Unit logaritmik sing ngukur tingkat tekanan swara

dB SPL (Tingkat Tekanan Swara) ngukur tekanan swara relatif marang 20 µPa, ambang pangrungu manungsa. Skala logaritmik tegese +10 dB = paningkatan tekanan 10×, +20 dB = paningkatan tekanan 100×, nanging mung 2× kenyaringan sing dirasakake amarga non-linearitas pangrungu manungsa.

Conto: Obrolan ing 60 dB duwe tekanan 1000× luwih gedhe tinimbang ambang pangrungu ing 0 dB, nanging subyektif mung keprungu 16× luwih seru.

Gaya fisik saben area sing ditindakake dening gelombang swara

Tekanan swara yaiku variasi tekanan instan sing disebabake dening gelombang swara, diukur ing pascal (Pa). Iku beda-beda saka 20 µPa (meh ora keprungu) nganti 200 Pa (lara banget seru). Tekanan RMS (root mean square) biasane dilapurake kanggo swara sing terus-terusan.

Conto: Wicara normal nggawe 0,02 Pa (63 dB). Konser rock tekan 2 Pa (100 dB)—tekanan 100× luwih dhuwur nanging kanthi persepsi mung 6× luwih seru.

Daya akustik saben unit area

Intensitas swara ngukur aliran energi akustik liwat permukaan, ing watt saben meter persegi. Iku gegandhengan karo tekanan² lan dhasar ing petungan daya swara. Ambang pangrungu yaiku 10⁻¹² W/m², dene mesin jet ngasilake 1 W/m² saka jarak cedhak.

Conto: Bisikan duwe intensitas 10⁻¹⁰ W/m² (20 dB). Ambang lara yaiku 1 W/m² (120 dB)—siji triliun kaping luwih intens.

Fonograf Ditemokake

Thomas Edison nemokake fonograf, sing ngidini rekaman lan muter maneh swara pisanan, nimbulake minat kanggo ngukur tingkat audio.

Desibel Diperkenalkan

Laboratorium Telepon Bell ngenalake desibel kanggo ngukur kerugian transmisi ing kabel telpon. Jenenge dijupuk saka Alexander Graham Bell, cepet dadi standar kanggo pangukuran audio.

Kurva Fletcher-Munson

Harvey Fletcher lan Wilden A. Munson nerbitake kontur kenyaringan sing padha sing nuduhake sensitivitas pangrungu sing gumantung frekuensi, dadi dhasar kanggo bobot A lan skala fon.

Meter Tingkat Swara

Meter tingkat swara komersial pisanan dikembangake, nggawe standar pangukuran swara kanggo aplikasi industri lan lingkungan.

Skala Sone Distandarisasi

Stanley Smith Stevens nggawe formal skala sone (ISO 532), nyedhiyakake ukuran linier kenyaringan sing dirasakake ing ngendi tikel sone = tikel kenyaringan sing dirasakake.

Standar OSHA

Administrasi Keselamatan lan Kesehatan Kerja AS (OSHA) netepake watesan paparan swara (85-90 dB TWA), nggawe pangukuran swara dadi kritis kanggo safety papan kerja.

Revisi ISO 226

Kontur kenyaringan sing padha dianyari adhedhasar riset modern, nyempurnakake pangukuran fon lan akurasi bobot A ing macem-macem frekuensi.

Standar Audio Digital

LUFS (Unit Kenyaringan relatif marang Skala Penuh) distandarisasi kanggo siaran lan streaming, ngganti pangukuran mung puncak kanthi pangukuran kenyaringan adhedhasar persepsi.

• **+3 dB = tikel daya** (meh ora krasa kanggo umume wong)
• **+6 dB = tikel tekanan** (hukum kuadrat terbalik, nyuda jarak dadi setengah)
• **+10 dB ≈ 2× luwih seru** (kenyaringan sing dirasakake tikel kaping pindho)
• **+20 dB = 10× tekanan** (rong dekade ing skala logaritmik)
• **60 dB SPL ≈ obrolan normal** (ing jarak 1 meter)
• **85 dB = watesan 8 jam OSHA** (ambang perlindungan pangrungu)
• **120 dB = ambang lara** (rasa ora nyaman langsung)

• **Sumber sing padha:** 80 dB + 80 dB = 83 dB (dudu 160!)
• **Beda 10 dB:** 90 dB + 80 dB ≈ 90.4 dB (sumber sing luwih alon meh ora ana pengaruhe)
• **Beda 20 dB:** 90 dB + 70 dB ≈ 90.04 dB (kontribusi sing bisa diabaikan)
• **Tikel sumber:** N sumber sing padha = asli + 10×log₁₀(N) dB
• **10 sumber 80 dB sing padha = 90 dB total** (dudu 800 dB!)

• **0 dB SPL** = 20 µPa = ambang pangrungu
• **20 dB** = bisikan, perpustakaan sing sepi
• **60 dB** = obrolan normal, kantor
• **85 dB** = lalu lintas padhet, risiko pangrungu
• **100 dB** = klub wengi, gergaji mesin
• **120 dB** = konser rock, gludhug
• **140 dB** = tembakan, mesin jet cedhak
• **194 dB** = maksimal teoretis ing atmosfer

• **Aja nambah dB kanthi aritmetika** — gunakake rumus penambahan logaritmik
• **dBA ≠ dB SPL** — Bobot A nyuda bass, ora ana konversi langsung sing bisa ditindakake
• **Nikelake jarak** ≠ setengah level (iku -6 dB, dudu -50%)
• **3 dB meh ora krasa,** dudu 3× luwih seru — persepsi iku logaritmik
• **0 dB ≠ meneng** — iku titik referensi (20 µPa), bisa negatif
• **phon ≠ dB** kajaba ing 1 kHz — kenyaringan sing padha gumantung frekuensi

Telung alasan nggawe pangukuran logaritmik penting:

• Persepsi manungsa: Kuping nanggapi kanthi logaritmik—nikelake tekanan keprungu kaya +6 dB, dudu 2×
• Kompresi rentang: 0-140 dB vs 20 µPa - 200 Pa (ora praktis kanggo panggunaan saben dina)
• Perkalian dadi penambahan: Nggabungake sumber swara nggunakake penambahan sing prasaja
• Penskalaan alami: Faktor 10 dadi langkah sing padha (20 dB, 30 dB, 40 dB...)

Skala logaritmik ora intuitif. Hindari kesalahan iki:

• 60 dB + 60 dB = 63 dB (dudu 120 dB!) — penambahan logaritmik
• 90 dB - 80 dB ≠ 10 dB beda—kurangi nilai, banjur antilog
• Nikelake jarak nyuda level kanthi 6 dB (dudu 50%)
• Ngurangi daya dadi setengah = -3 dB (dudu -50%)
• Paningkatan 3 dB = 2× daya (meh ora krasa), 10 dB = 2× kenyaringan (keprungu kanthi jelas)

Persamaan inti kanggo petungan tingkat swara:

• Tekanan: dB SPL = 20 × log₁₀(P / 20µPa)
• Intensitas: dB IL = 10 × log₁₀(I / 10⁻¹²W/m²)
• Daya: dB SWL = 10 × log₁₀(W / 10⁻¹²W)
• Nggabungake sumber sing padha: L_total = L + 10×log₁₀(n), ing ngendi n = jumlah sumber
• Hukum jarak: L₂ = L₁ - 20×log₁₀(r₂/r₁) kanggo sumber titik

Sampeyan ora bisa nambah desibel kanthi aritmetika. Gunakake penambahan logaritmik:

• Rong sumber sing padha: L_total = L_single + 3 dB (contone, 80 dB + 80 dB = 83 dB)
• Sepuluh sumber sing padha: L_total = L_single + 10 dB
• Level sing beda: Ngonversi menyang linier, tambahake, ngonversi maneh (rumit)
• Aturan praktis: Nambahake sumber sing beda 10+ dB meh ora nambah total (<0.5 dB)
• Conto: mesin 90 dB + latar mburi 70 dB = 90.04 dB (meh ora krasa)

Unit tingkat kenyaringan sing direferensi menyang 1 kHz

Nilai phon ngetutake kontur kenyaringan sing padha (ISO 226:2003). Swara ing N phon duwe kenyaringan sing dirasakake padha karo N dB SPL ing 1 kHz. Ing 1 kHz, phon = dB SPL persis. Ing frekuensi liyane, beda-beda banget amarga sensitivitas kuping.

• Referensi 1 kHz: 60 phon = 60 dB SPL @ 1 kHz (miturut definisi)
• 100 Hz: 60 phon ≈ 70 dB SPL (+10 dB dibutuhake kanggo kenyaringan sing padha)
• 50 Hz: 60 phon ≈ 80 dB SPL (+20 dB dibutuhake—bass keprungu luwih alon)
• 4 kHz: 60 phon ≈ 55 dB SPL (-5 dB—puncak sensitivitas kuping)
• Aplikasi: Ekualisasi audio, kalibrasi alat bantu dengar, penilaian kualitas swara
• Batasan: Gumantung frekuensi; mbutuhake nada murni utawa analisis spektrum

Unit linier kenyaringan subyektif

Sone ngukur kenyaringan sing dirasakake kanthi linier: 2 sone keprungu kaping pindho luwih seru tinimbang 1 sone. Ditetepake dening hukum pangkat Stevens, 1 sone = 40 phon. Nikelake sone = +10 phon = +10 dB ing 1 kHz.

• 1 sone = 40 phon = 40 dB SPL @ 1 kHz (definisi)
• Nikelake: 2 sone = 50 phon, 4 sone = 60 phon, 8 sone = 70 phon
• Hukum Stevens: Kenyaringan sing dirasakake ∝ (intensitas)^0.3 kanggo swara tingkat menengah
• Donya nyata: Obrolan (1 sone), penyedot debu (4 sone), gergaji mesin (64 sone)
• Aplikasi: Peringkat swara produk, perbandingan peralatan, penilaian subyektif
• Keuntungan: Intuitif—4 sone secara harfiah keprungu 4× luwih seru tinimbang 1 sone

Audio profesional nggunakake dB kanthi ekstensif kanggo tingkat sinyal, mixing, lan mastering:

• 0 dBFS (Skala Penuh): Tingkat digital maksimal sadurunge kliping
• Mixing: Target puncak -6 nganti -3 dBFS, RMS -12 nganti -9 dBFS kanggo headroom
• Mastering: -14 LUFS (unit kenyaringan) kanggo streaming, -9 LUFS kanggo radio
• Rasio sinyal-ke-swara: >90 dB kanggo peralatan profesional, >100 dB kanggo audiophile
• Rentang dinamis: Musik klasik 60+ dB, musik pop 6-12 dB (perang kenyaringan)
• Akustik ruangan: Waktu gema RT60, titik roll-off -3 dB vs -6 dB

Watesan paparan swara ing papan kerja nyegah ilang pangrungu:

• OSHA: 85 dB = tingkat tindakan TWA 8 jam (rata-rata bobot wektu)
• 90 dB: paparan maksimal 8 jam tanpa perlindungan
• 95 dB: maksimal 4 jam, 100 dB: 2 jam, 105 dB: 1 jam (aturan setengah)
• 115 dB: maksimal 15 menit tanpa perlindungan
• 140 dB: Bahaya langsung—perlindungan pangrungu wajib
• Dosimetri: Nglacak paparan kumulatif nggunakake dosimeter swara

Peraturan lingkungan nglindhungi kesehatan masyarakat lan kualitas urip:

• Pedoman WHO: <55 dB awan, <40 dB wengi ing njaba ruangan
• EPA: Ldn (rata-rata awan-wengi) <70 dB kanggo nyegah ilang pangrungu
• Pesawat: FAA mbutuhake kontur swara kanggo bandara (watesan 65 dB DNL)
• Konstruksi: Watesan lokal biasane 80-90 dB ing wates properti
• Lalu lintas: Pamblokir swara dalan gedhe target pangurangan 10-15 dB
• Pangukuran: Bobot dBA kira-kira respons gangguan manungsa

Desain akustik mbutuhake kontrol tingkat swara sing tepat:

• Kejelasan wicara: Target 65-70 dB ing pamireng, <35 dB latar mburi
• Gedung konser: puncak 80-95 dB, waktu gema 2-2,5 detik
• Studio rekaman: NC 15-20 (kurva kriteria swara), <25 dB ambien
• Ruang kelas: <35 dB latar mburi, rasio wicara-ke-swara 15+ dB
• Peringkat STC: Kelas Transmisi Swara (kinerja isolasi tembok)
• NRC: Koefisien Pengurangan Swara kanggo bahan penyerap

• Gunakake meter tingkat swara Kelas 1 utawa Kelas 2 sing dikalibrasi (IEC 61672)
• Kalibrasi sadurunge saben sesi kanthi kalibrator akustik (94 utawa 114 dB)
• Posisine mikrofon adoh saka permukaan reflektif (dhuwur khas 1.2-1.5m)
• Gunakake respon alon (1s) kanggo swara stabil, cepet (125ms) kanggo sing fluktuasi
• Pasang pelindung angin ing njaba ruangan (swara angin diwiwiti ing 12 mph / 5 m/s)
• Rekam suwene 15+ menit kanggo nyekel variasi temporal

• Bobot A (dBA): Tujuan umum, swara lingkungan, kerja
• Bobot C (dBC): Pangukuran puncak, penilaian frekuensi rendah
• Bobot Z (dBZ): Respon rata kanggo analisis spektrum lengkap
• Aja ngonversi dBA ↔ dBC—gumantung konten frekuensi
• Bobot A kira-kira kontur 40-phon (kenyaringan sedheng)
• Gunakake analisis pita oktaf kanggo informasi frekuensi sing rinci

• Tansah sebutake: dB SPL, dBA, dBC, dBZ (aja mung 'dB')
• Lapurake bobot wektu: Cepet, Alon, Impuls
• Kalebu jarak, dhuwur pangukuran, lan orientasi
• Cathet tingkat swara latar mburi kanthi kapisah
• Lapurake Leq (tingkat kontinu ekuivalen) kanggo swara sing beda-beda
• Kalebu kahanan ora mesthi pangukuran (biasane ±1-2 dB)

• 85 dB: Coba perlindungan kanggo paparan sing suwe (>8 jam)
• 90 dB: Perlindungan wajib sawise 8 jam (OSHA)
• 100 dB: Gunakake perlindungan sawise 2 jam
• 110 dB: Lindungi sawise 30 menit, perlindungan dobel ing ndhuwur 115 dB
• Sumbat kuping: pangurangan 15-30 dB, penutup kuping: 20-35 dB
• Aja ngluwihi 140 dB sanajan kanthi perlindungan—risiko trauma fisik

Paus biru ngasilake panggilan nganti 188 dB SPL ing jero banyu—swara biologis paling seru ing Bumi. Panggilan frekuensi rendah iki (15-20 Hz) bisa lelungan atusan mil liwat samodra, ngidini komunikasi paus ing jarak sing adoh banget.

Ruangan paling sepi ing donya (Microsoft, Redmond) ngukur -20.6 dB SPL—luwih sepi tinimbang ambang pangrungu. Wong bisa krungu detak jantung, sirkulasi getih, lan malah weteng keroncongan. Ora ana sing tahan luwih saka 45 menit amarga disorientasi.

Swara paling seru ing sejarah sing direkam: 310 dB SPL ing sumbere, keprungu saka jarak 3.000 mil. Gelombang tekanan ngubengi Bumi 4 kaping. Pelaut ing jarak 40 mil ngalami gendang telinga pecah. Intensitas kaya mangkono ora bisa ana ing atmosfer normal—iku nggawe gelombang kejut.

194 dB SPL minangka maksimal teoretis ing atmosfer Bumi ing permukaan laut—ing ndhuwur iki, sampeyan nggawe gelombang kejut (ledakan), dudu gelombang swara. Ing 194 dB, rarefaksi padha karo vakum (0 Pa), mula swara dadi ora terus-terusan.

Asu krungu 67-45.000 Hz (vs manungsa 20-20.000 Hz) lan ndeteksi swara 4× luwih adoh. Sensitivitas pangrungune tekan puncak sekitar 8 kHz—10 dB luwih sensitif tinimbang manungsa. Iki sebabe peluit asu bisa digunakake: 23-54 kHz, ora keprungu dening manungsa.

Bioskop target rata-rata 85 dB SPL (Leq) kanthi puncak 105 dB (spesifikasi Dolby). Iki 20 dB luwih seru tinimbang nonton ing omah. Respons frekuensi rendah sing ditambahake: subwoofer 20 Hz ngidini ledakan lan dampak sing realistis—sistem omah biasane mandheg ing 40-50 Hz.

dBA ngetrapake bobot sing gumantung frekuensi sing ngurangi frekuensi rendah. Nada 100 Hz ing 80 dB SPL ngukur ~70 dBA (bobot -10 dB), dene 1 kHz ing 80 dB SPL ngukur 80 dBA (ora ana bobot). Tanpa ngerti spektrum frekuensi, konversi ora bisa ditindakake. Sampeyan butuh analisis FFT lan ngetrapake kurva bobot A sing kuwalik.

+3 dB = tikel daya utawa intensitas, nanging mung paningkatan tekanan 1,4×. Persepsi manungsa ngetutake respons logaritmik: paningkatan 10 dB keprungu kira-kira 2× luwih seru. 3 dB minangka owah-owahan paling cilik sing dideteksi dening umume wong ing kahanan sing dikontrol; ing lingkungan nyata, dibutuhake 5+ dB.

Sampeyan ora bisa nambah desibel kanthi aritmetika. Kanggo tingkat sing padha: L_total = L + 3 dB. Kanggo tingkat sing beda: Ngonversi menyang linier (10^(dB/10)), tambahake, ngonversi maneh (10×log₁₀). Conto: 80 dB + 80 dB = 83 dB (dudu 160 dB!). Aturan praktis: sumber sing luwih alon 10+ dB menehi kontribusi <0,5 dB kanggo total.

dB SPL: Tingkat tekanan swara non-bobot. dBA: Bobot A (kira-kira pangrungu manungsa, ngurangi bass). dBC: Bobot C (meh rata, penyaringan minimal). Gunakake dBA kanggo swara umum, lingkungan, kerja. Gunakake dBC kanggo pangukuran puncak lan penilaian frekuensi rendah. Dheweke ngukur swara sing padha kanthi beda—ora ana konversi langsung.

Swara ngetutake hukum kuadrat terbalik: nikelake jarak nyuda intensitas kanthi ¼ (dudu ½). Ing dB: saben nikelake jarak = -6 dB. Conto: 90 dB ing 1m dadi 84 dB ing 2m, 78 dB ing 4m, 72 dB ing 8m. Iki nganggep sumber titik ing lapangan bebas—ruangan duwe pantulan sing nggawe rumit.

Ya! 0 dB SPL yaiku titik referensi (20 µPa), dudu meneng. dB negatif tegese luwih alon tinimbang referensi. Conto: -10 dB SPL = 6.3 µPa. Ruang anechoic ngukur nganti -20 dB. Nanging, swara termal (gerakan molekuler) netepake watesan absolut sekitar -23 dB ing suhu kamar.

Akurasi lan kalibrasi. Meter Kelas 1 nyukupi IEC 61672 (±0,7 dB, 10 Hz-20 kHz). Meter murah: kesalahan ±2-5 dB, respons frekuensi rendah/dhuwur sing ala, ora ana kalibrasi. Panggunaan profesional mbutuhake kalibrasi sing bisa dilacak, log, analisis oktaf, lan daya tahan. Kepatuhan hukum/OSHA mbutuhake peralatan sing disertifikasi.

Ing 1 kHz: phon = dB SPL persis (miturut definisi). Ing frekuensi liyane: beda-beda amarga sensitivitas kuping. Conto: 60 phon mbutuhake 60 dB ing 1 kHz, nanging 70 dB ing 100 Hz (+10 dB) lan 55 dB ing 4 kHz (-5 dB). Phon nggatekake kontur kenyaringan sing padha, dene dB ora.