Podstawowe parametry akustyczne – cz. I

0

Zadawaliście sobie kiedyś pytanie, co pozwoli Wam lepiej zrozumieć oznaczenia producentów na sprzętach audio-video lub przygotowane przez audiofila profesjonalne recenzje i testy? Na pewno będzie to znajomość i zrozumienie podstawowych parametrów akustycznych. W pierwszej części artykułu, nasz Ekspert z salonu Denon Store wytłumaczy czym jest głośność, a także sprawdzi co tak naprawdę słyszymy i co odpowiada za fon. Zapraszamy do lektury!

Kontynuując naszą serię poświęconą akustyce, chciałbym przedstawić dzisiaj Wam podstawowe akustyczne terminy, które niejednokrotnie pozwolą nam lepiej zrozumieć opis produktu, czytaną recenzję jak i ułatwią komunikację na około akustyczne tematy.

Niejednokrotnie każdy z nas podczas szkolnej lekcji spotkał się z reprymendą nauczyciela: „Halo dzieci, pół tonu ciszej proszę”. Zastanawiającym jest to, że po takim sformułowaniu cała klasa milkła mimo, że jeżeli dobrze się nad tym zastanowić pod kątem akustycznym, zdanie to nie ma żadnego sensu. Ton nie jest przecież żadną jednostką definiującą głośność dźwięku ani żadnym poziomem, względem którego moglibyśmy się odnieść by ściszyć się o połowę. Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego wpisu, będziecie wstanie wyłapać jeszcze więcej takich językowych „kwiatków”.

Głośność, wysokość, barwa i czas

Podstawowe parametry akustyczne – cz. I, Denon Store

Każdy dźwięk dochodzący do nas można interpretować pod kątem czterech parametrów: głośności, wysokości, barwy oraz czasu trwania. To właśnie te parametry pozwalają nam na rozróżnianie naszej ulubionej piosenki od hałasu odrzutowca, czy szeptanej rozmowy. Przyjrzyjmy się zatem każdemu z osobna.

Czym jest głośność?

Głośność jest to ten parametr, który pozwala nam uporządkować dźwięki od najcichszego do najgłośniejszego. Jednak co stoi za tym, że jeden dźwięk jest głośniejszy a drugi cichszy? W poprzednim artykule poświęconemu akustyce dowiedzieliśmy się, że dźwięk jest lokalnym zaburzeniem ciśnienia atmosferycznego. Nie powinno nas też dziwić, że jednostką mówiącą nam o tych zmianach jest Paskal. W tym momencie możemy jednak poczuć lekkie zdziwienie, co: dlaczego nie Decybel? Przecież wszystkie opisy i recenzje posługują się słynnym skrótem dB a nie Pa. Zatem, o co chodzi?

Sprawdź także: Czy akustyka pomieszczeń odsłuchowych ma znaczenie?

Pierwszym powodem, dla którego zrezygnowano ze skali opartej na Paskalach była jej rozpiętość. Dla człowieka poprawnie słyszącego ton 1000 Hz słyszalny jest w zakresie od 0,00002 [Pa] do 20 [Pa], można by oczywiście zamienić Paskale na Mikropaskale, tak by nie działać na ułamkach, ale łatwo się domyślić, że tak obszerna skala mogłaby sprawiać nie lada trudność.

Drugim i prawdopodobnie jeszcze ważniejszym powodem odejścia od Paskali jest to, że nasze ucho przyrosty głośności percypuje nie w skali liniowej tylko w skali logarytmicznej. Dlatego też we wzorze na poziom ciśnienia akustycznego (   , gdzie p2 oznacza średni kwadrat ciśnienia akustycznego, a <p02> ciśnienie odniesienia równe 0,00002 Pa) dopatrzymy się właśnie tego logarytmu. Z tych właśnie powodów na co dzień posługujemy się skalą opartą na Decybelach. Jako słyszalny zakres dla częstotliwości 1000 Hz przyjmuje się tu rozpiętość od 20 dB do 120dB (próg bólu). Wartości te oczywiście różnią się osobniczo w zależności od wieku czy stanu naszego słuchu. W tej chwili warto pochylić się nad zagadnieniem już dwukrotnie poruszanym w tym artykule, a mowa tutaj o dodawaniu przeze mnie warunku 1000 Hz.

Co naprawdę słyszymy?

Podstawowe parametry akustyczne – cz. I, Denon Store

Samą percepcje dźwięku opartą na Hz poruszymy w dalszej części wpisu. Natomiast oczywistym dla nas jest, że słyszymy jedynie urywek z wachlarzu serwowanych przez świat częstotliwości. Podgrzewając jedzenie nie słyszymy dźwięków przechodzących przez nasz obiad a obserwując zorze polarną nie odczuwamy generowanych przez nią infradźwięków. Uzasadnionym zatem jest myśl, że częstotliwości z zakresu słyszalnego również będziemy odczuwacz z różną głośnością. Wykresem przedstawiającym zależność naszego zakresy słyszalności od częstotliwości są „Izofoniczne krzywe strojenia”.

Podstawowe parametry akustyczne – cz. I, Denon Store
Izofoniczne krzywe strojenia. Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Izofona#/media/Plik:FletcherMunson_ELC.svg

Z wykresu możemy wyczytać, że prób spostrzegania dźwięków jak i odczucie jednakowej głośności różni się na przestrzeni częstotliwości. Przykładowo ton o wysokości 1000 Hz i poziomie ciśnienia 20 dB będzie dla nas tak samo głośny jak ton o częstotliwości 100 Hz i poziomie 50 dB. Można by zatem powiedzieć, że sama jednostka dB nie mówi nam nic, ponieważ nasze ucho jest tak specyficznym filtrem, że rozmowa o głośności każdym dźwięku powinna być rozkładana na konkretne pasma częstotliwości. By jednak tak nie robić, wprowadzone zostały dwa obejścia tej przeszkody. Pierwszą z nich są Decybele korygowane krzywą A. Jest to nic innego jak odwrócenie krzywych z obrazka powyżej co powoduje „dodawania lub odjęcie decybeli” dla konkretnych częstotliwości, tak by odczucie oraz poziom ciśnienia był równy.

Które kolumny głośnikowe zachwycą pięknym brzmieniem? Sprawdźcie na naszym filmie:

Zatem jeżeli spotkacie się kiedykolwiek z dB A, przypomnijcie sobie ten wpis i bez problemu rozczytacie co producent ma na myśli. Proszę zauważyć, że w całym artykule nie połączyłem nigdy słów głośność razem ze słowem decybel. Jest to ważna informacja, ponieważ Decybel nie jest jednostką głośności.

Co odpowiada za fon?

Decybel informuje nas o zmianie poziomu ciśnienia akustycznego, które wywołuje u nas konkretny efekt.

Za głośność odpowiada jednostka zwana Fonem. Fon natomiast jest nierozerwalnie związany ze wcześniej wspomnianymi izofonicznymi krzywymi strojenia.

Poziom w fonach jest liczony proporcjonalnie do poziomu ciśnienia akustycznego dla tonu 1000 Hz, zatem 40 fonów odpowiada wrażeniu głośności wytworzonej przez ton 1000 Hz o poziomie 40 dB. 40 fonów dla innych częstotliwości będzie określane na podstawie wcześniej wklejonego wykresu. Warto zatem zapamiętać i w przyszłości nie mylić Głośności z Poziomem ciśnienia akustycznego.

Wiemy już co nieco o głośności, za tydzień w kolejnej części artykułu, przejdziemy do następnego parametru, czyli wysokości dźwięku i barwy. Już teraz zachęcamy do śledzenie naszego bloga. Zapraszamy także do salonów Denon Store, w których nasi Eksperci chętnie zgłębią temat związany z akustyką.

Robert Maćkowiak
Doradca Klienta Denon Store
Posnania, Poznań