Cường độ âm thanh được đo như thế nào? Tiêu chuẩn công suất và các khái niệm khác về kỹ thuật âm thanh. Tính toán toán học của decibel

Âm thanhđược gọi là dao động cơ học của các hạt của môi trường đàn hồi (không khí, nước, kim loại, v.v.), được cơ quan thính giác cảm nhận một cách chủ quan. Cảm giác âm thanh được gây ra bởi sự rung động của môi trường xảy ra trong dải tần từ 16 đến 20.000 Hz. Âm thanh có tần số dưới phạm vi này được gọi là hạ âm và những âm thanh ở trên được gọi là siêu âm.

Áp lực âm thanh- áp suất thay đổi trong môi trường do sự truyền sóng âm trong đó. Độ lớn của áp suất âm thanh được ước tính bằng lực của sóng âm trên một đơn vị diện tích và được biểu thị bằng newton trên mét vuông (1 n/mét vuông = 10 bar).

Mức áp suất âm thanh- tỷ số giữa giá trị áp suất âm thanh và mức 0, được lấy là áp suất âm thanh n/mét vuông:

Tốc độ âm thanh phụ thuộc vào tính chất vật lý của môi trường truyền dao động cơ học. Như vậy, tốc độ truyền âm trong không khí là 344 m/giây ở T=20°С, trong nước là 1.481 m/giây (ở T=21,5°С), trong gỗ là 3.320 m/giây và trong thép là 5.000 m/giây.

Công suất âm thanh (hoặc cường độ)- lượng năng lượng âm thanh truyền qua một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích; được đo bằng watt trên mét vuông (W/m2).

Cần lưu ý rằng áp suất âm và cường độ âm có liên hệ với nhau theo mối quan hệ bậc hai, tức là khi áp suất âm tăng 2 lần thì cường độ âm tăng 4 lần.

Mức âm thanh- tỷ lệ cường độ của một âm thanh nhất định với mức 0 (tiêu chuẩn), trong đó cường độ âm thanh được lấy là watt/m2, biểu thị bằng decibel:

Mức áp suất âm thanh và cường độ âm thanh, tính bằng decibel, có cùng độ lớn.

Ngưỡng nghe- âm thanh nhỏ nhất mà một người vẫn có thể nghe được ở tần số 1000 Hz, tương ứng với áp suất âm thanh n/m2.

Âm lượng- cường độ của cảm giác âm thanh do một âm thanh nhất định gây ra ở một người có thính giác bình thường. Âm lượng phụ thuộc vào cường độ của âm thanh và tần số của nó, thay đổi tỷ lệ thuận với logarit của cường độ âm thanh và được biểu thị bằng số decibel bởi mà âm thanh đã cho vượt quá cường độ âm thanh được lấy làm ngưỡng nghe được. Đơn vị của âm lượng là nền.

Ngưỡng chịu đau- áp suất âm thanh hoặc cường độ âm thanh, được coi là cảm giác đau đớn. Ngưỡng đau ít phụ thuộc vào tần số và xảy ra ở áp suất âm thanh khoảng 50 n/m2.

Dải động- phạm vi âm lượng hoặc sự khác biệt về mức áp suất âm thanh của âm thanh to nhất và nhỏ nhất, được biểu thị bằng decibel.

Nhiễu xạ- độ lệch so với sự truyền thẳng của sóng âm.

khúc xạ- sự thay đổi hướng truyền của sóng âm do sự khác biệt về tốc độ dọc theo các phần khác nhau của đường đi.

Sự can thiệp- việc bổ sung các sóng có cùng độ dài đến một điểm nhất định trong không gian dọc theo một số đường khác nhau, do đó biên độ của sóng tạo ra ở các điểm khác nhau trở nên khác nhau và cực đại và cực tiểu của biên độ này xen kẽ nhau với nhau.

nhịp đập- Sự giao thoa của hai dao động âm có tần số khác nhau một chút. Biên độ của các dao động thu được tăng hoặc giảm tuần hoàn theo thời gian với tần số bằng độ chênh lệch giữa các dao động giao thoa.

Tiếng vang- dư âm còn sót lại trong không gian kín. Nó được hình thành do sự phản xạ lặp đi lặp lại từ các bề mặt và sự hấp thụ đồng thời của sóng âm. Âm vang được đặc trưng bởi một khoảng thời gian (tính bằng giây) trong đó cường độ âm thanh giảm đi 60 dB.

Tấn- dao động âm thanh hình sin. Cao độ của âm thanh được xác định bởi tần số dao động của âm thanh và tăng dần khi tần số tăng dần.

Giai điệu cơ bản- âm thấp nhất do nguồn âm tạo ra.

Âm bội- tất cả các âm, ngoại trừ âm chính, được tạo bởi nguồn âm thanh. Nếu tần số của âm bội là một số nguyên lớn hơn tần số của âm cơ bản thì chúng được gọi là âm bội hài (sóng hài).

Âm sắc- “màu sắc” của âm thanh, được xác định bởi số lượng, tần số và cường độ của âm bội.

Tông màu kết hợp- các âm bổ sung phát sinh do tính phi tuyến của đặc tính biên độ của bộ khuếch đại và nguồn âm thanh. Các âm kết hợp xuất hiện khi hệ thống tiếp xúc với hai hoặc nhiều rung động có tần số khác nhau. Tần số của các âm kết hợp bằng tổng và hiệu tần số của các âm cơ bản và các hài âm của chúng.

Khoảng thời gian- So sánh tần số của hai âm thanh đó. Khoảng phân biệt nhỏ nhất giữa hai âm thanh âm nhạc liền kề về tần số (mỗi âm thanh âm nhạc có tần số được xác định nghiêm ngặt) được gọi là nửa cung và khoảng tần số có tỷ lệ 2: 1 được gọi là quãng tám (một quãng tám âm nhạc bao gồm 12 nửa cung); khoảng thời gian có tỷ lệ 10:1 được gọi là thập kỷ.

Đơn vị của thang âm lượng tuyệt đối là lý lịch. Âm lượng 1 phon là âm lượng của âm sin thuần túy liên tục có tần số 1 kHz, tạo ra áp suất âm thanh 2 mPa.

Mức âm lượng- giá trị tương đối. Nó được thể hiện ở tầng lớp và bằng số với mức áp suất âm thanh (tính bằng decibel - dB) được tạo ra bởi một âm hình sin có tần số 1 kHz có cùng âm lượng với âm thanh được đo (to bằng âm thanh đã cho).

Sự phụ thuộc của mức âm lượng vào áp suất và tần số âm thanh

Hình bên phải cho thấy một nhóm các đường cong âm lượng bằng nhau, còn được gọi là đồng âm. Chúng là các biểu đồ được tiêu chuẩn hóa (tiêu chuẩn quốc tế ISO 226) sự phụ thuộc của mức áp suất âm thanh vào tần số ở mức âm lượng nhất định. Sử dụng sơ đồ này, bạn có thể xác định mức âm lượng của âm thuần ở bất kỳ tần số nào, biết mức áp suất âm thanh mà nó tạo ra.

Thiết bị giám sát âm thanh

Ví dụ: nếu sóng hình sin có tần số 100 Hz tạo ra mức áp suất âm thanh 60 dB, thì bằng cách vẽ các đường thẳng tương ứng với các giá trị này trên sơ đồ, chúng ta tìm thấy tại giao điểm của chúng một isophone tương ứng với mức âm lượng 50 von. Điều này có nghĩa là âm thanh này có mức âm lượng là 50 nền.

Isophone “nền 0”, được biểu thị bằng một đường chấm, đặc trưng ngưỡng ngheâm thanh có tần số khác nhau để nghe bình thường.

Trong thực tế, điều thường được quan tâm không phải là mức âm lượng được biểu thị bằng nền, mà là giá trị biểu thị âm thanh nhất định lớn hơn âm thanh khác bao nhiêu. Một câu hỏi thú vị khác là làm thế nào mà âm lượng của hai âm khác nhau cộng lại. Vì vậy, nếu có hai âm có tần số khác nhau với mức 70 nền, điều này không có nghĩa là tổng mức âm lượng sẽ bằng 140 nền.

Sự phụ thuộc của độ to vào mức áp suất âm thanh (và cường độ âm thanh) hoàn toàn là một đường cong phi tuyến tính; nó có đặc tính logarit. Khi mức áp suất âm tăng 10dB thì âm lượng tăng gấp 2 lần. Điều này có nghĩa là các mức âm lượng 40, 50 và 60 von tương ứng với âm lượng 1, 2 và 4 son.

Âm thanh	Âm lượng, âm thanh:	Mức âm lượng, hình nền:
Ngưỡng nghe	0	0
Tiếng tích tắc của đồng hồ đeo tay	~ 0.02	10
Thì thầm	~ 0.15	20
Âm thanh đồng hồ treo tường	~ 0.4	30
Cuộc trò chuyện bị bóp nghẹt	~ 1	40
Đường phố yên tĩnh	~ 2	50
Cuộc trò chuyện bình thường	~ 4	60
Đường phố ồn ào	~ 8	70
Mức độ nguy hiểm cho sức khỏe	~ 10	75
Búa khí nén	~ 32	90
Cửa hàng rèn	~ 64	100
Âm nhạc lớn	~ 128	110
Ngưỡng chịu đau	~ 256	120
Còi báo động	~ 512	130
Mặt phẳng phản ứng	~ 2048	150
Mức độ gây chết người	~ 16384	180
vũ khí tiếng ồn	~ 65536	200

Ghi chú

Quỹ Wikimedia. 2010.

Xem “Âm lượng âm thanh” là gì trong các từ điển khác:

Một đại lượng đặc trưng cho cảm giác thính giác đối với một âm thanh nhất định. G.z. phụ thuộc một cách phức tạp vào áp suất âm thanh (hoặc cường độ âm thanh), tần số và hình dạng rung động. Với tần số và hình dạng dao động không đổi của G. z. âm thanh tăng lên khi âm thanh tăng lên... Bách khoa toàn thư vật lý

Độ lớn của cảm giác thính giác, tùy thuộc vào cường độ âm thanh và tần số của nó. Ở tần số không đổi, âm lượng của âm tăng theo cường độ. Ở cùng cường độ, âm thanh to nhất nằm trong khoảng 700-6000... ... Từ điển bách khoa lớn

âm lượng- Độ lớn của cảm giác thính giác, tùy thuộc vào cường độ và tần số của âm thanh [Từ điển thuật ngữ xây dựng 12 ngôn ngữ ​​(VNIIIS Gosstroy Liên Xô)] Chủ đề tiếng ồn, âm thanh EN độ to của âm thanh âm lượng âm thanh DE Lautstärke FR intensité de sonvolume… … Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

Độ lớn của cảm giác thính giác, tùy thuộc vào cường độ âm thanh và tần số của nó. Ở tần số không đổi, âm lượng tăng dần theo cường độ. Ở cùng cường độ, âm thanh to nhất nằm trong khoảng tần số 700... ... từ điển bách khoa

Thước đo cường độ cảm giác thính giác do âm thanh gây ra. G. z. phụ thuộc vào áp suất âm thanh và tần số âm thanh hiệu quả (xem hình). Để so sánh, G. z. sử dụng giá trị LN, gọi là thiên đường. mức độ của G. z. và bằng: LN = 20 log(p*eff /p*0), trong đó p*0 = 20... ... Từ điển bách khoa bách khoa lớn

âm lượng- garsumas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. âm lượng của âm thanh vok. Lautheit, f; Lautstärke, f; Tonstarke, f rus. âm lượng, f pranc. âm lượng vang lên, m... Radioelektronikos thiết bị đầu cuối

Một đại lượng đặc trưng cho cảm giác thính giác đối với một âm thanh nhất định. G. z. phụ thuộc một cách phức tạp vào áp suất âm thanh (Xem Áp suất âm thanh) (hoặc cường độ âm thanh (Xem Cường độ âm thanh)), tần số và hình dạng của các rung động. Với hằng số... ... Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô

âm lượng- rus cường độ (g) (cường độ) của âm thanh, âm lượng (g) của âm thanh eng cường độ âm thanh fra intensité (f) acoustique, intensité (f) sonore, intensité (f) du son deu Schallintensität (f), Schallstärke (f) spa cường độ cao (f) sonora, cường độ cao (f) acústica … An toàn và sức khỏe nghề nghiệp. Dịch sang tiếng Anh, Pháp, Đức, Tây Ban Nha

Độ lớn của cảm giác thính giác, tùy thuộc vào cường độ âm thanh và tần số của nó. Ở tần số không đổi G. z. tăng với cường độ ngày càng tăng. Ở cùng cường độ, tối đa. Âm thanh ở dải tần 700-6000 Hz to hơn. Số không... ... Khoa học Tự nhiên. từ điển bách khoa

Độ lớn của cảm giác thính giác, tùy thuộc vào cường độ âm thanh và tần số của nó (tiếng Bulgaria; Български) cường độ âm thanh (tiếng Séc; Čeština) hlasitost zvuku (tiếng Đức; tiếng Đức) Lautstärke (tiếng Hungary; tiếng Magyar) hangosság (tiếng Mông Cổ) ... ... Từ điển xây dựng

Sách

• Đặt các bảng. Vật lý. Sóng cơ học. Âm học (8 bàn), . Album giáo dục 8 tờ. Bài báo - 5-8665-008. Quá trình sóng. Sóng dọc. Sóng ngang. Sóng định kỳ. Sự phản xạ của sóng. Sóng đứng. Sóng âm. Độ cao của âm thanh...

Thử nghiệm so sánh loa âm thanh nổi Edifier và Microlab (Tháng 4 năm 2014)

Quyền lực

Với từ quyền lực trong cách nói thông tục, nhiều người có nghĩa là “quyền lực”, “sức mạnh”. Vì vậy, việc người mua liên kết công suất với âm lượng là điều khá tự nhiên: “Công suất càng lớn thì loa sẽ phát ra âm thanh càng hay và to hơn”. Tuy nhiên, niềm tin phổ biến này là hoàn toàn sai lầm! Không phải lúc nào loa có công suất 100 W sẽ phát to hơn hoặc tốt hơn loa có mức công suất “chỉ” 50 W. Giá trị công suất không nói lên âm lượng mà nói về độ tin cậy cơ học của âm học. Giống nhau 50 hoặc 100 W hoàn toàn không phải là âm lượng, được xuất bản bởi chuyên mục. Bản thân đầu động có hiệu suất thấp và chỉ chuyển đổi 2-3% năng lượng của tín hiệu điện cung cấp cho chúng thành rung động âm thanh (may mắn thay, âm lượng phát ra khá đủ để tạo ra âm thanh). Giá trị do nhà sản xuất chỉ ra trong hộ chiếu của loa hoặc toàn bộ hệ thống chỉ cho biết rằng khi cung cấp tín hiệu của nguồn điện được chỉ định, đầu động hoặc hệ thống loa sẽ không bị hỏng (do quá nóng và ngắn mạch xen kẽ của dây, “cắn” khung cuộn dây, đứt bộ khuếch tán, hư hỏng hệ thống treo linh hoạt của hệ thống, v.v.).

Do đó, công suất của hệ thống âm thanh là một thông số kỹ thuật, giá trị của nó không liên quan trực tiếp đến độ to của âm thanh, mặc dù nó có liên quan phần nào đến nó. Giá trị công suất định mức của đầu động, đường dẫn bộ khuếch đại và hệ thống loa có thể khác nhau. Thay vào đó, chúng được chỉ định để định hướng và ghép nối tối ưu giữa các thành phần. Ví dụ: bộ khuếch đại có công suất thấp hơn hoặc cao hơn đáng kể có thể làm hỏng loa ở vị trí tối đa của bộ điều khiển âm lượng trên cả hai bộ khuếch đại: ở bộ thứ nhất - do mức độ méo cao, ở bộ thứ hai - do hoạt động bất thường của bộ khuếch đại. người nói.

Công suất có thể được đo theo nhiều cách khác nhau và trong các điều kiện thử nghiệm khác nhau. Có những tiêu chuẩn được chấp nhận chung cho các phép đo này. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số trong số chúng thường được sử dụng nhất trong đặc điểm sản phẩm của các công ty phương Tây:

RMS (Công suất hình sin tối đa định mức- đặt công suất hình sin tối đa). Công suất được đo bằng cách áp dụng sóng hình sin 1000 Hz cho đến khi đạt đến mức méo hài nhất định. Thông thường trong hộ chiếu sản phẩm nó được viết như thế này: 15 W (RMS). Giá trị này cho biết hệ thống loa khi được cung cấp tín hiệu 15 W có thể hoạt động trong thời gian dài mà không gây hư hỏng cơ học cho các đầu động. Đối với âm thanh đa phương tiện, giá trị công suất trong W (RMS) cao hơn so với loa Hi-Fi nhờ các phép đo ở độ méo sóng hài rất cao, thường lên tới 10%. Với độ méo như vậy, gần như không thể nghe được âm thanh do tiếng khò khè mạnh và âm bội ở đầu động và thân loa.

PMPO(Công suất âm nhạc đỉnh cao Công suất âm nhạc đỉnh cao). Trong trường hợp này, công suất được đo bằng cách sử dụng sóng hình sin ngắn hạn có thời lượng dưới 1 giây và tần số dưới 250 Hz (thường là 100 Hz). Trong trường hợp này, mức độ biến dạng phi tuyến không được tính đến. Ví dụ: công suất loa là 500 W (PMPO). Thực tế này cho thấy hệ thống loa sau khi phát tín hiệu tần số thấp trong thời gian ngắn không có bất kỳ hư hỏng cơ học nào đối với các đầu động. Đơn vị công suất watt (PMPO) thường được gọi là “watt Trung Quốc” do giá trị công suất sử dụng kỹ thuật đo này đạt tới hàng nghìn watt! Hãy tưởng tượng - loa hoạt động cho máy tính tiêu thụ năng lượng điện 10 VA từ nguồn điện xoay chiều, đồng thời phát ra công suất âm nhạc cực đại là 1500 W (PMPO).

Cùng với các tiêu chuẩn của phương Tây, còn có các tiêu chuẩn của Liên Xô dành cho các loại quyền lực khác nhau. Chúng được quy định bởi GOST 16122-87 và GOST 23262-88, vẫn còn hiệu lực cho đến ngày nay. Các tiêu chuẩn này xác định các khái niệm như định mức, tiếng ồn tối đa, hình sin tối đa, công suất dài hạn tối đa, công suất ngắn hạn tối đa. Một số trong số chúng được ghi trong hộ chiếu dành cho thiết bị của Liên Xô (và hậu Xô Viết). Đương nhiên, những tiêu chuẩn này không được sử dụng trong thực tiễn thế giới, vì vậy chúng tôi sẽ không tập trung vào chúng.

Chúng tôi rút ra kết luận: quan trọng nhất trong thực tế là giá trị công suất được biểu thị bằng W (RMS) ở giá trị độ méo hài (THD) từ 1% trở xuống. Tuy nhiên, việc so sánh các sản phẩm ngay cả bằng chỉ số này cũng rất gần đúng và có thể không liên quan gì đến thực tế, vì âm lượng được đặc trưng bởi mức áp suất âm thanh. Đó là lý do tại sao nội dung thông tin của chỉ báo “công suất hệ thống loa” bằng không.

Nhạy cảm

Độ nhạy là một trong những thông số được nhà sản xuất chỉ định trong đặc tính của hệ thống loa. Giá trị đặc trưng cho cường độ áp suất âm thanh do loa phát ra ở khoảng cách 1 mét khi tín hiệu được cung cấp ở tần số 1000 Hz và công suất 1 W. Độ nhạy được đo bằng decibel (dB) tương ứng với ngưỡng nghe (mức áp suất âm bằng 0 là 2*10^-5 Pa). Đôi khi ký hiệu được sử dụng là mức độ nhạy đặc trưng (SPL, Mức áp suất âm thanh). Trong trường hợp này, để cho ngắn gọn, trong cột có đơn vị đo lường, dB/W*m hoặc dB/W^1/2*m được chỉ định. Điều quan trọng là phải hiểu rằng độ nhạy không phải là hệ số tỉ lệ tuyến tính giữa mức áp suất âm thanh, công suất tín hiệu và khoảng cách tới nguồn. Nhiều công ty chỉ ra các đặc tính độ nhạy của trình điều khiển động được đo trong các điều kiện không chuẩn.

Độ nhạy là một đặc điểm quan trọng hơn khi thiết kế hệ thống loa của riêng bạn. Nếu bạn không hiểu đầy đủ ý nghĩa của thông số này, thì khi chọn âm thanh đa phương tiện cho PC, bạn không thể đặc biệt chú ý đến độ nhạy (may mắn thay, nó không thường được chỉ định).

phản hồi thường xuyên

Đáp ứng biên độ-tần số (phản hồi thường xuyên) trong trường hợp tổng quát là biểu đồ biểu thị sự khác biệt về biên độ của tín hiệu đầu ra và đầu vào trên toàn bộ dải tần số được tái tạo. Đáp ứng tần số được đo bằng cách áp dụng tín hiệu hình sin có biên độ không đổi khi tần số của nó thay đổi. Tại điểm trên biểu đồ có tần số là 1000 Hz, người ta thường vẽ mức 0 dB trên trục tung. Lựa chọn lý tưởng là trong đó đáp ứng tần số được biểu thị bằng một đường thẳng, nhưng trên thực tế, những đặc điểm như vậy không tồn tại trong hệ thống âm thanh. Khi xem xét biểu đồ, bạn cần đặc biệt chú ý đến mức độ không đồng đều. Giá trị không đồng đều càng lớn thì độ méo tần số của âm sắc trong âm thanh càng lớn.

Các nhà sản xuất phương Tây thích chỉ ra phạm vi tần số được tái tạo, đó là "ép" thông tin từ đáp ứng tần số: chỉ các tần số giới hạn và không đồng đều được chỉ định. Giả sử nó ghi: 50 Hz - 16 kHz (±3 dB). Điều này có nghĩa là hệ thống âm thanh này có âm thanh đáng tin cậy trong dải tần 50 Hz - 16 kHz, nhưng dưới 50 Hz và trên 15 kHz, độ không đồng đều tăng mạnh, đáp ứng tần số được gọi là “tắc nghẽn” (đặc tính giảm mạnh). ).

Điều đó có nghĩa là gì? Việc giảm mức tần số thấp đồng nghĩa với việc mất đi sự phong phú và phong phú của âm trầm. Sự gia tăng ở vùng tần số thấp gây ra cảm giác loa bị ù và ù. Khi bị chặn ở tần số cao, âm thanh sẽ bị rè và không rõ ràng. Tần số cao cho thấy sự hiện diện của âm thanh rít và huýt sáo khó chịu, khó chịu. Trong loa đa phương tiện, cường độ đáp ứng tần số không đồng đều thường cao hơn so với cái gọi là âm thanh Hi-Fi. Tất cả các tuyên bố quảng cáo của nhà sản xuất về đáp ứng tần số của loa loại 20 - 20.000 Hz (giới hạn khả năng lý thuyết) nên được xử lý với mức độ hoài nghi khá lớn. Đồng thời, sự không đồng đều của đáp ứng tần số thường không được chỉ ra, điều này có thể dẫn đến những giá trị không thể tưởng tượng được.

Do các nhà sản xuất âm thanh đa phương tiện thường “quên” chỉ ra sự không đồng đều trong đáp ứng tần số của hệ thống loa nên khi gặp đặc tính loa có tần số 20 Hz - 20.000 Hz, bạn cần phải để ý. Có khả năng cao là mua phải một thứ thậm chí không cung cấp phản hồi đồng đều ít nhiều trong dải tần 100 Hz - 10.000 Hz. Không thể so sánh dải tần số được tái tạo với các tần số bất thường khác nhau.

Biến dạng phi tuyến, biến dạng sóng hài

Hệ số biến dạng sóng hài Kg. Hệ thống âm thanh là một thiết bị điện âm phức tạp có đặc tính khuếch đại phi tuyến. Do đó, tín hiệu nhất thiết sẽ có hiện tượng méo phi tuyến ở đầu ra sau khi đi qua toàn bộ đường dẫn âm thanh. Một trong những hiện tượng rõ ràng và dễ đo nhất là độ méo sóng hài.

Hệ số là một đại lượng không thứ nguyên. Nó được biểu thị bằng phần trăm hoặc bằng decibel. Công thức chuyển đổi: [dB] = 20 log ([%]/100). Giá trị độ méo hài càng cao thì âm thanh thường càng tệ.

Khối lượng của loa phần lớn phụ thuộc vào công suất tín hiệu cung cấp cho chúng. Vì vậy, thật ngu ngốc khi đưa ra kết luận thiếu chính xác hoặc so sánh các loa chỉ bằng hệ số méo hài mà không dùng đến thiết bị nghe. Ngoài ra, đối với các vị trí làm việc của điều khiển âm lượng (thường là 30,50%), giá trị này không được nhà sản xuất chỉ định.

Tổng điện trở, trở kháng

Đầu điện động có một điện trở nhất định đối với dòng điện một chiều, tùy thuộc vào độ dày, chiều dài và chất liệu của dây trong cuộn dây (điện trở này còn gọi là điện trở hay điện trở). Khi đưa vào tín hiệu âm nhạc là dòng điện xoay chiều, điện trở của đầu sẽ thay đổi tùy theo tần số của tín hiệu.

Trở kháng(impedans) là tổng điện trở của dòng điện xoay chiều được đo ở tần số 1000 Hz. Thông thường trở kháng của hệ thống loa là 4, 6 hoặc 8 ohm.

Nói chung, giá trị tổng điện trở (trở kháng) của hệ thống âm thanh sẽ không cho người mua biết bất cứ điều gì liên quan đến chất lượng âm thanh của một sản phẩm cụ thể. Nhà sản xuất chỉ ghi thông số này để tính điện trở khi kết nối hệ thống loa với bộ khuếch đại. Nếu giá trị trở kháng của loa thấp hơn giá trị tải của bộ khuếch đại khuyến nghị, âm thanh có thể bị méo hoặc tính năng bảo vệ đoản mạch sẽ hoạt động; nếu cao hơn thì âm thanh sẽ êm hơn nhiều so với mức kháng cự khuyến nghị.

Vỏ loa, thiết kế âm thanh

Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến âm thanh của hệ thống âm thanh là thiết kế âm thanh của đầu động (loa) bức xạ. Khi thiết kế hệ thống tiêu âm, nhà sản xuất thường gặp phải vấn đề lựa chọn thiết kế tiêu âm. Có hơn một chục loài.

Thiết kế âm thanh được chia thành tải âm và tải âm. Điều đầu tiên ngụ ý một thiết kế trong đó độ rung của bộ khuếch tán chỉ bị giới hạn bởi độ cứng của hệ thống treo. Trong trường hợp thứ hai, dao động của bộ khuếch tán bị hạn chế, ngoài độ cứng của hệ thống treo, bởi tính đàn hồi của không khí và khả năng cản âm đối với bức xạ. Thiết kế âm thanh cũng được chia thành hệ thống tác động đơn và đôi. Hệ thống tác động đơn được đặc trưng bởi sự kích thích âm thanh truyền đến người nghe chỉ qua một mặt của bộ khuếch tán (bức xạ từ phía bên kia được trung hòa bởi thiết kế âm thanh). Hệ thống tác động kép liên quan đến việc sử dụng cả hai bề mặt của bộ khuếch tán để tạo ra âm thanh.

Vì thiết kế âm thanh của loa hầu như không ảnh hưởng đến trình điều khiển động tần số cao và tần số trung bình, chúng tôi sẽ nói về các tùy chọn phổ biến nhất cho thiết kế âm thanh tần số thấp của thùng loa.

Sơ đồ âm học được gọi là “hộp kín” được áp dụng rất rộng rãi. Đề cập đến một thiết kế âm thanh được tải. Đó là một hộp đóng có bộ khuếch tán loa được hiển thị ở mặt trước. Ưu điểm: đáp ứng tần số tốt và đáp ứng xung. Nhược điểm: hiệu suất thấp, cần bộ khuếch đại mạnh, độ méo sóng hài cao.

Nhưng thay vì phải xử lý các sóng âm do rung động ở mặt sau của bộ khuếch tán gây ra thì chúng có thể được sử dụng. Tùy chọn phổ biến nhất trong số các hệ thống tác động kép là phản xạ âm trầm. Nó là một ống có chiều dài và mặt cắt nhất định được gắn trong vỏ. Độ dài và mặt cắt ngang của phản xạ âm trầm được tính toán sao cho ở một tần số nhất định, các dao động của sóng âm được tạo ra trong đó, cùng pha với các dao động do mặt trước của bộ khuếch tán gây ra.

Đối với loa siêu trầm, một mạch âm thanh thường được gọi là “hộp cộng hưởng” được sử dụng rộng rãi. Không giống như ví dụ trước, bộ khuếch tán loa không nằm trên bảng vỏ mà nằm bên trong, trên vách ngăn. Bản thân loa không tham gia trực tiếp vào việc hình thành phổ tần số thấp. Thay vào đó, bộ khuếch tán chỉ kích thích các rung động âm thanh tần số thấp, sau đó tăng âm lượng lên nhiều lần trong ống phản xạ âm trầm, đóng vai trò như một buồng cộng hưởng. Ưu điểm của các giải pháp thiết kế này là hiệu quả cao với kích thước loa siêu trầm nhỏ. Nhược điểm biểu hiện ở việc suy giảm đặc tính pha và xung, âm thanh trở nên mệt mỏi.

Sự lựa chọn tối ưu sẽ là những chiếc loa cỡ trung bình có thân bằng gỗ, được chế tạo theo mạch kín hoặc có phản xạ âm trầm. Khi chọn một loa siêu trầm, bạn không nên chú ý đến âm lượng của nó (ngay cả những mẫu rẻ tiền thường có đủ dự trữ cho thông số này) mà phải chú ý đến việc tái tạo đáng tin cậy toàn bộ dải tần số thấp. Về chất lượng âm thanh, những chiếc loa có thân mỏng hoặc kích thước rất nhỏ là điều đáng mong đợi nhất.

Sóng âm được đặc trưng bởi tốc độ lan truyền, áp suất âm thanh, cường độ, thành phần quang phổ và một số đại lượng khác.

Để hình thành các đơn vị âm học cũng như cơ học, chỉ cần ba đơn vị cơ bản là đủ: chiều dài L, quần chúng M và thời gian T. Thông thường, âm học sử dụng hệ đơn vị SI. Đồng thời, trong thực tế, các đơn vị phi hệ thống cũng được sử dụng (decibel, nền, quãng tám, khí quyển, v.v.). Ở đây chúng tôi chỉ liệt kê một số đại lượng âm thanh được sử dụng thường xuyên.

Tốc độ âm thanh- tốc độ pha của sóng âm trong môi trường đàn hồi, thường như nhau đối với mọi thành phần tần số của âm thanh. Được biểu thị bằng mét trên giây ( bệnh đa xơ cứng). Tốc độ truyền âm trong không khí ở nhiệt độ 0 C và áp suất 1 atm (101325 Pa) là 331 m/s.

Âm thanh áp lực R- phần thay đổi của áp suất xảy ra khi sóng âm truyền qua môi trường. Lan truyền trong môi trường, sóng âm hình thành sự ngưng tụ và độ hiếm của nó, tạo ra những thay đổi áp suất bổ sung liên quan đến giá trị trung bình của nó trong môi trường.

Áp suất âm thanh là phần thay đổi của áp suất, tức là sự dao động áp suất xung quanh giá trị trung bình, tần số tương ứng với tần số của sóng âm. Âm thanh áp lực -- chủ yếu định lượng đặc trưng âm thanh.

Áp suất âm thanh, giống như bất kỳ áp suất nào, được đo bằng pascal ( 1Pa = 1 newton TRÊN tôi 2 ) và có thứ nguyên LMT. Đôi khi mức áp suất âm thanh được sử dụng để mô tả âm thanh - được biểu thị bằng db tỷ lệ độ lớn của một áp suất âm thanh nhất định Rđến giá trị áp suất âm thanh ngưỡng R ồ =2·10 -5 n/m 2 . Trong trường hợp này, số decibel N=20 lg (p/p ồ ).

Áp suất âm thanh trong không khí rất khác nhau - từ 10 -5 n/m 2 gần ngưỡng nghe 10 3 n/m 2 ở những âm thanh lớn nhất, chẳng hạn như máy bay phản lực.

Ở áp suất âm thanh đáng kể, hiện tượng gián đoạn liên tục của chất lỏng được quan sát thấy - Xâm thực.

Áp suất âm thanh phải được phân biệt với sự bức xạ áp lực âm thanh.

Áp suất âm thanh là đặc tính quan trọng nhất của âm thanh, bởi vì tất cả các đại lượng âm thanh, tai con người cảm nhận được, trước hết là áp suất âm thanh.

Âm học sự bức xạ áp lực(áp suất bức xạ âm thanh) - áp suất không đổi mà một vật thể chịu đựng trong trường âm thanh đứng yên. Không nên nhầm lẫn áp suất bức xạ âm thanh với âm thanh áp lực, là áp suất thay đổi tuần hoàn trong môi trường mà sóng âm lan truyền.

Áp suất âm thanh tỷ lệ thuận với mật độ năng lượng âm thanh và do đó bình phương của áp suất âm thanh. Nó một vài Qua so sánh với âm thanh áp lực; vì vậy, ví dụ, trong trường âm thanh trong không khí, trong đó áp suất âm thanh là 10 2 n/m 2, với tần suất bình thường của sóng âm trên một chướng ngại vật phản xạ hoàn toàn âm thanh, áp suất âm thanh xấp xỉ bằng 0,1 n/ m2 . Áp suất âm thanh bức xạ được đo máy đo bức xạ. Biết giá trị áp suất âm thanh, bạn có thể xác định giá trị tuyệt đối cường độ âm thanh trong môi trường này.

Âm thanh năng lượng W- năng lượng chuyển động dao động của các hạt của môi trường đàn hồi lấp đầy vùng trường âm thanh. Giống như bất kỳ năng lượng nào khác, năng lượng âm thanh được biểu thị bằng joules ( j) và có thứ nguyên LMT.

Tỉ trọng âm thanh năng lượng w=dW/dV có kích thước LMT và đơn vị đo j/phút.

Chảy âm thanh năng lượng P=dW/dt, cũng như âm thanh quyền lực P=dW/dt- tất cả các đại lượng năng lượng này được biểu thị bằng watt ( W) và có thứ nguyên LMT.

Cường độ âm thanh(mật độ công suất âm thanh), còn gọi là cường độ âm thanh, - năng lượng trung bình theo thời gian được truyền bởi sóng âm qua một đơn vị diện tích vuông góc với hướng truyền sóng trong một đơn vị thời gian: I=dР/dS, có kích thước MT.

Đối với sóng truyền hình sin phẳng, cường độ âm

TÔI = pv/2 = P 2 /2rc,

Ở đâu R- biên độ áp suất âm thanh, v-- biên độ rung động tốc độ, r- mật độ của môi trường, Với- tốc độ của âm thanh trong đó. Trong sóng truyền hình cầu, cường độ âm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn. Trong sóng đứng TÔI = 0 , tức là trung bình không có dòng năng lượng âm thanh nào.

Cường độ âm thanh được đo bằng đơn vị SI W/M 2 . Cường độ âm thanh cũng được đo bằng mức cường độ trên thang decibel; số decibel

N = 10 lg (Tôi/tôi 0 ) ,

Ở đâu TÔI-- cường độ của một âm thanh nhất định, TÔI 0 = 10 -12 W/M 2 .

Cường độ âm thanh và được biểu thị bằng watt trên mét vuông ( W/m).

Âm học sức chống cự- một đại lượng vật lý tương tự như điện trở của mạch điện. Có kích thước LMT và được biểu thị bằng pascal giây trên mét khối.

Phạm vi âm thanh- đáp ứng tần số của âm thanh, mô tả thành phần quang phổ của nó liên quan đến một số đại lượng âm thanh (thường là áp suất âm thanh, cường độ âm thanh, v.v.). Theo quy luật, trong thực hành âm thanh, người ta phải xử lý quang phổ liên tục, khi năng lượng của dao động âm thanh được phân bổ liên tục trên một dải tần số nhất định. Đồng thời, khi giải quyết một số vấn đề nhất định (hiệu chuẩn, thu và truyền tín hiệu hiệu chuẩn, v.v.) cần sử dụng các thành phần tần số tuyến tính - rời rạc của phổ.

Một số đại lượng âm thanh liên quan đến nhận thức của con người về âm thanh (cường độ âm thanh, áp suất âm thanh, độ suy giảm của sóng âm, v.v.) có sự thay đổi theo cấp số nhân và do đó, có thể thay đổi giá trị trong một phạm vi rất rộng - theo vài bậc độ lớn.

Đổi lại, tai con người có phạm vi nhạy cảm rất lớn: nó bắt được tiếng xào xạc yên tĩnh nhất của tán lá, đồng thời chịu được tiếng sấm rung chuyển. Khả năng nhận thức thính giác này của con người được mô tả trong định luật tâm sinh lý thực nghiệm của Weber-Fechner như sau: cảm giác tỷ lệ thuận với logarit của sự kích thích.

Nếu tác động tăng lên 10 lần thì logarit thứ mười của nó tăng lên một và cảm giác cũng tăng lên một đơn vị nào đó. Và khi tác động tăng lên một triệu lần, logarit của nó, đồng thời, cảm giác, chỉ tăng sáu đơn vị giống nhau. Thực tế này rút ra một kết luận quan trọng: quy luật tâm sinh lý xác định sự thay đổi biên độ và tần số của âm thanh cảm nhận được trên một phạm vi rộng đến mức thực tế không thể sử dụng thang đo tuyến tính và cần phải sử dụng thang đo logarit. Nhưng chính định luật này làm cho việc sử dụng đại lượng logarit và đơn vị của chúng trong âm học trở nên khá tự nhiên.

Mức tương đối của đại lượng âm sử dụng thang logarit được định nghĩa là logarit của tỷ số của một giá trị nhất định X giá trị đến giá trị ngưỡng (ban đầu) X giá trị này. lấy làm điểm xuất phát:

mức độ số lượng = lg X/X .

Ví dụ: mức cường độ âm thanh là logarit thập phân của tỷ lệ của một giá trị cường độ âm thanh nhất định TÔIđến giá trị ngưỡng TÔI cường độ âm thanh .

Mức độ tương đối được biểu thị bằng chữ cái L với một chỉ số cho biết loại đại lượng âm thanh, ví dụ xếp hạng- mức áp suất âm thanh. Sau đây được coi là cấp độ ban đầu:

• o mức áp suất âm thanh - 20 µPa;
• o mức công suất âm thanh - 10 -12 W;
• o mức cường độ âm thanh - 0,01 W/m2.

Nếu cần chỉ ra giá trị ban đầu, giá trị của nó được đặt trong ngoặc đơn sau khi chỉ định giá trị logarit và các chữ cái re (các chữ cái đầu của từ tham chiếu). Ví dụ: đối với mức áp suất âm thanh L p (re 20 μPa) = 20 dB.

Khi sử dụng các đại lượng logarit cho mức cường độ, cơ số của logarit (mười, căn bậc hai của mười, hai, v.v.), giá trị ngưỡng của cường độ và bản thân tham số (mức áp suất âm thanh, mức cường độ âm thanh, v.v.) sẽ được áp dụng. ) được chỉ ra. Để định lượng mức độ và các đại lượng logarit khác, đơn vị bel và decibel được sử dụng.

Bel có hai nghĩa khác nhau: một nghĩa có cơ số logarit là 10 và nghĩa thứ hai là có cơ số 10. Cơ số thập phân của logarit được sử dụng cho các đại lượng năng lượng và cơ số được sử dụng cho các đại lượng lực.

Bel(B) có sự gia tăng về lượng năng lượng (công suất âm thanh R, năng lượng W, cường độ TÔI hoặc giá trị năng lượng khác) 10 lần:

1 trắng = log (P 2 / P 1) tại P 2 = 10 P 1. (1.2.1)

Vì đại lượng năng lượng tỷ lệ với bình phương của đại lượng lực (áp suất âm thanh, dòng điện, v.v.), nên be cũng biểu thị sự tăng đại lượng lực theo hệ số = 3,162.

Tuy nhiên, trong thực tế, bel được sử dụng rộng rãi nhất không phải là bel mà là đơn vị bội số của nó - decibel (dB): 1dB = 0,1 B.

decibel tương ứng với sự thay đổi giá trị năng lượng 10 0,1 = = 1,259 lần hoặc giá trị lực = 1,121 lần. Ngoài ra còn có một định nghĩa độc lập về decibel: decibel - mức áp suất âm thanh R, trong đó thỏa mãn hệ thức 20 lg (p/p 0) = 1, trong đó p 0 là áp suất âm ngưỡng bằng 20 μPa.

Âm thanh quyền lực là lượng năng lượng âm thanh phát ra trên một đơn vị thời gian tính bằng watt.

Mức độ âm thanh quyền lực- logarit của tỷ số giữa công suất âm thanh đã cho và công suất âm thanh ban đầu. Mức công suất âm thanh tính bằng decibel bằng mười lần logarit với cơ số mười của tỷ lệ này:

xếp hạng = 10 lg(P/P 0),

trong đó công suất âm thanh P, W, công suất âm thanh ngưỡng P 0, P 0 = 10 -12 W = 1 pW, trừ khi có chỉ định khác.

Vì công suất của tín hiệu âm thanh tỷ lệ với bình phương biên độ của nó (công suất âm thanh tỷ lệ với bình phương biên độ áp suất âm thanh), nên việc tăng biên độ tín hiệu của một bel tương ứng với giá trị

Một decibel tương ứng với sự thay đổi biên độ trong Tại 10 lần là một giá trị tương đối nhỏ. Do đó tính bằng decibel

Nếu như MỘT(u) là tỷ số lũy thừa, thì logarit ở vế phải của (1.2.2) phải có hệ số 10. Vì MỘT(u) là tỷ số không phải của công suất mà của đại lượng đầu ra và đầu vào (độ dịch chuyển, tốc độ, điện áp, dòng điện, v.v.), khi đó tỷ số này tăng lên mười lần sẽ tương ứng với việc tăng tỷ số công suất lên một trăm lần lần, tương ứng với hai bel hoặc hai mươi decibel. Do đó, ở vế phải của (1.2.2) có hệ số 20.

Mức độ cường độ âm thanh(mức mật độ thông lượng áp suất âm thanh) - logarit của tỷ lệ cường độ âm thanh nhất định theo một hướng xác định với cường độ ban đầu. Mức cường độ tính bằng decibel bằng mười lần logarit với cơ số mười của tỷ lệ này. Trừ khi có chỉ định khác, cường độ âm thanh ban đầu được lấy là 1 pW/m2.

Mức độ âm thanh áp lực- logarit của tỷ số giữa áp suất âm đã cho và áp suất âm ban đầu. Mức áp suất âm thanh tính bằng decibel bằng hai mươi logarit của tỷ lệ này với cơ số mười. Trừ khi có chỉ định khác, áp suất âm thanh ban đầu trong không khí được lấy là 20 μPa và 1 μPa trong các môi trường khác, và giả định rằng áp suất âm thanh được biểu thị theo giá trị bình phương trung bình gốc.

Ngoài các đặc điểm âm thanh khách quan, còn có các đặc điểm âm thanh chủ quan đặc trưng cho nhận thức thính giác của một người về âm thanh. Chúng bao gồm: âm lượng, ngưỡng nghe, ngưỡng đau và những thứ khác.

Âm lượng âm thanh- đại lượng đặc trưng cho mức độ cảm nhận âm thanh của thính giác. Âm lượng của âm thanh phụ thuộc một cách phức tạp vào áp suất âm thanh (cường độ âm thanh), vào tần số và hình dạng dao động của âm thanh. Với tần số và hình dạng dao động không đổi, âm lượng tăng khi áp suất âm thanh tăng. Một người nhạy cảm nhất với âm thanh trong dải tần 1 - 5 kHz.

Độ to của âm thanh có tần số nhất định được đánh giá bằng cách so sánh nó với âm lượng của một âm thuần có tần số 1000 Hz, đưa ra giá trị logarit “mức âm lượng”. Mức âm lượng được đánh giá ở chế độ nền.

Lý lịch có một mức âm lượng mà tại đó mức áp suất âm của một âm thanh lớn bằng nhau của một âm thuần tiêu chuẩn có tần số 1000 Hz bằng 1 dB. Đối với âm thanh tiêu chuẩn, mức âm lượng ở nền giống như mức áp suất âm thanh tính bằng decibel.

Ngưỡng khả năng nghe được- áp suất âm thanh tại đó nghe được âm thanh yếu nhất ở tần số nhất định. Ngưỡng nghe thấp nhất tương ứng với tần số trong khoảng 1 - 5 G kHz.

Ngưỡng đau đớn Cảm thấy- áp suất âm thanh tại đó cảm giác thính giác bình thường trở thành sự kích thích đau đớn của cơ quan thính giác. Ở dải tần số 1 – 5 kHz, ngưỡng đau khoảng 120 dB.

Chìa khóa từ : tốc độ âm thanh, âm thanh áp lực, Tỉ trọng âm thanh năng lượng, chảy âm thanh năng lượng, cường độ âm thanh, âm học sức chống cự, phạm vi âm thanh, tâm sinh lý pháp luật, mức độ âm học số lượng, logarit kích cỡ, logarit, trắng, decibel, âm lượng, ngưỡng thính giác, ngưỡng đau đớn Cảm thấy.

Câu hỏi kiểm soát

• 1. Chỉ định phạm vi âm thanh sóng
• 2. Danh sách âm học số lượng Và vui lòng cho biết đơn vị đo.
• 3. Cái gì như là phạm vi âm thanh?
• 4. TRONG Làm sao bao gồm tâm sinh lý pháp luật Weber-Fechner?
• 5. Tại sao V. âm học láu cá sử dụng logarit kích cỡ?
• 6. Cái gì như là liên quan đến mức độ âm học kích cỡ?
• 7. Cái gì như là trắng?
• 8. Cái gì như là decibel Và Làm sao Anh ta đã kết nối Với trắng?
• 9. Đưa cho sự định nghĩa mức độ âm thanh quyền lực, mức độ cường độ âm thanh, mức độ âm thanh áp lực.
• 10. Cái gì như là âm lượng âm thanh?
• 11. Cái gì như là ngưỡng khả năng nghe được?
• 12. Cái gì như là ngưỡng đau đớn Cảm thấy?

Trong bài viết, bạn sẽ tìm hiểu âm thanh là gì, mức âm lượng gây chết người của nó là bao nhiêu, cũng như tốc độ của nó trong không khí và các phương tiện khác. Chúng ta cũng sẽ nói về tần số, mã hóa và chất lượng âm thanh.

Chúng tôi cũng sẽ xem xét việc lấy mẫu, định dạng và công suất âm thanh. Nhưng trước tiên, hãy định nghĩa âm nhạc là âm thanh có trật tự - trái ngược với âm thanh hỗn loạn, hỗn loạn mà chúng ta coi là tiếng ồn.

- Đây là những sóng âm được hình thành do sự rung động và thay đổi của bầu khí quyển cũng như các vật thể xung quanh chúng ta.

Ngay cả khi nói chuyện, bạn vẫn nghe thấy người đối thoại vì anh ta ảnh hưởng đến không khí. Ngoài ra, khi bạn chơi một nhạc cụ, dù bạn đánh trống hay gảy dây, bạn đều tạo ra những rung động ở một tần số nhất định, tạo ra sóng âm thanh trong không khí xung quanh.

Có sóng âm ra lệnh Và hỗn loạn. Khi chúng được sắp xếp theo thứ tự và tuần hoàn (lặp lại sau một khoảng thời gian nhất định), chúng ta nghe thấy một tần số hoặc cường độ âm thanh nhất định.

Nghĩa là, chúng ta có thể định nghĩa tần suất là số lần một sự kiện xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định. Vì vậy, khi sóng âm hỗn loạn, chúng ta cảm nhận chúng như tiếng ồn.

Nhưng khi các sóng được sắp xếp theo thứ tự và lặp lại một cách tuần hoàn thì chúng ta có thể đo chúng bằng số chu kỳ lặp lại trong một giây.

Tốc độ lấy mẫu âm thanh

Tốc độ lấy mẫu âm thanh là số lần đo mức tín hiệu mỗi giây. Hertz (Hz) hoặc Hertz (Hz) là đơn vị đo lường khoa học xác định số lần một sự kiện xảy ra trong một giây. Đây là đơn vị chúng tôi sẽ sử dụng!

Tốc độ lấy mẫu âm thanh

Có thể bạn đã từng thấy chữ viết tắt này rất thường xuyên - Hz hoặc Hz. Ví dụ: trong plugin cân bằng. Đơn vị đo của chúng là hertz và kilohertz (nghĩa là 1000 Hz).

Thông thường, một người nghe được sóng âm có tần số từ 20 Hz đến 20.000 Hz (hoặc 20 kHz). Bất cứ điều gì nhỏ hơn 20 Hz là sóng hồng ngoại. Bất cứ điều gì trên 20 kHz là siêu âm.

Hãy để tôi mở plugin bộ chỉnh âm và cho bạn thấy nó trông như thế nào. Có lẽ bạn đã quen thuộc với những con số này.

Tần số âm thanh

Với bộ chỉnh âm, bạn có thể cắt hoặc tăng các tần số nhất định trong phạm vi âm thanh của con người.

Một ví dụ nhỏ!

Ở đây tôi có bản ghi sóng âm thanh được tạo ra ở tần số 1000 Hz (hoặc 1 kHz). Nếu chúng ta phóng to và nhìn vào hình dạng của nó, chúng ta sẽ thấy nó có tính chất đều đặn và lặp lại (định kỳ).

Sóng âm lặp đi lặp lại (định kỳ)

Trong một giây, hàng nghìn chu kỳ lặp lại diễn ra ở đây. Để so sánh, chúng ta hãy nhìn vào một sóng âm thanh mà chúng ta coi là tiếng ồn.

Âm thanh hỗn loạn

Không có tần suất lặp lại cụ thể ở đây. Cũng không có giai điệu hoặc cao độ cụ thể. Sóng âm không có trật tự. Nếu nhìn vào hình dạng của làn sóng này, chúng ta có thể thấy rằng không có gì lặp lại hay tuần hoàn về nó.

Hãy chuyển sang phần phong phú hơn của làn sóng. Chúng tôi phóng to và thấy rằng nó không phải là hằng số.

Sóng rối loạn khi chia tỷ lệ

Do thiếu tính chu kỳ, chúng tôi không thể nghe thấy bất kỳ tần số cụ thể nào trong sóng này. Vì thế chúng ta cảm nhận nó như tiếng ồn.

Mức độ âm thanh chết người

Tôi muốn đề cập một chút về mức độ âm thanh gây chết người đối với con người. Nó bắt nguồn từ 180dB và cao hơn.

Điều đáng nói ngay là theo tiêu chuẩn quy định, mức ồn an toàn được coi là không quá 55 dB (decibel) vào ban ngày và 40 dB vào ban đêm. Ngay cả khi tiếp xúc với thính giác trong thời gian dài, mức này sẽ không gây hại.

Mức âm lượng
(dB)	Sự định nghĩa	Nguồn
0	Nó không ồn ào chút nào
5	Hầu như không nghe được
10	Hầu như không nghe được	Tiếng lá xào xạc lặng lẽ
15	Khó có thể nghe	lá xào xạc
20 — 25	Khó có thể nghe	Tiếng thì thầm của một người ở khoảng cách 1 mét
30	Im lặng	Đồng hồ treo tường tích tắc ( tối đa cho phép theo tiêu chuẩn đối với khuôn viên nhà ở vào ban đêm từ 23 giờ đến 7 giờ)
35	Khá dễ nghe	Cuộc trò chuyện bị bóp nghẹt
40	Khá dễ nghe	Lời nói thông thường ( định mức cho mặt bằng dân cư trong ngày từ 7 đến 23 giờ)
45	Khá dễ nghe	Nói chuyện
50	Nghe rõ ràng	Máy đánh chữ
55	Nghe rõ ràng	Nói chuyện ( Tiêu chuẩn Châu Âu cho mặt bằng văn phòng hạng A)
60	(tiêu chuẩn cho văn phòng)
65	Cuộc trò chuyện lớn (1m)
70	Cuộc trò chuyện lớn (1m)
75	Tiếng la hét và tiếng cười (1m)
80	Rất ồn ào	Hét lên, xe máy có ống giảm thanh
85	Rất ồn ào	Tiếng hét lớn, xe máy có ống giảm thanh
90	Rất ồn ào	Tiếng kêu lớn, toa tàu chở hàng (7m)
95	Rất ồn ào	Xe điện ngầm (7 mét bên ngoài hoặc bên trong xe)
100	Cực kỳ ồn ào	Dàn nhạc, sấm sét ( Theo tiêu chuẩn Châu Âu đây là mức áp suất âm thanh tối đa cho phép đối với tai nghe)
105	Cực kỳ ồn ào	Trên những chiếc máy bay cũ
110	Cực kỳ ồn ào	Trực thăng
115	Cực kỳ ồn ào	Máy phun cát (1m)
120-125	Hầu như không thể chịu nổi	búa khoan
130	Ngưỡng chịu đau	Máy bay lúc bắt đầu
135 — 140	Nhiễm trùng	Máy bay phản lực cất cánh
145	Nhiễm trùng	Phóng tên lửa
150 — 155	Chấn động, chấn thương
160	Sốc, chấn thương	Sóng xung kích từ máy bay siêu thanh
165+	Vỡ màng nhĩ và phổi
180+	Cái chết

Tốc độ âm thanh tính bằng km mỗi giờ và mét mỗi giây

Vận tốc âm thanh là tốc độ truyền sóng trong môi trường. Dưới đây tôi đưa ra bảng tốc độ lan truyền trong các môi trường khác nhau.

Tốc độ truyền âm trong không khí nhỏ hơn nhiều so với trong môi trường rắn. Và tốc độ âm thanh trong nước cao hơn nhiều so với trong không khí. Đó là 1430 m/s. Kết quả là, việc truyền bá nhanh hơn và khả năng nghe được xa hơn nhiều.

Công suất âm thanh là năng lượng được truyền bởi sóng âm qua bề mặt được xem xét trong một đơn vị thời gian. Được đo bằng (W). Có một giá trị tức thời và một giá trị trung bình (trong một khoảng thời gian).

Hãy tiếp tục làm việc với các định nghĩa trong phần lý thuyết âm nhạc nhé!

Cao độ và ghi chú

Chiều cao là một thuật ngữ âm nhạc có nghĩa gần giống như tần số. Ngoại lệ là nó không có đơn vị đo lường. Thay vì xác định âm thanh theo số chu kỳ mỗi giây trong phạm vi 20 - 20.000 Hz, chúng tôi chỉ định các giá trị tần số nhất định bằng chữ cái Latinh.

Nhạc cụ tạo ra các sóng âm thanh đều đặn, định kỳ mà chúng ta gọi là âm sắc hoặc nốt nhạc.

Nói cách khác, nó là một dạng ảnh chụp nhanh của một làn sóng âm thanh định kỳ ở một tần số nhất định. Cao độ của nốt này cho chúng ta biết nốt đó cao hay thấp. Trong trường hợp này, các nốt thấp hơn có bước sóng dài hơn. Và những người cao thì thấp hơn.

Chúng ta hãy nhìn vào sóng âm thanh 1 kHz. Bây giờ tôi sẽ phóng to và bạn sẽ thấy khoảng cách giữa các vòng.

Sóng âm thanh ở tần số 1 kHz

Bây giờ chúng ta hãy xem xét sóng 500 Hz. Ở đây tần số ít hơn 2 lần và khoảng cách giữa các chu kỳ lớn hơn.

Sóng âm ở tần số 500 Hz

Bây giờ hãy lấy sóng 80 Hz. Ở đây nó sẽ còn rộng hơn nữa và chiều cao sẽ thấp hơn nhiều.

Âm thanh ở tần số 80 Hz

Chúng ta thấy mối quan hệ giữa cao độ của âm thanh và dạng sóng của nó.

Mỗi nốt nhạc dựa trên một tần số cơ bản (âm cơ bản). Nhưng ngoài âm sắc, âm nhạc còn bao gồm các tần số cộng hưởng hoặc âm bội bổ sung.

Hãy để tôi chỉ cho bạn một ví dụ khác!

Dưới đây là sóng có tần số 440 Hz. Đây là tiêu chuẩn trong thế giới âm nhạc dành cho việc điều chỉnh nhạc cụ. Nó tương ứng với nốt A.

Sóng âm thanh thuần khiết ở tần số 440 Hz

Chúng ta chỉ nghe được âm cơ bản (sóng âm thuần). Nếu phóng to lên, chúng ta sẽ thấy nó có tính tuần hoàn.

Bây giờ chúng ta hãy xem một sóng có cùng tần số nhưng được chơi trên một cây đàn piano.

Tiếng piano ngắt quãng

Hãy nhìn xem, nó cũng có tính định kỳ. Nhưng nó có những bổ sung và sắc thái nhỏ. Tất cả chúng cùng nhau cho chúng ta ý tưởng về âm thanh của đàn piano. Nhưng bên cạnh đó, âm bội cũng xác định một thực tế là một số nốt sẽ có ái lực với một nốt nhất định hơn những nốt khác.

Ví dụ: bạn có thể chơi cùng một nốt nhưng cao hơn một quãng tám. Âm thanh sẽ hoàn toàn khác. Tuy nhiên, nó sẽ liên quan đến ghi chú trước đó. Nghĩa là, đó là cùng một nốt, chỉ được chơi cao hơn một quãng tám.

Mối quan hệ giữa hai nốt ở các quãng tám khác nhau là do sự hiện diện của âm bội. Chúng liên tục hiện diện và xác định các nốt nhạc nhất định có liên quan chặt chẽ hay xa nhau như thế nào.