Иногда возникает необходимость пересчета изменения амплитуды сигнала из абсолютных единиц в децибелы. Чтобы не обращаться к калькулятору, полезно помнить, что увеличение амплитуды сигнала в два раза увеличивает его уровень на 6 дБ, в четыре раза — на 12 дБ, в восемь раз — на 18 дБ.
Для большей наглядности шкалы измерения в децибелах приведем таблицу звуковых давлений для некоторых объектов (табл. 2.1).
Приведенная таблица требует небольшого комментария. В отличие от акустики, где текущие значения амплитуд принято измерять относительно минимального уровня — порога ощущения, в электрических трактах систем записи и передачи звука в качестве нулевого порога выбран, наоборот, номинальный уровень (в аналоговых системах) или максимальный (в цифровых), превышать который не рекомендуется. Из чего следует, что значения всех акустических величин представлены положительными числами, звуковых электрических, как правило, — отрицательными.
Проверка выбора десятичного основания для логарифма слухового ощущения
Попробуем применить формулу (2.7) для расчета динамического диапазона слуха человека:
Получили разницу в 120 дБ. Если учесть, что:
• для тихих звуков порог ощущения изменения громкости равен 2...3 дБ;
• для высоких значений громкости такой шаг равен 0,4 дБ;
• а в среднем по диапазону пороговая цифра приближается к 0,8 дБ,
то число 120 (дБ) окажется ближе к диапазону реально ощущаемых единичных шагов изменения громкости.
Общее число шагов от минимальной до максимальной громкости, равное 120, уже ближе к реальному значению, нежели миллион, тем не менее, закон ощущения громкости имеет ещё более сложный характер.
Психоакустическая модель ощущения громкости
Удивительно, что сигналы с равными звуковыми давлениями, но разными частотами вызывают разные ощущения уровня громкости. На основании многочисленных экспериментов было составлено множество графиков — так называемых «семейств равной громкости». Некоторые из них стандартизованы. Так, например, на рис. 2.изображено семейство кривых равной громкости в плоскости слышимости в плоском звуковом поле для тональных сигналов.