Характеристики звукового поля

Характеристики звука очень важно знать для того, чтобы создавать аппаратуру с нужными характеристикими – амплитудными, частотными, шумовыми и т.д. Аппаратура должна по возможности не ухудшать свойства ЗС. Т.е. актуальна задача «согласования» характеристик аппаратуры со свойствами звука.

Звуком называются малые механические колебания в твердых, жидких и газообразных средах, частоты которых находятся в диапазоне 20–20000 Гц. Частоты ниже 20 Гц называются инфразвуковыми, а выше 20000 Гц – ультразвуковыми.

Пространство, в котором происходит распространение звуковых волн, называется звуковым полем. Звуковые волны имеют продольный характер, т.е. силы, создающие упругие деформации в среде при распространении звуковой волны, нормальны к фронту волны.

Звук характеризуется звуковым давлением ().

Звуковое давление – это разность между мгновенным значением давления возмущенной среды, и средним давлением в отсутствии звукового поля:

.

Звуковое давление – величина скалярная. В области сжатия давление положительно, в области разрежения – отрицательно. Измеряется звуковое давление в Паскалях (Па). Один паскаль в 105 раз меньше нормального атмосферного давления (Па).

Переносимая звуковой волной энергия характеризуется интенсивностью (I). Интенсивность (или сила) звука – это среднее количество звуковой энергии, проходящей за единицу времени через единичную площадку, расположенную нормально к направлению распространения звуковой волны. Т. е. это мощность, переносимая звуковой волной через единичную площадку. Интенсивность связана со звуковым давлением формулой:

.

– плотность воздуха в невозмущенном состоянии (1,3 кг/м3), с – скорость звука (340 м/с в нормальных условиях).

Единица измерения интенсивности – Вт/м2 (аналог плотности потока мощности).

Давление, плотность звуковой энергии и силу звука удобно определять в уровнях, выраженных в децибелах.

, .

– уровень звукового давления (SPL – Sound Pressure Level);

– уровень мощности звука (PWL – Power Level).

За опорную величину 0 дБ SPL принимается звуковое давление Па, то есть звук, соответствующий порогу слухового ощущения. А уровень мощности акустического сигнала, соответствующий этому порогу, измеряют в дБ PWL по отношению к опорной величине 10-12 Вт/ м2.

При использовании этой единицы уровень громовых раскатов оценивается примерно в 120 дБ, шум самолета или музыка на рок-фестивале отвечает уровню 110 дБ, шум проходящего поезда — 100 дБ, звуки шумной улицы — 80 дБ. Разговор в комнате соответствует уровню звука примерно 50…60 дБ, а шепот — 20…30 дБ.

Прочтите также:

Аргоновый лазер
Лазер представляет собой источник монохроматического когерентного света с высокой направленностью светового луча. Само слово «лазер» составлено из первых букв английского словосочетания ...

Технология размещения базовых станций связи стандарта DCS-1800
Среди современных систем мобильной радиосвязи наиболее стремительно развиваются системы сотовой радиотелефонной связи. Их внедрение позволило решить проблему экономического использования ...

Моделирование интегрирующего гироскопа
Цель данной работы - математическое моделирование (с применением ЭВМ) свойств интегрирующего гироскопа (ИГ), а также краткое теоретическое описание его устройства, назначения, принци ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru