Útlum v decibelech. Hladiny hluku v decibelech: přípustné normy
Poměrně často se v populární radiotechnické literatuře při popisu elektronických obvodů používá jednotka měření - decibel (dB nebo dB).
Při studiu elektroniky je začínající radioamatér zvyklý na takové absolutní jednotky měření, jako je ampér (proud), volt (napětí a emf), ohm (elektrický odpor) a mnoho dalších, pomocí kterých je ten či onen elektrický parametr (kapacita , indukčnost, frekvence) se kvantifikuje ).
Pro začínajícího radioamatéra není zpravidla obtížné zjistit, co je ampér nebo volt. Zde je vše jasné, je zde elektrický parametr nebo veličina, kterou je potřeba změřit. Existuje počáteční referenční úroveň, která je standardně akceptována ve formulaci této jednotky měření. Pro tento parametr nebo hodnotu existuje symbol (A, V). Jakmile totiž přečteme nápis 12 V, pochopíme, že mluvíme o napětí podobném např. napětí autobaterie.
Ale jakmile uvidíte například nápis: napětí se zvýšilo o 3 dB nebo výkon signálu je 10 dBm, pak je mnoho lidí zmateno. Takhle? Proč je uvedeno napětí nebo výkon, ale hodnota je uvedena v některých decibelech?
Praxe ukazuje, že málokterý začínající radioamatér chápe, co je to decibel. Zkusme rozptýlit neprostupnou mlhu nad tak záhadnou měrnou jednotkou, jakou je decibel.
Jednotka měření tzv Bel Inženýři Bell Telephone Laboratory jej začali používat poprvé. Decibel je desetina Bel (1 decibel = 0,1 Bel). V praxi se hojně používá právě decibel.
Jak již bylo zmíněno, decibel je speciální měrná jednotka. Stojí za zmínku, že decibel není součástí oficiální soustavy jednotek SI. Navzdory tomu však decibel získal uznání a zaujal silné místo spolu s dalšími jednotkami měření.
Pamatujte, že když chceme vysvětlit změnu, říkáme, že se například 2krát rozjasnila. Nebo například napětí kleslo 10x. Zároveň jsme nastavili určitý referenční práh, vůči kterému došlo ke změně 10 nebo 2 krát. Tyto „časy“ se také měří v decibelech, pouze v logaritmická stupnice.
Například změna o 1 dB odpovídá změně energetické hodnoty faktorem 1,26. Změna o 3 dB odpovídá změně hodnoty energie o faktor 2.
Ale proč se tolik trápit s decibely, když se vztahy dají měřit časem? Na tuto otázku neexistuje jednoznačná odpověď. Ale protože se aktivně používají decibely, je to asi oprávněné.
Stále existují důvody, proč používat decibely. Pojďme si je vyjmenovat.
Část odpovědi na tuto otázku spočívá v tzv Weber-Fechnerův zákon. Jedná se o empirický psychofyziologický zákon, to znamená, že je založen na výsledcích skutečných, nikoli teoretických experimentů. Jeho podstata spočívá v tom, že jakékoli změny jakýchkoli veličin (jas, objem, hmotnost) pociťujeme za předpokladu, že tyto změny jsou logaritmického charakteru.
Graf závislosti vjemu hlasitosti na síle (síle) zvuku. Weber-Fechnerův zákon
Například citlivost lidského ucha klesá s rostoucí hlasitostí zvukového signálu. Proto při výběru proměnného rezistoru, který se plánuje použít při ovládání hlasitosti audio zesilovače, stojí za to zvolit exponenciální závislost odporu na úhlu natočení ovládacího knoflíku. V tomto případě, když otočíte posuvným ovladačem hlasitosti, zvuk v reproduktoru se plynule zvýší. Nastavení hlasitosti bude lineární, protože exponenciální závislost ovládání hlasitosti kompenzuje logaritmickou závislost našeho sluchu a celkově bude lineární. To bude jasnější, když se podíváte na obrázek.
Závislost odporu proměnného odporu na úhlu natočení motoru (A-lineární, B-logaritmický, B-exponenciální)
Zde jsou znázorněny grafy odporu proměnných rezistorů různých typů: A – lineární, B – logaritmický, C – exponenciální. Zpravidla je na vnitropodnikově vyráběných proměnných rezistorech uvedeno, jakou závislost má proměnný rezistor. Digitální a elektronické ovládání hlasitosti je založeno na stejných principech.
Za zmínku také stojí, že lidské ucho vnímá zvuky, jejichž síla se mění až 10 000 000 000 000krát! Nejhlasitější zvuk se tedy liší od nejtiššího zvuku, který naše uši zaznamenají, o 130 dB (10 000 000 000 000krát).
Druhým důvodem pro rozšířené používání decibelů je snadnost výpočtu.
Souhlaste, že je mnohem snazší používat malá čísla jako 10, 20, 60, 80, 100, 130 (nejčastěji používaná čísla při počítání v decibelech) ve výpočtech ve srovnání s čísly 100 (20 dB), 1000 (30 dB), 1 000 000 (60 dB), 100 000 000 (80 dB), 10 000 000 000 (100 dB), 10 000 000 000 000 (130 dB). Další výhodou decibelů je, že se jednoduše sčítají. Pokud provádíte výpočty v časech, musí být čísla vynásobena.
Například 30 dB + 30 dB = 60 dB (v časech: 1 000 * 1 000 = 1 000 000). Myslím, že je to všechno jasné.
Decibely jsou také velmi vhodné pro grafické vykreslování různých závislostí. Všechny grafy, jako jsou vyzařovací diagramy antény a amplitudově-frekvenční charakteristiky zesilovačů, jsou provedeny s použitím decibelů.
Decibel je bezrozměrná jednotka měření. Již jsme zjistili, že decibel ve skutečnosti ukazuje, kolikrát se jakákoli veličina (proud, napětí, výkon) zvýšila nebo snížila. Rozdíl mezi decibely a časy je pouze v tom, že měření probíhá na logaritmické stupnici. Nějak to označit a přiřadit to označení dB . Tak či onak se při posuzování musíte pohybovat od decibelů k časům. Pomocí decibelů můžete porovnávat libovolné jednotky měření (nejen proud, napětí atd.), protože decibel je relativní, bezrozměrná veličina.
Pokud je indikován znak „-“, např. – 1 dB, pak se hodnota měřené veličiny, např. výkonu, snížila 1,26krát. Pokud před decibely není umístěn žádný znak, pak mluvíme o zvýšení, zvýšení hodnoty. To stojí za zvážení. Někdy místo znaménka „-“ mluví o útlumu, snížení zisku.
Přechod z decibelů do časů.
V praxi se nejčastěji musíte pohybovat od decibelů k časům. Existuje na to jednoduchý vzorec:
Pozornost! Tyto vzorce se používají pro takzvané „energetické“ veličiny. Jako je energie a síla.
m = 10 (n / 10), kde m je poměr v časech, n je poměr v decibelech.
Například 1dB se rovná 10 (1dB / 10) = 1,258925...= 1,26 krát.
Rovněž,
při 20 dB: 10 (20 dB / 10) = 100 (zvýšení hodnoty 100krát)
při 10 dB: 10 (10 dB / 10) = 10 (10x zvýšení)
Ale není to tak jednoduché. Existují i úskalí. Například útlum signálu je -10 dB. Pak:
při -10 dB: 10 (-10 dB / 10) = 0,1
Pokud se výkon z 5 W snížil na 0,5 W, pak se pokles výkonu rovná -10 dB (10násobný pokles).
při -20 dB: 10 (-20 dB / 10) = 0,01
Tady je to podobné. Při snížení výkonu z 5 W na 0,05 W bude pokles výkonu v decibelech -20 dB (100násobný pokles).
Takže při -10 dB se výkon signálu snížil 10krát! Pokud navíc počáteční hodnotu signálu vynásobíme 0,1, dostaneme hodnotu výkonu signálu při útlumu -10 dB. Proto je hodnota 0,1 uvedena bez „časů“, jako v předchozích příkladech. Vezměte tuto vlastnost v úvahu při nahrazení hodnot decibelů znaménkem „-“ do dat vzorce.
Přechod od časů k decibelům lze provést pomocí následujícího vzorce:
n = 10 * log 10 (m), kde n je hodnota v decibelech, m je poměr v časech.
Například 4násobné zvýšení výkonu bude odpovídat hodnotě 6,021 dB.
10 * log 10 (4) = 6,021 dB.
Pozornost! Přepočítat poměry takových veličin jako Napětí A proudová síla Existují mírně odlišné vzorce:
(Síla proudu a napětí jsou takzvané „výkonové“ veličiny. Proto se vzorce liší.)
Chcete-li přejít na decibely: n = 20 * log 10 (m)
Přechod z decibelů na časy: m = 10 (n/20)
n – hodnota v decibelech, m – poměr v časech.
Pokud jste úspěšně dosáhli těchto řádků, pak zvažte, že jste udělali další významný krok v ovládnutí elektroniky!
]Obvykle se k měření hlasitosti zvuku používají decibely. Decibel je dekadický logaritmus. To znamená, že zvýšení hlasitosti o 10 decibelů znamená, že zvuk je dvakrát tak hlasitější než ten původní. Hlasitost zvuku v decibelech je obvykle popsána vzorcem 10Záznam 10 (I/10 -12), kde I je intenzita zvuku ve wattech/metr čtvereční.
Kroky
Srovnávací tabulka hladin hluku v decibelech
Níže uvedená tabulka popisuje úrovně decibelů ve vzestupném pořadí a odpovídající příklady zdrojů zvuku. U každé hladiny hluku jsou uvedeny také informace o negativních účincích na sluch.
| Decibely | Příklad zdroje | Zdravé efekty |
|---|---|---|
| 0 | Umlčet | Žádný |
| 10 | Dech | Žádný |
| 20 | Šepot | Žádný |
| 30 | Tichý hluk na pozadí v přírodě | Žádný |
| 40 | Zvuky v knihovně, tichý hluk na pozadí ve městě | Žádný |
| 50 | Klidná konverzace, normální předměstský hluk na pozadí | Žádný |
| 60 | Hluk v kanceláři nebo restauraci, hlasitý rozhovor | Žádný |
| 70 | TV, hluk z dálnice ze vzdálenosti 15,2 metrů (50 stop). | Poznámka; některým lidem je to nepříjemné |
| 80 | Hluk z továrny, kuchyňského robota, myčky aut ze vzdálenosti 6,1 metru (20 stop). | Při dlouhodobé expozici možné poškození sluchu |
| 90 | Sekačka na trávu, motocykl ze vzdálenosti 7,62 m (25 stop) | Vysoká pravděpodobnost poškození sluchu při dlouhodobé expozici |
| 100 | Lodní motor, sbíječka | Vysoký potenciál vážného poškození sluchu při dlouhodobé expozici |
| 110 | Hlasitý rockový koncert, ocelárna | Může to okamžitě bolet; existuje velmi vysoká pravděpodobnost vážného poškození sluchu při dlouhodobé expozici |
| 120 | Motorová pila, hrom | Obvykle se okamžitě dostaví bolest |
| 130-150 | Stíhací letoun startující z letadlové lodi | Může dojít k okamžité ztrátě sluchu nebo prasknutí ušního bubínku. |
Měření hladiny zvuku pomocí přístrojů
-
Použijte mobilní aplikaci. Pro měření hladiny zvuku kdekoli se budou hodit mobilní aplikace. Mikrofon na vašem mobilním zařízení pravděpodobně nebude poskytovat stejnou kvalitu jako externí mikrofon připojený k počítači, ale může být překvapivě přesný. Například přesnost čtení na mobilním telefonu se může od profesionálního zařízení lišit o 5 decibelů. Níže je uveden seznam programů pro čtení úrovně zvuku v decibelech pro různé mobilní platformy:
- Pro zařízení Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Meter
- Pro zařízení Android: měřič zvuku, měřič decibelů, měřič hluku, decibel
- Pro telefony s Windows: Decibel Meter Free, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro
-
Použijte profesionální decibelmetr. Obvykle to není levné, ale může to být nejjednodušší způsob, jak získat přesná měření hladiny zvuku, která vás zajímá. Nazývá se také „měřič hladiny hluku“, jedná se o specializované zařízení (lze zakoupit v internetovém obchodě nebo ve specializovaných prodejnách), které pomocí citlivého mikrofonu měří hladinu hluku v okolí a udává přesnou hodnotu v decibelech. Vzhledem k tomu, že taková zařízení nejsou příliš žádaná, mohou být poměrně drahá, často začínající na 200 dolarech, a to i pro zařízení základní úrovně.
- Vezměte prosím na vědomí, že měřič decibelů/zvukoměru může mít trochu jiný název. Například další podobné zařízení zvané hlukoměr dělá totéž, co zvukoměr.
Matematický výpočet decibelů
-
Zjistěte intenzitu zvuku ve wattech/metr čtvereční. V každodenním životě se decibely používají jako jednoduché měřítko hlasitosti. Vše však není tak jednoduché. Ve fyzice jsou decibely často považovány za vhodný způsob vyjádření „intenzity“ zvukové vlny. Čím větší je amplituda zvukové vlny, tím více energie přenáší, tím více částic vzduchu vibruje podél její dráhy a tím intenzivnější je samotný zvuk. Vzhledem k přímému vztahu mezi intenzitou zvukové vlny a hlasitostí decibelů je možné zjistit hodnotu decibelů tím, že známe pouze intenzitu hladiny zvuku (která se obvykle měří ve wattech/metr čtvereční)
- Všimněte si, že pro normální zvuky je hodnota intenzity velmi malá. Například zvuk o intenzitě 5 × 10 -5 (neboli 0,00005) wattů/metr čtvereční odpovídá přibližně 80 decibelům, což je přibližně objem mixéru nebo kuchyňského robotu.
- Abychom lépe porozuměli vztahu mezi intenzitou a úrovní decibelů, vyřešme problém. Vezměme si to jako příklad: Předpokládejme, že jsme zvukaři a potřebujeme předběhnout úroveň hluku pozadí v nahrávacím studiu, abychom zlepšili kvalitu nahraného zvuku. Po instalaci zařízení jsme zaznamenali intenzitu hluku na pozadí 1 × 10 -11 (0,00000000001) watt/metr čtvereční. Pomocí těchto informací pak můžeme vypočítat hladinu hluku na pozadí studia v decibelech.
-
Vydělte 10-12. Pokud znáte intenzitu svého zvuku, můžete jej snadno zapojit do vzorce 10Log 10 (I/10 -12) (kde „I“ je intenzita ve wattech/metr čtvereční), abyste získali hodnotu decibelů. Nejprve vydělte 10-12 (0,00000000001). 10 -12 zobrazuje intenzitu zvuku s hodnocením 0 na stupnici decibelů, porovnáním intenzity vašeho zvuku s tímto číslem zjistíte jeho poměr k počáteční hodnotě.
- V našem příkladu jsme vydělili hodnotu intenzity 10 -11 číslem 10 -12 a dostali jsme 10 -11 / 10 -12 = 10 .
-
Z tohoto čísla vypočítáme Log 10 a vynásobíme ho 10. K dokončení řešení stačí vzít základní 10 logaritmus výsledného čísla a nakonec jej vynásobit 10. To potvrzuje, že decibely jsou základní 10 logaritmická hodnota - jinými slovy zvýšení hladiny hluku o 10 decibelů. označuje zdvojnásobení hlasitosti zvuku.
- Náš příklad je snadno řešitelný. Log 10 (10) = 1. 1 × 10 = 10. Proto je hodnota hluku na pozadí v našem studiu rovna 10 decibelů. Je docela tichý, ale stále jej zachycuje naše špičková nahrávací zařízení, takže pravděpodobně musíme eliminovat zdroj hluku, abychom dosáhli vyšší kvality záznamu.
-
Pochopení logaritmické povahy decibelů. Jak je uvedeno výše, decibely jsou logaritmické hodnoty se základnou 10. Pro jakoukoli danou hodnotu decibelů je hluk o 10 decibelů dvakrát tak hlasitější než originál a hluk o 20 decibelů větší je čtyřikrát hlasitější a tak dále. To umožňuje určit velký rozsah intenzit zvuku, které lze vnímat lidským uchem. Nejhlasitější zvuk, který může člověk slyšet, aniž by pociťoval bolest, je miliardkrát hlasitější než nejtišší zvuk, který člověk slyší. Použitím decibelů se vyhneme používání obrovských čísel k popisu běžných zvuků – místo toho nám stačí tři čísla.
- Přemýšlejte o tom, co je jednodušší na použití: 55 decibelů nebo 3 × 10 -7 wattů/metr čtvereční? Obě hodnoty jsou si rovny, ale místo vědeckého zápisu (jako velmi malého zlomku čísla) je mnohem pohodlnější použít decibely, které jsou jakousi jednoduchou zkratkou pro snadné každodenní použití.
Použijte svůj počítač. Pomocí speciálních programů a vybavení je snadné měřit hladinu hluku v decibelech přímo na počítači. Níže jsou uvedeny jen některé ze způsobů, jak to můžete udělat. Vezměte prosím na vědomí, že použití kvalitnějšího záznamového zařízení vždy poskytne lepší výsledky; Jinými slovy, pro některé úkoly může být vestavěný mikrofon vašeho notebooku dostačující, ale přesnější výsledky poskytne kvalitní externí mikrofon.
Oblasti použití
Decibel byl původně používán k měření poměrů energie(výkon, energie) popř bezpečnostní síly(napětí, proud) veličin. V zásadě lze decibely měřit cokoli, ale v současné době se doporučuje používat decibely pouze pro měření hladiny Napájení a některé další veličiny související s výkonem. Takže decibely se dnes používají v akustice k měření hlasitost a v elektronice pro měření výkon elektrického signálu. Někdy se dynamický rozsah (například zvuk hudebních nástrojů) měří také v decibelech. Decibel je také jednotka akustického tlaku.
Měření výkonu
Jak bylo uvedeno výše, k posouzení poměru se původně používaly bílé kapacity proto v kanonickém obvyklém smyslu znamená hodnota vyjádřená v bels logaritmický poměr dvou kapacity a vypočítá se podle vzorce:
hodnota v belsech =Kde P 1 / P 0 - obvykle poměr úrovní dvou mocnin měřitelný k tzv vedlejší, základní (bráno jako nulová úroveň). Přesněji řečeno, toto je - "bílí u moci". Pak poměr dvou veličin v "decibely silou" vypočítá se podle vzorce:
hodnota v decibelech (výkonem) =Měření nevýkonových veličin
Vzorce pro výpočet rozdílů hladin v decibelech křehký(neenergetické) veličiny jako např Napětí nebo proudová síla, liší se od výše uvedeného! Ale nakonec je poměr těchto veličin, vyjádřený v decibelech, vyjádřen také poměrem mocnin s nimi spojených.
Pro lineární řetězec tedy platí následující rovnost:
Z toho vidíme, že prostředek 
odkud dostaneme rovnost: 
což je spojení mezi "bílí u moci" A "napětí bílé" ve stejném okruhu.
Z toho všeho vidíme, že při porovnání hodnot napětí (U 1 a U 2) nebo proudů (I 1 a I 2) se jejich poměry v decibely jsou vyjádřeny vzorci:
decibelů podle napětí = decibelů podle proudu =Lze vypočítat, že při měření výkonu odpovídá změna o 1 dB zvýšení výkonu (P 2 /P 1) ≈1,25893 krát. Pro napětí nebo proud bude změna o 1 dB odpovídat přírůstku ≈1,122 krát.
Příklad výpočtu
Předpokládejme, že mocnina P 2 je 2krát větší než počáteční mocnina P 1
10 log 10 (P 2 /P 1) = 10 log 10 2 ≈ 3 dB,
to znamená, že změna výkonu o 3 dB znamená jeho zvýšení 2x. Podobně je změna výkonu 10krát:
10 log 10 (P 2 /P 1) = 10 log 10 10 = 10 dB,
a 1000krát
10 log 10 (P 2 /P 1) = 10 log 10 1000 = 30 dB,
A naopak, abyste získali časy z decibelů (dB), potřebujete
Pro moc 
- pro napětí (proud) 
.
Například, když znáte referenční úroveň (P 1) a hodnotu v dB, můžete zjistit hodnotu výkonu, například s P 1 = 1 mW a známým poměrem 20 dB:
Podobně pro napětí, s U 1 = 2 V a poměrem 6 dB:
Je docela možné provádět výpočty ve vaší hlavě, stačí si zapamatovat přibližnou jednoduchou tabulku (pro kapacity):
1 dB 1,25 3 dB 2 6 dB 4 9 dB 8 10 dB 10 20 dB 100 30 dB 1000
Sčítání (odečítání) hodnot dB odpovídá násobení (dělení) samotných poměrů. Záporné hodnoty dB odpovídají inverzním poměrům. Například 40násobné snížení výkonu je 4x10krát nebo -6 dB-10 dB = -16 dB. Zvýšení výkonu o 128 krát je 2^7 nebo 3 dB*7=21 dB. Čtyřnásobné zvýšení napětí se rovná zvýšení výkonu 4*4=16krát, což je 2^4 nebo 3 dB*4=12 dB.
Praktické použití
Vzhledem k tomu, že decibel není absolutní, ale relativní hodnotou a počítá se odlišně pro různé fyzikální veličiny (viz výše), existují další konvence, aby se předešlo zmatkům při používání decibelů v praxi.
Nejčastěji potřebujete znát poměr dvou úrovní (napětí), vyjádřený v decibelech, existuje několik hodnot, které si snadno zapamatujete:
Poměr 6 dB - 2:1
Poměr 20 dB - 10:1
Poměr 40 dB - 100:1
Poměr 60 dB - 1000:1
Poměr 80 dB - 10000:1
100 dB - poměr 100000:1
120 dB - poměr 1000000:1
Mezilehlé hodnoty lze snadno vypočítat pomocí vzorce - 20*Lg(U1/U2), kde U1 je úroveň signálu (napětí), U2 je úroveň šumu (napětí), připomeňme, že měření se provádějí pomocí milivoltmetru rms , nebo spektrální analyzátor s IEC filtrem (A), kde IEC - International Electrotechnical Commission
Proč vůbec používat decibely a pracovat s logaritmy, když totéž lze vyjádřit obvyklými procenty nebo podíly? Představme si, že v úplně tmavé místnosti rozsvítíme žárovku nějaké clony. Místnost se přitom vzhledově před a po zapnutí nápadně liší. Změna osvětlení, vyjádřená v dB, je také obrovská, teoreticky nekonečná. Řekněme, že nyní rozsvítíme další podobnou žárovku. Nyní bude efekt úplně jiný, možná si ani člověk změny hned nevšimne, pokud je zapnutý plynule. A v decibelech to budou jen 3 dB. Takže v praxi je v decibelech vhodné měřit jak vysoce proměnlivé veličiny, tak téměř konstantní.
Legenda
Pro různé fyzikální veličiny stejné číselná hodnota, vyjádřen v decibely různé úrovně signálu (nebo spíše rozdíly úrovní) mohou odpovídat. Proto, aby nedošlo k záměně, jsou takové „specifické“ měrné jednotky označeny stejnými písmeny „dB“, ale s přidáním indexu - obecně uznávaného označení pro měřenou fyzikální veličinu. Například „dBV“ (decibel vzhledem k voltu) nebo „dBμV“ (decibel vzhledem k mikrovoltu), „dBW“ (decibel vzhledem k wattu) atd. V souladu s mezinárodní normou IEC 27-3, pokud je nutné uvést původní hodnotu, její hodnota se uvádí v závorce za označením logaritmické hodnoty, např. pro hladinu akustického tlaku: L P (re 20 µPA) = 20 dB; L P (ref. 20 uPa) = 20 dB
Aplikace v teorii automatického řízení
Decibel používá se také v teorie automatické regulace a řízení(TAU) a je jedním z nejdůležitějších parametrů při porovnávání amplitud výstupního a vstupního signálu.
Referenční úroveň
Ačkoli se decibel používá k určení poměru dvou veličin, decibely se někdy používají k měření absolutních hodnot. K tomu se stačí dohodnout, jaká hladina měřené fyzikální veličiny bude brána jako referenční hladina (podmíněná 0). V praxi jsou běžné následující referenční úrovně a jejich zvláštní označení:
Aby se předešlo nejasnostem, doporučuje se například výslovně specifikovat referenční úroveň −20 dB (vzhledem k 0,775 V).
Při přepočtu výkonových úrovní na napěťové úrovně a naopak je nutné vzít v úvahu odpor, který je pro tento úkol standardní:
- dBV pro 50ohmový mikrovlnný obvod odpovídá (dBm−13 dB);
- dBμV pro 50ohmový mikrovlnný obvod odpovídá (dBm+107 dB)
- dBV pro 75ohmový TV okruh odpovídá (dBm−11 dB);
- dBµV pro 75 ohmový TV obvod odpovídá (dBm+109 dB)
Měli byste si jasně pamatovat matematická pravidla:
- nemůžete násobit nebo dělit relativní jednotky;
- sčítání nebo odečítání relativních jednotek se provádí bez ohledu na jejich původní rozměr a odpovídá násobení nebo dělení absolutních jednotek.
Například při použití výkonu 0 dBm, což odpovídá 1 mW nebo 0,22 V nebo 107 dBμV, na jeden konec 50ohmového kabelu se ziskem -6 dB, bude výstupní výkon -6 dBm, ekvivalentní na 0,25 mW (4krát menší výkon) nebo 0,11 V (polovina napětí) nebo 101 dBµV (stejně o 6 dB méně).
Decibel
Decibel- logaritmická jednotka úrovní, útlumu a zesílení.
Hodnota vyjádřená v decibelech se číselně rovná dekadickému logaritmu bezrozměrného poměru fyzikální veličiny ke stejnojmenné fyzikální veličině, bráno jako originál, vynásobené deseti:
Kde A dB- hodnota v decibelech, A- měřená fyzikální veličina, A 0 je hodnota brána jako základ.
Decibel je bezrozměrná jednotka používaná k měření poměru určitých veličin – „energie“ (výkon, energie, hustota toku výkonu atd.) nebo „výkonu“ (proud, napětí atd.). Jinými slovy, decibel je relativní hodnota. Ne absolutní, jako například watt nebo volt, ale jako relativní jako násobek („trojnásobný rozdíl“) nebo procento, určené k měření poměru („poměr úrovní“) dvou dalších veličin, a na logaritmickou stupnici se použije výsledný poměr.
Ruské označení jednotky „decibel“ je „dB“, mezinárodní označení je „dB“ ( špatně: db, db).
Decibel není oficiální jednotkou v soustavě jednotek SI, i když Generální konference pro váhy a míry povolila jeho použití bez omezení ve spojení s SI a Mezinárodní úřad pro váhy a míry doporučil jeho zařazení do tohoto systému.
Porovnání s jinými logaritmickými jednotkami
| název | redukce | odpovídá změna včas |
konverze na... | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| dB | B | Np | Xm | |||
| decibel | dB, dB | ≈1,26 () | 1 | 0,1 | ≈0,115 | −0,25 |
| bílý | B, B | 10 | 10 | 1 | ≈1,15 | −2,5 |
| neper | Np, Np | ≈2,72 ( ) | ≈8,686 | ≈0,8686 | 1 | ≈−1,086 |
| hvězdný velikost |
Xm | ≈0,398 () | −4 | −0,4 | ≈−0,921 | 1 |
Oblasti použití
Decibely jsou široce používány v jakékoli oblasti techniky, kde je nutné měřit veličiny, které se mění v širokém rozsahu: v radiotechnice, anténní technice, v systémech přenosu informací, v optice, akustice (hladina hlasitosti se měří v decibelech), atd. Je tedy zvykem měřit v decibelech dynamický rozsah (například rozsah hlasitosti hudebního nástroje), útlum vlny při jejím šíření absorbujícím prostředím, zesílení a šumové číslo zesilovače.
Decibely slouží nejen k měření poměru fyzikálních veličin druhého řádu (energie: výkon, energie) a prvního řádu (napětí, proud). Decibely mohou měřit poměry jakékoli fyzikální veličiny a mohou také používat decibely k reprezentaci absolutních veličin (viz referenční úroveň).
Přesun do decibelů
Veškeré operace s decibely se zjednoduší, pokud dodržíte pravidlo: hodnota v dB je 10 dekadických logaritmů poměru dvou energetických veličin stejného jména. Vše ostatní je důsledkem tohoto pravidla. „Energie“ - veličiny druhého řádu (energie, výkon). Ve vztahu k nim jsou napětí a elektrický proud („neenergie“) veličiny prvního řádu ( P ~ U²), které musí být v určité fázi výpočtů správně převedeny na energetické.
Měření "energetických" veličin
dB byl původně použit k odhadu poměru kapacity a v kanonickém, známém smyslu, hodnota vyjádřená v dB implikuje logaritmus poměru dvou kapacity a vypočítá se podle vzorce:
,Kde X- hodnota měřená v dB; P 1 /P 0 - poměr hodnot dvou mocnin: měřitelný P 1 k tzv vedlejší P 0, tedy základní, braná jako nulová úroveň (což znamená nulovou úroveň v jednotkách dB, protože v případě stejných mocnin P 1 = P 0 logaritmus jejich logaritmu poměru ( P 1 /P 0) = 0).
V souladu s tím se přechod z poměru dB na výkon provádí podle vzorce:
,Kde X- hodnota měřená v dB. Napájení P 1 lze nalézt se známým referenčním výkonem P 0 výrazem
.Měření „neenergetických“ veličin
Z pravidla (viz výše) vyplývá, že „neenergetické“ veličiny je nutné přeměnit na energetické. Takže podle zákona Joule-Lenz nebo . Proto, , kde R 1 - odpor, při kterém se určuje proměnné napětí U 1, a R 0 - odpor, při kterém bylo stanoveno referenční napětí U 0 .
Obecně napětí U 1 a U 0 lze zaznamenat při odporech různých velikostí ( R 1 se nerovná R 0). To se může stát například při určování zesílení zesilovače, který má různé výstupní a vstupní odpory, nebo při měření ztrát v přizpůsobovacím zařízení, které transformuje odpory. Proto v obecném případě
Hodnota v decibelech = .
Pouze v konkrétním (velmi častém) případě, pokud obě napětí U 1 a U 0 byly naměřeny při stejném odporu ( R 1 = R 0), můžete použít krátký výraz
Hodnota v decibelech = .
Decibely „výkon“, „napětí“ a „proud“
Z pravidla (viz výše) vyplývá, že dB je pouze „výkonem“. Nicméně v případě rovnosti R 1 = R 0 (zejména pokud R 1 a R 0 - stejný odpor, nebo-li poměr odporu R 1 a R 0 z toho či onoho důvodu není důležité) mluví o dB „napětí“ a „proud“, což znamená výrazy:
Napětí DB = ; dB proud =.
Pro přechod z „dB napětí“ („dB proud“) na „dB výkon“ je nutné jasně určit, při kterých odporech (stejných nebo nestejných) bylo napětí (proud) zaznamenáno. Li R 1 se nerovná R 0 , měli byste použít výraz pro obecný případ (viz výše).
Příklady výpočtů
Přejděte na dB
Nechť je tedy hodnota výkonu P 1 2krát větší než počáteční hodnota výkonu P 0
10 log(P 1 /P 0) = 10 log(2) ≈3,0103 dB ≈ 3 dB,
tedy zvýšení výkonu o 3 dB znamená jeho zvýšení 2x.
Nechť je hodnota výkonu P 1 2krát menší než původní hodnota výkonu P 0 , tj. P 1 = 0,5 P 0 . Pak
10 log(P 1 /P 0) = 10 log(0,5) ≈ −3 dB,
to znamená, že snížení výkonu o 3 dB znamená jeho dvojnásobné snížení. Podobně:
- zvýšení výkonu 10krát: 10 log(P 1 /P 0) = 10 log(10) = 10 dB, snížení 10krát: 10 log(P 1 /P 0) = 10 log(0,1)= −10 dB;
- zvýšení o 1 milionkrát: 10 lg(P 1 /P 0) = 10 lg(1 000 000) = 60 dB, snížení o 1 milionkrát: 10 lg(P 1 /P 0) = 10 lg (0,000001) = −60 dB .
Přechod z dB na "raz"
Změna „v časech“ od známé změny v dB (symbol „dB“ ve vzorcích níže) se vypočítá takto:
| 10000 | 100 | 10 | ≈ 4 | ≈ 2 | ≈ 1.26 | 1 | ≈ 0.79 | ≈ 0.5 | ≈ 0.25 | 0.1 | 0.01 | 0.0001 | |
| 40 dB | 20 dB | 10 dB | 6 dB | 3 dB | 1 dB | 0 dB | −1 dB | −3 dB | −6 dB | −10 dB | −20 dB | −40 dB |
Přechod z dB na výkon
K tomu potřebujete znát hodnotu referenční úrovně výkonu P 0 . Například s P0 = 1 mW a známou změnou +20 dB:
útPřevod z dB na napětí (proud)
K tomu potřebujete znát hodnotu referenční úrovně napětí U 0 a určete, zda bylo napětí zaznamenáno při stejném odporu, nebo zda rozdíl hodnot odporu není pro řešený problém důležitý. Například za předpokladu R 0 = R 1 daný U 0 = 2 V a zvýšení napětí o 6 dB:
≈ 4 V.Operace s decibely lze provádět mentálně: místo násobení, dělení, umocňování a odmocňování se používá sčítání a odečítání jednotek decibelů. K tomu můžete použít tabulky poměrů (první 2 jsou přibližné):
1 dB → 1,25 krát, 3 dB → 2 krát, 10 dB → 10 krát.
Odtud rozkladem „složitějších hodnot“ na „složené“ dostaneme:
6 dB = 3 dB + 3 dB → 2 2 = 4krát, 9 dB = 3 dB + 3 dB + 3 dB → 2 2 2 = 8krát, 12 dB = 4 (3 dB) → 2 4 = 16krát
atd., stejně jako:
13 dB = 10 dB + 3 dB → 10 2 = 20krát, 20 dB = 10 dB + 10 dB → 10 10 = 100krát, 30 dB = 3 (10 dB) → 10³ = 1 1000krát
Sčítání (odečítání) hodnot dB odpovídá násobení (dělení) samotných poměrů. Záporné hodnoty dB odpovídají inverzním poměrům. Například:
- snížení výkonu 40krát → to je 4·10krát nebo −(6 dB + 10 dB) = −16 dB;
- zvýšení výkonu o 128 krát je 2 7 nebo o 7·(3 dB) = 21 dB;
- čtyřnásobné snížení napětí je ekvivalentní snížení výkonu (hodnota druhého řádu) o 4² = 16násobek; oba na R 1 = R 0 je ekvivalentní snížení o 4·(−3 dB) = −12 dB.
Důvody pro použití decibelů
Existuje řada důvodů pro použití decibelů a použití logaritmů namísto procent nebo zlomků:
Legenda
Pro různé fyzikální veličiny stejné číselná hodnota, vyjádřen v decibely různé úrovně signálu (nebo spíše rozdíly úrovní) mohou odpovídat. Proto, aby nedošlo k záměně, jsou takové „specifické“ měrné jednotky označeny stejnými písmeny „dB“, ale s přidáním indexu - obecně uznávaného označení pro měřenou fyzikální veličinu. Například dBV (decibel vzhledem k voltu) nebo dBμV (decibel relativně k mikrovoltu), dBW (decibel vzhledem k wattu) atd. V souladu s mezinárodní normou IEC 27-3, pokud je nutné uvést původní hodnota, její hodnota je umístěna v závorce za označením logaritmické hodnoty, např. pro hladinu akustického tlaku: L P (re 20 µPA) = 20 dB; L P (ref. 20 uPa) = 20 dB
Referenční úroveň
Decibel se používá k určení poměru dvou veličin. Není ale divu, že se k měření absolutních hodnot používají i decibely. K tomu se stačí dohodnout, jaká hladina měřené fyzikální veličiny bude brána jako referenční hladina (podmíněně 0 dB).
Přísně vzato musí být jednoznačně stanoveno, která fyzikální veličina a její přesná hodnota se používá jako referenční úroveň. Referenční úroveň je specifikována jako doplněk za symboly "dB" (například dBm), nebo musí být referenční úroveň zřejmá z kontextu (například "dB re 1 mW").
V praxi jsou běžné následující referenční úrovně a jejich zvláštní označení:
- dBm(Ruština dBm) - referenční úrovní je výkon 1 mW. Výkon se obvykle určuje při jmenovité zátěži (pro profesionální zařízení - obvykle 10 kOhm pro frekvence nižší než 10 MHz, pro radiofrekvenční zařízení - 50 Ohm nebo 75 Ohm). Například, " výstupní výkon zesilovacího stupně je 13 dBm"(to znamená, že výkon uvolněný při jmenovité zátěži pro tento zesilovací stupeň je 20 mW).
- dBV(Ruština dBV) - referenční napětí 1 V při jmenovité zátěži (pro domácí spotřebiče - obvykle 47 kOhm); například standardizovaná úroveň signálu pro spotřebitelská audio zařízení je -10 dBV, tj. 0,316 V do zátěže 47 kΩ.
- dBuV(Ruština dBµV) - referenční napětí 1 µV; Například, " citlivost rádiového přijímače, měřená na anténním vstupu - −10 dBµV ... nominální impedance antény - 50 Ohm».
Vztah mezi napětím v dBu a voltech, wattech a dBm. Pokles napětí o 0,775 Vrms na zátěži 600 ohmů má za následek průměrný ztrátový výkon 1 mW (0 dBm) na této zátěži. Říkají, že v tomto případě je úroveň signálu 0 dBu
Analogicky se tvoří složené jednotky měření. Například úroveň výkonové spektrální hustoty dBW/Hz je „decibel“ analogem jednotky měření W/Hz (výkon uvolněný při jmenovité zátěži ve frekvenčním pásmu širokém 1 Hz se středem na specifikované frekvenci). Referenční úroveň v tomto příkladu je 1 W/Hz, tedy fyzikální veličina „hustota spektrálního výkonu“, její rozměr „W/Hz“ a hodnota „1“. Záznam „-120 dBW/Hz“ je tedy zcela ekvivalentní záznamu „10 −12 W/Hz“.
V případě potíží, aby nedošlo k záměně, postačí explicitně uvést referenční úroveň. Například záznam −20 dB (vzhledem k 0,775 V do 50 ohmů) eliminuje dvojí výklad.
Platí následující pravidla (důsledek pravidel pro akce s rozměrovými veličinami):
- nemůžete násobit nebo dělit hodnoty „decibel“ (to je zbytečné);
- součet hodnot „decibel“ odpovídá násobení absolutních hodnot, odečítání hodnot „decibel“ odpovídá dělení absolutních hodnot;
- sčítání nebo odečítání „decibelových“ hodnot lze provádět bez ohledu na jejich „původní“ rozměr. Například rovnice 10 dBm + 13 dB = 23 dBm je správná, plně ekvivalentní 10 mW · 20 = 200 mW a lze ji interpretovat jako „zesilovač se ziskem 13 dB zvyšuje výkon signálu z 10 dBm na 23 dBm. .“
Při převodu úrovní výkonu (dBW, dBm) na úrovně napětí (dBV, dBµV) a naopak je nutné vzít v úvahu odpor, při kterém se výkon a napětí určuje:
- Výkon na napětí:
- dBµV = dBm + 107
- dBµV = dBW + 137
- dBV = dBm - 13
- dBV = dBW + 17
- Napětí k výkonu:
- dBm = dBµV - 107
- dBm = dBV + 13
- dBW = dBµV - 137
- dBW = dBV - 17
- Výkon na napětí:
- dBµV = dBm + 108,75
- dBµV = dBW + 138,75
- dBV = dBm - 11,25
- dBV = dBW + 18,75
- Napětí k výkonu:
- dBm = dBµV - 108,75
- dBm = dBV + 11,25
- dBW = dBµV - 138,75
- dBW = dBV - 18,75
Decibel je relativní měrná jednotka, není podobný jiným známým veličinám, proto nebyl zařazen do soustavy SI obecně uznávaných měrných jednotek. V mnoha výpočtech je však možné použít decibely stejně jako absolutní jednotky měření a dokonce je použít jako referenční hodnotu.
Decibely jsou určeny příslušností k fyzikálním veličinám, nelze je tedy přiřadit k matematickým pojmům. To si lze snadno představit, uděláme-li paralelu s procenty, se kterými mají decibely mnoho společného. Nemají konkrétní velikosti, ale zároveň jsou velmi pohodlné při porovnávání 2 stejnojmenných množství, i když jsou svou povahou odlišné. Není tedy těžké si představit, co se měří v decibelech.
Historie původu
Jak se ukázalo v důsledku dlouhodobých studií, náchylnost není přímo závislá na absolutní úrovni šíření zvuku. Je to míra výkonu aplikovaného na danou jednotku plochy, která je vystavena zvukovým vlnám, která se dnes měří v decibelech. V důsledku toho byla stanovena zvláštní proporce - čím více prostoru náleží k využitelné oblasti lidského ucha, tím lepší je vnímání minimálního výkonu, který se nachází.
Výzkumník Alexander Graham Bell tak dokázal zjistit, že hranice vnímání lidského ucha je od 10 do 12 W na metr čtvereční. Získaná data pokrývala příliš široký rozsah, který představovalo jen několik hodnot. To způsobilo určité nepříjemnosti a výzkumník si musel vytvořit vlastní měřící stupnici.
V původní verzi měla bezejmenná škála 14 hodnot – od 0 do 13, kde lidský šepot měl hodnotu „3“ a mluvená řeč měla hodnotu „6“. Následně tato stupnice našla široké využití a její jednotky se nazývaly bels. Pro získání přesnějších dat na logaritmické stupnici byla původní jednotka zvýšena 10krát – tak vznikly decibely.
Obecná informace
Nejprve je třeba poznamenat, že decibel je jedna desetina Bel, což je dekadický tvar logaritmu, který určuje poměr mezi dvěma mocninami. Povaha srovnávaných pravomocí se volí libovolně. Hlavní věc je, že je dodrženo pravidlo, které představuje porovnávané výkony ve stejných jednotkách, například ve wattech. Díky této vlastnosti se označení decibelů používají v různých oblastech:
- mechanické;
- elektrický;
- akustický;
- elektromagnetické
Protože praktická aplikace ukázala, že Bel se ukázal jako poměrně velká jednotka, bylo pro lepší přehlednost navrženo vynásobit její hodnotu deseti. Tak se objevila obecně uznávaná jednotka - decibel, ve kterém se dnes zvuk měří.
Navzdory širokému spektru použití většina lidí ví, že k určení stupně hlasitosti se používají decibely. Tato hodnota charakterizuje vlny na metr čtvereční. Zvýšení hlasitosti o 10 decibelů je tedy srovnatelné se zdvojnásobením intenzity zvuku.
V legislativě byl decibel uznáván jako vypočtená hodnota hluku v místnosti. Byla to určující charakteristika pro výpočet přípustné hladiny hluku v obytných budovách. Tato hodnota umožňuje měřit přípustnou hladinu hluku v decibelech v bytě a v případě potřeby identifikovat porušení.
Oblast použití
Návrháři telekomunikací dnes používají decibel jako základní jednotku pro porovnávání výkonu zařízení na logaritmickém měřítku. Takové možnosti poskytuje konstrukční vlastnost této hodnoty, kterou je logaritmická jednotka různých úrovní používaná pro útlum nebo naopak zesílení výkonu.
Decibel se rozšířil v různých oblastech moderních technologií. Co se dnes měří v decibelech? Jedná se o různá množství, která se liší v širokém rozmezí, které lze použít:
- v systémech souvisejících s přenosem informací;
- radiotechnika;
- optika;
- anténní technika;
- akustika.
Decibely se tedy používají k měření charakteristik dynamického rozsahu, mohou například měřit hlasitost konkrétního hudebního nástroje. Otevírá také možnost výpočtu tlumených vln v okamžiku jejich průchodu absorpčním prostředím. Decibely umožňují určit zesílení nebo zaznamenat šumové číslo produkované zesilovačem.
Tyto bezrozměrné jednotky je možné použít jak pro fyzikální veličiny související s druhým řádem - energie nebo výkon, tak pro veličiny související s prvním řádem - proud nebo napětí. Decibely otevírají možnost měření vztahů mezi všemi fyzikálními veličinami a navíc slouží k porovnání absolutních hodnot.
Hlasitost
Fyzikální složka hlasitosti zvukové expozice je určena úrovní dostupného akustického tlaku působícího na jednotku kontaktní plochy, která se měří v decibelech. Hladina hluku je tvořena chaotickou fúzí zvuků. Člověk reaguje na nízké frekvence nebo naopak vysokofrekvenční zvuky jako na tišší zvuky. A zvuky střední frekvence budou i přes stejnou intenzitu vnímány jako hlasitější.
S ohledem na nerovnoměrné vnímání zvuků různých frekvencí lidským uchem byl vytvořen elektronicky založený frekvenční filtr, který je schopen přenášet ekvivalentní stupeň zvuku s jednotkou měření vyjádřenou v dBA – kde „a“ označuje použití filtr. Tento filtr na základě výsledků normalizace měření je schopen simulovat váženou hodnotu hladiny zvuku.
Schopnost různých lidí vnímat zvuky se pohybuje od 10 do 15 dB, v některých případech i vyšší. Vnímané limity intenzity zvuku jsou frekvence od 20 do 20 tisíc Hertzů. Nejsnáze vnímatelné zvuky se nacházejí ve frekvenčním rozsahu od 3 do 4 kHz. Tato frekvence se obvykle používá v telefonech, stejně jako v rozhlasovém vysílání na středních a dlouhých vlnách.
V průběhu let se rozsah vnímaných zvuků zužuje, zejména ve vysokofrekvenčním spektru, kde může citlivost klesnout až na 18 kHz. To vede k obecné ztrátě sluchu, která postihuje mnoho starších lidí.
Přípustné hladiny hluku v obytných prostorách
S použitím decibelů je možné definovat přesnější stupnici hluku pro okolní zvuky. Odráží vlastnosti, které jsou v přesnosti lepší než původní měřítko vytvořené ve své době Alexandrem Bellem. Pomocí této stupnice zákonodárné orgány stanovily hladinu hluku, jejíž norma platí v obytných prostorách určených k rekreaci občanů.
Hodnota „0“ dB tedy znamená úplné ticho, které způsobuje zvonění v uších. Další hodnota 5 dB také definuje úplné ticho v přítomnosti malého zvuku na pozadí, který přehluší vnitřní procesy v těle. Při 10 dB jsou rozmazané zvuky rozlišitelné - všechny druhy šustění nebo šustění listí.
Hodnota 15 dB je v rozsahu jasné slyšitelnosti nejtišších zvuků, jako je tikání náramkových hodinek. Při intenzitě zvuku 20 dB uslyšíte opatrný šepot lidí na vzdálenost 1 metru. Značka 25 dB vám umožní jasněji slyšet šeptané konverzace a šustivé zvuky způsobené třením měkkých tkání.
30 dB definuje, kolik decibelů je povoleno v bytě v noci, a je ve srovnání s tichou konverzací nebo tikáním nástěnných hodin. Při 35 dB je zřetelně slyšet tlumená řeč.
Úroveň 40 decibelů určuje sílu zvuku běžné konverzace. To je dostatečná hlasitost, která vám umožní volně komunikovat v rámci místnosti, sledovat televizi nebo poslouchat hudební skladby. Tato značka určuje, kolik decibelů je povoleno v bytě během dne.
Hladina hluku přijatelná v pracovních podmínkách
Oproti přípustné hladině hluku v decibelech v bytě, ve výrobě a při kancelářských činnostech v pracovní době jsou povoleny jiné normy hladiny hluku. Jsou zde omezení jiného řádu, jasně upravená pro každý typ povolání. Základním pravidlem v těchto podmínkách je vyhnout se hladinám hluku, které mohou nepříznivě ovlivnit lidské zdraví.
V kancelářích
Hlučnost 45 dB je v rámci dobré slyšitelnosti a je srovnatelná s hlukem vrtačky nebo elektromotoru. Hluk 50 dB je rovněž v mezích vynikající slyšitelnosti a svou silou se rovná zvuku psacího stroje.
Hlučnost 55 decibelů zůstává v rámci vynikající slyšitelnosti a lze ji ilustrovat na příkladu několika lidí, kteří mluví nahlas současně. Tento ukazatel je považován za horní hranici přijatelnou pro kancelářské prostory.
V chovu zvířat a kancelářské činnosti
Hladina hluku 60 dB je považována za nadměrnou; tuto hladinu hluku lze nalézt v kancelářích, kde současně pracuje mnoho psacích strojů. Indikátor 65 dB je také považován za zvýšený a lze jej zaznamenat během provozu tiskového zařízení.
Hladina hluku, dosahující 70 dB, zůstává zvýšená a vyskytuje se na farmách hospodářských zvířat. Hodnota hluku 75 dB je limitní hodnotou pro zvýšenou hladinu hluku a lze ji zaznamenat v drůbežích farmách.
Ve výrobě a dopravě
Při 80 dB je hladina hlasitého zvuku, jehož dlouhodobé vystavení vede k částečné ztrátě sluchu. Proto se při práci v takových podmínkách doporučuje používat ochranu sluchu. Hladina hluku 85 dB je rovněž v rámci hladiny hlasitého zvuku, takové hodnoty lze srovnat s provozem zařízení v tkalcovně.
Hladina hluku 90 dB je udržována v mezích hlasitého zvuku, takovou hladinu hluku lze zaznamenat při pohybu vlaku. Hladina hluku 95 dB dosahuje extrémních limitů hlasitého zvuku takové intenzity lze zaznamenat ve válcovně kovů.
Limit hluku
Hlučnost na 100 dB dosahuje limitů nadměrně hlasitého zvuku, dá se přirovnat k hřmění. Práce v takových podmínkách je považována za zdraví škodlivou a je vykonávána v rámci určité délky služby, po jejímž uplynutí je osoba považována za nevhodnou pro rizikovou práci.
Hlučnost 105 dB je také v rozsahu nadměrně hlasitého zvuku, hluk takové intenzity vytváří plynová řezačka při řezání kovu. Hlučnost 110 dB zůstává v mezích nadměrně hlasitého zvuku, tento ukazatel je zaznamenán při startu vrtulníku. Hladina hluku 115 dB je považována za limit pro hranice nadměrně hlasitého zvuku, takový hluk produkuje pískovací stroj.
Hlučnost 120 dB je považována za neúnosnou a lze ji přirovnat ke sbíječce. Hlučnost 125 dB se vyznačuje také neúnosnou hladinou hluku, této hladiny dosahuje letoun při startu. Maximální hladina hluku v dB je považována za maximální kolem 130, poté nastává práh bolesti, který ne každý vydrží.
Kritická hladina hluku
Hladina hluku kolem 135 dB je považována za nepřijatelnou, osoba, která se ocitne v zóně vlivu zvuku takové síly, dostane otřes mozku. Hlučnost 140 dB vede také k otřesu mozku, zvuku doprovázejícímu vzlet proudového letadla. Při hlučnosti 145 dB exploduje tříštivý granát.
Výbuch kumulativní střely na pancíři tanku dosahuje 150-155 dB, zvuk takové síly vede k otřesu mozku a zranění. Po hranici 160 dB nastane zvuková bariéra, zvuk překračující tento limit má za následek prasknutí ušních bubínků, kolaps plic a mnohočetná poranění rázovou vlnou způsobující okamžitou smrt.
Dopad neslyšitelných zvuků na tělo
Zvuk, jehož frekvence je pod 16 Hz, se nazývá infračervený, a pokud jeho frekvence přesahuje 20 tisíc Hz, pak se takový zvuk nazývá ultrazvuk. Ušní bubínky lidského ucha nejsou schopny vnímat zvuky této frekvence, takže jsou mimo dosah lidského sluchu. Decibely, ve kterých se dnes zvuk měří, určují i hodnoty neslyšitelných zvuků.
Nízkofrekvenční zvuky v rozsahu od 5 do 10 Hz jsou lidským tělem špatně snášeny. Takový účinek může zesílit poruchy ve fungování vnitřních orgánů a ovlivnit mozkovou činnost. Intenzita nízkých frekvencí navíc ovlivňuje kostní tkáň a vyvolává bolesti kloubů u lidí trpících různými nemocemi nebo po úrazech.
Každodenními zdroji ultrazvuku jsou různá vozidla, může to být i zvuk hromu nebo provoz elektronických zařízení. Takové účinky se projevují při zahřívání tkání a síla jejich vlivu závisí na vzdálenosti od aktivního zdroje a na stupni zvuku.
Pro veřejná pracoviště, která mají neslyšitelný dosah, existují také určitá omezení. Maximální síla infračerveného zvuku by měla být do 110 dBa a síla ultrazvuku je omezena na 125 dBa. I krátkodobý pobyt v oblastech, kde akustický tlak přesahuje 135 dB jakékoli frekvence, je přísně zakázán.
Vliv hluku z kancelářského vybavení a způsoby ochrany
Hluk vydávaný počítači a dalšími organizačními zařízeními může být vyšší než 70 dB. V tomto ohledu odborníci nedoporučují instalovat velké množství tohoto zařízení do jedné místnosti, zejména pokud není velká. Doporučuje se instalovat hlučné jednotky mimo místnost, kde se nacházejí lidé.
Pro snížení hladiny hluku při dokončovacích pracích se používají materiály s vlastnostmi pohlcujícími hluk. Kromě toho můžete použít závěsy vyrobené z husté tkaniny nebo jako poslední možnost špunty do uší, které ochrání vaše ušní bubínky před vystavením.
Dnes při výstavbě moderních budov existuje nový standard, který určuje stupeň zvukové izolace prostor. Stěny a podlahy bytových domů jsou kontrolovány na odolnost proti hluku. Pokud je hladina zvukové izolace pod přípustným limitem, nelze stavbu uvést do provozu, dokud nebudou problémy odstraněny.
Navíc dnes stanovují limity síly zvuku pro různá signalizační a výstražná zařízení. Například u protipožárních systémů by měla být intenzita zvuku varovného signálu v rozsahu od 75 dBa do 125 dBa.
