Electronics | Acoustics » A hang érzékelése és mérése

A hang érzékelése és mérése A műszerekkel mérhető (objektív) hangerősségtől, az intenzitástól, megkülönböztetjük az emberi fül által érzékelt (szubjektív) hangerősséget, a hangosságot. Az előbbi az inger, az utóbbi az érzet erősségének felel meg. Az emberi hallószerv ingerfelvevő szerve a fül, amelyben a nyomás-ingadozás idegi impulzusválaszt vált ki. A hang fizikai mértékének a növekedése és a szubjektív érzékelés erőssége közötti összefüggést kísérleti úton elsőként Fletcher és Munson végezték el. Az azonos hangosság szintek görbéi - a Fletcher-Munson görbék - az átlagos emberi fül esetére teremtenek kapcsolatot a hangnyomás-szint, a frekvencia és a Phon hangosság között. A vízszintes tengelyen F a frekvenciát, a függőleges tengelyen I a hangintenzitást (az egységnyi felületre eső hangteljesítmény) fizikai (W/m2) egységben, illetve P a hangnyomás logaritmikus (dB, azaz decibel) egységét

jelöli. A gyakorlatban a hangnyomás könnyebben mérhető, így többnyire ezt alkalmazzák a hang erősségének fizikai jellemzésére. A görbék mindegyike egy adott hangosság-érzethez tartozik, melyet számszerűleg a Phonhangosság értékkel adnak meg. Nemzetközileg az 1000 Hz frekvenciájú hangot választották az összehasonlítás alapjául. Kísérleti úton határozták meg, hogy különböző frekvenciákon mekkora intenzitás kelt ugyanolyan hangosság-érzetet, mint az 1000 Hz frekvenciájú tiszta hang. (A Phon-hangosság mérőszáma 1000 Hz frekvencián megegyezik a dB hangnyomásszint értékével) A 0 Phon hangosság az ún. hallásküszöb értéke, amely 1000 Hz frekvencián 1· 10-12 W/m2 hangintenzitást , illetve 0 dB hangnyomás-szintet (20  P hangnyomást) jelent. A 120 Phon hangosság a fájdalom küszöb szintje, amely felett kóros elváltozással kell számolni. Az emberi fül 3000 Hz környezetében a legérzékenyebb. Kisebb frekvenciák

felé haladva az ingerküszöb erősen emelkedik, de nagyobb frekvenciákon is csak az erősebb hangot halljuk meg. A környezeti hanghatások frekvencia és hangnyomás szerinti eloszlását az alábbi diagram szemlélteti: A hang fizikai jellemzőinek mérése A hang fizikai érzékelésére a mikrofon szolgál, amely a hangnyomással arányos elektromos jelet állít elő. Ebből logaritmikus átalakítás után kapjuk a hangszintmérő műszerek által kijelzett dB értéket. A műszerek lineáris (lin) üzemmódja a hangnyomás frekvencia függvényében állandó érzékenységű átalakítását jelenti, és a hangforrások, a hangterjedés fizikai jellemzésére alkalmas. Azért, hogy a szubjektív hangosság-érzetet kifejezzék a mért értékek, az emberi fül frekvencia-függő viselkedését az ún. súlyozó szűrőkkel helyettesítik A szabványosított szűrők csillapítását a frekvencia függvényében az alábbi diagram mutatja: A gyakorlatban a szabványos

mérési eljárásokban általában az "A"-szűrőt alkalmazzák, és a zajkibocsátással, zajterheléssel kapcsolatos határértékeket és mérési eredményeket Ahangnyomásszintben fejezik ki