В большинстве случаев измерений, встречающихся в
работе звукорежиссера, приходится сталкиваться с очень интересным
эффектом: все изменяется не на сколько-то единиц, а во сколько-то раз.
Скажем, диапазону в одну октаву соответствует изменение частоты в два
раза (см. рисунок). То же самое можно сказать и об уровнях звука.
Определение громкости звука основано на психофизическом законе,
установленном в 1846 году Э.-Г. Вебером, который заложил основы
"психометрии", т.е. количественных измерений ощущений. Поскольку
ощущение является субъективным процессом, то абсолютные измерения силы
ощущений невозможны, и Вебер перенес проблему в область измерения
относительных величин и искал минимальные различия в ощущениях, которые
можно зафиксировать.
Суть закона Вебера заключается в том, что чувствительность уха человека к
звуку меняется, как логарифм интенсивности звука. Аналогичные
соотношения были установлены Э.-Г. Вебером и Г.-Т. Фехнером и для других
ощущений, даваемых органами чувств человека, - осязания и зрения
(Фехнеру принадлежит большое количество работ по "психофизике", которую
он определял, как "точную науку о функциональных зависимостях между
телом и душой, общее - между материальным и духовным, физическим и
психическим миром").
Децибел – это некая относительная величина. В принципе, с помощью
децибела можно изменять что угодно. Скажем, Михаил Чернецкий в своей
статье в журнале «Звукорежиссер» приводит такой пример: «Так как децибел
- величина относительная, то с его помощью можно измерять все, что
угодно - хоть музыкальные интервалы. Действительно, в одной октаве
содержится шесть нотных интервалов, а изменению напряжений в два раза
(как бы, "на октаву") соответствует изменение уровня на 6 дБ, т.е.
музыкальный звуковысотный интервал в один тон соответствует одному
децибелу. Причём значения совпадают с точностью 0,0004». Ну а для
расчета этой хитрой единицы применяются следующие формулы:
N=20*lg(U2/U1)
Где U1 - опорное напряжение; U2 - измеряемое напряжение; N - их соотношение в децибелах.
Существуют различные опорные напряжения, чтобы не было путаницы, обычно
указывается, что именно имеется ввиду. Опорная величина должна
указываться после букв дБ. В английском языке приняты две основные
величины: обозначению dBu (русское дБ) - соответствует опорное
напряжение 0,775 В; обозначению dBV (русское дБв) - соответствует
опорное напряжение 1В; встречается и обозначение dBm (дБм), для него
опорный уровень - также 0,775В.
Если сравниваются мощности, то принято использовать формулу
N=10*lg(P2/P1)
Где P1 и P2 – опорная и измеряемая мощности соответственно.
Если полученная величина окажется отрицательной, то это означает, что
измеряемая величина меньше опорной.
При измерении динамического диапазона (разница между максимальным и
минимально возможными уровнями инструмента или какого-либо устройства)
используется формула
D = 20lg(Pmax/Pmin)
Где Pmax и Pmin — максимальное и минимальное звуковые давления.
Источник
звука
Уровень,
дБ
Динамический
минимальный
максимальный
диапазон,
дБ
Гитара
40
55
15
Пение
женское
45
80
20
— 35
Пение
мужское
40
85
20
— 45
Орган
50
85
35
Виолончель
35
70
35
Рояль
35
80
45
Эстрадный
оркестр
45
100
45
— 55
Симфонический
оркестр
35
110
60
— 75
В практических целях при определении динамического диапазона источника
звука используют уровни звукового давления, вычисляя их разность.
Например, так как максимальный уровень звучания рояля составляет 80 дБ, а
минимальный — 35 дБ, то говорят, что его динамический диапазон
составляет 80 – 35 = 45 дБ. При этом 80 дБ и 35 дБ — это уровни
звукового давления относительно условного нулевого акустического уровня
(порога слышимости). В таблице приведены параметры, характеризующие
динамический диапазон некоторых источников звука. Более подробно об
измерениях в звукотехнике можно узнать из уже упоминавшихся статей
Михаила Чернецкого в журнале «Звукорежиссер».
