Дба розшифровка як читається. Шумове забруднення: як захиститись? Що і як шумить у кондиціонері

Дуже часто новачки стикаються з таким поняттям, як децибел. Багато хто з них інтуїтивно здогадується, що це таке, але у більшості досі виникають питання.

Відносні логарифмічні одиниці Біли (децибели) широко використовуються при кількісних оцінках параметрів аудіо, відео, вимірювальних пристроїв. Фізична природа порівнюваних потужностей може бути будь-якої - електричної, електромагнітної, акустичної, механічної, - важливо лише, щоб обидві величини були виражені в однакових одиницях - ватах, міліватах і т.п. під енергетичними величинами розуміються потужність, енергія.

До речі, ця одиниця отримала свою назву на честь Олександра Белла (1847 – 1922) – американського вченого шотландського походження, основоположника телефонії, засновника всесвітньо відомих компаній AT&T та Bell Laboratories. Ще цікаво нагадати, що в багатьох сучасних мобільних телефонах (смартфонах) обов'язково є звук дзвінка (оповіщення), що вибирається, так і званий “bell”. Втім, Бел відноситься до одиниць, що не входять до Міжнародної системи одиниць (СІ), але відповідно до рішення Міжнародного комітету заходів та ваг допускається до застосування без обмежень спільно з одиницями СІ. В основному застосовується в електрозв'язку, акустиці, радіотехніці.

Формули для обчислення децибелів

Біл (Б) = lg (P2/P1)

де

Насправді, виявилося, що зручніше скористатися зменшеним удесятеро значенням Бел, тобто. децибел, тому:

дециБел (ДБ) = 10 * lg (P2/P1)

Посилення чи ослаблення потужності в децибелахвиражається формулою:

де

P 1 - Потужність до посилення, Вт

P 2 – потужність після посилення чи ослаблення, Вт

Значення Бел, децибел може бути зі знаком “плюс”, якщо P2 > P1 (посилення сигналу) і зі знаком “мінус”, якщо P2< P1 (ослабление сигнала)

У багатьох випадках порівняння сигналів шляхом вимірювання потужностей може бути незручним або неможливим – простіше виміряти напругу або струм.
У цьому випадку, якщо ми порівнюємо напруги або струми, формула набуде вже іншого вигляду:

де

N дБ – посилення, чи ослаблення потужності децибелах

U 1 - це напруга до посилення,

I 1 – сила струму до посилення, А

I 2 – сила струму після посилення, А

Ось невелика табличка, в якій наведено основні відносини напруги та відповідне число децибел:

Справа в тому, що операції множення та розподілу над числами у звичайному базисі, замінюються операціями складання та віднімання у логарифмічному базисі. Наприклад, у нас є два каскадно-включені підсилювачі з коефіцієнтами посилення K1 = 963 і K2 = 48. Який загальний коефіцієнт посилення? Правильно - він дорівнює добутку K = K1 * K2. Ви можете швидко розрахувати 963*48? Я – ні. Я можу прикинути K = 1000 * 50 = 50 тис., не більше. А якщо нам відомо, що K1 = 59 дБ і K2 = 33 дБ, то К = 59+33 = 92 дБ – скласти було не важко, сподіваюся.

Втім, актуальність таких обчислень була великою в епоху, коли запровадили поняття Бел і коли не було не те, що айфонів, а й електронних калькуляторів. Зараз досить відкрити калькулятор на ваших гаджетах і швиденько порахувати, що є що. Ну і щоб не паритися щоразу при перекладі дБ у рази, найзручніше знайти в інтернеті онлайн-калькулятор. Та хоча б ось.

Закон Вебера-Фехнера

Чому саме децибели? Все виходить від закону Вебера-Фехнера, який говорить нам, що інтенсивність відчуття людських почуттів прямо-пропорційна логарифму інтенсивності будь-якого подразника.

Так світильник, у якому вісім лампочок, здається нам настільки ж яскравіше світильника з чотирьох лампочок, наскільки світильник із чотирьох лампочок яскравіше світильника з двох лампочок. Тобто кількість лампочок має збільшуватися щоразу вдвічі, щоб здавалося, що приріст яскравості постійний. Тобто якщо додати до наших 32 ламп на графіку ще одну лампочку, то ми навіть і не помітимо різниці. Для того, щоб для нашого ока була помітна різниця, ми повинні до 32 лампочки додати ще 32 лампочки, і т.д. Або іншими словами, щоб нам здавалося, що наш світильник плавно набирає яскравість, нам треба запалювати вдвічі більше лампочок щоразу, ніж було попереднє значення.

Тому децибел дійсно зручніший у деяких випадках, тому що порівнювати дві величини набагато простіше в маленьких цифрах, ніж у мільйонах і мільярдах. Оскільки електроніка – це суто фізичне явище, те й децибели не обійшли її стороною.

Децибели та АЧХ підсилювача

Як ви пам'ятаєте у минулому прикладі з ОУ, у нас неінвертуючий посилював сигнал у 10 разів. Якщо подивитися в нашу табличку, це виходить 20 дБ щодо вхідного сигналу. Так, так воно і є:

Також у дБ на деяких графіках АЧХ позначають нахил характеристики АЧХ. Це може виглядати приблизно так:

На графіку бачимо АЧХ полосового фільтра. Зміна сигналу +20 дБ на декаду(дБ/дек, dB/dec) говорить нам у тому, що з кожному збільшенні частоти в 10 разів, амплітуда сигналу зростає на 20 дБ. Те саме можна сказати і про спад сигналу -20 дБ на декаду. При кожному збільшенні частоти в 10 разів, у нас амплітуда сигналу зменшуватиметься на -20 дБ. Є також схожа характеристика дБ на октаву(ДБ/окт, dB/oct). Тут майже все те саме, тільки зміна сигналу відбувається при кожному збільшенні частоти в 2 рази.

Давайте розглянемо приклад. Маємо фільтр високих частот (ФВЧ) першого порядку, зібраного на RC-ланцюзі.

Його АЧХ буде виглядати так (клацніть для повного відкриття)

Нас зараз цікавить пряма похильна лінія АЧХ. Так як у неї нахил приблизно однаковий до частоти зрізу -3дБ, то можна знайти її крутість, тобто дізнатися, у скільки разів збільшується сигнал при кожному збільшенні частоти в 10 разів.

Отже візьмемо першу точку на частоті 10 Герц. На частоті 10 Герц амплітуда сигналу зменшилася на 44 дБ, це видно в правому нижньому кутку (out:-44)

Помножуємо частоту на 10 (декада) і отримуємо другу точку 100 Герц. На частоті 100 Герц наш сигнал зменшився приблизно на 24 дБ

Тобто виходить за одну декаду, у нас сигнал збільшився з -44 до -24 дБ на декаду. Тобто нахил характеристики становив +20 дБ/декаду. Якщо +20 дБ/декаду перевести в дБ на октаву, то вийде 6 дБ/октаву.

Досить часто, дискретні атенюатори (дільники) вихідного сигналу на вимірювальних приладах (особливо на генераторах) проградуйовані в децибелах:
0, -3, -6, -10, -20, -30, -40 дБ. Це дозволяє швидко орієнтуватися у відносному рівні вихідного сигналу.

Що ще вимірюють у децибелах?

Також дуже часто в дБ виражають (signal-to-noise ratio, скор. SNR)

де

U c – це ефективне значення напруги сигналу,

U ш - ефективне значення напруги шуму,

Чим вище значення сигнал/шум, тим чистіший звук забезпечується аудіосистемою. Для музичної апаратури бажано, щоб це ставлення було не менше 75 дБ, а Hi-Fi апаратури не менше 90 дБ. Немає значення фізична природа сигналу, важливо, щоб одиниці були у однакових вимірах.

Як одиниця логарифмічного відношення двох однойменних фізичних величин застосовується також непер (Нп) - 1 Нп ~ 0,8686 Б. В основі лежить не десятковий (lg), а натуральний (ln) логарифм відносин. Нині використовується рідко.

У багатьох випадках зручно порівнювати між собою не довільні величини, а одну величину щодо іншої, названої умовно опорною (нульовою, базовою).
В електротехніці, в якості такої опорної або нульової величини обрано значення потужності 1 мВт, що виділяється на резисторі опором 600 Ом.
У цьому випадку, базовими значеннями при порівнянні напруги або струмів стануть величини 0.775 або 1.29 мА.

Для звукової потужності такою базовою величиною є 20 мікроПаскаль (0 дБ), а поріг +130 дБ вважається болючим для людини:

Докладніше про це написано у Вікіпедії за цим посиланням.

Для випадків коли як базові значення використовуються ті чи інші конкретні величини, придумані навіть спеціальні позначення одиниць вимірювань:

dbW (дБВт)– тут відлік іде щодо 1 Ватта (Вт). Наприклад, нехай рівень потужності становив +20 дБВт. Це означає, що потужність збільшилася в 100 разів, тобто на 100 Вт.

dBm (дБм)– тут у нас відлік вже йде щодо 1 мілівата (мВт). Наприклад, рівень потужності +30дБм буде відповідно дорівнює 1 Вт. Не забуваймо, що це у нас енергетичні децибели, тому для них буде справедлива формула

Наступні характеристики – це амплітудні децибели. Для них буде справедлива формула

dBV (дБВ)- Як ви здогадалися, опорна напруга 1 Вольт. Наприклад, +20дБВ дасть – це 10 Вольт

Від дБВ також випливають інші види децибелів із різними приставками:

dBmV (дБмВ)- Опорний рівень 1 мілівольт.

dBuV (дБмкВ)- Опорна напруга 1 мікровольт.

Тут я навів найуживаніші спеціальні види децибелів в електроніці.

Децибели використовуються і в інших галузях, де вони також показують відношення будь-яких двох величин, що вимірюються в логарифмічному масштабі.

Також на YouTube є цікаве відео про децибели.

За участю Jeer

Рівень шуму- Це рівень сукупності різних звуків, що не викликає у людини підвищеного занепокоєння та значних змін показників функціонального стану систем та аналізаторів, які чутливі до шуму.

Це рівень шуму, який викликає у людини занепокоєння та інших фізіологічних чи психічних змін, зазвичай не перевищує 55 децибел (дБ). Високий рівень шумутаїть у собі дуже велику небезпеку. Щоб зрозуміти, який вплив робить шум для слуху, необхідно мати уявлення про допустимі норми шуму для різного часу доби, а також знати, який рівень шуму в децибелах виробляють різні звуки. Після цього можна зрозуміти, чи є безпечними для слуху певні звуки чи таять у собі небезпеку. Після розуміння важливості впливу шуму можна буде намагатися уникати шкідливого впливу звуків на слух.

Допустимі норми рівня шуму у квартирі та інших житлових приміщеннях.

Допустимі норми рівня шумувизначаються згідно з встановленими санітарними нормами, допустимими вважають рівень шуму, що не завдає шкоди слуху навіть після тривалого впливу на слуховий апарат. Допустима величина становить:

• в денний час допустимий рівень шумудорівнює – 55 децибел (дБ);
• у нічний час допустимий рівень шуму дорівнює – 40 децибел (дБ).

Ця величина є оптимальною для нашого вуха. Проте за умов великих міст вони, зазвичай, порушуються.

Рівень шуму децибелах (дБ).

Рівень шуму у децибелах- це фізична характеристика гучності звуку, що вимірюється в децибелах (дБ). Якщо подивитися який рівень шуму видають звичні для більшості людей речі та машини, то видно, як часто перевищений нормальний рівень шуму. Як приклад наведемо лише незначну частину звуків, які оточують нас у житті і скільки децибел (дБ) вони насправді містять:

Як видно, більшість шумів значно перевищують допустиму норму. Причому в таблиці представлені природні шуми фону, на які ми, як правило, не можемо ніяк вплинути. А якщо ще врахувати шум від працюючого телевізора чи гучної музики, якому ми самі піддаємо свій слуховий апарат. Завдаючи власноруч великої шкоди нашому слуху.

Який рівень шуму завдає шкоди?

Рівень шумуякий, досягає рівня 70-90 децибел (дБ), при тривалому впливі на слуховий апарат впливає на центральну нервову систему і може призвести до її захворювань. Шум, який досяг рівня 100 і більше децибел (дБ), впливаючи тривалий час може призвести до значного зниження слуху аж до повної глухоти. Тому слухаючи музику на максимальній гучності ми отримуємо шкоди набагато більше, ніж задоволення та користі.

Шум можна розділити на 4 основні групи, що мають розподіл на підгрупи.

За механізмом виникнення:

• механічний шум (робота машин та механізмів) - створюється пружними коливаннями твердої та рідкої поверхні;
• аеро- та гідродинамічний шум, який виникає при появі турбулентності в газовому або рідкому середовищі;
• електродинамічний шум чуємо з появою електричної дуги, коронного розряду.

По частоті розрізняють такі види шуму:

• низькочастотний менше трьохсот герц;
• середньочастотний від трьохсот до восьмисот герц;
• високочастотний понад вісімсот герц.

За спектром шумової дії:

• широкосмуговий (більше однієї октави);
• тональний (нерівномірний розподіл енергії звуку із значною перевагою у межах довільної октави).

Глава з книги англійського інженера Руперта Тейлора "Шум", R. Taylor "Noise"

У наш час усі вже щось чули про децибели, але майже ніхто не знає, що це таке. Децибел є чимось на зразок акустичного еквівалента «свічки» – одиниці сили світла – і здається пов'язаним із дзвоном дзвіночків (bell – у перекладі з англійської означає дзвін, дзвіночок). Однак, це зовсім не так: свою назву децибел отримав на честь Александера Грейама Белла – винахідника телефону.

Децибел не тільки не одиниця виміру звуку, він взагалі не є одиницею виміру, принаймні в тому сенсі, як, наприклад, вольти, метри, грами і т. д. Якщо завгодно, в децибелах можна виміряти навіть довжину волосся, чого ніяк не можна зробити у вольтах. Очевидно, все це звучить дещо дивно, тому спробуємо дати роз'яснення. Мабуть, ніхто не здивується, якщо я скажу, що відстань від Лондона до Інвернеса в двадцять разів більша, ніж від мого дому до Лондона. Я можу висловити будь-яку відстань, порівнюючи його з відстанню від мого будинку до Лондона, скажімо до площі Пікаділлі Відстань від Лондона до Джон-о "Тротса в двадцять шість разів більше, ніж ця остання відстань, а до Австралії - в 500 разів. Але це не означає, що Австралія віддалена від будь-чого на 500 одиниць. Всі наведені числа виражають тільки відносини величин.

Одна з вимірних характеристик звуку - це кількість енергії, що в ньому міститься; Інтенсивність звуку в будь-якій точці можна виміряти як потік енергії, що припадає на одиничний майданчик, і виразити, наприклад, у ватах на квадратний метр (Вт/м2). При спробі записати в цих одиницях інтенсивність звичайних шумів відразу виникають труднощі, оскільки інтенсивність найбільш тихого звуку, доступного сприйняттю людини з найгострішим слухом, дорівнює приблизно 0,000 000 000 001 Вт/м 2 . Один із найгучніших звуків, з яким ми стикаємося вже не без ризику шкідливих наслідків, – це шум реактивного літака, що пролітає на відстані близько 50 м. Його інтенсивність становить близько 10 Вт/м 2 . А на відстані 100 м від місця запуску ракети Сатурн інтенсивність звуку помітно перевищує 1000 Вт/м 2 . Очевидно, що оперувати числами, що виражають інтенсивності звуку, що лежать у такому широкому діапазоні, дуже важко, незалежно від того, чи ми їх у одиницях енергії або навіть у вигляді відносин. Існує простий, хоч і не цілком очевидний вихід із цієї скрути. Інтенсивність найслабшого чутного звуку дорівнює 0,000 000 000 001 Вт/м 2 . Математики воліють записати це число таким чином: 10-12 Вт/м2. Якщо комусь такий запис незвичний, нагадаємо, що 10 2 це 10 у квадраті, або 100, а 10 3 це 10 у кубі, або 1000. Аналогічно 10 -2 означає 1/10 2 , або 1/100, або 0, 01, а 10 -3 це 1/10 3 або 0,001. Помножити будь-яке число на 10 х – отже, х разів помножити його на 10.

Намагаючись знайти найзручніший спосіб вираження інтенсивностей звуку, спробуємо уявити їх як відносин, прийнявши за еталонну інтенсивність величину 10 -12 Вт/м2. При цьому відзначатимемо, скільки разів потрібно помножити еталонну інтенсивність на 10 для того, щоб отримати задану інтенсивність звуку. Наприклад, шум реактивного літака в 10000000000000 (або в 1013) разів перевищує наш еталон, тобто цей еталон необхідно 13 разів помножити на 10. Такий спосіб вираження дозволяє значно зменшити значення чисел, що виражають гігантський діапазон звукових інтенсивностей; якщо ми позначимо одноразове збільшення в 10 разів як 1 білий, то отримаємо «одиницю» для вираження відносин. Так, рівень шуму реактивного літака відповідає 13 біл. Біл виявляється занадто великою величиною; зручніше користуватися дрібнішими одиницями, десятими частками біла, які називають децибелами. Таким чином, інтенсивність шуму реактивного двигуна дорівнює 130 децибелам (130 дБ), але щоб уникнути плутанини з будь-яким іншим еталоном інтенсивності звуку слід зазначити, що 130 дБ визначається щодо еталонного рівня 10 -12 Вт/м 2 .

Якщо відношення інтенсивності даного звуку до еталонної інтенсивності виражається якимсь менш круглим числом, наприклад 8300, переведення в децибели виявиться не таким простим. Очевидно, число множень на 10 буде більше 3 і менше 4 але для точного визначення цього числа необхідні тривалі обчислення. Як обійти таку скруту? Виявляється, дуже просто, оскільки всі відносини, виражені в одиницях «десятикратних збільшень», давно обчислені – це логарифми.

Будь-яке число можна представити як 10 певною мірою: 100 це 10 2 і, отже, 2 - це логарифм 100 при підставі 10; 3 – логарифм 1000 при підставі 10 і, що менш очевидно, 3,9191 – логарифм 8300. Немає необхідності весь час повторювати «при підставі 10», тому що 10 – найпоширеніша основа логарифму, і якщо немає іншої вказівки, то мається на увазі саме це заснування. У формулах ця величина записується як log10 чи lg.

Користуючись визначенням децибелу, можемо тепер записати рівень інтенсивності звуку як:

Наприклад, при інтенсивності звуку 0,26 (2,6×10 -1) Вт/м 2 рівень інтенсивності в дБ щодо еталона 10 -12 Вт/м 2 дорівнює

Але логарифм 26 дорівнює 0415; отже, остаточна відповідь виглядає так:

10 × 11,415 = 114 дБ(З точністю до 1 дБ)

Не слід забувати, що децибели є одиницями виміру тому сенсі слова, як, наприклад, вольти чи оми, і що відповідно до них доводиться звертатися інакше. Якщо дві акумуляторні батареї по 6 В (вольт) з'єднати послідовно, то різниця потенціалів на кінцях ланцюга складе 12 В. А що вийде, якщо до шуму 80 дБ додати ще шум 80 дБ? Шум загальною інтенсивністю 160 дБ? Ні - адже при подвоєнні числа його логарифм зростає на 0,3 (з точністю до двох десяткових знаків). Тоді при подвоєнні інтенсивності звуку рівень інтенсивності збільшується на 0,3 білого, тобто на 3 дБ. Це справедливо будь-якого рівня інтенсивності: подвоєння інтенсивності звуку призводить до підвищення рівня інтенсивності на 3 дБ. У табл. 1 показано, як збільшується рівень інтенсивності, виражений децибелах, при додаванні звуків різної інтенсивності.

Таблиця №1

Тепер, дозволивши таємницю децибелу, наведемо кілька прикладів.

Рівень шуму у децибелах

У табл. 2 дано перелік типових шумів та рівні їх інтенсивності в децибелах.

Таблиця №2

Як можна визначити інтенсивність даного звуку? Це досить складне завдання; значно легше виміряти коливання тиску звукових хвилях. У табл. 3 наведено значення звукового тиску для звуків різної інтенсивності. З цієї таблиці видно, що діапазон звукових тисків не такий широкий, як діапазон інтенсивностей: тиск зростає вдвічі повільніше, ніж інтенсивність. При подвоєнні звукового тиску енергія звукової хвилі має збільшитись у чотири рази – тоді відповідно збільшиться швидкість частинок середовища. Тому, якщо ми виміряємо звуковий тиск, як і інтенсивність, в логарифмічному масштабі і, крім того, введемо множник 2 отримаємо ті ж величини для рівня інтенсивності. Наприклад, звуковий тиск найслабшого із чутних звуків дорівнює приблизно 0,00002 Н (ньютона)/м 2 , а в кабіні дизельного вантажівки воно становить 2 Н/м 2 , отже, рівень інтенсивності шумів у кабіні дорівнює

Таблиця №3

Виражаючи рівень звукового тиску в децибелах, слід пам'ятати, що зі збільшенням тиску вдвічі додається 6 дБ. Якщо в кабіні дизельного вантажівки шум досягне 106 дБ, то звуковий тиск подвоїться і складе 4 Н/м 2 а інтенсивність збільшиться в чотири рази і досягне 0,04 Вт/м 2 .

Ми багато говорили про міру інтенсивності звуку, але не стосувалися практичних методів вимірювання цієї величини. До доступних для вимірювання характеристик звукової хвилі відносяться інтенсивність, тиск, швидкість та усунення частинок. Всі ці показники безпосередньо пов'язані один з одним, і, якщо вдається виміряти хоча б одну з них, інші можна обчислити.

Неважко побачити чи відчути навпомацки коливання легких предметів, що опинилися на шляху звукової хвилі. На цьому явищі заснований принцип дії осцилографа - найстарішого виду шумоміра. Осцилограф складається з діафрагми, до центру якої прикріплена тонка нитка, механічної системи для посилення коливань і пера, що записує на паперовій стрічці зміщення діафрагми. Такі записи нагадують «хвилясті лінії», про які ми говорили у попередньому розділі.

Цей прилад був вкрай малочутливий і підходив лише підтвердження акустичних теорій вчених на той час. Інерція механічних деталей гранично обмежувала частотну характеристику та точність приладу. Заміна механічного підсилювача оптичною системою та використання фотографічного методу реєстрації сигналів дозволили значно знизити інерційність приладу. У вдосконаленому таким чином пристрої нитка діафрагми намотувалась на барабан, що обертається, закріплений на осі, до якої прикріплювалося дзеркальце, що обертається разом з барабаном. На дзеркальці падав промінь світла; при поворотах дзеркальця то в один, то в інший бік, що відбувалися в результаті коливань мембрани, промінь відхилявся, і ці відхилення можна було записувати на світлочутливий папір. І тільки з розвитком електроніки були розроблені більш менш точні вимірювальні прилади, а для конструювання сучасного портативного шумоміра довелося чекати винаходу транзисторів.

Сучасний шумомір – це електронний аналог старого механічного пристрою. Першим кроком у процесі вимірювання служить перетворення звукового тиску зміни електричної напруги; це перетворення робить мікрофон. В даний час в таких приладах застосовують мікрофони різних типів: конденсаторні, з котушкою, що рухається, кристалічні, стрічкові, з нагрітим дротом, з сегнетової сіллю - це лише мала частина всіх типів мікрофонів. У нашій книзі ми не розглядатимемо принципи їхньої дії.

Всі мікрофони виконують одну і ту ж основну функцію, і більшість з них забезпечена мембраною того чи іншого виду, яка наводиться в коливання змінами тиску в звуковій хвилі. Усунення мембрани викликають відповідні зміни напруги на затискачах мікрофона. Наступний крок у вимірі – посилення, а потім випрямлення змінного струму та заключна операція – подача сигналу на вольтметр, відкалібрований у децибелах. У більшості таких приладів вольтметром вимірюються не максимальні, а середньоквадратичні значення сигналу, тобто результат певного виду усереднення, яким користуються частіше, ніж максимальними значеннями.

Звичайним вольтметром не можна охопити величезний діапазон звукових тисків і тому в тій частині пристрою, де відбувається посилення сигналу, є кілька ланцюгів, що відрізняються посиленням на 10 дБ, які можна включати послідовно один за одним. Однак досі широко застосовують удосконалену модель старого осцилографа. В електронно-променевому осцилоскопі проблема інерційності, властива механічному осцилографу, повністю виключена, так як маса електронного променя дуже мала, і він легко відхиляється електромагнітним полем і малює на екрані криву коливань напруги, що подається на прилад.

Отримана осцилографічна запис застосовується для математичного аналізу форми звукової хвилі. Осцилоскопи також надзвичайно корисні при вимірюванні імпульсних шумів. Як ми вже говорили, звичайний шумомір безперервно визначає середньоквадратичні значення сигналу. Але, наприклад, звукова бавовна або гарматний постріл не породжують безперервний шум, а створюють одиничний, дуже потужний, іноді небезпечний для слуху імпульс тиску, який супроводжується коливаннями тиску, що поступово згасають (рис. 13). Початковий стрибок тиску може пошкодити слух або розбити шибку, але так як він одиничний і короткочасний, то середньоквадратична величина не буде для нього характерна і може тільки призвести до непорозуміння. Хоча для вимірювання імпульсних звуків існують спеціальні шумоміри, більшість їх не зможе зареєструвати повністю середньоквадратичну величину імпульсу просто тому, що вони не встигають спрацювати. Ось тут осцилоскоп і демонструє свої переваги, миттєво викреслюючи точну криву підйому тиску, тому максимальний тиск в імпульсі можна виміряти прямо на екрані.

Мал. 13. Типовий імпульсний шум

Можливо, одним із найбільш суттєвих питань акустики є залежність поведінки звуку від його частоти. Нижня частотна межа сприйняття звуку людиною становить близько 30 Гц, а верхня – не вище 18 кГц; тому шумомір мав би реєструвати звуки у тому діапазоні частот. Але тут виникає серйозна скрута. Як ми побачимо в наступному розділі, чутливість людського вуха для різних частот не однакова; так, наприклад, щоб звуки з частотою 30 Гц та 1 кГц звучали однаково голосно, рівень звукового тиску першого з них повинен бути на 40 дБ вище, ніж другого. І отже, свідчення шумоміра самі по собі ще не багато чого варті.

Цією проблемою зайнялися фахівці з електроніки, і сучасні шумоміри забезпечені коригувальними контурами, що складаються з окремих ланцюжків, включаючи які можна знизити чутливість шумоміра до низькочастотних і дуже високочастотних звуків і наблизити тим самим частотні характеристики приладу до властивостей людського вуха. Зазвичай шумомір містить три коригувальні контури, що позначаються А, В і С; найбільш корисна корекція А; корекцію застосовують лише зрідка; корекція мало впливає на чутливість в діапазоні 31,5 Гц - 8 кГц. У деяких типах шумомірів використовується ще корекція D, яка дозволяє зчитувати показання приладу прямо в одиницях PN дБ, які застосовуються для вимірювання шуму літаків. Точний розрахунок PN дБ дуже складний, але для високих рівнів шуму рівень одиниць PN дБ дорівнює рівню в дБ, виміряному шумоміром з корекцією D, плюс 7 дБ; в більшості випадків шум реактивних літаків, виражений у PN дБ, приблизно дорівнює рівню в дБ, виміряному шумоміром з корекцією А плюс 13 дБ.

В даний час майже повсюдно рівень шуму приймають рівним рівню, виміряному в дБ за допомогою шумоміра з корекцією А, і виражають його в одиницях дБА. Хоча людське вухо сприймає звук незрівнянно витонченіше, ніж шумомір, і тому звукові рівні, виражені в дБА, жодною мірою не відповідають точно фізіологічної реакції, але простота цієї одиниці робить її надзвичайно зручною для практичного застосування.

Найважливіший недолік виміру гучності в дБА полягає в тому, що при цьому наша реакція на звуки низької частоти недооцінюється і не враховується підвищена чутливість вуха до гучності чистих тонів.

До переваг шкали дБА слід, зокрема, віднести ту обставину, що тут, як ми побачимо в наступному розділі, подвоєння гучності грубо відповідає збільшенню рівня шуму на 10 дБА. Однак навіть ця шкала дає не більш ніж грубу вказівку на роль частотного складу шуму, а так як ця характеристика шуму часто надзвичайно важлива, результати вимірювань, проведених за допомогою шумоміра, доводиться доповнювати даними, отриманими при використанні інших приладів.

Частоти, як і інтенсивності, вимірюють у логарифмічному масштабі, причому за основу приймають щаблі подвоєння числа коливань на секунду. Оскільки діапазон частот менш широкий, ніж діапазон інтенсивностей, число десятикратних збільшення не підраховують, десятковими логарифмами не користуються і частоти звуку завжди виражають числом коливань, або циклів в секунду. За одиницю частоти приймають одне коливання за секунду, або 1 герц (Гц). Визначення інтенсивності звуку кожної частоти вимагало б нескінченного числа вимірів. Тому, як і в музичній практиці, весь діапазон поділяють наоктави. Найбільша частота в кожній октаві вдвічі перевищує найменшу. Перший, найбільш простий етап частотного аналізу звуку - вимірювання рівня звукового тиску в межах кожної з 8 або 11 октав, в залежності від діапазону частот, що цікавить нас; при вимірі сигнал з виходу шумоміра надходить на набір октавних фільтрів або на октавний смуговий аналізатор. Слово «смуга» вказує на ту чи іншу ділянку частотного спектру. Аналізатор містить 8 чи 11 електронних фільтрів. Ці пристрої пропускають ті частотні компоненти сигналу, які лежать у межах їх смуги. Включаючи по одному фільтри, можна послідовно виміряти рівень звукового тиску в кожній смузі безпосередньо за допомогою шумоміра. Але в багатьох випадках навіть октавні аналізатори не дають достатніх відомостей про сигнал, і тоді вдаються до більш детального аналізу, застосовуючи фільтри в половину або одну третину октави. Для отримання більш детального аналізу використовують вузькосмугові аналізатори, які «розрізають» шум на смуги постійної відносної ширини, наприклад 6 % від середньої частоти смуги або на смуги шириною в певне число герц, наприклад 10 або 6 Гц. Якщо в шумовому діапазоні є чисті тони, що трапляється часто, їх частоту і амплітуду можна встановити точно за допомогою аналізатора дискретних частот.

Зазвичай звукоаналізуюча апаратура дуже громіздка, тому її застосування обмежується рамками лабораторій. Дуже часто звук, що підлягає дослідженню, через мікрофон та підсилювальні ланцюги шумоміра записують на високоякісний портативний магнітофон, застосовуючи для калібрування контрольні сигнали; потім запис програють вже у лабораторії, подаючи сигнал на аналізатор, який автоматично викреслює частотний спектр на паперовій стрічці. На рис. 14 зображені спектри типового шуму, отримані за допомогою октавного, третьоктавного та вузькосмугового (смуга 6 Гц) аналізаторів.

Мал. 14. Аналіз звуку за допомогою октавного та третьоктавного фільтрів та фільтра з шириною смуги 6 Гц.

Однак, щоб виміряти шум, ще недостатньо знати рівень гучності та частоту звуку. Якщо говорити про шум навколишнього середовища, то він складається з багатьох окремих шумів різного походження: це шуми вуличного руху, літаків, промислові шуми, а також шуми, що виникають внаслідок інших видів діяльності людини. Якщо спробувати виміряти рівень шуму на вулиці звичайним шумоміром, то виявиться, що це надзвичайно складне завдання: стрілка шумоміра безперервно коливатиметься в дуже широких межах. Що слід прийняти за рівень шуму? Максимальний відлік? Ні, ця цифра надто висока та непоказна. Середній рівень? Це було б можливо, але вкрай важко оцінити середню величину для певного проміжку часу, а щоб утримувати стрілку в межах шкали, доведеться безперервно змінювати щаблі посилення шумоміра.

Таблиця №4

Існують два загальноприйняті методи обліку флуктуації рівня шуму, що дозволяють висловлювати цей рівень у чисельній мірі. У першому методі використовують так званий аналізатор статистичного розподілу. Цей пристрій реєструє відносну частку часу, протягом якого рівень шуму, що вимірюється, знаходиться в межах кожної з ступенів шкали, розташованих, наприклад, через кожні 5 дБ. Результати таких вимірювань показують, протягом якої частки повного часу було перевищено кожен із звукових рівнів. Нанісши на графік числа, подані у табл. 4, з'єднавши точки плавною лінією та встановивши рівні, які були перевищені протягом 1, 10, 50, 90 та 99 % часу, ми зможемо дати задовільний опис «шумового клімату». Зазначені рівні позначаються так: L1, L10, L50, L90 та L99. L1 дає уявлення про максимальне значення рівня шуму, L10 - це характерний високий рівень, тоді як L90 як би показує шумовий фон, тобто рівень, до якого знижується шум при настанні тимчасового затишшя. Великий інтерес представляє різницю між значеннями L10 та L90; вона вказує, у яких межах у кожному даному місці варіюється рівень шуму, а чим більше коливання шуму, тим сильніше його подразнювальна дія. Втім, рівень L10 і сам по собі служить хорошим показником транспортної шуму, що турбує дії; цей показник широко застосовується при вимірюванні та прогнозуванні транспортного шуму, і з його урахуванням визначають розміри державної компенсації жертвам шуму нових автострад та доріг (див. гл. 11). Отже, L10 – це рівень звуку, виражений в дБА, який перевищується протягом точно десяти відсотків повного часу вимірів.

Зазвичай транспортний шум флуктує цілком певним чином, тому рівень L10 служить самостійним досить задовільним показником шуму, хоча лише частково представляє статистичну картину шуму. Якщо ж шуми змінюються безладно, як, наприклад, це відбувається при накладенні один на одного залізничних, промислових та іноді літакових шумів, розподіл шумових рівнів сильно коливається від точки до точки. У подібних випадках бажано виразити всі статистичні дані одним числом. Були зроблені спроби винайти формулу, що включає всю картину шуму, включаючи розмах шумових флуктуації. До таких показників відносяться "індекс транспортного шуму" і "рівень шумового забруднення", але найпоширеніший показник - це особливого роду середня величина, що позначається Lекв. Вона характеризує середнє значення енергії звуку (на відміну арифметичного усереднення рівнів, виражених у дБ); іноді Lекв називають еквівалентним рівнем безперервного шуму, тому що чисельно ця величина відповідає рівню такого строго стабільного шуму, при якому за весь період вимірювання мікрофон прийняв би ту ж сумарну кількість енергії, яке надходить у нього при всіх нерівномірностях, сплесках і викидах флуктуючого шуму, що вимірюється. У найпростішому випадку Lекв становитиме, наприклад, 90 дБА, якщо рівень шуму весь час дорівнював 90 дБА, або якщо половину часу вимірювання шум становив 93 дБА, а решта часу повністю був відсутній. Дійсно, оскільки подвоєння інтенсивності шуму або енергії призводить до збільшення його рівня на 3 дБ, то для того, щоб при подвоєнні інтенсивності шуму зберегти постійним загальна кількість енергії, слід вдвічі зменшити час його дії. Аналогічно ту ж величину Lекв = 90 дБА ми отримаємо при рівні шуму 100 дБА, якщо він діє протягом однієї десятої того самого проміжку часу. Вимірювання витрати електроенергії за допомогою електролічильника проводиться подібним чином. На практиці періоди постійного рівня шуму та періоди повної його відсутності зустрічаються не часто, і тому розрахувати Lекв досить складно. Тут допоможе приходять таблиці розподілу типу табл. 4, або спеціально сконструйовані автоматичні лічильники. Індекс Lекв має два недоліки: при усередненні короткі сплески шуму з високим рівнем роблять більший внесок, ніж періоди шуму низького рівня; крім того, збільшення числа максимумів мало впливає на величину Lекв. Наприклад, якщо при усередненні за день шуму від 100 поїздів виходить еквівалентний рівень Lекв = 65 дБА, то зі збільшенням числа поїздів удвічі Lекв зростає лише на 3 дБА. Для того щоб величина Lекв зросла так само, як при подвоєнні гучності (тобто як при збільшенні рівня на 10 дБА) шуму, створюваного кожним з поїздів, їхня кількість довелося б збільшити в 10 разів. І все ж, незважаючи на деяку неповноцінність, шкала Lекв є найкращою універсальною мірою шуму з усіх наявних в даний час. В Англії вона поступово набуде такого ж поширення, яке має на континенті. Зараз вона вже застосовується в Англії для вимірювання дози шуму, яку отримують особи, які працюють у промисловості за наймом.

Застосовується й інший захід, по суті набагато більш подібний до Lекв, ніж може здатися на перший погляд: це нормувальний індекс шуму, на жаль, занадто добре знайомий тим, хто живе поблизу великих аеропортів. Шкалу нормувальних індексів шуму використовують для характеристики середньомаксимальних рівнів шуму літаків, виражених у PN дБ (так званий «сприймається рівень звуку», див. Акуст. словник), а оскільки вона починається від рівня 80 PN дБ (близько 67 дБА), то значення 80 віднімається з величини середньомаксимального рівня. Теоретично, якщо за час вимірювання шум виробляє лише один літак, величина цього індексу точно дорівнюватиме середньомаксимальному рівню в PN дБ мінус 80. При кожному подвоєнні числа літаків слід додавати до цього числа 4,5 одиниці, а не 3, як для шкали Lекв. Хоча формула цього індексу і виглядає дещо приголомшливо, вище нам вдалося фактично його повністю охарактеризувати. Якщо окремі пікові рівні шуму літаків різняться лише на кілька дБ, усереднену величину можна обчислити арифметично. В іншому випадку значення рівня шуму, виражені в дБ, доведеться назад переводити в величини інтенсивності, і тут знадобиться таблиця логарифмів і світла голова!

Існує безліч інших заходів, шкал та індексів для вимірювання шуму, включаючи фони, сони, алеї, різні похідні PN дБ та ряд інших критеріїв, не рахуючи всіх міжнародних варіантів шкали нормувальних індексів шуму. Займатися описом інших одиниць та показників немає потреби. Слід зазначити, що в США для вимірювання шуму на робочому місці прийнято показник Lекв, але при подвоєнні часу впливу шуму до його значення там додають не 3 дБ, як у Європі, а 5 дБ. В іншому показники дБА, L10 та Lекв застосовуються однаково в усьому світі.

Квартира наша фортеця, наша гавань тиші та затишку. Але дуже часто сторонній шум заважає нам спокійно розслабитися та відпочити після важкого робочого дня. Особливо часто від подібних проблем страждають жителі великих міст, яких навіть нові звукоізоляційні вікна не рятують від проникнення вуличного шуму в приміщення. Проблему посилює літня спека, коли у житловому будинку чи квартирі вікно закрити неможливо, адже кондиціонери не у всіх стоять. І якщо вдень шум ще можна якось терпіти, то в нічний час боротися з ним просто неможливо. Адже є ще сусіди, які на ніч дивлячись починають, свердлити, стукати, з'ясовувати стосунки, веселитися з гостями та голосно слухати музику. А з іншого боку будинку йде цілодобове будівництво, порівняно з яким шум від сусідів здається хвилинкою тиші.

Який закон захищає громадян від підвищеного шуму у житлових приміщеннях? Яких санітарних норм слід дотримуватися? Який рівень у дБ допустимо у квартирі? Кому скаржитися на галасливе кафе чи будівництво поряд із вашим будинком? Який рівень шуму не порушуватиме встановлених норм і шкодить вашому здоров'ю? Так-так, ви не дочули. Постійне знаходження в шумному помешканні досить шкідливе для людського вуха і всього організму загалом. Чи можна виміряти рівень шуму в домашніх умовах і до якого компетентного органу звертатися за умови перевищення санітарної норми дБ для житлових приміщень? Як можна вплинути на сусідів, щоб вони перестали шуміти? Усі ці нагальні питання задають собі щодня близько сімдесяти відсотків городян. Інтернет мало допоможе вам із пошуками відповідей. Краще відразу звернутися до досвідчених фахівців, які мають досвід вирішення таких проблем.

Консультанти нашого сайту в будь-який час готові вам допомогти грамотно, швидко і, що дуже важливо, безкоштовно.

Для того щоб дати відповіді на поставлені вище питання необхідно спочатку розібратися з основними поняттями теми. Що таке шум, швидше за все, зрозуміло кожній людині, тому зараз наукового обґрунтування ми їй не даватимемо. А ось під гучністю звуку розуміється рівень його (в сенсі звуку) тиску в одиницях виміру, якими є дБ (децибели). Під максимальним рівнем шуму у квартирі розуміється збільшення норми на 15 дБ. Тобто, якщо закон встановлює санітарну норму в 40 дБ у денний час, то допустимий рівень дорівнюватиме 55 дБ. У нічний час максимальна норма у житлових квартирах дорівнює 40 децибелам і перевищувати її не можна. Чому закон встановлює різні показники для приміщень на нічний та денний час? Тому що в нічний час основним органом сприйняття стають вушні мушлі, є навіть таке поняття, як чуйний сон. Рівень сприйнятливості шуму підвищується приблизно 10-15 дБ. Отже, різкі, гучні звуки заважають спати.

Постійне порушення шумових меж у децибелах може призвести до порушення нормального функціонування вашого організму. Регулярний шум у квартирі, наприклад від дій сусідів, у розмірі 70 дБ вже негативно позначиться на вашому здоров'ї (нервова система не відпочиває, з'являється дратівливість, головний біль тощо). У деяких випадках навіть не хочеться довго перебувати у житлових приміщеннях через підвищений шумовий фон. Не треба намагатися лаятись з відповідальними за гуркіт та крики людьми. І на сусідів, і на будівельників, і навіть на керівництво сусідньої кафешки, які порушують закон про допустимий шум у денний та нічний час, завжди можна знайти управу. Для початку зверніться до фахівців і вам підкажуть алгоритм дій із закону та справедливості.

Рівні шуму на прикладах

Виміряти дБ у житлових приміщеннях недостатньо. Необхідно ще розуміти, наскільки перевищення допустимого звуку може вплинути на ваше здоров'я та який ступінь порушення закону при цьому спостерігається (при стандартній нормі 40 звукових одиниць).

Порівняльний перелік звукових вібрацій (одиницею виміру тут буде природно дБ):

• від 0 до 10 майже нічого нечутно, можна порівняти з дуже тихим шелестом листя;
• від 25 до 20 ледь чутний звук, можна порівняти з людським пошепком у житлових квартирах на відстані одного метра;
• від 25 до 30 тихий звук (цокання годинника, наприклад);
• від 35 до 45 шумовий ефект від спокійної (можливо навіть приглушеної) розмови, для житлових будов стандартом за законом є 40 дБ;
• від 50 до 55 чітка звукова хвиля, допустимо для не житлових приміщень, наприклад, для офісів або робочих кабінетів з використанням технічних засобів (машинки, факс, принтер і т.д.);
• від 60 до 75 шумне приміщення можна порівняти з гучними розмовами, сміхом, криками і т.д. 70 дБ вже небезпечно для вашого здорового стану;
• від 80 до 95 дуже галасливі звуки, у житлових приміщеннях так може працювати потужний пилосос, у нежитлових (у тому числі і на вулиці) такі звуки видає метро, ​​рев мотоцикла, дуже гучні крики тощо;
• від 100 до 115 максимальний звук для навушників, гуркіт грому, вертоліт, бензопила і т.д.;
• 130 – рівень звукового тиску потрапляє під больовий поріг (наприклад, звук двигунів літака, що він стартує);
• від 135 до 145 такий тиск звуку може призвести до контузії;
• від 150 до 160 такий тиск звуку може призвести не лише до контузії, а й до травматизму, а також до введення людини у шоковий стан;
• понад 160 можливий розрив як барабанних перетинок, а й легких людини.

Крім чутних звуків впливом геть здоров'я надають і нечутні вухом (ультразвук, інфразвук). За подробицями можна звернутися до наших консультантів.

Законодавство проти шуму

У нашій країні немає конкретного закону, який охороняє спокій громадян у денний та нічний час. Наприклад, стандарти максимальних звукових тисків (40 і 50 дБ) встановлені не цивільним чи кримінальним процесом, а санітарними нормами. Визначення шуму в 70 дБ як шкідливого для здоров'я ви теж не знайдете в сучасному законодавстві. Та й самі люди не поважають потреби відпочивати один одного. Незалежно від віку (сусід може голосно включати музику в нічний час хоч йому 18 років, хоч 40, хоч 70) та соціального становища. Будівельні роботи ведуться також і вдень і вночі, в обхід закону щодо одержаного дозволу від депутатських органів. Боротися із сусідами простіше. Вночі можна викликати поліцію і притягнути їх до відповідальності за порушення громадського порядку. У денний час, якщо вам хтось заважає, і ви впевнені у своїй правоті, можна викликати співробітників СЕС або Росспоживнагляду, які зобов'язані виміряти рівень шуму та зафіксувати вашу скаргу.

Існують положення про те, яке приміщення визнається житловим і в ньому прописуються допустимі умови для проживання. Там ви зможете знайти інформацію про порушення норм звукового тиску в денний час в тому числі.

Щоб не потрапити в халепу, викликаючи поліцію необхідно розуміти що має на увазі денний і нічний час. Отже, норми СанПіН говорять нам про те, що денний цей час з 7.00 ранку до 23.00 вечора, відповідно ніч триває з 23.00 до 7.00. відповідно до ФЗ про підтримку нормальних умов проживання за порушення цих норм загрожує адміністративна відповідальність.

Також закон забороняє проведення будівельних робіт, які порушують норми допустимості шуму вночі. Якщо будівництво в спальному районі все ж таки ведеться можна звернутися в муніципальні органи або в Росспоживнагляд. Кожна ситуація індивідуальна і тому, перш ніж щось робити, зверніться до фахівців за порадою.

Збереження слуху

Для того щоб не нашкодити своєму слуху необхідно дотримуватись певних правил:

• не потрібно заглушувати сторонній шум ззовні гучною музикою в навушниках, можете зробити лише гірше;
• при необхідності частого та тривалого знаходження в галасливих місцях (або на виробництві) користуйтеся спеціальними затичками для вух (вони називаються беруші);
• зниження шуму у приміщенні можливе при використанні спеціальних матеріалів для звукоізоляції;
• дотримуйтесь правил безпеки при заняттях дайвінгом, стрибках з парашутом, польотах на літаку, заняттях у тирі тощо;
• бережіть вуха, якщо захворіли на нежить або підхопили риніт (заборонені всі дії, перераховані рядком вище);
• навіть при великій любові до гучної музики, не потрібно її слухати цілодобово безперервно;
• давайте своєму слуху періодичну перепочинок, якщо все ж таки шумних місць уникнути не вдається.

Дбайте про своє здоров'я, адже крім вас і ваших близьких ніхто цього не зробить. А при виникненні складних ситуацій, якщо вам потрібна юридична допомога, звертайтеся до наших юристів. Це можна зробити на сайті, не виходячи з дому і без фінансових витрат.