Logaritemska enota, ki meri nivo zvočnega tlaka

dB SPL (Nivo zvočnega tlaka) meri zvočni tlak glede na 20 µPa, prag človeškega sluha. Logaritemska lestvica pomeni +10 dB = 10× povečanje tlaka, +20 dB = 100× povečanje tlaka, vendar le 2× zaznane glasnosti zaradi nelinearnosti človeškega sluha.

Primer: Pogovor pri 60 dB ima 1000× večji tlak kot prag sluha pri 0 dB, vendar se sliši le 16× glasneje subjektivno.

Fizična sila na enoto površine, ki jo izvajajo zvočni valovi

Zvočni tlak je trenutna sprememba tlaka, ki jo povzroči zvočni val, merjena v paskalih (Pa). Spreminja se od 20 µPa (komaj slišno) do 200 Pa (boleče glasno). Za neprekinjene zvoke se običajno poroča o RMS (srednji kvadratni) tlaku.

Primer: Normalen govor ustvari 0,02 Pa (63 dB). Rock koncert doseže 2 Pa (100 dB) — 100× večji tlak, a le 6× glasneje zaznano.

Akustična moč na enoto površine

Jakost zvoka meri pretok akustične energije skozi površino, v vatih na kvadratni meter. Povezana je s tlakom² in je temeljna pri izračunu zvočne moči. Prag sluha je 10⁻¹² W/m², medtem ko reaktivni motor proizvaja 1 W/m² na blizu.

Primer: Šepet ima jakost 10⁻¹⁰ W/m² (20 dB). Prag bolečine je 1 W/m² (120 dB) — bilijon krat bolj intenziven.

Izum fonografa

Thomas Edison izumi fonograf, ki omogoča prve posnetke in predvajanje zvoka, s čimer spodbudi zanimanje za kvantificiranje avdio nivojev.

Uvedba decibela

Laboratoriji Bell Telephone uvedejo decibel za merjenje izgube prenosa v telefonskih kablih. Poimenovan po Alexandru Grahamu Bellu, hitro postane standard za avdio meritve.

Krivulje Fletcher-Munson

Harvey Fletcher in Wilden A. Munson objavita konture enake glasnosti, ki prikazujejo od frekvence odvisno občutljivost sluha, in postavita temelje za A-ponderiranje in fonsko lestvico.

Merilnik ravni zvoka

Razvit je prvi komercialni merilnik ravni zvoka, ki standardizira merjenje hrupa za industrijske in okoljske aplikacije.

Standardizacija sonske lestvice

Stanley Smith Stevens formalizira sonsko lestvico (ISO 532), ki zagotavlja linearno merilo zaznane glasnosti, kjer podvojitev sonov = podvojitev zaznane glasnosti.

Standardi OSHA

Ameriška uprava za varnost in zdravje pri delu (OSHA) določi meje izpostavljenosti hrupu (85-90 dB TWA), zaradi česar merjenje zvoka postane ključno za varnost na delovnem mestu.

Revizija ISO 226

Posodobljene konture enake glasnosti, ki temeljijo na sodobnih raziskavah, izboljšujejo meritve fonov in natančnost A-ponderiranja na različnih frekvencah.

Standardi za digitalni avdio

LUFS (enote glasnosti glede na polno skalo) so standardizirane za oddajanje in pretakanje, ki nadomeščajo meritve samo vrhov z merjenjem glasnosti na podlagi zaznavanja.

• **+3 dB = podvojitev moči** (komaj opazno za večino ljudi)
• **+6 dB = podvojitev tlaka** (zakon obratnega kvadrata, prepolovitev razdalje)
• **+10 dB ≈ 2× glasneje** (zaznana glasnost se podvoji)
• **+20 dB = 10× tlak** (dve dekadi na logaritemski lestvici)
• **60 dB SPL ≈ normalen pogovor** (na razdalji 1 metra)
• **85 dB = 8-urna meja OSHA** (prag za zaščito sluha)
• **120 dB = prag bolečine** (takojšnje nelagodje)

• **Enaki viri:** 80 dB + 80 dB = 83 dB (ne 160!)
• **Razlika 10 dB:** 90 dB + 80 dB ≈ 90,4 dB (tišji vir komajda šteje)
• **Razlika 20 dB:** 90 dB + 70 dB ≈ 90,04 dB (zanemarljiv prispevek)
• **Podvojitev virov:** N enakih virov = original + 10×log₁₀(N) dB
• **10 enakih virov po 80 dB = 90 dB skupaj** (ne 800 dB!)

• **0 dB SPL** = 20 µPa = prag slišnosti
• **20 dB** = šepet, tiha knjižnica
• **60 dB** = normalen pogovor, pisarna
• **85 dB** = gost promet, tveganje za sluh
• **100 dB** = nočni klub, motorna žaga
• **120 dB** = rock koncert, grmenje
• **140 dB** = strel, bližnji reaktivni motor
• **194 dB** = teoretični maksimum v atmosferi

• **Nikoli ne seštevajte dB aritmetično** — uporabite logaritemske formule za seštevanje
• **dBA ≠ dB SPL** — A-ponderiranje zmanjša base, neposredna pretvorba ni mogoča
• **Podvojitev razdalje** ≠ polovica nivoja (to je -6 dB, ne -50%)
• **3 dB komaj opazno,** ne 3× glasneje — zaznavanje je logaritemsko
• **0 dB ≠ tišina** — to je referenčna točka (20 µPa), lahko je negativna
• **fon ≠ dB** razen pri 1 kHz — enaka glasnost, odvisna od frekvence

Trije razlogi naredijo logaritemsko merjenje bistveno:

• Človeško zaznavanje: Ušesa se odzivajo logaritemsko — podvojitev tlaka se sliši kot +6 dB, ne 2×
• Stiskanje razpona: 0-140 dB proti 20 µPa - 200 Pa (nepraktično za vsakodnevno uporabo)
• Množenje postane seštevanje: Združevanje zvočnih virov uporablja preprosto seštevanje
• Naravno skaliranje: Faktorji 10 postanejo enaki koraki (20 dB, 30 dB, 40 dB...)

Logaritemska lestvica je neintuitivna. Izogibajte se tem napakam:

• 60 dB + 60 dB = 63 dB (ne 120 dB!) — logaritemsko seštevanje
• 90 dB - 80 dB ≠ 10 dB razlike — odštejte vrednosti, nato antilogaritem
• Podvojitev razdalje zmanjša nivo za 6 dB (ne za 50%)
• Prepolovitev moči = -3 dB (ne -50%)
• Povečanje za 3 dB = 2× moč (komaj opazno), 10 dB = 2× glasnost (jasno slišno)

Osnovne enačbe za izračune nivoja zvoka:

• Tlak: dB SPL = 20 × log₁₀(P / 20µPa)
• Jakost: dB IL = 10 × log₁₀(I / 10⁻¹²W/m²)
• Moč: dB SWL = 10 × log₁₀(W / 10⁻¹²W)
• Združevanje enakih virov: L_total = L + 10×log₁₀(n), kjer je n = število virov
• Zakon razdalje: L₂ = L₁ - 20×log₁₀(r₂/r₁) za točkovne vire

Decibelov ne morete seštevati aritmetično. Uporabite logaritemsko seštevanje:

• Dva enaka vira: L_total = L_single + 3 dB (npr. 80 dB + 80 dB = 83 dB)
• Deset enakih virov: L_total = L_single + 10 dB
• Različni nivoji: Pretvorite v linearno, seštejte, pretvorite nazaj (zapleteno)
• Pravilo palca: Dodajanje virov, ki so 10+ dB narazen, komaj poveča skupno vrednost (<0,5 dB)
• Primer: 90 dB stroj + 70 dB ozadje = 90,04 dB (komaj opazno)

Enota nivoja glasnosti, referencirana na 1 kHz

Vrednosti fonov sledijo konturam enake glasnosti (ISO 226:2003). Zvok pri N fonih ima enako zaznano glasnost kot N dB SPL pri 1 kHz. Pri 1 kHz je fon = dB SPL natančno. Pri drugih frekvencah se dramatično razlikujejo zaradi občutljivosti ušesa.

• Referenca 1 kHz: 60 fonov = 60 dB SPL pri 1 kHz (po definiciji)
• 100 Hz: 60 fonov ≈ 70 dB SPL (+10 dB potrebno za enako glasnost)
• 50 Hz: 60 fonov ≈ 80 dB SPL (+20 dB potrebno—basi se slišijo tišje)
• 4 kHz: 60 fonov ≈ 55 dB SPL (-5 dB—vrh občutljivosti ušesa)
• Uporaba: Izenačevanje zvoka, kalibracija slušnih aparatov, ocena kakovosti zvoka
• Omejitev: Odvisno od frekvence; zahteva čiste tone ali analizo spektra

Linearna enota subjektivne glasnosti

Soni kvantificirajo zaznano glasnost linearno: 2 sona se slišita dvakrat glasneje kot 1 son. Določeno s Stevensovim zakonom moči, 1 son = 40 fonov. Podvojitev sonov = +10 fonov = +10 dB pri 1 kHz.

• 1 son = 40 fonov = 40 dB SPL pri 1 kHz (definicija)
• Podvojitev: 2 sona = 50 fonov, 4 sona = 60 fonov, 8 sonov = 70 fonov
• Stevensov zakon: Zaznana glasnost ∝ (jakost)^0,3 za zvoke srednjega nivoja
• Resnični svet: Pogovor (1 son), sesalnik (4 soni), motorna žaga (64 sonov)
• Uporaba: Ocene hrupa izdelkov, primerjave aparatov, subjektivna ocena
• Prednost: Intuitivno—4 soni se dobesedno slišijo 4× glasneje kot 1 son

Profesionalni avdio obsežno uporablja dB za nivoje signalov, mešanje in mastering:

• 0 dBFS (polna skala): Najvišji digitalni nivo pred popačenjem (clipping)
• Mešanje: Cilj -6 do -3 dBFS vrh, -12 do -9 dBFS RMS za headroom
• Mastering: -14 LUFS (enote glasnosti) za pretakanje, -9 LUFS za radio
• Razmerje signal-šum: >90 dB za profesionalno opremo, >100 dB za avdiofile
• Dinamični razpon: Klasična glasba 60+ dB, pop glasba 6-12 dB (vojna glasnosti)
• Akustika prostorov: Čas odmeva RT60, -3 dB proti -6 dB točke upada

Meje izpostavljenosti hrupu na delovnem mestu preprečujejo izgubo sluha:

• OSHA: 85 dB = 8-urni TWA (časovno tehtani povprečni) akcijski nivo
• 90 dB: 8 ur največje izpostavljenosti brez zaščite
• 95 dB: 4 ure največ, 100 dB: 2 uri, 105 dB: 1 ura (pravilo prepolovitve)
• 115 dB: 15 minut največ brez zaščite
• 140 dB: Takojšnja nevarnost—zaščita sluha je obvezna
• Dozimetrija: Sledenje kumulativne izpostavljenosti z dozimetri za hrup

Okoljski predpisi ščitijo javno zdravje in kakovost življenja:

• Smernice WHO: <55 dB podnevi, <40 dB ponoči na prostem
• EPA: Ldn (dnevno-nočno povprečje) <70 dB za preprečevanje izgube sluha
• Letala: FAA zahteva konture hrupa za letališča (meja 65 dB DNL)
• Gradbeništvo: Lokalne meje so običajno 80-90 dB na meji nepremičnine
• Promet: Protihrupne ograje na avtocestah ciljajo na zmanjšanje za 10-15 dB
• Merjenje: dBA ponderiranje približuje človeški odziv na motnje

Akustično oblikovanje zahteva natančen nadzor nivoja zvoka:

• Razumljivost govora: Cilj 65-70 dB pri poslušalcu, <35 dB ozadja
• Koncertne dvorane: 80-95 dB vrh, 2-2,5 s čas odmeva
• Snemalni studii: NC 15-20 (krivulje kriterijev hrupa), <25 dB okolja
• Učilnice: <35 dB ozadja, 15+ dB razmerje govor-šum
• Ocene STC: Razred prenosa zvoka (zmogljivost izolacije sten)
• NRC: Koeficient zmanjšanja hrupa za absorpcijske materiale

• Uporabljajte kalibrirane merilnike nivoja zvoka razreda 1 ali 2 (IEC 61672)
• Kalibrirajte pred vsako sejo z akustičnim kalibratorjem (94 ali 114 dB)
• Postavite mikrofon stran od odsevnih površin (tipična višina 1,2-1,5 m)
• Uporabite počasen odziv (1s) za stabilne zvoke, hiter (125ms) za nihajoče
• Nanesite vetrobran na prostem (hrup vetra se začne pri 12 mph / 5 m/s)
• Snemajte 15+ minut, da zajamete časovne variacije

• A-ponderiranje (dBA): Splošni namen, okoljski, poklicni hrup
• C-ponderiranje (dBC): Meritve vrhov, ocena nizkih frekvenc
• Z-ponderiranje (dBZ): Raven odziv za polno spektralno analizo
• Nikoli ne pretvarjajte dBA ↔ dBC—odvisno od vsebine frekvenc
• A-ponderiranje približuje 40-fonsko konturo (zmerna glasnost)
• Uporabite analizo oktavnih pasov za podrobne informacije o frekvencah

• Vedno navedite: dB SPL, dBA, dBC, dBZ (nikoli samo 'dB')
• Poročajte o časovnem ponderiranju: Hitro, Počasno, Impulzno
• Vključite razdaljo, višino merjenja in usmerjenost
• Zabeležite nivoje hrupa v ozadju ločeno
• Poročajte Leq (ekvivalentni neprekinjeni nivo) za spreminjajoče se zvoke
• Vključite negotovost merjenja (običajno ±1-2 dB)

• 85 dB: Razmislite o zaščiti pri daljši izpostavljenosti (>8 ur)
• 90 dB: Obvezna zaščita po 8 urah (OSHA)
• 100 dB: Uporabite zaščito po 2 urah
• 110 dB: Zaščitite po 30 minutah, dvojna zaščita nad 115 dB
• Ušesni čepki: 15-30 dB zmanjšanje, naušniki: 20-35 dB
• Nikoli ne presezite 140 dB niti z zaščito — tveganje za fizično poškodbo

Sinji kiti proizvajajo klice do 188 dB SPL pod vodo — najglasnejši biološki zvok na Zemlji. Ti nizkofrekvenčni klici (15-20 Hz) lahko potujejo stotine milj skozi ocean, kar omogoča komunikacijo kitov na velikih razdaljah.

Najtišja soba na svetu (Microsoft, Redmond) meri -20,6 dB SPL — tišja od praga sluha. Ljudje lahko slišijo svoj srčni utrip, krvni obtok in celo kruljenje v želodcu. Nihče ni ostal dlje kot 45 minut zaradi dezorientacije.

Najglasnejši zvok v zabeleženi zgodovini: 310 dB SPL pri viru, slišan 3.000 milj daleč. Tlačni val je obkrožil Zemljo 4-krat. Mornarji 40 milj stran so utrpeli pretrganje bobničev. Takšna jakost ne more obstajati v normalni atmosferi — ustvarja udarne valove.

194 dB SPL je teoretični maksimum v Zemljini atmosferi na morski gladini — onkraj tega ustvarite udarni val (eksplozijo), ne zvočnega vala. Pri 194 dB je razredčitev enaka vakuumu (0 Pa), zato zvok postane diskontinuiran.

Psi slišijo 67-45.000 Hz (v primerjavi z ljudmi 20-20.000 Hz) in zaznajo zvoke 4× dlje. Njihova občutljivost sluha doseže vrh pri približno 8 kHz — 10 dB bolj občutljivi kot ljudje. Zato delujejo pasje piščalke: 23-54 kHz, neslišne za ljudi.

Kinematografi ciljajo na povprečje 85 dB SPL (Leq) z vrhovi 105 dB (specifikacija Dolby). To je 20 dB glasneje kot domače gledanje. Razširjen odziv nizkih frekvenc: 20 Hz nizkotonski zvočniki omogočajo realistične eksplozije in udarce — domači sistemi se običajno odrežejo pri 40-50 Hz.

dBA uporablja frekvenčno odvisno ponderiranje, ki duši nizke frekvence. Ton 100 Hz pri 80 dB SPL meri ~70 dBA (-10 dB ponderiranja), medtem ko 1 kHz pri 80 dB SPL meri 80 dBA (brez ponderiranja). Brez poznavanja frekvenčnega spektra je pretvorba nemogoča. Potrebovali bi analizo FFT in uporabo inverzne krivulje A-ponderiranja.

+3 dB = podvojitev moči ali jakosti, a le 1,4× povečanje tlaka. Človeško zaznavanje sledi logaritemskemu odzivu: 10 dB povečanje se sliši približno 2× glasneje. 3 dB je najmanjša sprememba, ki jo večina ljudi zazna v nadzorovanih pogojih; v resničnih okoljih je potrebno 5+ dB.

Decibelov ne morete seštevati aritmetično. Za enake nivoje: L_total = L + 3 dB. Za različne nivoje: Pretvorite v linearno (10^(dB/10)), seštejte, pretvorite nazaj (10×log₁₀). Primer: 80 dB + 80 dB = 83 dB (ne 160 dB!). Pravilo palca: vir, ki je 10+ dB tišji, prispeva <0,5 dB k skupni vrednosti.

dB SPL: Neponderirani nivo zvočnega tlaka. dBA: A-ponderirano (približuje človeški sluh, duši base). dBC: C-ponderirano (skoraj ravno, minimalno filtriranje). Uporabite dBA za splošni hrup, okoljski, poklicni. Uporabite dBC za meritve vrhov in oceno nizkih frekvenc. Merijo isti zvok drugače — ni neposredne pretvorbe.

Zvok sledi zakonu obratnega kvadrata: podvojitev razdalje zmanjša jakost za ¼ (ne za ½). V dB: vsaka podvojitev razdalje = -6 dB. Primer: 90 dB na 1m postane 84 dB na 2m, 78 dB na 4m, 72 dB na 8m. To predpostavlja točkovni vir v prostem polju — prostori imajo odboje, ki to zapletejo.

Da! 0 dB SPL je referenčna točka (20 µPa), ne tišina. Negativni dB pomenijo tišje od referenčnega. Primer: -10 dB SPL = 6,3 µPa. Brezehogene komore merijo do -20 dB. Vendar pa toplotni šum (molekularno gibanje) postavlja absolutno mejo okoli -23 dB pri sobni temperaturi.

Natančnost in kalibracija. Merilniki razreda 1 izpolnjujejo IEC 61672 (±0,7 dB, 10 Hz-20 kHz). Poceni merilniki: ±2-5 dB napaka, slab odziv na nizke/visoke frekvence, brez kalibracije. Profesionalna uporaba zahteva sledljivo kalibracijo, beleženje, oktavno analizo in trajnost. Zakonska/OSHA skladnost zahteva certificirano opremo.

Pri 1 kHz: fon = dB SPL natančno (po definiciji). Pri drugih frekvencah: razhajajo se zaradi občutljivosti ušesa. Primer: 60 fonov zahteva 60 dB pri 1 kHz, a 70 dB pri 100 Hz (+10 dB) in 55 dB pri 4 kHz (-5 dB). Fon upošteva konture enake glasnosti, dB ne.