Файл: Римский-Корсаков А.В. Электро-акустика.pdf

Величи

на

L носит название

уровня ощущения звука . Равенства-

(1.3) и

(1.4)

показывают, что уровень ощущения пропорционален

л о г а р и ф м у интенсивности звука. Эта математическая

формулиров ­

ка соотношения, найденного

Вебером, п р и н а д л е ж и т Фехнеру

(I860 г.)

и

носит название

психофизиологического

з а к о н а Ве­

ще говоря, произвольно, однако оказывается

удачным, т а к как де­

сятичные л о г а р и ф м ы общеупотребительны,

10 — удобное

целое-

число и при этом величина прироста интенсивности

12,5%, б л и з к а я

к минимально различимой на слух, даст согласно

ф-ле (1.4)

вели ­

чину

L — 1.

1.6.

Л О Г А Р И Ф М И Ч Е С К И Е У Р О В Н И . Ш К А Л А

Д Е Ц И Б Е Л

tf =

1 0 l g - ^ = 2 0 ] g

- P - = 2 0 1 g - £ - .

(1.5)

Jo

ро

и о

где JV — логарифмический

уровень

данной

величины (7, р,

U),

вы­

р а ж е н н ы й

в децибелах; / 0 , ро, Uo — соответственно

нулевые

уровни

величины

интенсивности,

звукового давления, электрического

на­

п р я ж е н и я .

В телефонии и технике дальней связи

раньше

использовалась

другая л о г а р и ф м и ч е с к а я

ш к а л а — ш к а л а

неперов.

Один непер

со­

нию н а т у р а л ь н ы х логарифмов .

Таким

образом,

если

U/Uo = e, то

L [ H n ] = l n — -

= 1 Нп . Н у л е в ы е

уровни

электрических

величин вы-

Uо

бираются при этом так, чтобы мощность,

в ы д е л я е м а я

при

напря ­

жении

Uq на

сопротивлении 7? = 600 Ом, составляла 1 мВт. Л е г к о

найти,

что £ / 0 = 0 , 7 7 5

В, а •і0 =1,29

мА. И з

определения

непера сле­

дует, что

1 Нп = 8,68

д Б .

Взяв

р 0 = 2 - 1 0 ~ 5

Н/м 2 , что

соответствует стандартному

порогу

слышимости уха человека на частоте 1000 Гц, получим:

jV =

201gp + 94, дБ.

(1.6)

Определенный по ф-ле (1.6) уровень

носит

название

уровня

звукового

д а в л е н и я

( У З Д ) , 'выраженного

в децибелах .

Численно

такое

ж е значение 'будет

иметь -и уровень

интенсивности

звука, оп­

ределенный

по ф о р м у л е :

N=\0\gJ+

120, д Б , где з а / 0 п р и н я т а вели-

ч и на пороговой

интенсивности

Ю - 1 2

Вт/м 2 , соответствующая Ро =

= 2 - Ю - 5

Н / м 2

в

воздухе.

У З Д

совпадает по величине с уровнем ощущения L только д л я

•чистого

тона

1000 Гц, т а к как

при

этом значение J0 совпадает с

порогом

слышимости на 1000 Гц.

L ,

= 1 0 1 g ^ L .

(1.1)

При

этом подразумевается,

что

и пороговая,

и ' и з м е р я е м а я

ве­

личины

интенсивности

являются чистыми

тонами

одной

и

той

ж е

частоты

f.

Сравнение двух звуков по уровню ощущения оказывается не­

возможным,

если

частоты этих

звуков разные: одно и то

ж е

число

децибел

уровня ощущения д л я звука разных

частот может

отно­

ситься 'К разным по с и л е ощущения

звукам, та'к к а к коэффициент А

установлен

'произвольным

образом, м е ж д у

тем

как он

зависит

•от

частоты.

Во и з б е ж а н и е

этого

неудобства

введена

величина

уровня

громкости.

Известно, что

чем больше

интенсивность звука данной часто­

ты,

тем

громче он

к а ж е т с я

на

слух. Ухо

способно

сравнивать

зву­

ки

по громкости,

д а ж е

если

они

имеют

разные

частоты.

Всегда

м о ж н о подобрать

силу,

с которой следует

ударить

по к л а в и ш е

роя­

наковую

громкость. Оказывается,

что

равногромкие

звуки

разных

частот имеют разную интенсив-

L S B

ность.

Исследованиями

на

•

—Lr'100ipoHr

•больших

группах

лиц

были

найдены

кривые

зависимости

интенсивности от частоты д л я

равногромких

чистых

тонов.

Это

так

н а з ы в а е м ы е

кривые

равной громкости,

которые де­

л я т область слышимости от по­

рога

слышимости

до

'порога

ОМ

0,05 0,1 0,2

0.5 1

2

5

10 т]кГц

болевого

ощущаніия

на

всех

частотах

и а

одинаковое

число

Ряс.

1.3. кривые равной

громкости

ступеней.

К а ж д о й кривой

приписывается

уровень, соответствующий

уров­

ню интенсивности звука 'на 1000

Гц, через который проходит дан­

ная

кривая . Уровнем громкости

данного звука

называется

уровень