1 боб. Физиологик акустика асослари

Энергия зичлиги товуш жадаллигига тўғри пропорционал, шунинг учун унинг сатҳи.
(1.11)
бунда, Дж/м³, энергия зичлиги.
Сатҳ тушунчаси фақат акустикадагина эмас, балки электротехникада ҳам қўлланилади. Электр сатҳ
(1.12)
Электр қийматларининг нолинчи сатҳи қуйидагича олинади.
U₀ - кучланишда К=600 Ом қаршиликда ажралаётган қувват 1 мВт тенг бўлиши керак. Бундан осонгина U₀ = 0,775 В ва I₀=1,29 мА қийматларни топамиз. Бу маълумотлар телефониядан олинган. Телефонияда кўп йиллар логарифмик шкала - непеp қўлланиб келган. Бир непер кучланишлар нисбатининг 2,718 тенг бўлиб, асоси натурал логарифм. Шундай қилиб, агарда U/U₀ = е, ундан , 1 Нп = 8,68 дБ, 1 дБ = 0,115 Нп .


1.5. Товуш баландлиги ва унинг сатҳи

Товуш баландлигини ҳис этиш ўлчамини биринчи бўлиб Г.Баркгаузен киритган. Кейинчалик унинг таклифи халқаро кўламда қабул қилинди. Шунга биноан, товуш баландлиги сатҳи катталик ўлчами сифатида киритилди.

Товуш баландлиги сатҳининг эталони сифатида 1000 Гц частотали соф тон жадаллиги олинган. Товуш баландлигининг ўлчов бирлиги фон деб аталади. Фонларда ўлчанган 1000 Гц частотадаги товуш баландлиги сатҳи унинг децибеллардаги жадаллиги сатҳига тенг. Қандайдир товушнинг баландлик сатҳини аниқлаш учун 1000 Гц частотали соф тон олиб унинг баландлигини аниқланаётган товуш баландлиги билан баробар бўлгунча ўзгартириш етарли, бунда эталон тон жадаллиги сон жиҳатдан аниқланаётган товуш баландлиги сатҳига тенг бўлади.
Субъектив статистик усул билан тенг баландликдаги соф тонлар жадаллигининг частотага боғлиқлиги эгри чизиғи аниқланган. Бу эгри чизиқлар товушнинг тенг баландлик эгри чизиқлари деб аталади 1.7 - расм.
Расмдан кўриниб турибдики, товуш баландлиги ошган сари тенг баландлик эгри чизиқлари бирозгина текисланади.
Масалан, нолинчи сатҳли товуш баландлиги учун (эшитиш бўсағасида) 100 Гц частотали тон жадаллиги 38 дБ тенг, 500 Гц частотали тон эса 7 дБ тенг. 80 фонга тенг бўлган товуш баландлигини олиш учун (1.7 - расм 80 дБ эгри чизиқ), шу тонлар-нинг жадаллик сатҳига мос ҳолда 83 ва 80 дБ тенг бўлиши керак, яъни иккала тон амалда бир хил жадаллик сатҳига эга бўлса, товуш баландлиги ҳам тенг бўлади. Демак, юқори частоталарда товуш баландлигининг частота тавсифи бир мунча текис бўлиб, физик ва субъектив тавсифлар бир бирига яқин. Бу ҳолат иккита амалий тавсияга олиб келди.
Фараз қилайлик, товуш 80 фонга тенг бўлган сатҳда тингланаяпти, биз тембр бошқаргичини ўзимизга оптимал бўлган эшитиш ҳолатига ўрнатганмиз. Энди кучайтиргични 30 дБ пасайтирамиз, товуш янграши жадаллиги ҳам 30 дБ га пасаяди. Бунинг натижасида 1000 Гц частота яқинида жойлашган частота таркиблари 50 фонга тенг баландлик сатҳига эга бўлади, 100 Гц частота яқинида жойлашган частота таркиблари баландлиги сатҳи эса, 22 фонгача пасайиб кетади, яъни улар ўрта частота товушларидан пастроқ янграйди.



1.7- расм. Товушнинг тенг баландлик эгри чизиқлари

Паст частоталарнинг янграш баландлиги ўрта частоталарникидек қолиши учун товуш узатиш трактининг паст частоталардаги сезгирлиги частота тавсифини коррекциялаш керак (100 Гц да 17÷20 дБ га кўтариш керак). Радио қабулқилгичларда кучайтириш коэффициенти камайса паст частоталарда уларнинг кучайиши автоматик равишда коррекцияланади.

Юқори сатҳли шовқин баландлигини ўлчаганда шовқин ўлчовчи асбоб (шумомер)нинг сезгирлиги частотага боғлиқ бўлмаслиги керак, бу товуш баландлигини субъектив эшитишга мос келади. Паст частота товуш баландлигини ўлчаганда эса, шовқин ўлчагичнинг кўрсаткичи эшитиш аъзоимизнинг паст частоталардаги сезгирлиги ўрта частоталардаги сезгирлигига нисбатан пастроқлиги инобатга олингандагина субъектив бўлиши мумкин. Шунинг учун шовқин ўлчагичларда товуш баландлигини паст частоталарда ўлчаганда кучайтириш коэффициенти пасайтирилиб коррекция киритилади. Масалан, 30 фонлик товуш баландлиги ўлчанаяпти, бунда 100 Гц частотада 1000 Гц частотадагига нисбатан товуш баландлиги сатҳининг пасайиши тахминан 30 дБ бўлиши керак (1.7 - расм 30 дБ эгри чизиқ). Шовқин ўлчагичда паст частоталарни ўлчашни учта А, В ва С режимда узибуловчи коррекциялаш қурилмаси ёрдамида амалга ошириш мумкин. Шовқин ўлчагичнинг структура схемаси 1.8 - расмда келтирилган.

1.8 - расм. Шовқин ўлчагичнинг структура схемаси

Бунда: М- ўлчагич микрофони, МК- микрофон кучайтиргичи, КҚ- коррекцияловчи қурилма, Д-детектор, КА-кўрсатувчи асбоб.

Шуни таъкидлаш лозимки шовқин ўлчагичнинг оддий ўлчов асбоблардан фарқи шундаки, унинг таркибида паст частоталарни коррекцияловчи блок бўлиб, унинг частота тавсифи одам эшитиш аъзоси тавсифига (1.7- расм) мосроқ. Бошқача қилиб айтганда, коррекцияловчи блок “сунъий қулоқ” вазифасини бажаради. Унда товуш сатҳларини А = 40 дБ гача, В = 70 дБ гача ва С = 80 дБ ундан юқори сатҳларни ўлчаш учун белгиланган. Бундай ўлчанган товуш баландлиги сатҳлари субъектив аниқлангандаги товуш баландлиги сатҳларига мосроқ келади.
Товуш баландлиги сатҳи товушни субъектив эшитишни характерласа ҳам ҳақиқий субъектив эшитиш масштабига мос эмас. Масалан, товуш баландлигини 40 фондан юқори диапазонда 10 фонга ошириш, товуш баландлиги субъектив сезгирлигини икки баробар ошишига тенг. Фон, товуш баландлигининг ўлчов бирлиги сифатида ноқулайлиги шундаки масалан, иккита ҳар хил частотали синусоидал сигналларнинг товуш баландлигини билган ҳолда уларни оддийгина қўшиб икки тоналли сигналнинг товуш баландлигини аниқлаш мумкин эмас. Шунинг учун товуш баландлиги S ўлчов бирлиги сифатида - сон киритилган. S=1 сон 1000 Гц частотада қиймати 40 дБ бўлган синусоидал товуш босимига мос келади.
1.9. расмда товуш баландлигининг фон ва сон ўлчов бирлигидаги соф тонларнинг солиштирма эгри чизиғи келтирилган. Фон ва дБ ларда ўлчанган товуш баландлигини боғлайдиган эмпирик формула қуйидагича:
S=2^{(L(фон)-40/10}, сон ёки (1.13)
Бу формула фақат L = 40÷120 дБ диапазонларида яхши натижа беради.

1.9 - расм. Фон ва сон ўлчов бирликдаги товуш баландлигининг солиштирма эгри чизиғи
1.2 - жадвалда кўпроқ учрайдиган товуш ва шовқинларнинг фон ва сон ўлчовлардаги сатҳлари келтирилган
1.2 – жадвал

Т/Р №	Товуш ёки шовқин манбаи ва ўлчаш жойи	Баландлик сатҳи, фон	Баландлик сатҳи, сон
1.	5 м масофадаги авиация мотори	116÷120	346÷556
2.	Метро поездининг ҳаракатдаги шовқини	85÷90	25÷38
3.	Ҳаракатдаги автобус, 5 м масофада	85÷88	25÷32,2
4.	10÷20 м масофадаги трамвай	80÷85	17,1÷25
5.	20 м масофадаги хуштак овози	70	7,95
6.	Шовқин кўча	60÷75	4,35÷11,4
7.	Кўчадаги ўртача шовқин	55÷60	3,08÷4,35
8.	Тинч кўча, кундузи	40	1,0
9.	Тинч боғ	20	0,097
10.	Қозонхона цехи	100÷103	88÷116
11.	Тикув цехидаги умумий шовқин	96÷100	62÷88
12.	Дарахтни қайта ишловчи фабрика	96÷98	62÷74
13.	Симфоник оркестр	80÷100	17,1÷88
14.	Қарсаклар	60÷75	4,4÷11,4
15.	Радио орқали баланд мусиқа	80	17,1
16.	Радиомарказ (студия - ижро вақтида)	40÷50	1÷2,2
17.	Кутубхона	25÷30	0,2÷0,36
18.	Касалхона	20÷30	0,1÷0,36
19.	Нотиқ, 1 м масофада	70÷80	10÷22
20.	1 м масофадаги оддий суҳбат	55÷60	3,08÷4,35
21.	1 м масофада шивирлаб сўзлаш	20	0.1
22.	Шовқин мажлис	65÷70	5,87÷7,95