डीबीए क्या है? अपार्टमेंट में अनुमेय शोर मानक। ऊँची आवाज़ें खतरनाक क्यों हैं?

अक्सर नागरिक, विशेष रूप से शहर के निवासी, अपार्टमेंट और सड़क पर अत्यधिक शोर के बारे में शिकायत करते हैं। सप्ताहांत और रात में यह (शोर) विशेष रूप से कष्टप्रद होता है। और दिन के दौरान इससे थोड़ी खुशी मिलती है, खासकर अगर अपार्टमेंट में कोई छोटा बच्चा हो।

विशेषज्ञ और इंटरनेट दोनों ही अपनी सलाह पर एकमत हैं - आपको स्थानीय पुलिस अधिकारी को फोन करने की जरूरत है। लेकिन कानून प्रवर्तन प्रतिनिधि से संपर्क करने से पहले, कम से कम मोटे तौर पर शोर के स्तर को समझना आवश्यक है जिस पर इस तरह का उपचार उचित है, और जो केवल एक परेशान करने वाला कारक है, लेकिन निषिद्ध नहीं है।

आवासीय परिसरों में अनुमेय शोर स्तर

इसे विधायी कृत्यों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसके अनुसार दिन के समय को अवधियों में विभाजित किया जाता है और प्रत्येक अवधि के लिए अनुमेय शोर स्तर अलग होता है।

• 22.00 - 08.00 मौन की अवधि, जिसके दौरान निर्दिष्ट स्तर 35-40 डेसिबल से अधिक नहीं होना चाहिए (यह वह जगह है जहां इस संकेतक पर विचार किया जाता है)।
• सुबह आठ बजे से शाम दस बजे तक, कानून के अनुसार, यह दिन के उजाले को संदर्भित करता है और शोर थोड़ा तेज हो सकता है - 40-50 डीबी।

बहुत से लोग इस बात में रुचि रखते हैं कि dB में इतना अंतर क्यों है। बात यह है कि संघीय अधिकारियों ने केवल अनुमानित मूल्य दिए, और प्रत्येक क्षेत्र उन्हें स्वतंत्र रूप से निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, कुछ क्षेत्रों में, विशेष रूप से राजधानी में, दिन के दौरान अतिरिक्त समय के लिए सन्नाटा रहता है। आमतौर पर यह 13.00 से 15.00 बजे तक होता है। इस अवधि के दौरान चुप न रहना उल्लंघन है।

कहने की बात यह है कि मानकों का मतलब उस स्तर से है जो इंसान की सुनने की क्षमता को कोई नुकसान न पहुंचा सके। लेकिन कई लोग यह नहीं समझते कि इन संकेतकों का क्या मतलब है। इसलिए हम देते हैं तुलना तालिकाशोर के स्तर और किससे तुलना करें।

• 0-5 डीबी - कुछ भी नहीं या लगभग कुछ भी नहीं सुना जाता है।
• 10 - इस स्तर की तुलना किसी पेड़ पर पत्तियों की हल्की सी सरसराहट से की जा सकती है।
• 15- पत्तों की सरसराहट।
• 20 - बमुश्किल श्रव्य मानव फुसफुसाहट (लगभग एक मीटर की दूरी पर)।
• 25 - स्तर जब कोई व्यक्ति कुछ मीटर की दूरी पर फुसफुसाकर बोलता है।
• 30 डेसिबल किसकी तुलना में? - एक तेज़ फुसफुसाहट, दीवार पर लगी घड़ी की टिक-टिक। एसएनआईपी मानकों के अनुसार, आवासीय परिसर में रात में यह स्तर अधिकतम अनुमेय है।
• 35 - लगभग इसी स्तर पर बातचीत होती है, भले ही धीमे स्वर में।
• 40 डेसिबल सामान्य भाषण है. एसएनआईपी इस स्तर को दिन के लिए स्वीकार्य के रूप में परिभाषित करता है।
• 45 भी एक मानक वार्तालाप है.
• 50 - एक टाइपराइटर जो ध्वनि बनाता है (पुरानी पीढ़ी समझ जाएगी)।
• 55 - इस स्तर की तुलना किससे की जा सकती है? हाँ, शीर्ष पंक्ति के समान। वैसे, यूरोपीय मानकों के अनुसार, यह स्तर क्लास ए कार्यालयों के लिए अधिकतम अनुमेय है।
• 60 सामान्य कार्यालयों के लिए कानून द्वारा निर्धारित स्तर है।
• 65-70- एक मीटर की दूरी पर तेज आवाज में बातचीत।
• 75-मानव का रोना, हँसी।
• 80 मफलर के साथ एक कामकाजी मोटरसाइकिल है, साथ ही यह 2 किलोवाट या उससे अधिक के इंजन के साथ काम करने वाले वैक्यूम क्लीनर का स्तर है।
• 90 - लोहे के टुकड़े पर चलते समय मालवाहक गाड़ी द्वारा बनाई गई ध्वनि जिसे सात मीटर की दूरी पर सुना जा सकता है।
• 95 चलती समय सबवे कार की ध्वनि है।
• 100 - इस स्तर पर एक ब्रास बैंड बजता है और एक चेनसॉ काम करता है। उसी शक्ति की ध्वनि गड़गड़ाहट से उत्पन्न होती है। यूरोपीय मानकों के अनुसार, यह प्लेयर के हेडफ़ोन के लिए अधिकतम अनुमेय स्तर है।
• 105 - 80 के दशक तक यात्री विमानों में इस स्तर की अनुमति थी। पिछली शताब्दी।
• 110 - उड़ते हेलीकाप्टर द्वारा किया गया शोर।
• 120-125 - एक मीटर की दूरी पर चलने वाली चिपर की आवाज।
• 130 - यह एक प्रारंभिक विमान कितने डेसिबल उत्पन्न करता है।
• 135-145 - कोई जेट विमान या रॉकेट ऐसे शोर के साथ उड़ान भरता है।
• 150-160 - एक सुपरसोनिक विमान ध्वनि अवरोध को पार करता है।

उपरोक्त सभी को मानव श्रवण पर प्रभाव के स्तर के अनुसार सशर्त रूप से विभाजित किया गया है:

• 0-10 - कुछ भी नहीं या लगभग कुछ भी नहीं सुना जाता है।
• 15-20 - बमुश्किल श्रव्य।
• 25-30 - शांत.
• 35-45 पहले से ही काफी शोर है।
• 50-55 - स्पष्ट रूप से सुनाई देने योग्य।
• 60-75 - शोर।
• 85-95 - बहुत शोर।
• 100-115 - अत्यधिक शोर।
• 120-125 मानव श्रवण के लिए लगभग असहनीय शोर स्तर है। जैकहैमर के साथ काम करने वाले श्रमिकों को विशेष हेडफ़ोन पहनना चाहिए, अन्यथा श्रवण हानि की गारंटी है।
• 130 तथाकथित दर्द सीमा है; इससे अधिक ध्वनि मानव श्रवण के लिए पहले से ही घातक है।
• 135-155 - सुरक्षात्मक उपकरण (हेडफोन, हेलमेट) के बिना, एक व्यक्ति को आघात और मस्तिष्क की चोट का अनुभव होता है।
• 160-200 - कान के पर्दे और, ध्यान, फेफड़ों के फटने की गारंटी।

200 डेसिबल से अधिक ध्वनि स्तर पर विचार भी नहीं किया जा सकता, क्योंकि यह एक घातक ध्वनि स्तर है। यह इस स्तर पर है कि तथाकथित शोर हथियार संचालित होता है।

और क्या

लेकिन इससे भी कम मूल्यों से अपरिवर्तनीय चोटें लग सकती हैं। उदाहरण के लिए, सुनने पर 70-90 डेसिबल की ध्वनि के लंबे समय तक संपर्क में रहने से व्यक्ति पर, विशेष रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। तुलना के लिए, यह आमतौर पर तेज़ आवाज़ में टीवी बजना, कुछ "प्रेमियों" के लिए कार में संगीत का स्तर, प्लेयर के हेडफ़ोन में ध्वनि है। यदि आप अभी भी तेज़ संगीत सुनना चाहते हैं, तो इस तथ्य के लिए तैयार रहें कि आपको लंबे समय तक अपनी नसों से निपटना होगा।

और यदि शोर 100 डेसिबल से अधिक हो तो श्रवण हानि लगभग निश्चित है। और जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, इस स्तर पर संगीत आनंद से अधिक नकारात्मकता पैदा करता है।

यूरोप में, एक कमरे में बहुत सारे कार्यालय उपकरण रखना प्रतिबंधित है, खासकर अगर कमरा ध्वनि-अवशोषित सामग्री से नहीं सजाया गया हो। दरअसल, एक छोटे से कमरे में, दो कंप्यूटर, एक फैक्स मशीन और एक प्रिंटर शोर के स्तर को 70 डीबी तक बढ़ा सकते हैं।

सामान्य तौर पर, कार्यस्थल में अधिकतम शोर स्तर 110 डीबी से अधिक नहीं हो सकता है। यदि कहीं यह 135 से अधिक हो जाता है, तो इस क्षेत्र में किसी भी मानवीय उपस्थिति, यहां तक ​​कि अल्पकालिक, निषिद्ध है।

यदि कार्यस्थल में शोर का स्तर 65-70 डीबी से अधिक है, तो विशेष नरम इयरप्लग पहनने की सिफारिश की जाती है। यदि इन्हें उच्च गुणवत्ता से बनाया जाए तो इन्हें कम करना चाहिए बाहरी शोर 30 डीबी तक.

हार्डवेयर स्टोर में बेचे जाने वाले आइसोलेटिंग हेडफ़ोन न केवल लगभग किसी भी शोर से अधिकतम सुरक्षा प्रदान करते हैं, बल्कि सिर के टेम्पोरल लोब की भी रक्षा करेंगे।

और अंत में, आइए एक दिलचस्प खबर बताते हैं जो कुछ लोगों को अजीब लग सकती है। आंकड़ों से पता चला है कि लगातार शोर में रहने वाला एक शहरवासी, एक बार पूर्ण मौन क्षेत्र में, जहां शोर का स्तर 20 डीबी से अधिक नहीं होता है, असुविधा का अनुभव करना शुरू कर देता है। मैं क्या कहूँ, वह उदास रहने लगता है। यह एक ऐसा विरोधाभास है.

ध्वनि की मात्रा की भौतिक विशेषता डेसिबल (डीबी) में ध्वनि दबाव स्तर है। "शोर" ध्वनियों का एक अव्यवस्थित मिश्रण है।

अधिकतम अनुमेय ध्वनि स्तर (एलएमैक्स, डीबीए) "सामान्य" से 15 डेसिबल अधिक है। उदाहरण के लिए, अपार्टमेंट के रहने वाले कमरे के लिए, दिन के दौरान अनुमेय निरंतर ध्वनि स्तर 40 डेसिबल है, और अस्थायी अधिकतम 55 है।

अश्रव्य शोर - 16-20 हर्ट्ज़ (इन्फ्रासाउंड) से कम और 20 किलोहर्ट्ज़ (अल्ट्रासाउंड) से अधिक आवृत्तियों वाली ध्वनियाँ। 5-10 हर्ट्ज़ की कम आवृत्ति वाले कंपन से प्रतिध्वनि, आंतरिक अंगों में कंपन हो सकता है और मस्तिष्क की कार्यप्रणाली प्रभावित हो सकती है। कम आवृत्ति वाले ध्वनिक कंपन से बीमार लोगों में हड्डियों और जोड़ों में दर्द बढ़ जाता है। इन्फ्रासाउंड स्रोत: कार, गाड़ियाँ, बिजली की गड़गड़ाहट, आदि। उच्च-आवृत्ति कंपन ऊतक हीटिंग का कारण बनते हैं। प्रभाव ध्वनि की शक्ति, स्थान और उसके स्रोतों के गुणों पर निर्भर करता है।

बेकरी, मिलों और अन्य उद्यमों में शक्तिशाली पंखे जहां निकास हुड का उपयोग किया जाता है, बहुत शोर कर सकते हैं, और हवा उनकी तरफ से चलती है - लहर की तरह प्रसार सीमा बढ़ जाती है। उनके शोर का एक संभावित कारण अनुचित स्थापना और स्वयं डिज़ाइन, टूटे हुए बीयरिंग, गलत संरेखण, या उपकरण की साधारण टूट-फूट है। इसके लिए आप पर जुर्माना लगाया जा सकता है.

20-50 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ उच्च-आवृत्ति ध्वनि और अल्ट्रासाउंड, कई हर्ट्ज़ के मॉड्यूलेशन के साथ - हवाई क्षेत्रों से पक्षियों, जानवरों (उदाहरण के लिए कुत्ते) और कीड़ों (मच्छरों, मच्छरों) को डराने के लिए उपयोग किया जाता है।

कार्यस्थलों में, आंतरायिक शोर के लिए अधिकतम अनुमेय समतुल्य ध्वनि स्तर हैं: अधिकतम ध्वनि स्तर 110 dBAI से अधिक नहीं होना चाहिए, और आवेगी शोर के लिए - 125 dBAI। किसी भी ऑक्टेव बैंड में 135 डीबी से ऊपर ध्वनि दबाव स्तर वाले क्षेत्रों में थोड़ी देर के लिए भी रुकना निषिद्ध है।

ध्वनि-अवशोषित सामग्री के बिना एक कमरे में कंप्यूटर, प्रिंटर और फैक्स द्वारा उत्सर्जित शोर 70 डीबी के स्तर से अधिक हो सकता है। इसलिए, एक कमरे में बहुत सारे कार्यालय उपकरण रखने की अनुशंसा नहीं की जाती है। जो उपकरण बहुत शोर करते हैं उन्हें उस परिसर से बाहर ले जाया जाना चाहिए जहां कार्यस्थल स्थित हैं।

यदि आप कमरे की सजावट के रूप में ध्वनि-अवशोषित सामग्री और मोटे कपड़े से बने पर्दों का उपयोग करते हैं तो आप शोर के स्तर को कम कर सकते हैं। शोर-रोधी इयरप्लग भी मदद करेंगे।

आधुनिक, अधिक कठोर ध्वनि इन्सुलेशन आवश्यकताओं के अनुसार इमारतों और संरचनाओं का निर्माण करते समय, प्रौद्योगिकियों और सामग्रियों का उपयोग किया जाना चाहिए जो शोर से विश्वसनीय सुरक्षा प्रदान कर सकें।

फायर अलार्म के लिए: सायरन द्वारा प्रदान किए गए उपयोगी ऑडियो सिग्नल का ध्वनि दबाव स्तर सायरन से 3 मीटर की दूरी पर कम से कम 75 डीबीए और संरक्षित परिसर में किसी भी बिंदु पर 120 डीबीए से अधिक नहीं होना चाहिए (खंड 3.14 एनपीबी 104) -03).

एक उच्च शक्ति सायरन और एक जहाज का हाउलर - दबाव 120-130 डेसिबल से अधिक है।

सेवा वाहनों पर स्थापित विशेष सिग्नल (सायरन और "क्वैक" - एयर हॉर्न) को GOST R 50574 - 2002 द्वारा नियंत्रित किया जाता है। एक विशेष ध्वनि उत्सर्जित होने पर सिग्नलिंग डिवाइस का ध्वनि दबाव स्तर। सिग्नल, हॉर्न अक्ष के साथ 2 मीटर की दूरी पर, इससे कम नहीं होना चाहिए:

116 डीबी(ए) - वाहन की छत पर ध्वनि उत्सर्जक स्थापित करते समय;

122 डीबीए - वाहन के इंजन डिब्बे में रेडिएटर स्थापित करते समय।

मौलिक आवृत्ति परिवर्तन 150 से 2000 हर्ट्ज तक होना चाहिए। चक्र की अवधि 0.5 से 6.0 सेकेंड तक है।

GOST R 41.28-99 और UNECE नियम संख्या 28 के अनुसार, एक नागरिक वाहन के हॉर्न को 118 डेसिबल से अधिक के ध्वनिक दबाव स्तर के साथ निरंतर और नीरस ध्वनि उत्पन्न करनी चाहिए। यह कार अलार्म के लिए अधिकतम अनुमेय मूल्य है।

यदि कोई शहरी निवासी, जो निरंतर शोर का आदी है, कुछ समय के लिए खुद को पूर्ण मौन में पाता है (उदाहरण के लिए, एक सूखी गुफा में, जहां शोर का स्तर 20 डीबी से कम है), तो उसे आराम के बजाय अवसाद का अनुभव हो सकता है।

ध्वनि और शोर के स्तर को मापने के लिए एक ध्वनि मीटर उपकरण।

शोर स्तर को मापने के लिए, एक ध्वनि स्तर मीटर का उपयोग किया जाता है, जो विभिन्न संशोधनों में निर्मित होता है: घरेलू (अनुमानित मूल्य - 3-4 टीआर, माप सीमा: 30-130 डीबी, 31.5 हर्ट्ज - 8 किलोहर्ट्ज़, फिल्टर ए और सी), औद्योगिक (एकीकरण, आदि) सबसे आम मॉडल: एसएल, ऑक्टेव, स्वान। इन्फ्रासोनिक और अल्ट्रासोनिक शोर को मापने के लिए वाइड-रेंज शोर मीटर का उपयोग किया जाता है।

कम और उच्च आवृत्ति वाली ध्वनियाँ समान तीव्रता की मध्य आवृत्ति वाली ध्वनियों की तुलना में शांत लगती हैं। इसे ध्यान में रखते हुए, विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों के प्रति मानव कान की असमान संवेदनशीलता को एक विशेष इलेक्ट्रॉनिक आवृत्ति फिल्टर का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है, जो माप के सामान्यीकरण के परिणामस्वरूप, तथाकथित समतुल्य (ऊर्जा-भारित) ध्वनि स्तर प्राप्त करता है। आयाम dBA (dB(A), फिर हाँ - फ़िल्टर "A" के साथ)।

एक व्यक्ति 10-15 डीबी और इससे अधिक की ध्वनि सुन सकता है। मानव कान के लिए अधिकतम आवृत्ति सीमा 20 से 20,000 हर्ट्ज तक है। 2-3 KHz की आवृत्ति वाली ध्वनि बेहतर सुनाई देती है (टेलीफोन और MW और LW बैंड में रेडियो पर आम)। उम्र के साथ, ध्वनियों की श्रवण सीमा कम हो जाती है, विशेष रूप से उच्च-आवृत्ति ध्वनियों के लिए, घटकर 18 किलोहर्ट्ज़ या उससे कम हो जाती है।

यदि परिसर की दीवारों पर ध्वनि-अवशोषित सामग्री (कालीन, विशेष आवरण) नहीं हैं, तो कई प्रतिबिंबों (प्रतिध्वनि, यानी दीवारों, छत और फर्नीचर से गूँज) के कारण ध्वनि तेज़ होगी, जिससे ध्वनि में वृद्धि होगी। शोर का स्तर कई डेसिबल।

शोर पैमाना (ध्वनि स्तर, डेसीबल), तालिका में

ध्वनि की मात्रा - शोर का स्तर।

शोर को विभिन्न ध्वनियों के एक अव्यवस्थित संयोजन के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें अलग-अलग ताकत और आवृत्ति के स्वर होते हैं। शोर के स्तर को उत्पादित ध्वनि दबाव की डिग्री को व्यक्त करने में सक्षम मात्रा में मापा जाना चाहिए। शोर स्तर माप की ऐसी इकाइयाँ दो भौतिकविदों - अलेक्जेंडर बेल और हेनरिक हर्ट्ज़ के नाम से जुड़ी हैं।

बेल्स, या अधिक बार डेसीबल, किसी ध्वनि की सापेक्ष तीव्रता को व्यक्त करते हैं। इसके मूल में, एक डेसीबल मौजूदा ध्वनि ऊर्जा की तीव्रता और उसके मूल्य के अनुपात का लघुगणक दस गुना है। यह सीधे तौर पर माप की एक इकाई नहीं है, बल्कि एक रिश्ते की अभिव्यक्ति है।

ध्वनि की मापनीय विशेषता उसमें निहित ऊर्जा की मात्रा है। अर्थात् इस ऊर्जा के प्रवाह के रूप में इसकी तीव्रता। इसीलिए मात्रात्मक विशेषताएँउदाहरण के लिए, अभिव्यक्ति वाट प्रति वर्ग मीटर (W/m2) में व्यक्त की जाती है। हालाँकि, 10−12 W/m2 के संदर्भ स्तर के सापेक्ष प्राप्त मूल्य अधिकांश सामान्य लोगों के लिए इतने छोटे और समझ से बाहर हैं कि परिणामी अनुपात को व्यक्त करने के लिए 1 बेल को "अपनाया" गया था। उदाहरण के लिए, एक जेट हवाई जहाज का शोर स्तर लगभग 13 बेल्स या छोटी इकाइयों में 130 डेसिबल (डीबी) है। मानव कान के लिए, शोर की सामान्य सीमा 20 से 120 डेसिबल तक की सीमाओं द्वारा परिभाषित की जाती है। इस स्तर से ऊपर की ध्वनि पर, व्यक्ति को कान के पर्दे में गंभीर चोट लग सकती है और चोट लग सकती है। और 160 डीबी घातक हो सकता है।

सभी लोग अपने घरों में शोर का अनुभव करते हैं। इनमें वे शामिल हैं जो सीधे कमरे में उत्पन्न होते हैं और बाहर से प्रवेश करते हैं। नागरिकों के स्वास्थ्य और सामान्य स्थिति की रक्षा के लिए, अनुमेय मर्मज्ञ शोर के मानकों को अपनाया गया है। यह दिन के दौरान 40 डीबी और रात में 30 डीबी है। शोर स्तर इकाइयों के औसत संकेतक साबित करते हैं कि लगभग 80% मामलों में, रेडियो और टीवी, बातचीत के सामान्य संचालन के साथ भी, पड़ोसी अपार्टमेंट से आने वाला शोर 40-45 डीबी के स्तर पर रहता है, और प्रवेश द्वार से आवाज़ (लिफ्ट की गति) , दरवाजा पटकना) 60 डीबी तक पहुंचें।

ध्वनि की तीव्रता के अलावा, मानव कान ध्वनि कंपन के प्रति संवेदनशील है। हर्ट्ज़ आवृत्ति की एक इकाई है, जो चल रही आवधिक प्रक्रिया की आवृत्ति के बराबर है, जिसमें ऐसी आवधिक प्रक्रिया का एक चक्र 1 सेकंड (यानी 1 दोलन) में होता है। इसलिए, वस्तुनिष्ठ लक्षण वर्णन के लिए शोर स्तर माप की इन दोनों इकाइयों का उपयोग करना आवश्यक है। श्रवण - संबंधी उपकरणमनुष्य कम आवृत्तियों की तुलना में उच्च आवृत्तियों द्वारा उत्पन्न कंपन के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। लेकिन औद्योगिक और रहने की स्थिति में, हर कोई पूरे स्पेक्ट्रम के प्रभाव में है। इस संबंध में, ध्वनि की मात्रा के स्तर की तुलना करते समय, डेसीबल में ध्वनि की ताकत और तीव्रता की विशेषताओं के अलावा, प्रति सेकंड कंपन की आवृत्ति को भी इंगित करना आवश्यक है।

अंग्रेजी इंजीनियर रूपर्ट टेलर की पुस्तक "शोर" से अध्याय, आर. टेलर "शोर"

आजकल, हर किसी ने पहले से ही "डेसीबल" के बारे में कुछ न कुछ सुना है, लेकिन लगभग कोई नहीं जानता कि यह क्या है। डेसिबल एक "मोमबत्ती" के ध्वनिक समतुल्य प्रतीत होता है - चमकदार तीव्रता की एक इकाई - और घंटियों के बजने से जुड़ा हुआ प्रतीत होता है (घंटी का अर्थ है घंटी, अंग्रेजी में घंटी)। हालाँकि, यह बिल्कुल सच नहीं है: डेसीबल को इसका नाम टेलीफोन के आविष्कारक अलेक्जेंडर ग्राहम बेल के सम्मान में मिला।

डेसीबल न केवल ध्वनि को मापने की एक इकाई है, बल्कि यह बिल्कुल भी माप की इकाई नहीं है, कम से कम उसी अर्थ में जैसे, उदाहरण के लिए, वोल्ट, मीटर, ग्राम, आदि। यदि आप चाहें, तो आप माप भी सकते हैं बालों की लंबाई डेसिबल में, जिसे वोल्ट में करना बिल्कुल असंभव है। जाहिर है, यह सब थोड़ा अजीब लगता है, तो आइए स्पष्ट करने का प्रयास करें। शायद किसी को आश्चर्य नहीं होगा अगर मैं कहूं कि लंदन से इनवर्नेस की दूरी मेरे घर से लंदन की दूरी से बीस गुना अधिक है। मैं अपने घर से लंदन की दूरी के साथ तुलना करके किसी भी दूरी को व्यक्त कर सकता हूं, पिकाडिली सर्कस के अनुसार लंदन से जॉन-ओ-ट्रॉट्स की दूरी इस अंतिम दूरी से छब्बीस गुना अधिक है, और ऑस्ट्रेलिया की दूरी से 500 गुना अधिक है इसका मतलब यह नहीं है कि ऑस्ट्रेलिया किसी भी चीज़ से 500 इकाई दूर है। दी गई सभी संख्याएँ केवल परिमाण के अनुपात को व्यक्त करती हैं।

ध्वनि की मापने योग्य विशेषताओं में से एक इसमें मौजूद ऊर्जा की मात्रा है; किसी भी बिंदु पर ध्वनि की तीव्रता को प्रति इकाई क्षेत्र में ऊर्जा के प्रवाह के रूप में मापा जा सकता है और उदाहरण के लिए, वाट प्रति वर्ग मीटर (डब्ल्यू/एम2) में व्यक्त किया जा सकता है। जब इन इकाइयों में सामान्य शोर की तीव्रता को रिकॉर्ड करने का प्रयास किया जाता है, तो तुरंत कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं, क्योंकि सबसे तीव्र श्रवण वाले व्यक्ति द्वारा समझी जा सकने वाली सबसे शांत ध्वनि की तीव्रता लगभग 0.000 000 000 001 W/m 2 होती है। सबसे ज्यादा तेज़ आवाज़ें, जिसका हम अब हानिकारक परिणामों के जोखिम के बिना सामना नहीं करते हैं, लगभग 50 मीटर की दूरी पर उड़ने वाले जेट विमान का शोर है, इसकी तीव्रता लगभग 10 W/m2 है। और सैटर्न रॉकेट प्रक्षेपण स्थल से 100 मीटर की दूरी पर, ध्वनि की तीव्रता 1000 W/m2 से अधिक है। यह स्पष्ट है कि इतनी विस्तृत श्रृंखला में मौजूद ध्वनि तीव्रता को व्यक्त करने वाली संख्याओं को संभालना बहुत मुश्किल है, भले ही हम उन्हें ऊर्जा की इकाइयों में या अनुपात के रूप में भी दर्शाते हों। इस कठिनाई से बाहर निकलने का एक सरल, हालांकि पूरी तरह से स्पष्ट नहीं, रास्ता है। सबसे कमजोर श्रव्य ध्वनि की तीव्रता 0.000 000 000 001 W/m2 है। गणितज्ञ इस संख्या को इस प्रकार लिखना पसंद करेंगे: 10 -12 W/m2। यदि यह अंकन किसी के लिए असामान्य है, तो हमें याद दिलाना चाहिए कि 10 2, 10 वर्ग, या 100, और 10 3, 10 घन, या 1000 है। इसी तरह, 10 -2 का अर्थ है 1/10 2, या 1/100, या 0, 01, और 10 -3 1/10 3, या 0.001 है। किसी भी संख्या को 10 x से गुणा करने का अर्थ है उसे x बार 10 से गुणा करना।

सबसे अधिक खोजने का प्रयास कर रहा हूँ सुविधाजनक तरीकाध्वनि तीव्रता की अभिव्यक्ति, आइए संदर्भ तीव्रता के रूप में मान 10 -12 W/m2 लेते हुए, उन्हें अनुपात के रूप में प्रस्तुत करने का प्रयास करें। साथ ही, हम नोट करेंगे कि निर्दिष्ट ध्वनि तीव्रता प्राप्त करने के लिए संदर्भ तीव्रता को कितनी बार 10 से गुणा करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, एक जेट विमान का शोर हमारे मानक से 10,000,000,000,000 (या 10 13) गुना अधिक है, अर्थात, इस मानक को 13 गुना 10 से गुणा किया जाना चाहिए। अभिव्यक्ति की यह विधि हमें मूल्यों को काफी कम करने की अनुमति देती है। ध्वनि तीव्रता की विशाल सीमा को व्यक्त करने वाली संख्याएँ; यदि हम 10 गुना की एकल वृद्धि को 1 बेल के रूप में निरूपित करते हैं, तो हमें अनुपात व्यक्त करने के लिए एक "इकाई" मिलती है। इस प्रकार, एक जेट विमान का शोर स्तर 13 बेल्स से मेल खाता है। बेल बहुत बड़ी निकली; छोटी इकाइयों, एक बेल के दसवें हिस्से, जिन्हें डेसीबल कहा जाता है, का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है। इस प्रकार, एक जेट इंजन की शोर तीव्रता 130 डेसिबल (130 डीबी) है, लेकिन किसी अन्य ध्वनि तीव्रता मानक के साथ भ्रम से बचने के लिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 130 डीबी को 10 -12 डब्ल्यू/एम 2 के संदर्भ स्तर के सापेक्ष परिभाषित किया गया है। .

यदि किसी दी गई ध्वनि की तीव्रता और संदर्भ तीव्रता का अनुपात कुछ कम गोल संख्या द्वारा व्यक्त किया जाता है, उदाहरण के लिए 8300, तो डेसीबल में रूपांतरण इतना सरल नहीं होगा। जाहिर है, 10 से गुणा करने पर संख्या 3 से अधिक और 4 से कम होगी, लेकिन इस संख्या को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए लंबी गणना की आवश्यकता होती है। इस कठिनाई से कैसे निपटें? यह काफी सरल हो जाता है, क्योंकि "दस गुना वृद्धि" की इकाइयों में व्यक्त सभी अनुपातों की गणना लंबे समय से की गई है - ये लघुगणक हैं।

किसी भी संख्या को कुछ हद तक 10 के रूप में दर्शाया जा सकता है: 100 10 2 है और इसलिए 2 आधार 10 के लिए 100 का लघुगणक है; 3, 1000 से आधार 10 का लघुगणक है और, कम स्पष्ट रूप से, 3.9191, 8300 का लघुगणक है। "आधार 10" कहने की कोई आवश्यकता नहीं है क्योंकि 10 सबसे सामान्य लघुगणक आधार है, और जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, यही है मतलब आधार. सूत्रों में, यह मान log10 या log के रूप में लिखा जाता है।

डेसीबल की परिभाषा का उपयोग करके, अब हम ध्वनि तीव्रता स्तर को इस प्रकार लिख सकते हैं:

उदाहरण के लिए, 0.26 (2.6 × 10 -1) W/m 2 की ध्वनि तीव्रता के साथ, मानक 10 -12 W/m 2 के सापेक्ष dB में तीव्रता का स्तर बराबर है

लेकिन 2.6 का लघुगणक 0.415 है; इसलिए अंतिम उत्तर इस प्रकार दिखता है:

10 × 11.415 = 114 डीबी(1 डीबी तक सटीक)

यह नहीं भूलना चाहिए कि डेसीबल उसी अर्थ में माप की इकाइयाँ नहीं हैं, उदाहरण के लिए, वोल्ट या ओम, और तदनुसार उन्हें अलग तरह से व्यवहार किया जाना चाहिए। यदि दो रिचार्जेबल बैटरीज़ 6 V (वोल्ट) श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, तो सर्किट के सिरों पर संभावित अंतर 12 V होगा। यदि आप 80 dB के शोर में 80 dB का एक और शोर जोड़ते हैं तो क्या होगा? 160 डीबी की कुल तीव्रता वाला शोर? नहीं, क्योंकि जब कोई संख्या दोगुनी हो जाती है, तो उसका लघुगणक 0.3 (दो दशमलव स्थानों तक सटीक) बढ़ जाता है। फिर, जब ध्वनि की तीव्रता दोगुनी हो जाती है, तो तीव्रता का स्तर 0.3 बेल्स यानी 3 डीबी बढ़ जाता है। यह किसी भी तीव्रता स्तर के लिए सत्य है: ध्वनि की तीव्रता को दोगुना करने से तीव्रता स्तर में 3 डीबी की वृद्धि होती है। तालिका में चित्र 1 दिखाता है कि विभिन्न तीव्रता की ध्वनियों को एक साथ जोड़ने पर डेसीबल में व्यक्त तीव्रता का स्तर कैसे बढ़ जाता है।

तालिका क्रमांक 1

अब, डेसीबल के रहस्य को सुलझाने के बाद, आइए कुछ उदाहरण दें।

डेसीबल में शोर का स्तर

तालिका में 2 डेसिबल में विशिष्ट शोर और उनकी तीव्रता के स्तर की एक सूची प्रदान करता है।

तालिका क्रमांक 2

आप किसी दी गई ध्वनि की तीव्रता कैसे निर्धारित कर सकते हैं? यह काफी कठिन कार्य है; ध्वनि तरंगों में दबाव के उतार-चढ़ाव को मापना बहुत आसान है। तालिका में 3 विभिन्न तीव्रता की ध्वनियों के लिए ध्वनि दबाव मान दिखाता है। इस तालिका से यह देखा जा सकता है कि ध्वनि दबाव की सीमा तीव्रता की सीमा जितनी व्यापक नहीं है: दबाव तीव्रता की तुलना में दोगुना धीरे-धीरे बढ़ता है। जब ध्वनि का दबाव दोगुना हो जाता है, तो ध्वनि तरंग की ऊर्जा चार गुना बढ़ जानी चाहिए - फिर माध्यम के कणों की गति तदनुसार बढ़ जाएगी। इसलिए, यदि हम लघुगणक पैमाने पर ध्वनि दबाव के साथ-साथ तीव्रता को मापते हैं और इसके अलावा, 2 का कारक पेश करते हैं, तो हमें तीव्रता स्तर के लिए समान मान प्राप्त होते हैं। उदाहरण के लिए, सबसे कमजोर श्रव्य ध्वनि का ध्वनि दबाव लगभग 0.00002 N (न्यूटन)/m 2 है, और एक डीजल ट्रक के कैब में यह 2 N/m 2 है, इसलिए, कैब में शोर की तीव्रता का स्तर है

तालिका क्रमांक 3

ध्वनि दबाव स्तर को डेसीबल में व्यक्त करते समय यह याद रखना चाहिए कि जब दबाव दोगुना हो जाता है, तो 6 डीबी जोड़ा जाता है। यदि डीजल ट्रक के केबिन में शोर 106 डीबी तक पहुंच जाता है, तो ध्वनि दबाव दोगुना हो जाएगा और 4 एन/एम2 हो जाएगा, और तीव्रता चार गुना बढ़ जाएगी और 0.04 डब्ल्यू/एम2 तक पहुंच जाएगी।

हमने ध्वनि की तीव्रता को मापने के बारे में बहुत सारी बातें कीं, लेकिन इस मात्रा को मापने के व्यावहारिक तरीकों पर बिल्कुल भी चर्चा नहीं की। ध्वनि तरंग की मापने योग्य विशेषताओं में तीव्रता, दबाव, वेग और कण विस्थापन शामिल हैं। ये सभी विशेषताएँ एक-दूसरे से सीधे संबंधित हैं, और यदि उनमें से कम से कम एक को मापा जा सकता है, तो बाकी की गणना की जा सकती है।

ध्वनि तरंग के मार्ग में आने वाली प्रकाश वस्तुओं के कंपन को देखना या महसूस करना कठिन नहीं है। सबसे पुराने प्रकार के ध्वनि स्तर मीटर, ऑसिलोस्कोप का संचालन सिद्धांत, इस घटना पर आधारित है। एक ऑसिलोस्कोप में एक डायाफ्राम होता है जिसके केंद्र से एक पतला धागा जुड़ा होता है, कंपन को बढ़ाने के लिए एक यांत्रिक प्रणाली होती है, और एक स्टाइलस होता है जो एक पेपर टेप पर डायाफ्राम के विस्थापन को रिकॉर्ड करता है। ऐसे नोटेशन उन "लहराती रेखाओं" की याद दिलाते हैं जिनके बारे में हमने पिछले अध्याय में बात की थी।

यह उपकरण अत्यंत असंवेदनशील था और केवल उस समय के वैज्ञानिकों के ध्वनिक सिद्धांतों की पुष्टि के लिए उपयुक्त था। यांत्रिक भागों की जड़ता ने डिवाइस की आवृत्ति प्रतिक्रिया और सटीकता को बेहद सीमित कर दिया। मैकेनिकल एम्पलीफायर को एक ऑप्टिकल सिस्टम के साथ बदलने और सिग्नल रिकॉर्डिंग की फोटोग्राफिक विधि का उपयोग करने से डिवाइस की जड़ता को काफी कम करना संभव हो गया। इस तरह से सुधारे गए उपकरण में, डायाफ्राम धागा एक घूर्णन ड्रम पर घाव किया गया था, जो एक धुरी पर लगाया गया था, जिसमें ड्रम के साथ घूमते हुए एक दर्पण जुड़ा हुआ था। प्रकाश की एक किरण दर्पण पर पड़ी; जब दर्पण को एक दिशा या दूसरी दिशा में घुमाया जाता था, जो झिल्ली के कंपन के परिणामस्वरूप होता था, तो किरण विक्षेपित हो जाती थी, और इन विचलनों को प्रकाश संवेदनशील कागज पर दर्ज किया जा सकता था। इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास के साथ ही कमोबेश सटीक माप उपकरण विकसित हुए, और आधुनिक पोर्टेबल ध्वनि स्तर मीटर को डिजाइन करने के लिए हमें ट्रांजिस्टर के आविष्कार की प्रतीक्षा करनी पड़ी।

मूलतः, एक आधुनिक ध्वनि स्तर मीटर एक पुराने यांत्रिक उपकरण का एक इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग है। माप प्रक्रिया में पहला कदम ध्वनि दबाव को विद्युत वोल्टेज में परिवर्तन में परिवर्तित करना है; माइक्रोफ़ोन यह रूपांतरण उत्पन्न करता है. वर्तमान में, ऐसे उपकरण सबसे अधिक माइक्रोफ़ोन का उपयोग करते हैं विभिन्न प्रकार के: कंडेनसर, मूविंग कॉइल, क्रिस्टल, रिबन, गर्म तार, रोशेल - यह सभी प्रकार के माइक्रोफोन का एक छोटा सा हिस्सा है। अपनी पुस्तक में हम उनके संचालन के सिद्धांतों पर विचार नहीं करेंगे।

सभी माइक्रोफ़ोन एक ही मूल कार्य करते हैं, और अधिकांश में किसी न किसी प्रकार की एक झिल्ली होती है जो ध्वनि तरंग में दबाव में परिवर्तन से संचालित होती है। झिल्ली के विस्थापन के कारण माइक्रोफ़ोन टर्मिनलों पर संबंधित वोल्टेज परिवर्तन होता है। माप में अगला चरण प्रवर्धन और फिर सुधार है। प्रत्यावर्ती धाराऔर अंतिम ऑपरेशन डेसीबल में कैलिब्रेटेड वोल्टमीटर को सिग्नल भेजना है। इनमें से अधिकांश उपकरणों में, वोल्टमीटर अधिकतम को नहीं, बल्कि सिग्नल के "आरएमएस मान" को मापता है, अर्थात, एक निश्चित प्रकार के औसत का परिणाम, जिसका उपयोग अधिकतम मानों से अधिक बार किया जाता है।

एक पारंपरिक वोल्टमीटर ध्वनि दबावों की एक विशाल श्रृंखला को कवर नहीं कर सकता है, और इसलिए डिवाइस के उस हिस्से में जहां सिग्नल को प्रवर्धित किया जाता है, वहां कई सर्किट होते हैं जो 10 डीबी के प्रवर्धन में भिन्न होते हैं, जिन्हें एक के बाद एक श्रृंखला में चालू किया जा सकता है। हालाँकि, पुराने ऑसिलोस्कोप का एक बेहतर मॉडल अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कैथोड किरण ऑसिलोस्कोप में, एक यांत्रिक ऑसिलोस्कोप में निहित जड़ता की समस्या पूरी तरह से समाप्त हो जाती है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन बीम का द्रव्यमान नगण्य होता है, और यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा आसानी से विक्षेपित हो जाता है और डिवाइस पर आपूर्ति किए गए वोल्टेज के उतार-चढ़ाव का एक वक्र खींचता है। पर्दा डालना।

परिणामी ऑसिलोग्राफिक रिकॉर्डिंग का उपयोग ध्वनि तरंग आकार के गणितीय विश्लेषण के लिए किया जाता है। आवेग शोर को मापने के लिए ऑसिलोस्कोप भी बेहद उपयोगी हैं। जैसा कि हमने पहले ही कहा है, एक पारंपरिक ध्वनि स्तर मीटर लगातार सिग्नल के आरएमएस मूल्यों को निर्धारित करता है। लेकिन, उदाहरण के लिए, एक ध्वनि ताली या एक बंदूक की गोली निरंतर शोर उत्पन्न नहीं करती है, बल्कि एक एकल, बहुत शक्तिशाली, कभी-कभी सुनने के लिए खतरनाक, दबाव नाड़ी पैदा करती है, जो धीरे-धीरे दबाव में उतार-चढ़ाव के साथ होती है (चित्र 13)। शुरुआती दबाव बढ़ने से सुनने की क्षमता खराब हो सकती है या खिड़की का शीशा टूट सकता है, लेकिन चूंकि यह एकल और अल्पकालिक है, इसलिए मूल माध्य वर्ग मान इसकी विशेषता नहीं होगा और केवल गलतफहमी पैदा कर सकता है। हालाँकि स्पंदित ध्वनियों को मापने के लिए विशेष ध्वनि स्तर मीटर हैं, उनमें से अधिकांश पल्स के पूर्ण आरएमएस मान को केवल इसलिए पंजीकृत नहीं कर पाएंगे क्योंकि उनके पास संचालित करने का समय नहीं है। यह वह जगह है जहां ऑसिलोस्कोप अपने आप में आ जाता है, तुरंत एक सटीक दबाव वृद्धि वक्र की योजना बनाता है ताकि पल्स में अधिकतम दबाव सीधे स्क्रीन पर मापा जा सके।

चावल। 13. विशिष्ट आवेग शोर

शायद ध्वनिकी में सबसे महत्वपूर्ण मुद्दों में से एक ध्वनि के व्यवहार की उसकी आवृत्ति पर निर्भरता है। ध्वनि की मानवीय धारणा की निचली आवृत्ति सीमा लगभग 30 हर्ट्ज है, और ऊपरी सीमा 18 किलोहर्ट्ज़ से अधिक नहीं है; इसलिए, ध्वनि स्तर मीटर को समान आवृत्ति रेंज में ध्वनि को पंजीकृत करना होगा। लेकिन यहाँ एक गंभीर कठिनाई उत्पन्न हो जाती है। जैसा कि हम अगले अध्याय में देखेंगे, विभिन्न आवृत्तियों के लिए मानव कान की संवेदनशीलता बराबर नहीं है; इसलिए, उदाहरण के लिए, 30 हर्ट्ज और 1 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति वाली ध्वनियों को समान रूप से तेज़ करने के लिए, उनमें से पहले का ध्वनि दबाव स्तर दूसरे की तुलना में 40 डीबी अधिक होना चाहिए। और इसलिए, ध्वनि स्तर मीटर रीडिंग अपने आप में अधिक मूल्यवान नहीं है।

इलेक्ट्रॉनिक्स विशेषज्ञों ने इस समस्या को उठाया है, और आधुनिक ध्वनि स्तर मीटर अलग-अलग श्रृंखलाओं वाले सुधार सर्किट से लैस हैं, जिन्हें जोड़कर आप ध्वनि स्तर मीटर की संवेदनशीलता को कम-आवृत्ति और बहुत उच्च-आवृत्ति ध्वनियों तक कम कर सकते हैं और इस प्रकार ला सकते हैं। डिवाइस की आवृत्ति विशेषताएँ मानव कान के गुणों के करीब हैं। आमतौर पर, ध्वनि स्तर मीटर में तीन सुधार सर्किट होते हैं, जिन्हें ए, बी और सी नामित किया गया है; सुधार ए सबसे उपयोगी है; सुधार बी का प्रयोग कभी-कभी ही किया जाता है; सुधार C का 31.5 Hz - 8 kHz की सीमा में संवेदनशीलता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। कुछ प्रकार के ध्वनि स्तर मीटर भी डी सुधार का उपयोग करते हैं, जो विमान के शोर को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली पीएन डीबी इकाइयों में डिवाइस को सीधे पढ़ने की अनुमति देता है। पीएन डीबी की सटीक गणना काफी जटिल है, लेकिन उच्च शोर स्तरों के लिए पीएन डीबी इकाइयों में स्तर डी-सही ध्वनि स्तर मीटर प्लस 7 डीबी द्वारा मापा गया डीबी स्तर के बराबर है; ज्यादातर मामलों में, पीएन डीबी में व्यक्त जेट विमान का शोर ए-भारित ध्वनि स्तर मीटर प्लस 13 डीबी द्वारा मापा गया डीबी स्तर के लगभग बराबर होता है।

आजकल, लगभग हर जगह, शोर स्तर को ए-वेटेड ध्वनि स्तर मीटर का उपयोग करके डीबी में मापे गए स्तर के बराबर माना जाता है, और डीबीए की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। यद्यपि मानव कान ध्वनि स्तर मीटर की तुलना में ध्वनि को अतुलनीय रूप से अधिक परिष्कृत मानता है, और इसलिए डीबीए में व्यक्त ध्वनि स्तर किसी भी तरह से शारीरिक प्रतिक्रिया के अनुरूप नहीं है, इस इकाई की सादगी इसे व्यावहारिक उपयोग के लिए बेहद सुविधाजनक बनाती है।

डीबीए में तीव्रता को मापने का प्रमुख नुकसान यह है कि यह कम-आवृत्ति ध्वनियों के प्रति हमारी प्रतिक्रिया को कम आंकता है और शुद्ध स्वर की तीव्रता के प्रति कान की बढ़ी हुई संवेदनशीलता को पूरी तरह से नजरअंदाज कर देता है।

डीबीए स्केल के फायदों में से एक, विशेष रूप से, यह तथ्य है कि यहां, जैसा कि हम अगले अध्याय में देखेंगे, वॉल्यूम को दोगुना करना मोटे तौर पर शोर स्तर में 10 डीबीए की वृद्धि के अनुरूप है। हालाँकि, यह पैमाना भी शोर की आवृत्ति संरचना की भूमिका का एक मोटा संकेत देता है, और चूंकि शोर की यह विशेषता अक्सर बेहद महत्वपूर्ण होती है, इसलिए ध्वनि स्तर मीटर का उपयोग करके किए गए माप के परिणामों को प्राप्त आंकड़ों के साथ पूरक किया जाना चाहिए। अन्य उपकरणों का उपयोग करना।

तीव्रताओं की तरह आवृत्तियों को लघुगणकीय पैमाने पर मापा जाता है, और प्रति सेकंड दोलनों की संख्या को दोगुना करने को आधार के रूप में लिया जाता है। चूँकि, हालाँकि, आवृत्तियों की सीमा तीव्रता की सीमा से कम चौड़ी होती है, दस गुना वृद्धि की संख्या की गणना नहीं की जाती है, दशमलव लघुगणक का उपयोग नहीं किया जाता है, और ध्वनि आवृत्तियों को हमेशा दोलनों की संख्या, या प्रति सेकंड चक्र द्वारा व्यक्त किया जाता है। आवृत्ति की इकाई एक दोलन प्रति सेकंड या 1 हर्ट्ज़ (हर्ट्ज) है। प्रत्येक आवृत्ति के लिए ध्वनि की तीव्रता निर्धारित करने के लिए अनंत संख्या में माप की आवश्यकता होगी। इसलिए, संगीत अभ्यास की तरह, पूरी श्रृंखला को सप्तक में विभाजित किया गया है। प्रत्येक सप्तक में उच्चतम आवृत्ति न्यूनतम से दोगुनी होती है। ध्वनि की आवृत्ति विश्लेषण का पहला, सरल चरण 8 या 11 सप्तक में से प्रत्येक के भीतर ध्वनि दबाव स्तर को मापना है, जो हमारी रुचि की आवृत्ति सीमा पर निर्भर करता है; मापते समय, ध्वनि स्तर मीटर के आउटपुट से सिग्नल ऑक्टेव फिल्टर के एक सेट या ऑक्टेव बैंडपास विश्लेषक को खिलाया जाता है। "बैंड" शब्द आवृत्ति स्पेक्ट्रम के एक विशेष भाग को इंगित करता है। विश्लेषक में 8 या 11 इलेक्ट्रॉनिक फ़िल्टर होते हैं। ये उपकरण सिग्नल के केवल उन्हीं आवृत्ति घटकों को पास करते हैं जो उनके बैंड के भीतर होते हैं। एक-एक करके फ़िल्टर चालू करके, आप ध्वनि स्तर मीटर का उपयोग करके सीधे प्रत्येक बैंड में ध्वनि दबाव स्तर को क्रमिक रूप से माप सकते हैं। लेकिन कई मामलों में, ऑक्टेव विश्लेषक भी सिग्नल के बारे में पर्याप्त जानकारी प्रदान नहीं करते हैं, और फिर वे आधे या एक तिहाई ऑक्टेव फिल्टर का उपयोग करके अधिक विस्तृत विश्लेषण का सहारा लेते हैं। और भी अधिक विस्तृत विश्लेषण प्राप्त करने के लिए, संकीर्ण-बैंड विश्लेषक का उपयोग किया जाता है, जो शोर को निरंतर सापेक्ष चौड़ाई के बैंड में "कट" करता है, उदाहरण के लिए बैंड की औसत आवृत्ति का 6%, या एक निश्चित संख्या की चौड़ाई वाले बैंड में। हर्ट्ज़, उदाहरण के लिए 10 या 6 हर्ट्ज़। यदि शोर स्पेक्ट्रम में शुद्ध स्वर होते हैं, जो अक्सर होता है, तो उनकी आवृत्ति और आयाम को असतत आवृत्ति विश्लेषक का उपयोग करके सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है।

आमतौर पर, ध्वनि विश्लेषण उपकरण बहुत भारी होते हैं, और इसलिए इसका उपयोग प्रयोगशालाओं तक ही सीमित है। अक्सर, जांच की जाने वाली ध्वनि को माइक्रोफ़ोन और उच्च गुणवत्ता वाले पोर्टेबल टेप रिकॉर्डर पर ध्वनि स्तर मीटर के प्रवर्धन सर्किट के माध्यम से अंशांकन के लिए नियंत्रण संकेतों का उपयोग करके रिकॉर्ड किया जाता है; फिर रिकॉर्डिंग को प्रयोगशाला में चलाया जाता है, एक विश्लेषक को एक संकेत भेजा जाता है, जो स्वचालित रूप से एक पेपर टेप पर एक आवृत्ति स्पेक्ट्रम खींचता है। चित्र में. चित्र 14 ऑक्टेव, एक तिहाई ऑक्टेव और नैरोबैंड (6 हर्ट्ज बैंड) विश्लेषक का उपयोग करके प्राप्त विशिष्ट शोर का स्पेक्ट्रा दिखाता है।

चावल। 14. ऑक्टेव, एक तिहाई ऑक्टेव और 6 हर्ट्ज फिल्टर का उपयोग करके ध्वनि विश्लेषण।

हालाँकि, शोर को मापने के लिए, ध्वनि का वॉल्यूम स्तर और आवृत्ति जानना पर्याप्त नहीं है। यदि हम पर्यावरणीय शोर के बारे में बात करते हैं, तो इसमें विभिन्न मूल के कई व्यक्तिगत शोर शामिल हैं: ये सड़क यातायात, हवाई जहाज, औद्योगिक शोर के साथ-साथ अन्य प्रकार की मानव गतिविधि से उत्पन्न होने वाले शोर हैं। यदि आप पारंपरिक ध्वनि स्तर मीटर के साथ सड़क पर शोर के स्तर को मापने का प्रयास करते हैं, तो आप पाएंगे कि यह एक बेहद मुश्किल काम है: ध्वनि स्तर मीटर सुई लगातार एक बहुत विस्तृत श्रृंखला में उतार-चढ़ाव करेगी। शोर का स्तर क्या माना जाना चाहिए? अधिकतम उलटी गिनती? नहीं, यह आंकड़ा बहुत ज़्यादा और नगण्य है. औसत स्तर? यह संभव होगा, लेकिन किसी विशिष्ट अवधि के लिए औसत मूल्य का अनुमान लगाना बेहद मुश्किल है, और सुई को पैमाने के भीतर रखने के लिए, आपको ध्वनि स्तर मीटर के लाभ स्तर को लगातार बदलना होगा।

तालिका संख्या 4

शोर स्तर के उतार-चढ़ाव को ध्यान में रखने के लिए दो आम तौर पर स्वीकृत तरीके हैं जो इस स्तर को संख्यात्मक रूप से व्यक्त करने की अनुमति देते हैं। पहली विधि तथाकथित सांख्यिकीय वितरण विश्लेषक का उपयोग करती है। यह उपकरण उस समय के सापेक्ष अनुपात को रिकॉर्ड करता है जिसके दौरान मापा गया शोर स्तर प्रत्येक स्केल चरण के भीतर होता है, उदाहरण के लिए, प्रत्येक 5 डीबी पर। इन मापों के परिणाम कुल समय का वह अंश दर्शाते हैं जिसके दौरान प्रत्येक ध्वनि स्तर पार हो गया था। तालिका में प्रस्तुत संख्याओं को आलेखित करके। 4, बिंदुओं को एक चिकनी रेखा से जोड़कर और 1, 10, 50, 90 और 99% समय से अधिक के स्तर स्थापित करके, हम "शोर जलवायु" का एक संतोषजनक विवरण दे सकते हैं। ये स्तर इस प्रकार निर्दिष्ट हैं: L1, L10, L50, L90 और L99। एल1 शोर स्तर के अधिकतम मूल्य का एक विचार देता है, एल10 एक विशिष्ट उच्च स्तर है, जबकि एल90 पृष्ठभूमि शोर दिखाता है, यानी वह स्तर जिस पर अस्थायी शांति होने पर शोर कम हो जाता है। एल10 और एल90 के मूल्यों के बीच का अंतर बहुत दिलचस्प है; यह इंगित करता है कि किसी भी स्थान पर शोर का स्तर किस हद तक भिन्न होता है, और शोर में उतार-चढ़ाव जितना अधिक होगा, उसका परेशान करने वाला प्रभाव उतना ही अधिक होगा। हालाँकि, L10 स्तर स्वयं यातायात शोर के परेशान करने वाले प्रभाव का एक अच्छा संकेतक है; इस सूचक का व्यापक रूप से यातायात शोर को मापने और पूर्वानुमान लगाने में उपयोग किया जाता है, और इसे ध्यान में रखते हुए, नए राजमार्गों और सड़कों से शोर के पीड़ितों के लिए राज्य मुआवजे की राशि निर्धारित की जाती है (अध्याय 11 देखें)। तो, एल10 ध्वनि स्तर है, जिसे डीबीए में व्यक्त किया गया है, जो कुल माप समय के ठीक दस प्रतिशत से अधिक है।

आमतौर पर, ट्रैफ़िक शोर में बहुत विशिष्ट तरीके से उतार-चढ़ाव होता है, इसलिए L10 स्तर शोर के एक स्वतंत्र, काफी संतोषजनक संकेतक के रूप में कार्य करता है, हालांकि यह केवल आंशिक रूप से शोर की सांख्यिकीय तस्वीर का प्रतिनिधित्व करता है। यदि शोर बेतरतीब ढंग से बदलता है, उदाहरण के लिए, जब रेल, औद्योगिक और कभी-कभी हवाई जहाज का शोर ओवरलैप होता है, तो शोर के स्तर का वितरण एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर बहुत भिन्न होता है। ऐसे मामलों में, सभी आँकड़ों को एक संख्या में व्यक्त करना भी उचित है। एक ऐसे फॉर्मूले का आविष्कार करने का प्रयास किया गया है जिसमें शोर के उतार-चढ़ाव के दायरे सहित संपूर्ण शोर चित्र शामिल है। ऐसे संकेतकों में "परिवहन शोर सूचकांक" और "ध्वनि प्रदूषण स्तर" शामिल हैं, लेकिन सबसे आम संकेतक एक विशेष प्रकार का औसत मूल्य है, जिसे लेक कहा जाता है। यह ध्वनि ऊर्जा के औसत मूल्य को दर्शाता है (डीबी में व्यक्त स्तरों के अंकगणितीय औसत के विपरीत); कभी-कभी Leq को निरंतर शोर के समतुल्य स्तर कहा जाता है, क्योंकि संख्यात्मक रूप से यह मान ऐसे सख्ती से स्थिर शोर के स्तर से मेल खाता है, जिस पर, संपूर्ण माप अवधि के दौरान, माइक्रोफ़ोन को ऊर्जा की वही कुल मात्रा प्राप्त होगी जो सभी अनियमितताओं के साथ इसमें प्रवेश करती है , मापे गए उतार-चढ़ाव वाले शोर का विस्फोट और उत्सर्जन। सबसे सरल मामले में, उदाहरण के लिए, Leq 90 dBA होगा यदि शोर का स्तर हर समय 90 dBA था, या यदि आधे माप समय के लिए शोर 93 dBA था और बाकी समय पूरी तरह से अनुपस्थित था। दरअसल, चूंकि शोर की तीव्रता या ऊर्जा को दोगुना करने से उसके स्तर में 3 डीबी की वृद्धि होती है, तो शोर की तीव्रता को दोगुना करने पर ऊर्जा की कुल मात्रा को स्थिर रखने के लिए, इसकी कार्रवाई की अवधि को आधा कर दिया जाना चाहिए। इसी प्रकार, हम 100 डीबीए के शोर स्तर पर Leq = 90 dBA का समान मान प्राप्त करते हैं, यदि यह समान अवधि के दसवें हिस्से के लिए संचालित होता है। विद्युत मीटर का उपयोग करके बिजली की खपत को मापना इसी तरह से किया जाता है। व्यवहार में, निरंतर शोर स्तर की अवधि और पूर्ण अनुपस्थिति की अवधि अक्सर नहीं होती है, और इसलिए Leq की गणना करना काफी कठिन है। यहीं पर तालिका जैसी वितरण तालिकाएं बचाव में आती हैं। 4, या विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए स्वचालित मीटर। लेक इंडेक्स के दो नुकसान हैं: औसत होने पर, उच्च-स्तरीय शोर के छोटे विस्फोट शोर की अवधि की तुलना में बड़ा योगदान देते हैं कम स्तर; इसके अलावा, मैक्सिमा की संख्या में वृद्धि का लेक के मूल्य पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, यदि प्रति दिन 100 ट्रेनों के शोर का औसत, समतुल्य स्तर Leq = 65 dBA है, तो जब ट्रेनों की संख्या दोगुनी हो जाती है, तो Leq में केवल 3 dBA की वृद्धि होती है। प्रत्येक ट्रेन द्वारा पैदा किए गए शोर की मात्रा को दोगुना करने (जैसे कि स्तर को 10 डीबीए बढ़ाने) के समान ही लेक के मूल्य को बढ़ाने के लिए, उनकी संख्या को 10 गुना बढ़ाना होगा। और फिर भी, कुछ हीनता के बावजूद, Leq स्केल वर्तमान में उपलब्ध शोर के सर्वोत्तम सार्वभौमिक माप का प्रतिनिधित्व करता है। इंग्लैंड में यह धीरे-धीरे उतना ही व्यापक हो जाएगा जितना महाद्वीप पर है। अब इसका उपयोग इंग्लैंड में औद्योगिक कर्मचारियों पर शोर के जोखिम को मापने के लिए किया जा रहा है।

एक अन्य माप का भी उपयोग किया जाता है, जो मूल रूप से पहली नज़र में लगने की तुलना में लेक के बहुत अधिक समान है: यह मानक शोर सूचकांक है, दुर्भाग्य से यह उन लोगों के लिए बहुत परिचित है जो बड़े हवाई अड्डों के पास रहते हैं। सामान्यीकृत शोर सूचकांकों के पैमाने का उपयोग विमान के औसत अधिकतम शोर स्तर को चिह्नित करने के लिए किया जाता है, जिसे पीएन डीबी (तथाकथित "कथित ध्वनि स्तर", ध्वनिक शब्दकोश देखें) में व्यक्त किया जाता है, और चूंकि यह 80 पीएन डीबी के स्तर से शुरू होता है ( लगभग 67 डीबीए), मान 80 औसत अधिकतम स्तर से घटा दिया जाता है। सैद्धांतिक रूप से, यदि केवल एक विमान माप के दौरान शोर उत्पन्न करता है, तो इस सूचकांक का मान पीएन डीबी माइनस 80 में औसत अधिकतम स्तर के बराबर होगा। विमान की संख्या के प्रत्येक दोगुने के साथ, इस संख्या में 4.5 इकाइयाँ जोड़ी जानी चाहिए, और 3 नहीं, जहां तक ​​लेक स्केल का सवाल है। हालाँकि इस सूचकांक का सूत्र कुछ हद तक जबरदस्त लगता है, ऊपर हम वास्तव में इसे पूरी तरह से चित्रित करने में सक्षम थे। यदि अलग-अलग विमान के शोर का चरम स्तर केवल कुछ डीबी से भिन्न होता है, तो औसत मूल्य की गणना अंकगणितीय रूप से की जा सकती है। अन्यथा, डीबी में व्यक्त शोर स्तर मानों को वापस तीव्रता मानों में परिवर्तित करना होगा, जिसके लिए लघुगणक की एक तालिका और एक स्पष्ट शीर्ष की आवश्यकता होती है!

शोर को मापने के लिए कई अन्य उपाय, पैमाने और सूचकांक हैं, जिनमें फोन, सोन, शोर, पीएन डीबी के विभिन्न डेरिवेटिव और कई अन्य मानदंड शामिल हैं, शोर मानक सूचकांक पैमाने के सभी अंतरराष्ट्रीय संस्करणों की गिनती नहीं की जाती है। अन्य इकाइयों एवं सूचकों का वर्णन करने की आवश्यकता नहीं है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संयुक्त राज्य अमेरिका में, Leq संकेतक का उपयोग कार्यस्थल में शोर को मापने के लिए किया जाता है, लेकिन जब शोर के संपर्क का समय दोगुना हो जाता है, तो वे इसके मूल्य में यूरोप की तरह 3 डीबी नहीं, बल्कि 5 डीबी जोड़ते हैं। अन्यथा, dBA, L10 और Leq को पूरी दुनिया में समान रूप से लागू किया जाता है।

डेसिबल क्या हैं?

सार्वभौमिक लघुगणक इकाइयाँ डेसीबल हमारे देश और विदेश में विभिन्न ऑडियो और वीडियो उपकरणों के मापदंडों के मात्रात्मक मूल्यांकन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में, विशेष रूप से वायर्ड संचार में, सूचना रिकॉर्ड करने और पुन: प्रस्तुत करने की तकनीक में, डेसीबल एक सार्वभौमिक माप है।

डेसीबल - नहीं भौतिक मात्रा, और गणितीय अवधारणा

इलेक्ट्रोकॉस्टिक्स में, डेसीबल अनिवार्य रूप से विभिन्न स्तरों को चिह्नित करने के लिए एकमात्र इकाई के रूप में कार्य करता है - ध्वनि की तीव्रता, ध्वनि दबाव, ज़ोर, साथ ही शोर नियंत्रण उपायों की प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए।

डेसीबल माप की एक विशिष्ट इकाई है, जो रोजमर्रा के व्यवहार में आने वाली किसी भी इकाई के समान नहीं है। इकाइयों की एसआई प्रणाली में डेसीबल एक आधिकारिक इकाई नहीं है, हालांकि, वजन और माप पर सामान्य सम्मेलन के निर्णय के अनुसार, इसका उपयोग एसआई के साथ संयोजन में प्रतिबंध के बिना किया जा सकता है, और अंतर्राष्ट्रीय चैंबर ऑफ वेट एंड मेजर्स ने इसे लागू कर दिया है। इसे इस प्रणाली में शामिल करने की अनुशंसा की.

डेसीबल कोई भौतिक मात्रा नहीं है, बल्कि एक गणितीय अवधारणा है।

इस संबंध में, डेसीबल में प्रतिशत के साथ कुछ समानताएँ हैं। प्रतिशत की तरह, डेसीबल आयामहीन होते हैं और एक ही नाम की दो मात्राओं की तुलना करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जो सिद्धांत रूप में, उनकी प्रकृति की परवाह किए बिना बहुत भिन्न होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि शब्द "डेसीबल" हमेशा केवल ऊर्जा मात्रा के साथ जुड़ा होता है, अक्सर बिजली के साथ और, कुछ आरक्षणों के साथ, वोल्टेज और करंट के साथ।

एक डेसीबल (रूसी पदनाम - डीबी, अंतर्राष्ट्रीय - डीबी) एक बड़ी इकाई - बेला 1 का दसवां हिस्सा है।

बेल दो घातों के अनुपात का दशमलव लघुगणक है। यदि दो शक्तियाँ ज्ञात हो आर 1 और आर 2 , तो उनका अनुपात, बेल्स में व्यक्त, सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

तुलना की जा रही शक्तियों की भौतिक प्रकृति कुछ भी हो सकती है - विद्युत, विद्युत चुम्बकीय, ध्वनिक, यांत्रिक - यह केवल महत्वपूर्ण है कि दोनों मात्राएँ एक ही इकाइयों में व्यक्त की जाती हैं - वाट, मिलीवाट, आदि।

आइए संक्षेप में याद करें कि लघुगणक क्या है। किसी भी सकारात्मक 2 संख्या, दोनों पूर्णांक और भिन्नात्मक, को एक निश्चित डिग्री तक किसी अन्य संख्या द्वारा दर्शाया जा सकता है।

इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि 10 2 = 100, तो 10 को लघुगणक का आधार कहा जाता है, और संख्या 2 संख्या 100 का लघुगणक है और इसे लघुगणक 10 100 = 2 या लघुगणक 100 = 2 दर्शाया जाता है (इस प्रकार पढ़ें: "एक सौ से आधार दस का लघुगणक दो के बराबर है")।

आधार 10 वाले लघुगणक को दशमलव लघुगणक कहा जाता है और ये सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। उन संख्याओं के लिए जो 10 के गुणज हैं, यह लघुगणक संख्यात्मक रूप से इकाई के पीछे शून्य की संख्या के बराबर है, और अन्य संख्याओं के लिए इसकी गणना कैलकुलेटर पर की जाती है या लघुगणक तालिकाओं से पाई जाती है।

आधार e = 2.718... वाले लघुगणक प्राकृतिक कहलाते हैं। में कंप्यूटर प्रौद्योगिकीआमतौर पर आधार 2 वाले लघुगणक का उपयोग किया जाता है।

लघुगणक के मूल गुण:

निःसंदेह, ये गुण दशमलव और प्राकृतिक लघुगणक के लिए भी सत्य हैं। संख्याओं को दर्शाने की लघुगणकीय विधि अक्सर बहुत सुविधाजनक साबित होती है, क्योंकि यह आपको गुणन को जोड़ से, भाग को घटाव से, घातांक को गुणन से और मूल निष्कर्षण को भाग से बदलने की अनुमति देती है।

व्यवहार में, बेल का मूल्य बहुत बड़ा हो गया, उदाहरण के लिए, 100 से 1000 तक की सीमा में कोई भी शक्ति अनुपात एक बेल के भीतर फिट बैठता है - 2 बी से 3 बी तक। इसलिए, अधिक स्पष्टता के लिए, हमने संख्या को गुणा करने का निर्णय लिया बेल की संख्या को 10 से दर्शाएं और डेसीबल में परिणामी उत्पाद संकेतक की गणना करें, यानी, उदाहरण के लिए, 2 बी = 20 डीबी, 4.62 बी = 46.2 डीबी, आदि।

आमतौर पर, शक्ति अनुपात सूत्र का उपयोग करके सीधे डेसीबल में व्यक्त किया जाता है:

डेसीबल के साथ संचालन लघुगणक के साथ संचालन से अलग नहीं है।

2 डीबी = 1 डीबी + 1 डीबी → 1.259 * 1.259 = 1.585;
3 डीबी → 1.259 3 = 1.995;
4 डीबी → 2.512;
5 डीबी → 3.161;
6 डीबी → 3.981;
7 डीबी → 5.012;
8 डीबी → 6.310;
9 डीबी → 7.943;
10 डीबी → 10.00.

→ चिन्ह का अर्थ है "मिलान"।

इसी तरह से आप एक टेबल भी बना सकते हैं नकारात्मक मानडेसीबल. माइनस 1 डीबी शक्ति में 1/0.794 = 1.259 गुना, यानी लगभग 26% की कमी को दर्शाता है।

उसे याद रखो:

⇒ यदि आर 2 =पी 1 अर्थात। पी 2 /पी 1 =1 , वह एन डीबी = 0 , क्योंकि लॉग 1=0 .

⇒ यदि पी 2 >पी एल , तो डेसीबल की संख्या धनात्मक है।

⇒ यदि आर 2 < P 1 , तो डेसिबल को ऋणात्मक संख्याओं के रूप में व्यक्त किया जाता है।

सकारात्मक डेसिबल को अक्सर गेन डेसिबल कहा जाता है। नकारात्मक डेसीबल, एक नियम के रूप में, ऊर्जा हानि (फिल्टर, डिवाइडर, लंबी लाइनों में) को दर्शाते हैं और क्षीणन या हानि डेसीबल कहलाते हैं।

प्रवर्धन और क्षीणन के डेसीबल के बीच एक सरल संबंध है: विभिन्न संकेतों के साथ डेसीबल की समान संख्या मेल खाती है पारस्परिक संख्याएँरिश्तों। यदि, उदाहरण के लिए, संबंध आर 2 /आर 1 = 2 → 3 डीबी , वह -3 डीबी → 1/2 , अर्थात। 1/आर 2 /आर 1 = पी 1 /आर 2

⇒ यदि आर 2 /आर 1 दस की शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है, अर्थात आर 2 /आर 1 = 10 क , कहाँ क - फिर कोई भी पूर्णांक (धनात्मक या ऋणात्मक)। एनडीबी = 10k , क्योंकि एलजी 10 क = क .

⇒ यदि आर 2 या आर 1 शून्य के बराबर है, तो के लिए अभिव्यक्ति एनडीबी अपना अर्थ खो देता है.

और एक और विशेषता: शक्ति अनुपात के आधार पर डेसिबल मान निर्धारित करने वाला वक्र प्रारंभ में तेजी से बढ़ता है, फिर इसकी वृद्धि धीमी हो जाती है।

एक शक्ति अनुपात के अनुरूप डेसिबल की संख्या जानने के बाद, आप दूसरे के लिए पुनर्गणना कर सकते हैं - एक करीबी या एकाधिक अनुपात। विशेष रूप से, शक्ति अनुपात के लिए जो 10 के कारक से भिन्न होता है, डेसिबल की संख्या 10 डीबी से भिन्न होती है। इस डेसीबल विशेषता को अच्छी तरह से समझा जाना चाहिए और दृढ़ता से याद रखा जाना चाहिए - यह संपूर्ण प्रणाली की नींव में से एक है

डेसीबल प्रणाली के लाभों में शामिल हैं:

⇒ सार्वभौमिकता, यानी विभिन्न मापदंडों और घटनाओं का आकलन करते समय उपयोग की जाने वाली क्षमता;

⇒ परिवर्तित संख्याओं में भारी अंतर - इकाइयों से लेकर लाखों तक - पहले सौ की संख्याओं में डेसीबल में प्रदर्शित होते हैं;

⇒ दस की शक्तियों का प्रतिनिधित्व करने वाली प्राकृतिक संख्याएँ डेसिबल में दस के गुणज के रूप में व्यक्त की जाती हैं;

⇒ पारस्परिक संख्याओं को डेसीबल में समान संख्याओं के रूप में व्यक्त किया जाता है, लेकिन विभिन्न संकेतों के साथ;

⇒ अमूर्त और नामित दोनों संख्याओं को डेसीबल में व्यक्त किया जा सकता है।

डेसीबल प्रणाली के नुकसानों में शामिल हैं:

⇒ खराब स्पष्टता: डेसिबल को दो संख्याओं के अनुपात में परिवर्तित करने या विपरीत संचालन करने के लिए गणना की आवश्यकता होती है;

⇒ शक्ति अनुपात और वोल्टेज (या करंट) अनुपात को विभिन्न सूत्रों का उपयोग करके डेसीबल में परिवर्तित किया जाता है, जिससे कभी-कभी त्रुटियां और भ्रम पैदा होता है;

⇒ डेसिबल की गिनती केवल गैर-शून्य स्तर के सापेक्ष ही की जा सकती है; निरपेक्ष शून्य, उदाहरण के लिए 0 W, 0 V, डेसीबल में व्यक्त नहीं किया जाता है।

एक शक्ति अनुपात के अनुरूप डेसिबल की संख्या जानने के बाद, आप दूसरे के लिए पुनर्गणना कर सकते हैं - एक करीबी या एकाधिक अनुपात। विशेष रूप से, शक्ति अनुपात के लिए जो 10 के कारक से भिन्न होता है, डेसिबल की संख्या 10 डीबी से भिन्न होती है। डेसिबल की इस विशेषता को अच्छी तरह से समझा जाना चाहिए और दृढ़ता से याद रखा जाना चाहिए - यह संपूर्ण प्रणाली की नींव में से एक है।

दो सिग्नलों की शक्तियों की तुलना करके उनकी तुलना करना हमेशा सुविधाजनक नहीं होता है, क्योंकि ऑडियो और रेडियो फ्रीक्वेंसी रेंज में विद्युत शक्ति के सीधे माप के लिए महंगे और जटिल उपकरणों की आवश्यकता होती है। व्यवहार में, उपकरण के साथ काम करते समय, लोड द्वारा जारी शक्ति को नहीं, बल्कि उसके पार वोल्टेज ड्रॉप और कुछ मामलों में, प्रवाहित धारा को मापना बहुत आसान होता है।

वोल्टेज या करंट और लोड प्रतिरोध को जानकर, शक्ति निर्धारित करना आसान है। यदि माप एक ही अवरोधक पर किया जाता है, तो:

ये सूत्र अक्सर अभ्यास में उपयोग किए जाते हैं, लेकिन ध्यान दें कि यदि वोल्टेज या धाराओं को अलग-अलग भार पर मापा जाता है, तो ये सूत्र काम नहीं करते हैं और अन्य, अधिक जटिल संबंधों का उपयोग किया जाना चाहिए।

डेसीबल पावर टेबल को संकलित करने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक का उपयोग करके, आप इसी तरह यह निर्धारित कर सकते हैं कि वोल्टेज-से-वर्तमान अनुपात का 1 डीबी किसके बराबर है। एक सकारात्मक डेसीबल 1.122 के बराबर होगा, और एक नकारात्मक डेसीबल 0.8913 के बराबर होगा, यानी। वोल्टेज या करंट का 1 डीबी मूल मान के सापेक्ष इस पैरामीटर में लगभग 12% की वृद्धि या कमी को दर्शाता है।

सूत्र इस धारणा के तहत प्राप्त किए गए थे कि लोड प्रतिरोध प्रकृति में सक्रिय हैं और वोल्टेज या धाराओं के बीच कोई चरण बदलाव नहीं है। कड़ाई से बोलते हुए, किसी को सामान्य मामले पर विचार करना चाहिए और वोल्टेज (धाराओं) के लिए एक चरण शिफ्ट कोण की उपस्थिति को ध्यान में रखना चाहिए, और लोड के लिए न केवल सक्रिय, बल्कि प्रतिक्रियाशील घटकों सहित कुल प्रतिरोध, लेकिन यह केवल उच्च आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण है।

व्यवहार में आमतौर पर सामने आने वाले कुछ डेसीबल मान और उन्हें दर्शाने वाले पावर और वोल्टेज (करंट) अनुपात को याद रखना उपयोगी है, जैसा कि तालिका में दिया गया है। 1.

तालिका नंबर एक।बिजली और वोल्टेज के लिए सामान्य डेसीबल मान

इस तालिका और लघुगणक के गुणों का उपयोग करके, यह गणना करना आसान है कि मनमाना लघुगणक मान किससे मेल खाते हैं। उदाहरण के लिए, 36 डीबी शक्ति को 30+3+3 के रूप में दर्शाया जा सकता है, जो 1000*2*2 = 4000 के अनुरूप है। हमें 36 को 10+10+10+3+3 → 10*10 के रूप में दर्शाने पर वही परिणाम मिलता है। *10* 2*2 = 4000.

प्रतिशत के साथ डेसिबल की तुलना

पहले यह नोट किया गया था कि डेसीबल की अवधारणा में प्रतिशत के साथ कुछ समानताएँ हैं। दरअसल, चूँकि प्रतिशत एक संख्या से दूसरी संख्या के अनुपात को व्यक्त करता है, पारंपरिक रूप से इसे सौ प्रतिशत के रूप में स्वीकार किया जाता है, इन संख्याओं के अनुपात को डेसीबल में भी दर्शाया जा सकता है, बशर्ते कि दोनों संख्याएँ शक्ति, वोल्टेज या करंट की विशेषता बताती हों। शक्ति अनुपात के लिए:

वोल्टेज या करंट अनुपात के लिए:

आप डेसीबल को प्रतिशत अनुपात में परिवर्तित करने के लिए सूत्र भी प्राप्त कर सकते हैं:

तालिका में 2 कुछ सबसे सामान्य डेसिबल मानों का प्रतिशत अनुपात में अनुवाद प्रदान करता है। चित्र में नॉमोग्राम से विभिन्न मध्यवर्ती मान पाए जा सकते हैं। 1.

चावल। 1. नॉमोग्राम के अनुसार डेसिबल को प्रतिशत अनुपात में परिवर्तित करना

तालिका 2।डेसिबल को प्रतिशत अनुपात में परिवर्तित करना

आइए प्रतिशत को डेसीबल में बदलने की व्याख्या करने के लिए दो व्यावहारिक उदाहरण देखें।

उदाहरण 1।मौलिक आवृत्ति संकेत स्तर के सापेक्ष डेसिबल में हार्मोनिक्स के किस स्तर के अनुरूप गुणांक है? अरैखिक विरूपणतीन बजे%?

आइए अंजीर का उपयोग करें। 1. "वोल्टेज" ग्राफ़ के साथ ऊर्ध्वाधर रेखा 3% के प्रतिच्छेदन बिंदु के माध्यम से, एक क्षैतिज रेखा खींचें जब तक कि यह ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ प्रतिच्छेद न हो जाए और उत्तर प्राप्त करें: -31 डीबी।

उदाहरण 2.वोल्टेज क्षीणन का कितना प्रतिशत -6 डीबी के परिवर्तन से मेल खाता है?

उत्तर। मूल मूल्य के 50% पर.

व्यावहारिक गणना में, डेसीबल के संख्यात्मक मान के आंशिक भाग को अक्सर पूर्ण संख्या में पूर्णांकित किया जाता है, लेकिन इससे गणना परिणामों में एक अतिरिक्त त्रुटि उत्पन्न हो जाती है।

रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में डेसिबल

आइए कुछ उदाहरण देखें जो रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में डेसिबल का उपयोग करने की विधि को समझाते हैं।

केबल क्षीणन

प्रति यूनिट लंबाई में लाइनों और केबलों में ऊर्जा हानि को क्षीणन गुणांक α द्वारा दर्शाया जाता है, जो लाइन के समान इनपुट और आउटपुट प्रतिरोध के साथ डेसीबल में निर्धारित होता है:

कहाँ यू 1 - लाइन के एक मनमाने खंड में वोल्टेज; यू 2 - दूसरे खंड में वोल्टेज, लंबाई की एक इकाई द्वारा पहले से दूरी: 1 मीटर, 1 किमी, आदि। उदाहरण के लिए, आरके-75-4-14 प्रकार की एक उच्च आवृत्ति केबल में आवृत्ति पर क्षीणन गुणांक α होता है 100 मेगाहर्ट्ज = -0.13 डीबी/एम, समान आवृत्ति पर श्रेणी 5 की एक मुड़ जोड़ी केबल में लगभग -0.2 डीबी/एम का क्षीणन होता है, और श्रेणी 6 की एक केबल थोड़ी कम होती है। सिग्नल क्षीणन ग्राफ बिना परिरक्षित केबलमुड़ी हुई जोड़ी को चित्र में दिखाया गया है। 2.

चावल। 2. एक बिना परिरक्षित मुड़ जोड़ी केबल में सिग्नल क्षीणन का ग्राफ़

फाइबर ऑप्टिक केबलों में 1000 मीटर की केबल लंबाई पर 0.2 से 3 डीबी तक का क्षीणन मान काफी कम होता है। सभी ऑप्टिकल फाइबर में एक जटिल क्षीणन बनाम तरंग दैर्ध्य संबंध होता है जिसमें 850 एनएम, 1300 एनएम और 1550 एनएम की तीन "पारदर्शिता खिड़कियां" होती हैं। . "पारदर्शिता विंडो" का अर्थ अधिकतम सिग्नल ट्रांसमिशन रेंज पर कम से कम नुकसान है। फाइबर ऑप्टिक केबल में सिग्नल क्षीणन ग्राफ चित्र में दिखाया गया है। 3.

चावल। 3. फाइबर ऑप्टिक केबल में सिग्नल क्षीणन का ग्राफ

उदाहरण 3.पता लगाएं कि आरके-75-4-14 लंबे केबल के टुकड़े के आउटपुट पर वोल्टेज क्या होगा एल = 50 मीटर, यदि इसके इनपुट पर 100 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ 8 वी का वोल्टेज लगाया जाता है। केबल का लोड प्रतिरोध और विशेषता प्रतिबाधा बराबर है, या, जैसा कि वे कहते हैं, मेल खाते हैं।

जाहिर है, केबल सेगमेंट द्वारा पेश किया गया क्षीणन है क = –0.13 डीबी/एम * 50 मीटर = –6.5 डीबी। यह डेसीबल मान मोटे तौर पर 0.47 के वोल्टेज अनुपात से मेल खाता है। इसका मतलब है कि केबल के आउटपुट सिरे पर वोल्टेज है यू 2 = 8 वी * 0.47 = 3.76 वी.

यह उदाहरण एक बहुत ही महत्वपूर्ण बिंदु को दर्शाता है: जैसे-जैसे उनकी लंबाई बढ़ती है, लाइन या केबल में नुकसान बहुत तेजी से बढ़ता है। 1 किमी लंबे केबल सेक्शन के लिए, क्षीणन -130 डीबी होगा, यानी सिग्नल तीन लाख से अधिक बार कमजोर हो जाएगा!

क्षीणन काफी हद तक संकेतों की आवृत्ति पर निर्भर करता है - ऑडियो आवृत्ति रेंज में यह वीडियो रेंज की तुलना में बहुत कम होगा, लेकिन क्षीणन का लघुगणकीय नियम समान होगा, और लंबी लाइन लंबाई के साथ क्षीणन महत्वपूर्ण होगा।

ऑडियो एम्पलीफायर

गुणवत्ता प्रदर्शन में सुधार के लिए आमतौर पर ऑडियो एम्पलीफायरों में नकारात्मक प्रतिक्रिया पेश की जाती है। यदि डिवाइस का वोल्टेज लाभ बिना है प्रतिक्रियाके बराबर होती है को , और प्रतिक्रिया के साथ ओएस के लिए वह संख्या जो दर्शाती है कि फीडबैक के प्रभाव में लाभ कितनी बार बदलता है, कहलाता है प्रतिक्रिया की गहराई . इसे आमतौर पर डेसीबल में व्यक्त किया जाता है। एक कार्यशील एम्पलीफायर में, गुणांक को और को ओएस प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है, जब तक कि एम्पलीफायर को फीडबैक लूप खुला रखकर संचालित नहीं किया जाता है। एम्पलीफायर डिज़ाइन करते समय, पहले गणना करें को , और फिर मूल्य निर्धारित करें ओएस के लिए इस अनुसार:

जहां β फीडबैक सर्किट का ट्रांसमिशन गुणांक है, यानी फीडबैक सर्किट के आउटपुट पर वोल्टेज और इसके इनपुट पर वोल्टेज का अनुपात।

डेसीबल में फीडबैक गहराई की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

स्टीरियो उपकरणों को मोनो उपकरणों की तुलना में अतिरिक्त आवश्यकताओं को पूरा करना होगा। सराउंड साउंड प्रभाव केवल अच्छे चैनल पृथक्करण के साथ ही प्राप्त होता है, अर्थात, जब एक चैनल से दूसरे चैनल में सिग्नल का प्रवेश नहीं होता है। व्यावहारिक परिस्थितियों में, यह आवश्यकता पूरी तरह से संतुष्ट नहीं हो सकती है, और संकेतों का पारस्परिक रिसाव मुख्य रूप से दोनों चैनलों के लिए सामान्य नोड्स के माध्यम से होता है। चैनल पृथक्करण की गुणवत्ता तथाकथित द्वारा विशेषता है क्षणिक क्षीणन ए पीजेड डेसिबल में क्रॉसस्टॉक क्षीणन का माप दोनों चैनलों की आउटपुट शक्तियों का अनुपात है जब इनपुट सिग्नल केवल एक चैनल पर लागू होता है:

कहाँ आर डी - वर्तमान चैनल की अधिकतम उत्पादन शक्ति; आर पूर्वोत्तर - मुक्त चैनल की आउटपुट पावर।

अच्छा चैनल पृथक्करण 60-70 डीबी, उत्कृष्ट -90-100 डीबी के संक्रमण क्षीणन से मेल खाता है।

शोर और पृष्ठभूमि

किसी भी प्राप्त करने वाले और प्रवर्धक उपकरण के आउटपुट पर, उपयोगी इनपुट सिग्नल की अनुपस्थिति में भी, एक वैकल्पिक वोल्टेज का पता लगाया जा सकता है, जो डिवाइस के स्वयं के शोर के कारण होता है। आंतरिक शोर पैदा करने वाले कारण या तो बाहरी हो सकते हैं - हस्तक्षेप के कारण, आपूर्ति वोल्टेज की खराब फ़िल्टरिंग, या आंतरिक, रेडियो घटकों के आंतरिक शोर के कारण। सबसे गंभीर प्रभाव इनपुट सर्किट और पहले एम्पलीफायर चरण में उत्पन्न होने वाला शोर और हस्तक्षेप है, क्योंकि वे बाद के सभी चरणों में बढ़ जाते हैं। आंतरिक शोर रिसीवर या एम्पलीफायर की वास्तविक संवेदनशीलता को कम कर देता है।

शोर को कई तरीकों से मापा जा सकता है।

सबसे सरल यह है कि सभी शोर, चाहे उसके कारण और उत्पत्ति के स्थान की परवाह किए बिना, इनपुट में परिवर्तित हो जाते हैं, यानी, आउटपुट पर शोर वोल्टेज (इनपुट सिग्नल की अनुपस्थिति में) को लाभ से विभाजित किया जाता है:

माइक्रोवोल्ट में व्यक्त यह वोल्टेज, अपने स्वयं के शोर के माप के रूप में कार्य करता है। हालाँकि, हस्तक्षेप के दृष्टिकोण से किसी उपकरण का मूल्यांकन करने के लिए, शोर का पूर्ण मूल्य महत्वपूर्ण नहीं है, बल्कि उपयोगी सिग्नल और इस शोर (सिग्नल-टू-शोर अनुपात) के बीच का अनुपात है, क्योंकि उपयोगी सिग्नल होना चाहिए पृष्ठभूमि हस्तक्षेप से विश्वसनीय रूप से अलग होना। सिग्नल-टू-शोर अनुपात आमतौर पर डेसिबल में व्यक्त किया जाता है:

कहाँ आर साथ - शोर के साथ उपयोगी सिग्नल की निर्दिष्ट या रेटेड आउटपुट पावर; आर डब्ल्यू - उपयोगी सिग्नल स्रोत बंद होने पर शोर आउटपुट पावर; यू सी - लोड अवरोधक पर सिग्नल और शोर वोल्टेज; यू श - एक ही अवरोधक पर शोर वोल्टेज। इस प्रकार तथाकथित "अनवेटेड" सिग्नल-टू-शोर अनुपात।

अक्सर, ऑडियो उपकरण मापदंडों में भारित फिल्टर के साथ मापा गया सिग्नल-टू-शोर अनुपात शामिल होता है। फ़िल्टर आपको विभिन्न आवृत्तियों पर शोर के प्रति मानव श्रवण की विभिन्न संवेदनशीलता को ध्यान में रखने की अनुमति देता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला फ़िल्टर प्रकार ए है, इस मामले में पदनाम आमतौर पर माप की इकाई "डीबीए" ("डीबीए") को इंगित करता है। फ़िल्टर का उपयोग आमतौर पर बिना भारित शोर की तुलना में बेहतर मात्रात्मक परिणाम देता है (आमतौर पर सिग्नल-टू-शोर अनुपात 6-9 डीबी अधिक होता है), इसलिए (विपणन कारणों से) उपकरण निर्माता अक्सर "भारित" मान का संकेत देते हैं। वज़न फ़िल्टर के बारे में अधिक जानकारी के लिए, नीचे ध्वनि स्तर मीटर अनुभाग देखें।

जाहिर है, डिवाइस के सफल संचालन के लिए, सिग्नल-टू-शोर अनुपात एक निश्चित न्यूनतम अनुमेय मूल्य से अधिक होना चाहिए, जो डिवाइस के उद्देश्य और आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। हाई-फाई श्रेणी के उपकरणों के लिए यह पैरामीटर कम से कम 75 डीबी होना चाहिए, हाई-एंड उपकरणों के लिए - कम से कम 90 डीबी।

कभी-कभी व्यवहार में वे व्युत्क्रम अनुपात का उपयोग करते हैं, जो उपयोगी सिग्नल के सापेक्ष शोर स्तर को दर्शाता है। शोर का स्तर सिग्नल-टू-शोर अनुपात के समान डेसीबल में व्यक्त किया जाता है, लेकिन एक नकारात्मक संकेत के साथ।

उपकरणों को प्राप्त करने और प्रवर्धित करने के विवरण में, पृष्ठभूमि स्तर शब्द कभी-कभी प्रकट होता है, जो डेसिबल में पृष्ठभूमि वोल्टेज के घटकों के किसी दिए गए रेटेड पावर के अनुरूप वोल्टेज के अनुपात को दर्शाता है। पृष्ठभूमि घटक मुख्य आवृत्ति (50, 100, 150 और 200 हर्ट्ज) के गुणक हैं और बैंडपास फिल्टर का उपयोग करके कुल शोर वोल्टेज से मापा जाता है।

हालाँकि, सिग्नल-टू-शोर अनुपात हमें यह निर्धारित करने की अनुमति नहीं देता है कि शोर का कौन सा हिस्सा सीधे सर्किट तत्वों के कारण होता है, और कौन सा हिस्सा डिज़ाइन खामियों (हस्तक्षेप, पृष्ठभूमि) के परिणामस्वरूप पेश किया जाता है। रेडियो घटकों के शोर गुणों का आकलन करने के लिए, अवधारणा पेश की गई है शोर कारक . शोर का आंकड़ा शक्ति द्वारा मापा जाता है और डेसीबल में भी व्यक्त किया जाता है। इस पैरामीटर को निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है। यदि किसी उपकरण (रिसीवर, एम्प्लीफायर) के इनपुट पर की शक्ति वाला एक उपयोगी सिग्नल है आर साथ और शोर शक्ति आर डब्ल्यू , तो इनपुट पर सिग्नल-टू-शोर अनुपात होगा (आर साथ /आर डब्ल्यू )में रुख मजबूत करने के बाद (आर साथ /आर डब्ल्यू )बाहर कम होगा, क्योंकि एम्पलीफायर चरणों का प्रवर्धित आंतरिक शोर इनपुट शोर में जोड़ा जाएगा।

शोर का आंकड़ा डेसीबल में व्यक्त अनुपात है:

कहाँ को आर - शक्ति लाभ.

इसलिए, शोर का आंकड़ा आउटपुट पर शोर शक्ति और इनपुट पर प्रवर्धित शोर शक्ति के अनुपात को दर्शाता है।

अर्थ रु.इन गणना द्वारा निर्धारित; रु.आउट मापा जाता है और को आर आम तौर पर। गणना से या माप के बाद ज्ञात होता है। शोर के दृष्टिकोण से एक आदर्श एम्पलीफायर को केवल उपयोगी संकेतों को बढ़ाना चाहिए और अतिरिक्त शोर नहीं लाना चाहिए। समीकरण के अनुसार, ऐसे एम्पलीफायर के लिए शोर का आंकड़ा है एफ श = 0 डीबी .

प्रवर्धन उपकरणों के पहले चरण में संचालित होने वाले ट्रांजिस्टर और आईसी के लिए, शोर का आंकड़ा विनियमित किया जाता है और संदर्भ पुस्तकों में दिया जाता है।

स्व-शोर वोल्टेज कई प्रवर्धन उपकरणों का एक और महत्वपूर्ण पैरामीटर भी निर्धारित करता है - डानामिक रेंज.

गतिशील रेंज और समायोजन

डानामिक रेंज डेसिबल में व्यक्त अधिकतम अविकृत आउटपुट पावर और उसके न्यूनतम मूल्य का अनुपात है, जिस पर स्वीकार्य सिग्नल-टू-शोर अनुपात अभी भी सुनिश्चित किया जाता है:

शोर तल जितना कम होगा और अविरल आउटपुट पावर जितनी अधिक होगी, गतिशील रेंज उतनी ही व्यापक होगी।

ध्वनि स्रोतों की गतिशील सीमा - एक ऑर्केस्ट्रा, एक आवाज - एक समान तरीके से निर्धारित की जाती है, केवल यहां न्यूनतम ध्वनि शक्ति पृष्ठभूमि शोर द्वारा निर्धारित की जाती है। किसी उपकरण के लिए इनपुट सिग्नल के न्यूनतम और अधिकतम दोनों आयामों को विरूपण के बिना प्रसारित करने के लिए, इसकी गतिशील रेंज सिग्नल की गतिशील रेंज से कम नहीं होनी चाहिए। ऐसे मामलों में जहां इनपुट सिग्नल की डायनामिक रेंज डिवाइस की डायनामिक रेंज से अधिक हो जाती है, इसे कृत्रिम रूप से संपीड़ित किया जाता है। यह किया जाता है, उदाहरण के लिए, ध्वनि रिकॉर्ड करते समय।

मैन्युअल वॉल्यूम नियंत्रण की प्रभावशीलता की जाँच नियंत्रण के दो चरम स्थितियों पर की जाती है। सबसे पहले, स्थिति में नियामक के साथ अधिकतम मात्रा 1 kHz की आवृत्ति वाला एक वोल्टेज इस परिमाण के ऑडियो एम्पलीफायर के इनपुट पर लगाया जाता है कि एम्पलीफायर के आउटपुट पर एक निश्चित निर्दिष्ट शक्ति के अनुरूप वोल्टेज स्थापित हो जाता है। फिर वॉल्यूम कंट्रोल नॉब को न्यूनतम वॉल्यूम में बदल दिया जाता है, और एम्पलीफायर इनपुट पर वोल्टेज तब तक बढ़ाया जाता है जब तक कि आउटपुट वोल्टेज फिर से मूल के बराबर न हो जाए। न्यूनतम मात्रा पर नियंत्रण के साथ इनपुट वोल्टेज और अधिकतम मात्रा पर इनपुट वोल्टेज का अनुपात, डेसिबल में व्यक्त, वॉल्यूम नियंत्रण के संचालन का एक संकेतक है।

दिए गए उदाहरण रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के मापदंडों का आकलन करने के लिए डेसीबल लगाने के व्यावहारिक मामलों को समाप्त नहीं करते हैं। जानने सामान्य नियम, इन इकाइयों के अनुप्रयोग से यह समझना संभव है कि इनका उपयोग यहां नहीं मानी गई अन्य स्थितियों में कैसे किया जाता है। डेसिबल में परिभाषित किसी अपरिचित शब्द का सामना करते समय, आपको स्पष्ट रूप से कल्पना करनी चाहिए कि यह किन दो मात्राओं से मेल खाता है। कुछ मामलों में यह परिभाषा से ही स्पष्ट है, अन्य मामलों में घटकों के बीच संबंध अधिक जटिल है, और जब कोई स्पष्ट स्पष्टता नहीं है, तो आपको गंभीर त्रुटियों से बचने के लिए माप तकनीक के विवरण का उल्लेख करना चाहिए।

डेसिबल के साथ व्यवहार करते समय, आपको हमेशा इस बात पर ध्यान देना चाहिए कि प्रत्येक विशिष्ट मामला किन इकाइयों - शक्ति या वोल्टेज - से मेल खाता है, अर्थात कौन सा गुणांक - 10 या 20 - लघुगणक चिह्न से पहले दिखाई देना चाहिए।

लघुगणकीय पैमाने

आयाम-आवृत्ति विशेषताओं (एएफसी) का निर्माण करते समय अक्सर डेसीबल सहित लॉगरिदमिक प्रणाली का उपयोग किया जाता है - संचरण गुणांक की निर्भरता को दर्शाने वाले वक्र विभिन्न उपकरण(एम्प्लीफायर, डिवाइडर, फिल्टर) आवृत्ति पर बाहरी प्रभाव. आवृत्ति प्रतिक्रिया का निर्माण करने के लिए, विभिन्न आवृत्तियों पर निरंतर इनपुट वोल्टेज पर आउटपुट वोल्टेज या पावर को चिह्नित करते हुए, गणना या प्रयोग द्वारा कई बिंदु निर्धारित किए जाते हैं। इन बिंदुओं को जोड़ने वाला एक चिकना वक्र डिवाइस या सिस्टम की आवृत्ति गुणों को दर्शाता है।

यदि संख्यात्मक मानों को आवृत्ति अक्ष के साथ एक रैखिक पैमाने पर प्लॉट किया जाता है, यानी, उनके वास्तविक मूल्यों के अनुपात में, तो ऐसी आवृत्ति प्रतिक्रिया का उपयोग करना असुविधाजनक होगा और स्पष्ट नहीं होगा: क्षेत्र में कम आवृत्तियाँइसे संपीड़ित किया जाता है, जबकि उच्चतर को फैलाया जाता है।

आवृत्ति विशेषताओं को आमतौर पर तथाकथित लघुगणकीय पैमाने पर प्लॉट किया जाता है। आवृत्ति अक्ष के साथ, वे मान जो स्वयं आवृत्ति के समानुपाती नहीं होते हैं, कार्य के लिए सुविधाजनक पैमाने पर प्लॉट किए जाते हैं। एफ , और लघुगणक एलजीएफ/एफ हे , कहाँ एफ हे - संदर्भ बिंदु के अनुरूप आवृत्ति. मान अक्ष पर चिह्नों के विरुद्ध लिखे जाते हैं। एफ . लॉगरिदमिक आवृत्ति प्रतिक्रियाओं के निर्माण के लिए, विशेष लॉगरिदमिक ग्राफ़ पेपर का उपयोग किया जाता है।

सैद्धांतिक गणना करते समय, वे आमतौर पर न केवल आवृत्ति का उपयोग करते हैं एफ , और आकार ω = 2πf जिसे वृत्ताकार आवृत्ति कहते हैं।

आवृत्ति एफ हे , मूल के अनुरूप, मनमाने ढंग से छोटा हो सकता है, लेकिन शून्य के बराबर नहीं हो सकता।

ऊर्ध्वाधर अक्ष पर विभिन्न आवृत्तियों पर संचरण गुणांक का अधिकतम या औसत मान का अनुपात डेसीबल या सापेक्ष संख्याओं में प्लॉट किया जाता है।

लॉगरिदमिक स्केल आपको अक्ष के एक छोटे खंड पर आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। ऐसी धुरी पर, दो आवृत्तियों के समान अनुपात समान लंबाई के वर्गों के अनुरूप होते हैं। आवृत्ति में दस गुना वृद्धि को दर्शाने वाले अंतराल को कहा जाता है दशक ; दोहरे आवृत्ति अनुपात से मेल खाता है सप्टक (यह शब्द संगीत सिद्धांत से लिया गया है)।

कटऑफ आवृत्तियों के साथ आवृत्ति रेंज एफ एच और एफ में दशकों में एक पट्टी पर कब्जा कर लेता है एफ बी /एफ एच = 10 मी , कहाँ एम - दशकों की संख्या, और सप्तक में 2 एन , कहाँ एन - सप्तक की संख्या.

यदि एक सप्तक का बैंड बहुत चौड़ा है, तो आधे सप्तक या एक सप्तक के एक तिहाई के छोटे आवृत्ति अनुपात वाले अंतराल का उपयोग किया जा सकता है।

एक सप्तक (आधा सप्तक) की औसत आवृत्ति सप्तक की निचली और ऊपरी आवृत्तियों के अंकगणितीय माध्य के बराबर नहीं है, बल्कि बराबर है 0.707एफ में .

इस प्रकार प्राप्त आवृत्तियों को मूल माध्य वर्ग कहा जाता है।

दो आसन्न सप्तक के लिए, मध्य आवृत्तियाँ भी सप्तक बनाती हैं। इस संपत्ति का उपयोग करते हुए, कोई वैकल्पिक रूप से आवृत्तियों की समान लघुगणकीय श्रृंखला को या तो सप्तक की सीमाओं के रूप में या उनकी औसत आवृत्तियों के रूप में मान सकता है।

लघुगणकीय ग्रिड वाले रूपों पर, मध्य आवृत्ति सप्तक पंक्ति को आधे में विभाजित करती है।

लघुगणकीय पैमाने पर आवृत्ति अक्ष पर, एक सप्तक के प्रत्येक तीसरे भाग के लिए अक्ष के समान खंड होते हैं, प्रत्येक एक सप्तक का एक तिहाई लंबा होता है।

इलेक्ट्रोकॉस्टिक उपकरण का परीक्षण करते समय और ध्वनिक माप करते समय, कई पसंदीदा आवृत्तियों का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। इस श्रृंखला की आवृत्तियाँ 1.122 के हर के साथ एक ज्यामितीय प्रगति के पद हैं। सुविधा के लिए, कुछ आवृत्तियों को ±1% के भीतर पूर्णांकित किया गया है।

अनुशंसित आवृत्तियों के बीच का अंतराल एक सप्तक का छठा हिस्सा है। यह संयोग से नहीं किया गया था: श्रृंखला में आवृत्तियों का पर्याप्त बड़ा सेट शामिल है अलग - अलग प्रकारमाप और इसमें 1/3, 1/2 और एक पूरे सप्तक के अंतराल पर आवृत्तियों की श्रृंखला शामिल है।

और कई पसंदीदा आवृत्तियों की एक और महत्वपूर्ण संपत्ति। कुछ मामलों में, एक सप्तक नहीं, बल्कि एक दशक का उपयोग मुख्य आवृत्ति अंतराल के रूप में किया जाता है। इसलिए, आवृत्तियों की पसंदीदा श्रेणी को समान रूप से बाइनरी (ऑक्टेव) और दशमलव (दशमलव) दोनों माना जा सकता है।

प्रगति का हर, जिसके आधार पर आवृत्तियों की पसंदीदा सीमा बनाई जाती है, संख्यात्मक रूप से 1 डीबी वोल्टेज, या 1/2 डीबी शक्ति के बराबर है।

डेसिबल में नामित संख्याओं का प्रतिनिधित्व

अब तक, हमने माना था कि लघुगणक चिह्न के तहत लाभांश और भाजक दोनों का एक मनमाना मूल्य होता है और डेसीबल रूपांतरण करने के लिए केवल उनके अनुपात को जानना महत्वपूर्ण है, पूर्ण मूल्यों की परवाह किए बिना।

शक्तियों के विशिष्ट मूल्यों, साथ ही वोल्टेज और धाराओं को भी डेसीबल में व्यक्त किया जा सकता है। जब पहले चर्चा किए गए सूत्रों में लघुगणक चिह्न के तहत किसी एक पद का मान दिया जाता है, तो अनुपात का दूसरा पद और डेसिबल की संख्या विशिष्ट रूप से एक दूसरे को निर्धारित करेगी। नतीजतन, यदि आप किसी संदर्भ शक्ति (वोल्टेज, करंट) को सशर्त तुलना स्तर के रूप में सेट करते हैं, तो इसकी तुलना में एक और शक्ति (वोल्टेज, करंट) डेसिबल की कड़ाई से परिभाषित संख्या के अनुरूप होगी। इस मामले में, शून्य डेसिबल पारंपरिक तुलना स्तर की शक्ति के बराबर शक्ति से मेल खाता है, कब से एन पी = 0 आर 2 =पी 1 इसलिए इस स्तर को आमतौर पर शून्य कहा जाता है। जाहिर है, विभिन्न शून्य स्तरों पर, एक ही विशिष्ट शक्ति (वोल्टेज, करंट) डेसिबल की विभिन्न संख्या में व्यक्त की जाएगी।

कहाँ आर - शक्ति को डेसीबल में परिवर्तित किया जाना है, और आर 0 - शून्य शक्ति स्तर. परिमाण आर 0 को हर में रखा जाता है, जबकि शक्ति को सकारात्मक डेसिबल में व्यक्त किया जाता है पी > पी 0 .

सशर्त शक्ति स्तर जिसके साथ तुलना की जाती है, सिद्धांत रूप में, कोई भी हो सकता है, लेकिन हर कोई व्यावहारिक उपयोग के लिए सुविधाजनक नहीं होगा। अक्सर, शून्य स्तर को 600 ओम अवरोधक में खर्च होने वाली 1 मेगावाट बिजली पर सेट किया जाता है। इन मापदंडों का चुनाव ऐतिहासिक रूप से हुआ: प्रारंभ में, माप की एक इकाई के रूप में डेसीबल प्रौद्योगिकी में दिखाई दिया टेलीफोन संचार. ओवरहेड दो-तार तांबे की लाइनों की विशेषता प्रतिबाधा 600 ओम के करीब है, और 1 मेगावाट की शक्ति एक मिलान लोड प्रतिबाधा पर उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन टेलीफोन माइक्रोफोन द्वारा प्रवर्धन के बिना विकसित की जाती है।

मामले के लिए जब आर 0 = 1 मेगावाट=10 –3 मंगल: प आर = 10 लॉग पी + 30

तथ्य यह है कि प्रस्तुत पैरामीटर के डेसिबल को एक निश्चित स्तर के सापेक्ष रिपोर्ट किया जाता है जिसे "स्तर" शब्द द्वारा बल दिया जाता है: हस्तक्षेप स्तर, शक्ति स्तर, वॉल्यूम स्तर

इस सूत्र का उपयोग करके, यह पता लगाना आसान है कि 1 मेगावाट के शून्य स्तर के सापेक्ष, 1 डब्ल्यू की शक्ति को 30 डीबी, 1 किलोवाट को 60 डीबी के रूप में परिभाषित किया गया है, और 1 मेगावाट को 90 डीबी के रूप में परिभाषित किया गया है, यानी, लगभग सभी शक्तियों का सामना करना पड़ता है। पहले सौ डेसिबल के भीतर फिट। 1 मेगावाट से कम बिजली को नकारात्मक डेसीबल संख्याओं में व्यक्त किया जाएगा।

1 mW स्तर के सापेक्ष परिभाषित डेसीबल को डेसीबल मिलीवाट कहा जाता है और इसे dBm या dBm दर्शाया जाता है। शून्य स्तरों के लिए सबसे सामान्य मान तालिका 3 में संक्षेपित हैं।

इसी प्रकार, हम डेसीबल में वोल्टेज और धाराओं को व्यक्त करने के लिए सूत्र प्रस्तुत कर सकते हैं:

कहाँ यू और मैं - परिवर्तित किया जाने वाला वोल्टेज या करंट, a यू 0 और मैं 0 - इन मापदंडों का शून्य स्तर।

तथ्य यह है कि प्रस्तुत पैरामीटर के डेसिबल को एक निश्चित स्तर के सापेक्ष रिपोर्ट किया जाता है, जिसे "स्तर" शब्द द्वारा बल दिया जाता है: हस्तक्षेप स्तर, शक्ति स्तर, वॉल्यूम स्तर।

माइक्रोफ़ोन संवेदनशीलता , यानी डायाफ्राम पर अभिनय करने वाले ध्वनि दबाव के लिए विद्युत आउटपुट सिग्नल का अनुपात, अक्सर डेसिबल में व्यक्त किया जाता है, मानक शून्य पावर स्तर के साथ नाममात्र लोड प्रतिबाधा पर माइक्रोफ़ोन द्वारा विकसित शक्ति की तुलना की जाती है। पी 0 =1 मेगावाट . इस माइक्रोफ़ोन सेटिंग को कहा जाता है मानक स्तरमाइक्रोफोन संवेदनशीलता . विशिष्ट परीक्षण स्थितियों को 1 kHz की आवृत्ति के साथ 1 Pa का ध्वनि दबाव और 250 ओम के गतिशील माइक्रोफोन के लिए लोड प्रतिरोध माना जाता है।

टेबल तीन।नामित संख्याओं को मापने के लिए शून्य स्तर

गतिशील माइक्रोफोन द्वारा विकसित शक्ति स्वाभाविक रूप से बेहद कम होती है, 1 मेगावाट से भी कम, और इसलिए माइक्रोफोन का संवेदनशीलता स्तर नकारात्मक डेसिबल में व्यक्त किया जाता है। माइक्रोफ़ोन के मानक संवेदनशीलता स्तर (यह पासपोर्ट डेटा में दिया गया है) को जानकर, आप वोल्टेज इकाइयों में इसकी संवेदनशीलता की गणना कर सकते हैं।

हाल के वर्षों में, रेडियो उपकरणों के विद्युत मापदंडों को चिह्नित करने के लिए, अन्य मानों को शून्य स्तर के रूप में उपयोग किया जाने लगा है, विशेष रूप से 1 पीडब्ल्यू, 1 μV, 1 μV/m (क्षेत्र की ताकत का अनुमान लगाने के लिए बाद वाला)।

कभी-कभी ज्ञात शक्ति स्तर की पुनर्गणना करना आवश्यक हो जाता है पी आर या वोल्टेज पी यू , एक शून्य स्तर के सापेक्ष निर्दिष्ट आर 01 (या यू 01 ) एक और आर 02 (या यू 02 ). यह निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके किया जा सकता है:

डेसीबल में अमूर्त और नामित दोनों संख्याओं का प्रतिनिधित्व करने की क्षमता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि एक ही उपकरण को डेसीबल की विभिन्न संख्याओं द्वारा चित्रित किया जा सकता है। डेसीबल के इस द्वंद्व को अवश्य ध्यान में रखना चाहिए। निर्धारित किए जा रहे पैरामीटर की प्रकृति की स्पष्ट समझ त्रुटियों से सुरक्षा के रूप में काम कर सकती है।

भ्रम से बचने के लिए, संदर्भ स्तर को स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करना उचित है, उदाहरण के लिए -20 डीबी (0.775 वी के सापेक्ष)।

बिजली के स्तर को वोल्टेज स्तर में और इसके विपरीत परिवर्तित करते समय, प्रतिरोध को ध्यान में रखना आवश्यक है, जो इस कार्य के लिए मानक है। विशेष रूप से, 75 ओम टीवी सर्किट के लिए dBV (dBm-11dB) है; 75-ओम टीवी सर्किट के लिए dBµV (dBm+109dB) से मेल खाता है।

ध्वनिकी में डेसीबल

अब तक, डेसीबल के बारे में बात करते समय, हम विद्युत शब्दों का उपयोग करते हैं - शक्ति, वोल्टेज, करंट, प्रतिरोध। इस बीच, लॉगरिदमिक इकाइयों का व्यापक रूप से ध्वनिकी में उपयोग किया जाता है, जहां वे ध्वनि मात्रा के मात्रात्मक आकलन में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली इकाई हैं।

ध्वनि का दबाव आर ध्वनि तरंगों के प्रकट होने से पहले किसी माध्यम में मौजूद स्थिर दबाव के सापेक्ष अतिरिक्त दबाव का प्रतिनिधित्व करता है (इकाई पास्कल (Pa) है)।

ध्वनि दबाव (या ध्वनि दबाव ढाल) रिसीवर का एक उदाहरण अधिकांश प्रकार के आधुनिक माइक्रोफोन हैं, जो इस दबाव को आनुपातिक विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं।

ध्वनि की तीव्रता ध्वनि दबाव और वायु कणों की कंपन गति से एक साधारण संबंध से संबंधित है:

ज=पी.वी

यदि कोई ध्वनि तरंग मुक्त स्थान में फैलती है जहां ध्वनि का कोई प्रतिबिंब नहीं होता है, तो

v=p/(ρc)

यहाँ ρ माध्यम का घनत्व है, kg/m3; साथ - माध्यम में ध्वनि की गति, मी/से. उत्पाद ρ सी उस वातावरण की विशेषता बताता है जिसमें ध्वनि ऊर्जा फैलती है और कहलाती है विशिष्ट ध्वनिक प्रतिरोध . सामान्य वायुमंडलीय दबाव और तापमान 20°C ρ पर हवा के लिए सी =420 किग्रा/एम2*सेकंड; पानी के लिए ρ सी = 1.5*106 किग्रा/एम2*सेकेंड।

हम वह लिख सकते हैं:

ज=प 2 / (ρс)

विद्युत मात्राओं को डेसीबल में बदलने के बारे में जो कुछ भी कहा गया है वह ध्वनिक घटनाओं पर भी समान रूप से लागू होता है

यदि हम इन सूत्रों की तुलना पहले शक्ति के लिए निकाले गए सूत्रों से करें। वर्तमान, वोल्टेज और प्रतिरोध, तो विद्युत और ध्वनिक घटनाओं की विशेषता वाली व्यक्तिगत अवधारणाओं और उनके बीच मात्रात्मक निर्भरता का वर्णन करने वाले समीकरणों के बीच सादृश्य का पता लगाना आसान है।

तालिका 4.विद्युत और ध्वनिक विशेषताओं के बीच संबंध

विद्युत शक्ति का एनालॉग ध्वनिक शक्ति और ध्वनि तीव्रता है; वोल्टेज का एनालॉग ध्वनि दबाव है; बिजलीदोलन गति से मेल खाती है, और विद्युत प्रतिरोध विशिष्ट ध्वनिक प्रतिबाधा से मेल खाती है। ओम के नियम के अनुरूप विद्युत सर्किटहम ओम के ध्वनिक नियम के बारे में बात कर सकते हैं। नतीजतन, विद्युत मात्राओं को डेसीबल में बदलने के बारे में जो कुछ भी कहा गया है वह ध्वनिक घटनाओं पर समान रूप से लागू होता है।

ध्वनिकी में डेसिबल का प्रयोग बहुत सुविधाजनक है। आधुनिक परिस्थितियों में सामने आने वाली ध्वनियों की तीव्रता करोड़ों बार भिन्न हो सकती है। ध्वनिक मात्राओं में परिवर्तनों की इतनी बड़ी श्रृंखला उनके पूर्ण मूल्यों की तुलना करते समय बड़ी असुविधा पैदा करती है, लेकिन लॉगरिदमिक इकाइयों का उपयोग करते समय यह समस्या समाप्त हो जाती है। इसके अलावा, यह स्थापित किया गया है कि ध्वनि की तीव्रता, जब कान से आंकी जाती है, ध्वनि की तीव्रता के लघुगणक के अनुपात में लगभग बढ़ जाती है। इस प्रकार, डेसीबल में व्यक्त इन मात्राओं का स्तर, कान द्वारा महसूस की गई मात्रा के काफी करीब होता है। सामान्य सुनने वाले अधिकांश लोगों के लिए, 1 किलोहर्ट्ज़ ध्वनि की मात्रा में परिवर्तन को लगभग 26%, यानी 1 डीबी की ध्वनि तीव्रता में परिवर्तन के रूप में माना जाता है।

ध्वनिकी में, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के अनुरूप, डेसिबल की परिभाषा दो शक्तियों के अनुपात पर आधारित होती है:

कहाँ जे 2 और जे 1 - दो मनमाने ध्वनि स्रोतों की ध्वनिक शक्तियाँ।

इसी प्रकार, दो ध्वनि तीव्रताओं का अनुपात डेसीबल में व्यक्त किया जाता है:

अंतिम समीकरण तभी मान्य है जब ध्वनिक प्रतिरोध, दूसरे शब्दों में, माध्यम के भौतिक मापदंडों की स्थिरता जिसमें ध्वनि तरंगें फैलती हैं।

उपरोक्त सूत्रों द्वारा निर्धारित डेसिबल ध्वनिक मात्राओं के पूर्ण मूल्यों से संबंधित नहीं हैं और ध्वनि क्षीणन का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, ध्वनि इन्सुलेशन और शोर दमन और क्षीणन प्रणालियों की प्रभावशीलता। असमान आवृत्ति विशेषताओं को एक समान तरीके से व्यक्त किया जाता है, अर्थात अधिकतम और के बीच का अंतर न्यूनतम मानविभिन्न ध्वनि उत्सर्जकों और रिसीवरों की दी गई आवृत्ति रेंज में: माइक्रोफोन, लाउडस्पीकर इत्यादि। इस मामले में, गिनती आमतौर पर विचाराधीन मूल्य के औसत मूल्य से की जाती है, या (ऑडियो रेंज में काम करते समय) के सापेक्ष 1 kHz की आवृत्ति पर मान।

हालांकि, ध्वनिक माप के अभ्यास में, एक नियम के रूप में, किसी को ध्वनियों से निपटना पड़ता है, जिनके मूल्यों को विशिष्ट संख्याओं में व्यक्त किया जाना चाहिए। ध्वनिक माप करने के उपकरण विद्युत माप के उपकरण की तुलना में अधिक जटिल हैं, और सटीकता में काफी कम हैं। माप तकनीकों को सरल बनाने और ध्वनिकी में त्रुटियों को कम करने के लिए, संदर्भ, कैलिब्रेटेड स्तरों के सापेक्ष माप को प्राथमिकता दी जाती है, जिनके मान ज्ञात हैं। इसी उद्देश्य से, ध्वनिक संकेतों को मापने और उनका अध्ययन करने के लिए, उन्हें विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाता है।

शक्तियों, ध्वनि तीव्रताओं और ध्वनि दबावों के पूर्ण मूल्यों को डेसिबल में भी व्यक्त किया जा सकता है यदि उपरोक्त सूत्रों में उन्हें लघुगणक चिह्न के तहत किसी एक पद के मूल्यों द्वारा निर्दिष्ट किया गया है। अंतर्राष्ट्रीय समझौते के अनुसार ध्वनि तीव्रता संदर्भ स्तर (शून्य स्तर) माना जाता है जे 0 = 10 –12 डब्ल्यू/एम 2 . यह नगण्य तीव्रता, जिसके प्रभाव में ईयरड्रम के कंपन का आयाम एक परमाणु के आकार से कम होता है, को पारंपरिक रूप से श्रवण की सबसे बड़ी संवेदनशीलता की आवृत्ति रेंज में कान की श्रवण सीमा माना जाता है। स्पष्ट है कि सभी श्रव्य ध्वनियाँ इस स्तर के सापेक्ष सकारात्मक डेसिबल में ही व्यक्त होती हैं। सामान्य श्रवण क्षमता वाले लोगों के लिए वास्तविक श्रवण सीमा थोड़ी अधिक है और 5-10 डीबी है।

किसी दिए गए स्तर के सापेक्ष डेसीबल में ध्वनि की तीव्रता का प्रतिनिधित्व करने के लिए, सूत्र का उपयोग करें:

इस सूत्र का उपयोग करके गणना की गई तीव्रता मान को आमतौर पर कहा जाता है ध्वनि की तीव्रता का स्तर .

ध्वनि दबाव स्तर को इसी प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

डेसिबल में ध्वनि की तीव्रता और ध्वनि दबाव के स्तर को संख्यात्मक रूप से एक मान के रूप में व्यक्त करने के लिए, शून्य ध्वनि दबाव स्तर (ध्वनि दबाव सीमा) को लिया जाना चाहिए:

उदाहरण।आइए हम निर्धारित करें कि r = 15 मीटर की दूरी पर 10 W की ध्वनि शक्ति वाले ऑर्केस्ट्रा द्वारा डेसीबल में तीव्रता का कौन सा स्तर बनाया गया है।

स्रोत से दूरी r=15 मीटर पर ध्वनि की तीव्रता होगी:

डेसीबल में तीव्रता का स्तर:

यदि आप तीव्रता के स्तर को नहीं, बल्कि ध्वनि दबाव के स्तर को डेसीबल में परिवर्तित करते हैं तो वही परिणाम प्राप्त होगा।

चूंकि जिस स्थान पर ध्वनि प्राप्त होती है, वहां ध्वनि तीव्रता स्तर और ध्वनि दबाव स्तर डेसीबल की समान संख्या द्वारा व्यक्त किए जाते हैं, व्यवहार में "डेसीबल स्तर" शब्द का उपयोग अक्सर यह बताए बिना किया जाता है कि ये डेसीबल किस पैरामीटर को संदर्भित करते हैं।

दूरी पर अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर डेसीबल में तीव्रता का स्तर निर्धारित करके आर 1 ध्वनि स्रोत से (गणना या प्रयोगात्मक रूप से), दूरी पर तीव्रता के स्तर की गणना करना आसान है आर 2 :

यदि ध्वनि रिसीवर एक साथ दो या दो से अधिक ध्वनि स्रोतों से प्रभावित होता है और उनमें से प्रत्येक द्वारा बनाए गए डेसीबल में ध्वनि की तीव्रता ज्ञात होती है, तो परिणामी डेसीबल मान निर्धारित करने के लिए, डेसीबल को पूर्ण तीव्रता मान (W/m2) में परिवर्तित किया जाना चाहिए ), जोड़ा गया, और यह योग फिर से डेसीबल में परिवर्तित हो गया। इस मामले में, डेसिबल को एक बार में जोड़ना असंभव है, क्योंकि यह तीव्रता के पूर्ण मूल्यों के उत्पाद के अनुरूप होगा।

अगर हो तो एन प्रत्येक के स्तर के साथ कई समान ध्वनि स्रोत एल जे , तो उनका कुल स्तर होगा:

यदि एक ध्वनि स्रोत की तीव्रता का स्तर अन्य के स्तर से 8-10 डीबी या अधिक है, तो केवल इस एक स्रोत को ध्यान में रखा जा सकता है और अन्य के प्रभावों को नजरअंदाज किया जा सकता है।

विचारित ध्वनिक स्तरों के अलावा, आप कभी-कभी किसी ध्वनि स्रोत के ध्वनि शक्ति स्तर की अवधारणा को देख सकते हैं, जो सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

कहाँ आर - विशिष्ट मनमाना ध्वनि स्रोत की ध्वनि शक्ति, डब्ल्यू; आर 0 - प्रारंभिक (दहलीज) ध्वनि शक्ति, जिसका मान आमतौर पर P 0 = 10 -12 W के बराबर लिया जाता है।

वॉल्यूम स्तर

विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों के प्रति कान की संवेदनशीलता भिन्न-भिन्न होती है। यह निर्भरता काफी जटिल है. कम ध्वनि तीव्रता स्तर (लगभग 70 डीबी तक) पर, अधिकतम संवेदनशीलता 2-5 kHz है और बढ़ती और घटती आवृत्ति के साथ घटती जाती है। इसलिए, समान तीव्रता लेकिन विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियाँ मात्रा में भिन्न होंगी। जैसे-जैसे ध्वनि की तीव्रता बढ़ती है, कान की आवृत्ति प्रतिक्रिया कम हो जाती है और उच्च तीव्रता स्तर (80 डीबी और ऊपर) पर, कान ऑडियो रेंज में विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों पर लगभग समान रूप से प्रतिक्रिया करता है। इससे यह पता चलता है कि ध्वनि की तीव्रता, जिसे विशेष ब्रॉडबैंड उपकरणों द्वारा मापा जाता है, और वॉल्यूम, जो कान द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है, समान अवधारणाएं नहीं हैं।

किसी भी आवृत्ति की ध्वनि का आयतन स्तर 1 kHz की आवृत्ति के साथ आयतन के बराबर ध्वनि के स्तर के मान से निर्धारित होता है।

किसी भी आवृत्ति की ध्वनि का आयतन स्तर 1 kHz की आवृत्ति के साथ बराबर आयतन वाली ध्वनि के स्तर की विशेषता है। प्रबलता के स्तर को तथाकथित समान प्रबलता वक्रों की विशेषता होती है, जिनमें से प्रत्येक दर्शाता है कि किसी ध्वनि स्रोत को किसी दी गई तीव्रता के 1 किलोहर्ट्ज़ टोन के समान प्रबलता का आभास देने के लिए विभिन्न आवृत्तियों पर तीव्रता का कौन सा स्तर विकसित करना चाहिए (चित्र 4)।

चावल। 4. समान प्रबलता वक्र

समान तीव्रता वक्र अनिवार्य रूप से विभिन्न तीव्रता स्तरों के लिए डेसीबल पैमाने पर कान की आवृत्ति प्रतिक्रियाओं के एक परिवार का प्रतिनिधित्व करते हैं। उनके और पारंपरिक आवृत्ति प्रतिक्रियाओं के बीच का अंतर केवल निर्माण की विधि में निहित है: विशेषता का "रुकावट", यानी, संचरण गुणांक में कमी, वक्र के संबंधित खंड में कमी के बजाय वृद्धि द्वारा यहां दर्शाया गया है .

तीव्रता और ध्वनि दबाव डेसीबल के साथ भ्रम से बचने के लिए, वॉल्यूम स्तर को दर्शाने वाली इकाई को एक विशेष नाम दिया गया है - पृष्ठभूमि .

पृष्ठभूमि में ध्वनि की मात्रा का स्तर संख्यात्मक रूप से 1 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ शुद्ध टोन के डेसिबल में ध्वनि दबाव स्तर के बराबर होता है, जो मात्रा के बराबर होता है।

दूसरे शब्दों में, एक ह्यूम कान की आवृत्ति प्रतिक्रिया के लिए सही किए गए 1 kHz टोन का 1 dB SPL है। इन दोनों इकाइयों के बीच कोई स्थिर संबंध नहीं है: यह सिग्नल के वॉल्यूम स्तर और इसकी आवृत्ति के आधार पर बदलता है। केवल 1 kHz की आवृत्ति वाली धाराओं के लिए, पृष्ठभूमि में वॉल्यूम स्तर और डेसीबल में तीव्रता स्तर के संख्यात्मक मान समान हैं।

यदि हम चित्र का संदर्भ लें। 4 और वक्रों में से एक के पाठ्यक्रम का पता लगाएं, उदाहरण के लिए, 60 वॉन के स्तर के लिए, यह निर्धारित करना आसान है कि 63 हर्ट्ज की आवृत्ति पर 1 किलोहर्ट्ज़ टोन के साथ समान मात्रा सुनिश्चित करने के लिए, 75 डीबी की ध्वनि तीव्रता है आवश्यक है, और 125 हर्ट्ज़ की आवृत्ति पर केवल 65 डीबी।

उच्च-गुणवत्ता वाले ऑडियो एम्पलीफायर ध्वनि क्षतिपूर्ति के साथ मैन्युअल वॉल्यूम नियंत्रण का उपयोग करते हैं, या, जैसा कि उन्हें क्षतिपूर्ति नियंत्रण भी कहा जाता है। ऐसे नियामक, इनपुट सिग्नल मान को नीचे की ओर समायोजित करने के साथ-साथ, निचले आवृत्ति क्षेत्र में आवृत्ति प्रतिक्रिया में वृद्धि प्रदान करते हैं, जिसके कारण विभिन्न ध्वनि प्लेबैक वॉल्यूम पर कान के लिए एक निरंतर ध्वनि समय बनाया जाता है।

अनुसंधान ने यह भी स्थापित किया है कि ध्वनि की मात्रा में आधे से परिवर्तन (जैसा कि श्रवण द्वारा मूल्यांकन किया गया है) लगभग 10 पृष्ठभूमियों द्वारा ध्वनि स्तर में परिवर्तन के बराबर है। यह निर्भरता ध्वनि की मात्रा का अनुमान लगाने का आधार है। ध्वनि की प्रति इकाई को कहा जाता है सपना , वॉल्यूम स्तर पारंपरिक रूप से 40 पृष्ठभूमि माना जाता है। दो पुत्रों के बराबर दोगुना आयतन 50 पृष्ठभूमियों से मेल खाता है, चार पुत्र 60 पृष्ठभूमियों से मेल खाते हैं, आदि। आयतन स्तरों का आयतन इकाइयों में रूपांतरण चित्र में ग्राफ़ द्वारा आसान बना दिया गया है। 5.

चावल। 5. प्रबलता और प्रबलता स्तर के बीच संबंध

रोजमर्रा की जिंदगी में हम जिन ध्वनियों का सामना करते हैं उनमें से अधिकांश ध्वनियाँ प्रकृति में शोर हैं। 1 किलोहर्ट्ज़ के शुद्ध स्वरों के साथ तुलना के आधार पर शोर की तीव्रता को चिह्नित करना सरल है, लेकिन इस तथ्य की ओर ले जाता है कि कान द्वारा शोर का आकलन मापने वाले उपकरणों की रीडिंग से भिन्न हो सकता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि शोर की मात्रा के समान स्तर (पृष्ठभूमि में) पर, किसी व्यक्ति पर सबसे अधिक परेशान करने वाला प्रभाव 3-5 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में शोर घटकों द्वारा डाला जाता है। शोर को समान रूप से अप्रिय माना जा सकता है, भले ही उनकी मात्रा का स्तर समान न हो।

शोर के परेशान करने वाले प्रभाव का आकलन तथाकथित एक अन्य पैरामीटर द्वारा अधिक सटीक रूप से किया जाता है अनुमानित शोर स्तर . अनुमानित शोर का एक माप 1 kHz की औसत आवृत्ति के साथ एक ऑक्टेव बैंड में समान शोर का ध्वनि स्तर है, जिसे दी गई शर्तों के तहत, श्रोता द्वारा मापा शोर के समान ही अप्रिय माना जाता है। अनुमानित शोर स्तर को पीएनडीबी या पीएनडीबी की इकाइयों द्वारा दर्शाया जाता है। इनकी गणना एक विशेष विधि का उपयोग करके की जाती है।

शोर मूल्यांकन प्रणाली का एक और विकास तथाकथित प्रभावी कथित शोर स्तर है, जिसे ईपीएनडीबी में व्यक्त किया गया है। ईपीएनडीबी प्रणाली आपको शोर प्रभाव की प्रकृति का व्यापक आकलन करने की अनुमति देती है: आवृत्ति संरचना, इसके स्पेक्ट्रम में अलग-अलग घटक, साथ ही शोर जोखिम की अवधि।

ध्वनि इकाई नींद के अनुरूप, एक शोर इकाई शुरू की गई है - नूह .

एक में नूह 40 डीबी के ध्वनि दबाव स्तर पर बैंड 910-1090 हर्ट्ज में समान शोर का स्तर माना जाता है। अन्य मामलों में, नोई बेटों के समान हैं: शोर स्तर का दोगुना होना कथित शोर के स्तर में 10 पीएनडीबी की वृद्धि से मेल खाता है, यानी 2 नोई = 50 पीएनडीबी, 4 नोई = 60 पीएनडीबी, आदि।

ध्वनिक अवधारणाओं के साथ काम करते समय, ध्यान रखें कि ध्वनि की तीव्रता एक वस्तुनिष्ठ भौतिक घटना का प्रतिनिधित्व करती है जिसे सटीक रूप से परिभाषित और मापा जा सकता है। यह वास्तव में अस्तित्व में है चाहे कोई इसे सुने या न सुने। ध्वनि की तीव्रता उस प्रभाव को निर्धारित करती है जो ध्वनि श्रोता पर उत्पन्न करती है, और इसलिए यह एक विशुद्ध रूप से व्यक्तिपरक अवधारणा है, क्योंकि यह व्यक्ति के श्रवण अंगों की स्थिति और ध्वनि को समझने की उसकी व्यक्तिगत क्षमताओं पर निर्भर करती है।

ध्वनि उपाय

सभी प्रकार की माप करने के लिए शोर विशेषताएँविशेष उपकरणों का उपयोग किया जाता है - ध्वनि स्तर मीटर। ध्वनि स्तर मीटर एक स्व-निहित, पोर्टेबल उपकरण है जो आपको मानक स्तरों के सापेक्ष एक विस्तृत श्रृंखला में सीधे डेसिबल में ध्वनि तीव्रता के स्तर को मापने की अनुमति देता है।

एक ध्वनि स्तर मीटर (चित्र 6) में एक उच्च-गुणवत्ता वाला माइक्रोफोन, एक विस्तृत-श्रेणी एम्पलीफायर, एक संवेदनशीलता स्विच होता है जो 10 डीबी चरणों में लाभ को बदलता है, एक आवृत्ति प्रतिक्रिया स्विच और एक ग्राफिक संकेतक, जो आमतौर पर कई विकल्प प्रदान करता है मापा गया डेटा प्रस्तुत करना - संख्याओं और तालिकाओं से लेकर ग्राफ़ तक।

चावल। 6. पोर्टेबल डिजिटल ध्वनि स्तर मीटर

आधुनिक ध्वनि स्तर मीटर बहुत कॉम्पैक्ट होते हैं, जो दुर्गम स्थानों में माप लेने की अनुमति देते हैं। घरेलू ध्वनि स्तर मीटरों में, ऑक्टावा-इलेक्ट्रोडडिज़ाइन कंपनी के उपकरण का नाम "ऑक्टावा-110ए" (http://www.octava.info/?q=catalog/soundvibro/slm) रखा जा सकता है।

ध्वनि स्तर मीटर रैखिक आवृत्ति प्रतिक्रिया के साथ मापते समय सामान्य ध्वनि तीव्रता स्तर और मानव कान के समान आवृत्ति विशेषताओं के साथ मापते समय पृष्ठभूमि ध्वनि स्तर दोनों निर्धारित कर सकते हैं। ध्वनि दबाव स्तर की माप की सीमा आमतौर पर 2 * 10–5 Pa के मानक ध्वनि दबाव स्तर के सापेक्ष 20-30 से 130-140 डीबी तक होती है। विनिमेय माइक्रोफोन का उपयोग करके, माप स्तर को 180 डीबी तक बढ़ाया जा सकता है।

मेट्रोलॉजिकल मापदंडों के आधार पर और तकनीकी विशेषताओंघरेलू ध्वनि स्तर मीटरों को प्रथम और द्वितीय श्रेणी में विभाजित किया गया है।

माइक्रोफ़ोन सहित संपूर्ण ध्वनि स्तर मीटर पथ की आवृत्ति विशेषताओं को मानकीकृत किया गया है। कुल मिलाकर पाँच आवृत्ति प्रतिक्रियाएँ हैं। उनमें से एक संपूर्ण ऑपरेटिंग आवृत्ति रेंज के भीतर रैखिक है ( प्रतीक लिन), अन्य चार विभिन्न मात्रा स्तरों पर शुद्ध स्वर के लिए मानव कान की विशेषताओं का अनुमान लगाते हैं। इनका नाम लैटिन वर्णमाला के पहले अक्षर से रखा गया है ए, बी, सी और डी . इन विशेषताओं का स्वरूप चित्र में दिखाया गया है। 7. आवृत्ति प्रतिक्रिया स्विच माप सीमा स्विच से स्वतंत्र है। कक्षा 1 ध्वनि स्तर मीटर के लिए, आवश्यक विशेषताएं हैं: ए, बी, सी और लिन . आवृत्ति प्रतिक्रिया डी - अतिरिक्त। द्वितीय श्रेणी के ध्वनि स्तर मीटरों में विशेषताएँ होनी चाहिए ए और साथ ; बाकी को अनुमति है.

चावल। 7. ध्वनि स्तर मीटरों की मानक आवृत्ति विशेषताएँ

विशेषता ए लगभग 40 पृष्ठभूमि पर एक कान का अनुकरण करता है। इस विशेषता का उपयोग कमजोर शोर को मापते समय किया जाता है - 55 डीबी तक और वॉल्यूम स्तर को मापते समय। व्यावहारिक परिस्थितियों में, सुधार के साथ आवृत्ति प्रतिक्रिया का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है ए . यह इस तथ्य से समझाया गया है कि, हालांकि ध्वनि की मानवीय धारणा साधारण आवृत्ति निर्भरता से कहीं अधिक जटिल है जो विशेषता निर्धारित करती है ए , कई मामलों में, डिवाइस के माप परिणाम कम मात्रा के स्तर पर श्रवण शोर के आकलन के साथ अच्छे समझौते में हैं। कई मानक - घरेलू और विदेशी - अनुशंसा करते हैं कि शोर का आकलन विशेषताओं के अनुसार किया जाए ए वास्तविक ध्वनि तीव्रता स्तर की परवाह किए बिना।

विशेषता में स्तर 70 पृष्ठभूमि पर कान की विशेषता को दोहराता है। इसका उपयोग 55-85 डीबी की सीमा में शोर को मापते समय किया जाता है।

विशेषता साथ 40-8000 हर्ट्ज की सीमा में एकसमान। इस विशेषता का उपयोग महत्वपूर्ण मात्रा के स्तर को मापते समय किया जाता है - 85 वॉन और उससे अधिक से, ध्वनि दबाव के स्तर को मापते समय - माप सीमा की परवाह किए बिना, साथ ही ऐसे मामलों में शोर की वर्णक्रमीय संरचना को मापने के लिए उपकरणों को ध्वनि स्तर मीटर से कनेक्ट करते समय। ध्वनि स्तर मीटर में आवृत्ति प्रतिक्रिया नहीं होती है लिन .

विशेषता डी - सहायक। यह लगभग 80 वॉन पर कान की औसत प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है, बैंड में 1.5 से 8 किलोहर्ट्ज़ तक इसकी संवेदनशीलता में वृद्धि को ध्यान में रखते हुए। इस विशेषता का उपयोग करते समय, ध्वनि स्तर मीटर की रीडिंग अन्य विशेषताओं की तुलना में किसी व्यक्ति द्वारा कथित शोर के स्तर से अधिक सटीक रूप से मेल खाती है। इस विशेषता का उपयोग मुख्य रूप से उच्च तीव्रता वाले शोर (हवाई जहाज, उच्च गति वाली कारों, आदि) के परेशान करने वाले प्रभाव का आकलन करते समय किया जाता है।

ध्वनि स्तर मीटर में एक स्विच भी शामिल है तेज़ - धीमा - आवेग , जो डिवाइस की टाइमिंग विशेषताओं को नियंत्रित करता है। जब स्विच को सेट किया जाता है तेज़ , डिवाइस मॉनिटर करने का प्रबंधन करता है तेजी से बदलावध्वनि स्तर, स्थिति में धीरे से डिवाइस मापे गए शोर का औसत मान दिखाता है। समय की विशेषता नाड़ी लघु ध्वनि तरंगों को रिकॉर्ड करते समय उपयोग किया जाता है। कुछ प्रकार के ध्वनि स्तर मीटरों में 35 एमएस के समय स्थिरांक के साथ एक इंटीग्रेटर भी होता है, जो मानव ध्वनि धारणा की जड़ता का अनुकरण करता है।

ध्वनि स्तर मीटर का उपयोग करते समय, माप परिणाम निर्धारित आवृत्ति प्रतिक्रिया के आधार पर अलग-अलग होंगे। इसलिए, रीडिंग रिकॉर्ड करते समय, भ्रम से बचने के लिए, उस विशेषता का प्रकार भी इंगित किया जाता है जिस पर माप किए गए थे: डीबी ( ए ), डीबी ( में ), डीबी ( साथ ) या डीबी ( डी ).

संपूर्ण माइक्रोफ़ोन-मीटर पथ को कैलिब्रेट करने के लिए, ध्वनि स्तर मीटर में आमतौर पर एक ध्वनिक अंशशोधक शामिल होता है, जिसका उद्देश्य एक निश्चित स्तर पर एक समान शोर पैदा करना है।

वर्तमान में मान्य निर्देश "आवासीय और सार्वजनिक भवनों के परिसरों और आवासीय क्षेत्रों में अनुमेय शोर के लिए स्वच्छता मानक" के अनुसार, निरंतर या रुक-रुक कर शोर के मानकीकृत पैरामीटर औसत आवृत्तियों 63 के साथ ऑक्टेव आवृत्ति बैंड में ध्वनि दबाव स्तर (डेसिबल में) हैं। , 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 हर्ट्ज़। रुक-रुक कर होने वाले शोर के लिए, उदाहरण के लिए गुजरते वाहनों से होने वाला शोर, सामान्यीकृत पैरामीटर डीबी में ध्वनि स्तर है( ए ).

ध्वनि स्तर मीटर के ए पैमाने पर मापे गए निम्नलिखित कुल ध्वनि स्तर स्थापित किए गए हैं: आवासीय परिसर - 30 डीबी, शैक्षणिक संस्थानों की कक्षाएं और कक्षाएं - 40 डीबी, आवासीय क्षेत्र और मनोरंजन क्षेत्र - 45 डीबी, प्रशासनिक कार्य परिसर भवन - 50 डीबी ( ए ).

शोर स्तर के स्वच्छता मूल्यांकन के लिए, ध्वनि स्तर मीटर रीडिंग में -5 डीबी से +10 डीबी तक सुधार किए जाते हैं, जो शोर की प्रकृति, इसकी कार्रवाई का कुल समय, दिन का समय और को ध्यान में रखते हैं। वस्तु का स्थान. उदाहरण के लिए, दिन के समय, आवासीय परिसर में अनुमेय शोर मानक, संशोधन को ध्यान में रखते हुए, 40 डीबी है।

शोर की वर्णक्रमीय संरचना के आधार पर, अधिकतम अनुमेय स्तर, डीबी के अनुमानित मानदंड को निम्नलिखित आंकड़ों द्वारा दर्शाया गया है:

ध्वनि स्तर मीटर की अनुपस्थिति में, एक तालिका का उपयोग करके विभिन्न शोरों के वॉल्यूम स्तरों का अनुमानित अनुमान लगाया जा सकता है। 5.

तालिका 5.शोर और उनका आकलन