Калькулятор децибел

Результаты

При 85,0 dB (если взвешено по A) правило NIOSH «3 дБ» ограничивает воздействие примерно 8 ч в день; рекомендованный предел — 85 dBA в течение 8 часов.

Как пользоваться калькулятором децибел

1. 1. Выберите задачу. Уровень звука переводит между dB, интенсивностью и давлением. Сложить или вычесть уровни объединяет источники шума. Расстояние применяет закон обратных квадратов. Отношения и абсолютные уровни относятся к мощности и напряжению в электронике и аудио.
2. 2. Введите известные величины. Интенсивность — от pW/m² до W/m², давление — от µPa до kPa, расстояния — в cm, m, km или футах, а мощности и напряжения — в ваттах, dBm, вольтах или dBV.
3. 3. Выберите число знаков после запятой. Уровни звука обычно указывают с одним знаком после запятой; выберите от 0 до 3.
4. 4. Прочитайте результат и ход расчёта. Каждый результат записан как формула с вашими числами, так что метод можно скопировать в лабораторную работу.

Что такое децибел

Децибел (dB) — это десятикратный десятичный логарифм отношения двух мощностей: dB = 10 log₁₀(P₂ ÷ P₁). Шкала логарифмическая, потому что ухо и многие приборы реагируют на отношения, а не на разности, поэтому огромный диапазон мощностей — триллион к одному для звука — умещается в несколько сотен единиц. Каждый множитель 10 по мощности равен 10 dB, а удвоение мощности добавляет около 3 dB (10 log₁₀ 2 = 3,01).

Величины, квадрат которых пропорционален мощности, — напряжение, ток, звуковое давление — используют вместо этого 20 log₁₀, поэтому удвоение напряжения добавляет около 6 dB. Децибел сам по себе описывает отношение; он становится абсолютным уровнем, когда задан опорный уровень. Для звука это порог слышимости: I₀ = 10⁻¹² W/m² для интенсивности или 20 µPa для давления в воздухе, которые дают один и тот же уровень (dB SPL).

Примеры

• Уровень в интенсивность и давление. 85 dB — это I = 10⁻¹² × 10^8,5 = 3,162 × 10⁻⁴ W/m² и p = 20 µPa × 10^(85/20) = 0,3557 Pa. NIOSH рекомендует не более 8 часов в день при 85 dBA и сокращает допустимое время вдвое при каждом увеличении на 3 dBA.
• Сложение источников. Машины на 85, 82 и 79 dB работают вместе: 10 log₁₀(10^8,5 + 10^8,2 + 10^7,9) = 87,4 dB. Уровни складываются по энергии: два одинаковых источника по 60 dB дают 63 dB, а не 120.
• Вычитание фона. Показание 70 dB при включённой машине и 60 dB при выключенной означает, что сама машина даёт 10 log₁₀(10⁷ − 10⁶) = 69,5 dB.
• Расстояние. Источник, измеренный на 1 м как 90 dB, на 10 м даёт 90 − 20 log₁₀(10) = 70 dB. Каждое удвоение расстояния стоит 6,02 dB.
• Электроника. 20 dBm — это 100 mW, 30 dBm — 1 W, а 0 dBm — 1 mW. +4 dBu, профессиональный линейный уровень в аудио, — это 1,228 V RMS; −10 dBV, потребительский уровень, — 0,316 V.

Ограничения и условности

• Сложение предполагает некоррелированные источники. Два когерентных тона в фазе могут дать больше (до +6 dB), а в противофазе — взаимно погаситься.
• Правило расстояния — для свободного поля. На открытом воздухе без отражений точечный источник подчиняется закону обратных квадратов. В помещении реверберация замедляет спад; длинный линейный источник, например оживлённая дорога, теряет лишь 3 dB при каждом удвоении.
• Взвешивание A не применяется. dBA приводит уровни к чувствительности уха. Этот калькулятор считает каждый dB невзвешенным уровнем, поэтому используйте его для числа, которое вы уже взвесили, если нужен dBA.
• Опорные пары. I₀ = 10⁻¹² W/m² и p₀ = 20 µPa согласуются для воздуха при характеристическом импедансе около 400 Pa·s/m, что достаточно близко, чтобы считать два уровня равными.

Часто задаваемые вопросы

Как складывать децибелы?

Не простым сложением. Переведите каждый уровень в мощность по формуле 10^(L/10), сложите их и вернитесь обратно через 10 log₁₀. Два одинаковых источника дают +3 dB, десять одинаковых — +10 dB, а источник на 10 dB тише другого добавляет к нему лишь 0,4 dB.

Какова формула уровня звука в децибелах?

L = 10 log₁₀(I ÷ I₀), где I₀ = 10⁻¹² W/m². Через давление это L = 20 log₁₀(p ÷ p₀), где p₀ = 20 µPa. Звук в десять раз интенсивнее громче на 10 dB; в сто раз интенсивнее — громче на 20 dB.

Насколько звук ослабевает с расстоянием?

Для точечного источника на открытом воздухе — на 6 dB при каждом удвоении расстояния, поскольку интенсивность падает пропорционально квадрату расстояния (20 log₁₀ 2 = 6,02). От 1 м до 10 м спад составляет 20 dB; от 1 м до 100 м — 40 dB.

В чём разница между 10 log и 20 log?

10 log используют для мощности и интенсивности, а 20 log — для величин, квадрат которых пропорционален мощности, например напряжения, тока и звукового давления. Оба дают одинаковые децибелы для одного и того же физического изменения, поскольку мощность пропорциональна квадрату амплитуды.

Что означают dBm, dBW, dBV и dBu?

Это децибелы относительно фиксированного опорного уровня: dBm — относительно 1 милливатта, dBW — относительно 1 ватта, dBV — относительно 1 вольта RMS, dBu — относительно 0,7746 вольта RMS. Так, 0 dBm — это 1 mW, 30 dBm — 1 W, а dBW = dBm − 30.

Какой уровень децибел вреден для слуха?

NIOSH рекомендует ограничивать воздействие 85 dBA в среднем за 8-часовой день и сокращать время вдвое при каждом увеличении на 3 dBA, так что 100 dBA ограничено примерно 15 минутами. Уровни около 120 dB и выше могут вызывать боль и немедленное повреждение.