О чувствительности акустических систем и связанных вещах


О чувствительности акустических систем и связанных вещах


О чувствительности акустических систем и связанных вещах

Для начала введём несколько величин.



Амплитуда звукового давления p - максимальное дополнительное давление, возникающее в среде при прохождении звуковых волн, выражается в Паскалях (Па).

Колебательная скорость v - произведение амплитуды колебаний частиц среды на угловую частоту, единица - метр в секунду (м/с). При замене частиц среды на диффузор динамика получим амплитуду скорости движения диффузора.

Сила звука I - отношение потока звуковой энергии через поверхность, перпендикулярную направлению распространения звука, к площади этой поверхности, единица - ватт на квадратный метр (Вт/м^2). Сила звука I равна произведению амплитуды звукового давления на колебательную скорость: I = pv.

Удельное акустическое сопротивление Zs - отношение амплитуды звукового давления к колебательной скорости: Zs = p/v, единица - паскаль-секунда на метр (Па*с/м). Удельное акустическое сопротивление Zs является характеристикой среды и для газа в идеальном случае равно произведению его плотности на скорость звука в нём (для "среднего" воздуха имеем 340.3 м/с * 1.225 кг/м^3 = 417 Па*с/м).

Таким образом, сила звука пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления:

I = p^2/Zs.

Интенсивность звука J - величина, подобная силе звука, однако не идентичная ей. Примерно такую же ситуацию мы наблюдаем для силы света (единица - Кандела) и силы излучения (единица - Ватт на стерадиан) соответственно. Саму интенсивность звука используют лишь качественно.

Стандартная интенсивность звука соответствует силе звука I = 1 пВт/м^2 при частоте сигнала 1 кГц и амплитуде звукового давления p = 20 мкПа (при этом Zs равно p^2/I = 400 Па*с/м - величина, близкая к характерной для воздуха). Сравните это определение с определением единицы силы света:

"Кандела равна силе света в заданном направлении монохроматического источника при частоте излучения 540 ТГц и силе излучения в этом направлении 1/683 Вт/ср".

Громкость звука – субъективная характеристика, она определяется интенсивностью звука, пропорциональной квадрату амплитуды звукового давления, и восприимчивостью органа слуха, зависящей от частоты звука.


Начало    Вперед