lampe à quatre ampoules est plus lumineuse qu’une lampe à deux ampoules. C'est-à-dire que le nombre d'ampoules doit doubler à chaque fois pour qu'il nous semble que l'augmentation de la luminosité est constante. Autrement dit, si nous ajoutons une ampoule supplémentaire aux 32 ampoules du graphique, nous ne remarquerons même pas la différence. Pour que la différence soit perceptible à nos yeux, il faut ajouter 32 ampoules supplémentaires aux 32 ampoules, etc. Ou en d’autres termes, pour que nous ayons l’impression que notre lampe gagne progressivement en luminosité, nous devons allumer à chaque fois deux fois plus d’ampoules que la valeur précédente.

Par conséquent, le décibel est effectivement plus pratique dans certains cas, puisqu'il est beaucoup plus facile de comparer deux valeurs en petits nombres qu'en millions et milliards. Et comme l’électronique est un phénomène purement physique, les décibels ne sont pas épargnés.

Décibels et réponse en fréquence de l'amplificateur

Comme vous vous en souvenez dans l'exemple précédent avec un ampli opérationnel, notre amplificateur non inverseur a amplifié le signal 10 fois. Si vous regardez notre plaque, il s'avère que c'est 20 dB par rapport au signal d'entrée. Ben oui, c'est comme ça :

Également en dB, sur certains graphiques de réponse en fréquence, la pente de la caractéristique de réponse en fréquence est indiquée. Cela pourrait ressembler à ceci :

Dans le graphique, nous voyons la réponse en fréquence du filtre passe-bande. Changement de signal +20 dB par décennie(dB/dec, dB/dec) nous indique que pour chaque augmentation de fréquence de 10 fois, l'amplitude du signal augmente de 20 dB. La même chose peut être dite à propos de la décroissance du signal de -20 dB par décennie. À chaque augmentation de fréquence de 10 fois, l'amplitude du signal diminuera de -20 dB. Il existe également une caractéristique similaire dB par octave(dB/oct., dB/oct.). Ici, presque tout est pareil, seul le signal change à chaque augmentation de fréquence de 2 fois.

Regardons un exemple. Nous avons un filtre passe-haut (HPF) de premier ordre assemblé sur un circuit RC.

Sa réponse en fréquence ressemblera à ceci (cliquez pour une ouverture complète)

On s'intéresse maintenant à la droite inclinée de la réponse en fréquence. Étant donné que sa pente est approximativement la même jusqu'à une fréquence de coupure de -3 dB, vous pouvez trouver sa pente, c'est-à-dire savoir combien de fois le signal augmente pour chaque augmentation de fréquence de 10 fois.

Prenons donc le premier point à une fréquence de 10 Hertz. À une fréquence de 10 Hertz, l'amplitude du signal a diminué de 44 dB, cela peut être vu dans le coin inférieur droit (sortie : -44)

Nous multiplions la fréquence par 10 (décennie) et obtenons le deuxième point de 100 Hertz. À une fréquence de 100 Hertz, notre signal a diminué d'environ 24 dB

Autrement dit, en une décennie, notre signal est passé de -44 à -24 dB par décennie. Autrement dit, la pente de la caractéristique était de +20 dB/décennie. Si +20 dB/décennie est converti en dB par octave, vous obtenez 6 dB/octave.

Assez souvent, les atténuateurs discrets (diviseurs) du signal de sortie sur les instruments de mesure (notamment sur les générateurs) sont calibrés en décibels :
0, -3, -6, -10, -20, -30, -40dB. Cela vous permet de naviguer rapidement dans le niveau relatif du signal de sortie.

Quoi d'autre est mesuré en décibels ?

Egalement très souvent exprimé en dB (rapport signal sur bruit, en abrégé SNR)

Où

U c est la valeur efficace de la tension du signal, V

U sh – valeur efficace de la tension de bruit, V

Plus la valeur signal/bruit est élevée, plus le son fourni par le système audio est clair. Pour les équipements musicaux, il est souhaitable que ce rapport soit d'au moins 75 dB, et pour les équipements Hi-Fi d'au moins 90 dB. La nature physique du signal n'a pas d'importance, il est important que les unités soient dans les mêmes dimensions.

Comme unité du rapport logarithmique de deux grandeurs physiques du même nom, on utilise également le néper (Np) - 1 Np ~ 0,8686 B. Il est basé non pas sur le nombre décimal (lg), mais sur le logarithme naturel (ln) de les ratios. Actuellement rarement utilisé.

Dans de nombreux cas, il est pratique de comparer non pas des valeurs arbitraires entre elles, mais une valeur par rapport à une autre, classiquement appelée référence (zéro, base).
En électrotechnique, une valeur de puissance égale à 1 mW allouée aux bornes d'une résistance d'une résistance de 600 Ohms est choisie comme référence ou valeur nulle.
Dans ce cas, les valeurs de base lors de la comparaison des tensions ou des courants seront de 0,775 V ou 1,29 mA.

Pour la puissance acoustique, cette valeur de base est de 20 microPascal (0 dB), et le seuil de +130 dB est considéré comme douloureux pour une personne :

Plus de détails à ce sujet sont écrits sur Wikipédia à ce lien.

Pour les cas où certaines quantités spécifiques sont utilisées comme valeurs de base, même des désignations spéciales pour les unités de mesure ont été inventées :

dBW (dBW)– ici le compte à rebours est relatif à 1 Watt (W). Par exemple, supposons que le niveau de puissance soit de +20 dBW. Cela signifie que la puissance a été multipliée par 100, soit 100 watts.

dBm– ici, nous comptons déjà par rapport à 1 milliwatt (mW). Par exemple, un niveau de puissance de +30 dBm sera égal à 1 W. N'oubliez pas qu'il s'agit de décibels énergétiques, la formule sera donc valable pour eux

Les caractéristiques suivantes sont déjà des décibels d'amplitude. La formule sera valable pour eux

dBV– comme vous l'avez deviné, la tension de référence est de 1 Volt. Par exemple, +20 dBV donnera - c'est 10 Volts

À partir du dBV, d'autres types de décibels avec des préfixes différents suivent également :

dBmV– niveau de référence 1 millivolt.

dBuV (dBµV)– tension de référence 1 microvolt.

Ici, j'ai donné les types spéciaux de décibels les plus couramment utilisés en électronique.

Les décibels sont également utilisés dans d'autres industries, où ils indiquent également le rapport de deux quantités mesurées sur une échelle logarithmique.

Il existe également une vidéo intéressante sur YouTube sur les décibels.

Avec la contribution de Jeer

Les experts de l'OMS considèrent qu'un niveau sonore de 85 dB est sans danger pour la santé et qu'il affecte quotidiennement une personne pendant 8 heures maximum. 25 à 30 décibels Ce niveau de bruit est considéré comme confortable pour les humains. Il s’agit d’un fond sonore naturel sans lequel la vie est impossible. Au fait... En termes de volume, cela est comparable au bruissement des feuilles des arbres - 5-10 dB, au bruit du vent - 10-20 dB, aux chuchotements - 30-40 dB. Et aussi avec cuisson sur la cuisinière - 35-42 dB, remplissage du bain - 36-58 dB, mouvement de l'ascenseur - 34-42 dB, bruit du réfrigérateur - 42 dB, climatiseur - 45 dB. La maison ne doit pas être trop calme. Lorsqu’il y a un silence de mort autour de nous, nous ressentons inconsciemment de l’anxiété. Le bruit de la pluie, le bruissement des feuilles, le tintement des cloches accrochées à la porte, le tic-tac d'une horloge ont un effet apaisant sur nous et ont même un effet curatif.

Recueil de réponses à vos questions

KAKRAS.RUSi pendant un orage vous avez vu de forts éclairs et après 12 secondes avez entendu les premiers grondements de tonnerre, cela signifie que la foudre a frappé à quatre kilomètres de vous (340 * 12 = 4080 m.) Dans les calculs approximatifs, on suppose que trois secondes par kilomètre de distance (dans l'espace aérien) jusqu'à la source sonore. La ligne de propagation des ondes sonores dévie dans le sens d'une diminution de la vitesse du son (réfraction sur un gradient de température), c'est-à-dire par une journée ensoleillée, lorsque l'air à la surface de la terre est plus chaud que celui au-dessus - le la ligne de propagation des ondes sonores se courbe vers le haut, mais si la couche supérieure de l'atmosphère s'avère plus chaude que la couche terrestre, alors le son redescendra à partir de là et sera mieux entendu. La diffraction sonore est la courbure des ondes autour d'un obstacle lorsque ses dimensions sont comparables ou inférieures à la longueur d'onde.

Pollution sonore : comment se protéger ?

Pour la fréquence de huit hertz, ces points émetteurs sont situés du côté du globe opposé à la source électromagnétique. vagues Sur 14 Hz - dans un triangle. Les régions locales hautement ionisées dans les couches inférieures de l'ionosphère (couche Es sporadique) et les réflecteurs de plasma peuvent être interconnectés ou coïncider spatialement. Comment préserver votre audition Une exposition prolongée à des niveaux sonores supérieurs à 80-90 décibels peut entraîner une perte auditive partielle ou totale (lors des concerts, la puissance des systèmes d'enceintes peut atteindre des dizaines de kilowatts).
Des modifications pathologiques des systèmes cardiovasculaire et nerveux peuvent également survenir. Seuls les sons d'un volume allant jusqu'à 35 dB sont sûrs. La réaction à une exposition prolongée et forte au bruit est un « acouphène » - un bourdonnement dans les oreilles, un « bruit dans la tête », qui peut évoluer vers une perte auditive progressive.

Niveau de bruit.

Le métabolisme, l'activité de la glande thyroïde et du cerveau sont perturbés. La mémoire et les performances diminuent. Le stress sonore provoque de l’insomnie et une perte d’appétit. Des niveaux de bruit élevés peuvent provoquer des ulcères gastroduodénaux, des gastrites et des maladies mentales.

Norme de bruit en décibels dans un appartement

Le son est perçu comme douloureux. Conduit à une perte auditive. En cas d'exposition intense à un bruit de 95 dB ou plus, le métabolisme des vitamines, des glucides, des protéines, du cholestérol et de l'eau et du sel peut être perturbé. À une intensité sonore de 110 dB, ce que l'on appelle une « intoxication sonore » se produit et une agressivité se développe.
Au fait... Une moto, un moteur de camion et les chutes du Niagara - 90 dB, un réaménagement dans un appartement - 90-100 dB, une tondeuse à gazon - 100 dB, un concert et une discothèque - 110-120 dB. Selon GOST, une production avec un tel niveau sonore est nocive et les travailleurs doivent se soumettre à des examens médicaux réguliers. Les personnes travaillant dans de telles conditions sont 2 fois plus susceptibles de souffrir d'hypertension.

Il est recommandé aux travailleurs exerçant des professions bruyantes de prendre des vitamines B et C. Si le lecteur est allumé à pleine puissance, le son d'environ 110 dB affecte les oreilles. Il existe un risque élevé de développer une perte auditive (surdité).

Peut être utile à la ferme

Il s'agit du « seuil de douleur », lorsque le son en tant que tel n'est pratiquement plus audible, une douleur se fait sentir au niveau des oreilles. Au fait... Les aéroports et les gares sont les leaders dans la création d'un tel bruit. Le volume d'un train de marchandises en mouvement est supérieur à 100 dB.

Lorsque le train s'approche du quai, le niveau sonore sur le quai est légèrement inférieur - 95 dB. Même à un kilomètre de la piste, le niveau sonore d'un avion de ligne au décollage ou à l'atterrissage dépasse les 100 dB. Le niveau sonore dans le métro peut atteindre 110 dB dans les stations et 80 à 90 dB dans les voitures.

Ne vous laissez pas trop emporter par le karaoké. Le niveau de charge acoustique dépasse les limites admissibles, atteignant 115 dB. Après des voix aussi extrêmes, l'audition est temporairement réduite de 8 dB. 140-150 décibels Le bruit est presque insupportable, une perte de conscience est possible et les tympans peuvent éclater.

403 interdit

Cependant, ce n'est pas le cas. Dans ce cas, cette puissance est une puissance instantanée par impédance. Simplifiant toutes les caractéristiques des oscillations harmoniques, il s'agit d'une puissance qui se produit à une certaine fréquence sur une période de temps extrêmement courte. C'est ce qu'on appelle aussi « kilowatts chinois ». En fait, la puissance est des centaines de fois moindre.

Conception.
Si un système ne gagne pas en volume, il peut gagner en conception. Contrairement au volume, ce paramètre ne peut pas être mesuré et est très subjectif.
Praticité. À l'heure actuelle, le record du volume d'un système audio de voiture est supérieur à 180 dB.

C'est un niveau mortel. Cela nous amène à une question logique : pourquoi un tel système est-il nécessaire ?

Comme pour tous les tournois et compétitions, il y a des récompenses. De tels événements sont parrainés par des représentants de sociétés géantes de l'industrie audio telles que Pioneer, Alpine et d'autres.
Sources sonores 0 Rien n'est entendu 5 Presque inaudible 10 Le bruissement silencieux des feuilles est presque inaudible 15 Le bruissement des feuilles est à peine audible 20 Le murmure d'une personne est à peine audible (à une distance de 1 mètre). 25 Chuchotement silencieux d'une personne (1 m) 30 Chuchotement silencieux, tic-tac d'une horloge murale. Le maximum autorisé selon les normes pour les locaux d'habitation la nuit, de 23 à 7 heures (SNiP 23-03-2003 « Protection contre le bruit »). 35 Une conversation étouffée est tout à fait audible 40 Un discours ordinaire est tout à fait audible. La norme pour les locaux d'habitation pendant la journée, de 7 heures à 23 heures. Lire la suite dans Rossiyskaya Gazeta 45 Une conversation normale est tout à fait audible 50 Une conversation, une machine à écrire est clairement audible 55 Clairement sonore Norme supérieure pour locaux de bureaux classe A (selon les normes européennes) 60 Norme bruyante pour bureaux 65 Conversation bruyante et forte (1m) 70 Conversations bruyantes et bruyantes (1m) 75 Cris bruyants, rires (1m) 80 Cri très bruyant, moto avec silencieux , bruit d'un aspirateur (avec puissance moteur élevée - 2 kilowatts).
Gammes de fréquences sonores Sous-gammes du spectre de fréquences audio sur lesquelles les filtres des systèmes de haut-parleurs à deux ou trois voies sont accordés : basse fréquence - oscillations jusqu'à 400 hertz ; moyenne fréquence - 400-5 000 Hz ; haute fréquence - 5 000 -20000 Hz Vitesse du son et portée de sa propagation Vitesse approximative du son audible à moyenne fréquence (fréquence de l'ordre de 1-2 kHz) et portée maximale de sa propagation dans divers environnements : dans l'air - 344,4 mètres par seconde (à une température de 21,1 Celsius) et environ 332 m/s - à zéro degré ; dans l'eau - environ 1,5 kilomètres par seconde ; dans le bois dur - environ 4-5 km/s le long des fibres et une fois et demie moins - à travers. À 20 °C, la vitesse du son dans l'eau douce est de 1 484 m/s (à 17 ° - 1 430), dans l'eau de mer - 1 490 m/s.