SAGEDUSED ja HELIRÕHK
SAGEDUS
Võrdleme erinevaid sagedusi mida inimesed kasutavad- näiteks- videosignaali. Selle ülemine sagedus on 5 MHz (sõltuvalt süsteemist mis on regioonis kasutusel)
•1 hertz (Hz) tähendab 1 vibratsioonitsükkel sekundis
•1000 Hz = 1 kHz
•1,000,000 Hz = 1 Megahertz (1 MHz)
Heli on peaaegu kõikidel sagedustel kuid inimese kuuldelävi on lihtsalt kitsas vahemikus.
Kõige ülemised helid mida inimkõrv kuuleb on sagedusel 20 KHz (20 000 vibratsiooni sekundis)
See muidugi võib olla inimestel erinev pisut, näiteks vananedes võib sageduste kuulmise ülempiir väheneda. Kui helisüsteem võimaldab esitada kõrgemaid helisid kui 20 KHz jääb sellest piirist ülespoole jääv helisagedus paljudele kuulmata.
Alumine sageduse piir mida inimkõrv tajub loetakse 20 Hz, kõik mis jääb alla selle sagedust on tajutav- tuntav aga juba mitte enam kõrva kaudu.
Sagedus on seotud lainepikkuse valemiga
kiirus ⁼ sagedus x lainepikkus.
See kehtib iga laine levimise kohta- mitte ainult heli. Heli liikumise kiirus õhus on veidi alla 340 m sekundis (m/s). Natukene see võib erineda- olenevalt temperatuurist, niiskusest ja kõrgusest, aga 340 on keskime. Matemaatiliselt tähendab see, et 20 Hz helilaine levib õhus 17 meetrit.
Suured ja võimsad madalsagedused teevad keeruliseks heliisolatsiooni ja akustika. Ülemise sagedusala 20 KHz levivad aga õhus 17 mm. Kummalisel kombel on kõrgeid sagedusi keeruline kontrollida elektroonilises, magnetilises või muus signaali vormis, aga hoopis vastupidi kerge on sagedust kontrollida kui helilaine levib õhus. Madalaid sagedusi on väga kerge kontrollida elektrooniliselt kuid väga raske akustiliselt.
DETSIBELL- DECIBEL
Detsibell annab meile võimaluse mõõta ja võrrelda erinevate heliallikate signaali taset.
• Helisignaali levik õhus
• Elektriline signaal
• Magnetiline signaali
• Digitaalne signaal
• Optiline signaali filmi heliribal
• Mehaaniline signaali vinüülplaadil
Kõrv hindab helitugevust pigem logaritmiliselt kui lineaarselt. Nii siis kui muuta helirõhku 100 μN/m2 (mikro njuutonit- ruutmeetrile) vaikse heli puhul oleks see oluline muudatus , aga tugeva heli puhul oleks tugevuse vahe suhteliselt märkamatu. Muutus 3 Db on aga samaväärne tugevuse muutus igal helitasandil.
Helirõhku mõõdetakse njuutonites ruutmeetri kohta. Üks Newton on sama raske kui 1 väiksem õun.
Oluline on meeles pidada et Db on suhe mitte konkreetne raskus.
Seda kasutatakse 2 helitugevuse võrdlemiseks
Detsibelli konverteerimiseks kasutatakse järgmist valemit.
20 x log10 (P1 /P2 )
… kus P1 ja P2 on kaks helirõhku mida soovite võrrelda nii et kui 1 heli on teisest 2 korda tugevam siis P1 /P2 = 2. teise logaritm 2 (baas 10) on 0.3, ja korrutades see 20 ga saame tulemuseks 6 dB.
Tegelikult on see 6, 02 aga selle arvu ümardame.
See on kasulik sest kui me ütleme näiteks et suurenda helitugevust 6 Db ei tea me kui valjuks heli muutub täpselt sest Db ei ole ühik vaid suhe. Vastus sellele on, et alustame nö null punktist 20 μN/m2 (20 mikronjuutonit ruutmeetrile) mis on katsetega tõendatud, et see on heli mida keskmine inimene ei kuule. Me nimetame seda tugevust mis kostab vaikse sahinana KUULMISTASE mida võib võrrelda sügisel lehtede langemisega 10 meetri kauguselt. Me nimetame ja saame mõõta seda kui 0 Db SPL (sound pressure level) helirõhuks. Ja nüüd saab iga heli võrrelda selle helitasemega. Sellega võrreldes on valju muusika umbes 100 Db SPL, veel tugevam- kui sisekõrvas hakkab justkui kõditama on tugevus 120 Db SPL ja lähenedes 130 Db SLP hakkab kõrvadel juba valus!
Kui on keeruline seda matemaatiliselt meelde jätta siis tasub meeles pidada järgnevat-
• -80 dB = 1/10000
• -60 dB = 1000.
• -40 dB = 100.
• -20 dB = 1/10
• -12 dB = 1/4
• -6 dB = pool
• 0 dB = ei muutu
• 6 dB = kaks korda
• 12 dB = neli korda
• 20 dB = kümme korda
• 40 dB = 100 korda
• 60 dB = 1000 korda
• 80 dB = 10000 korda
• kuulmislävi = 0 dB SPL
• tundmislävi = 120 dB SPL
• valulävi = 130 dB SPL
