Физика звука? Что такое громкость? Разбор
Если вы когда-нибудь подбирали себе музыкальную колонку, то сталкивались с тем, что сделать это не так-то просто, особенно если вы не специалист в звуковой аппаратуре. И еще ладно, если вы можете послушать акустику в магазине, но если такой возможности нет, то как понять?
Чем больше Ватт, тем громче, так? Но ведь громкость в децибелах…
Громкость в децибелах или ваттах, частотный диапазон — что это все означает? А если спросить про соотношение сигнал/шум? И это не говоря о том, что звучание — это дело вкуса.
Насколько качественный у музыкальных колонок звук? Насколько мощный бас? Сможет ли колонка раскачать комнату, дачу или целый район? Почему и как мы слышим, и как производители это учитывают и превращают в лайфхаки. Сегодня разберемся в том, как подобрать себе оптимальную акустикуи.
А поможет нам в этом небольшая портативная Bluetooth-колоночка JBL Partybox 310.
Что такое звук?
Для начала давайте ненадолго вернемся на урок физики и вспомним, что вообще такое звук. Это механические колебания, распространяющиеся по воздуху, жидкости или даже по твердому телу в виде волн. Но для нас звук, это в большинстве случаев — просто колебание давления в воздухе.
Давление меняется, наши барабанные перепонки улавливают эти изменения и мы слышим звук!
Соответственно, чем сильнее перепады давления? тем звук громче. Казалось бы, все просто. Но здесь физика начинает смешиваться с человеческими ощущениями и все становится сложнее.
Восприятие громкости
Сперва о том, что такое децибелы. Все думают, что это что-то там про громкость. На самом деле дБ — это универсальная штука для обозначения величин в очень широких диапазонах. Потому что децибелы отображаются в логарифмической шкале, и формула у них соответствующая: логарифм отношения двух значений. То есть логарифм показывает не насколько громкий звук, а на сколько порядков этот звук мощнее базового уровня.
Например, утверждение «громкость звука составляет 30 дБ» означает, что интенсивность звука в 1000 раз превышает порог слышимости звука человеком. Но и в данном случае не все так просто. Изменения давления в воздухе измеряется в децибелах, но вот наше восприятие громкости в другой величине — фонах!
Начнем с того, что все частоты мы слышим по-разному. Дело в том, чувствительность нашего уха к разным частотам сильно разная. Поэтому, громкость, это скорее про наши ощущения, чем про давление.
Фон (др.-греч. φωνή звук)
Фоны — это такие кривые громкости которые были построены по усредненным ощущениям людей с нормальным слухом в возрасте от 18 до 25 лет включительно. На этот счет даже есть ГОСТ, стандарт ISO 226. Поэтому не переживайте — все официально. Люди были проверены с вымытыми ушами.
Шкала фонов отличается от шкалы децибелов тем, что в ней значения громкости коррелируют с чувствительностью человеческого слуха на разных частотах.
Например, тон с частотой 1000 Гц мы начинаем слышать при значении 0 децибел, то есть прямо на пороге слышимости. А тон с частотой 20 Гц мы начнем слышать только в районе 80 децибел.
Поэтому в басовитых колонках нужны большие и мощные динамики для низких частот. В JBL Partybox 310 таких динамиков целых два, по 176 мм каждый. Но и за высокие частоты тут отвечают два динамика, естественно, диаметром поменьше — 65 мм.
Кстати, с этими кривыми есть интересный момент. Если нанести на график звуки разных языков, то окажется, что наша речь попадает как раз в провал на графике — примерно от 250 до 5000 герц. То есть у нас от природы есть своеобразный аппаратный усилитель речи. А свистящие призвуки мы слышим громче всего. Именно поэтому они нас так бесят.
Во-вторых, мы воспринимаем громкость нелинейно. Тихие звуки мы различаем между собой гораздо лучше, чем громкие.
Именно поэтому и шкала громкости в фонах, которые мы привыкли называть децибелами тоже не линейная, а логарифмическая. Это значит, что при увеличении громкости в 10 раз мы получим +10 дБ, а в 100 раз +20 дБ. Это объясняет, почему разница между громкой музыкой 110 децибел и шумовым оружием (200 Дб) не выглядит такой уж большой в децибелах. Хотя мы же знаем, что и при 100 децибелах можно стать шумным оружием, всё зависит от выбора композиции.
| Звук | Уровень громкости, фоны |
| Порог слышимости | 0 дБ |
| Шелест листьев | 10 дБ |
| Шёпот | 20 дБ |
| Тиканье часов | 30 дБ |
| Тихая комната | 40 дБ |
| Тихая улица | 50 дБ |
| Разговор | 60 дБ |
| Шумная улица | 70 дБ |
| Опасный для здоровья уровень | 77 дБ |
| Пневматический молоток | 90 дБ |
| Поезд метро | 100 дБ |
| Громкая музыка | 110 дБ |
| Болевой порог | 120 дБ |
| Сирена | 130 дБ |
| Старт ракеты | 150 дБ |
| Смертельный уровень | 180 дБ |
| Шумовое оружие | 200 дБ |
Ватты
Окей, с тем, что такое громкость и её восприятием мы разобрались. Но как понять, с какой громкостью будут звучать акустика и хватит ли нам этой громкости, чтобы раскачать нужное помещение?
Этот вопрос не менее каверзный. Громкость в децибелах на колонках никогда не указывается. Зато указывается мощность в Ваттах. Например, в характеристиках JBL Partybox 310 можно найти значение полной выходной мощности — 240 Вт RMS.
Что это значит? Оказывается, мощность тоже бывает разная.
Тут важно обратить на буковки RMS — это значит предельная синусоидальная мощность или Rated Maximum Sinusoidal. Если по-простому, колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. То есть реально на пределе сил. В основном именно такой показатель указывают все приличные производители.
Но нам нужно чтобы музыкальная колонка могла работать более одного часа, поэтому вычислим другой показатель, который называется просто синусоидальная мощность. Это уже такая мощность, при которой колонка сможет бесконечно долго работать без повреждений. Она обычно процентов на 25 меньше RMS.
Итого получается, что наш монстр может выдавать примерно 180 Вт! Кстати, важный момент, часто на дешевых колонках указывают всякие запредельныей мощности типа 1000 Вт, но не RMS а PMPO — не путать с PIMP.
PMPO — Peak Music Power Output. Это еще один способ указания мощности. Но проблема в том, что это такая мощность, которую динамик сможет выдержать в течение 1-2 секунд. Поэтому внимательно изучайте какого типа Ватты вам продают.
В JBL Partybox 310 — 240 RMS или примерно 180 Вт чистой мощности. Но много это или мало?
Смотрите, например, у маленькой, но громкой JBL Charge мощность: 30 Вт RMS. Такой колонки хватит, чтобы раскачать небольшое помещение до 20 квадратных метров.
240 Вт RMS хватит на целый спорт зал, а с учетом что тут Тут Bluetooth 5.1 и можно подрубить вторую вторую колонку, чтобы они работали в паре, то можно и концерт устроить.
Вообще эта колонка много чего умеет. Звук можно передать не только по Bluetooth, но и через AUX-вход, а также можно воткнуть USB-флешку и переключать треки прямо с колонки или через специальное приложение Partybox App.
Через это же приложение, можно стримить музыку и управлять светом: тут куча вариантов подсветки. Или даже можно настроить караоке — для этого есть микрофонные входы. Микрофон у JBL тоже есть — PBM100. Он довольно простой, зато его специально создавали под линейку Partybox. У него кардиоидная диаграмма направленности, поэтому слышно только голос, никаких посторонних шумов.
Также прямо в колонке есть целая панель звуковых эффектов. Получается настоящий передвижной караоке. Колонка тяжелая, конечно, но тут есть ручка, как в чемодане, и колесики — очень удобно придумали. Что важно, есть защита от брызг IPX4. А значит и на природе можно устроить движ.
Кстати, ёмкость аккумулятора 72 Вт*ч. Его хватит на 5 часа работы, если врубать музыку на полную, в экстренных условиях, например, на улице с низкой температурой можно рассчитывать на 2-3 часа работы. А в негромком чилл-режиме колонка может проработать до 18 часов.
Ладно, с громкостью и мощностью понятно, а как же с качеством звука?
Тут есть два способа. Первый — просто послушать разные колонки и подобрать себе по вкусу, потому что у каждого свои предпочтения, свои любимые жанры и в конце концов, свой слух.
Второй способ — посмотреть на амплитудно-частотную характеристику звука колонки. Она показывает то, как громко динамики воспроизводят звуки разных частот, а если точнее, то насколько равномерно громкость распределена по частотам. Самому провести замер АЧХ не очень просто, но в интернете обычно можно найти тесты АЧХ на популярные гаджеты.
В идеальном случае АЧХ должна быть почти П-образной с резким возрастанием на самых низких частотах, горизонтальной линией к высоким частотам и падением где-нибудь в районе 20 килогерц. В реальности даже очень дорогие студийные или сценические акустические системы дают не идеальную АЧХ, а в доступных обычному покупателю устройствах она будет сильно отличаться от идеала. Здесь нужно смотреть на то, чтобы на графике не было сильных проседаний, чаще всего это заметно в басах, то есть самых низких частотах, которые расположены слева на графике.
Чтоб вы понимали масштаб явления. Если сравнить АЧХ этой колонки и iPhone 12 Pro, то будет наглядно видно, почему смартфоном комнату не раскачать и он будет звучать пискляво, хоть и громко. Но точных студийных замеров АЧХ для нашей колонки в интернетах, к сожалению, нет.
Соотношение сигнал/шум
Наконец, качество звука показывает соотношение сигнала к шуму. Это говорит нам о том, насколько полезный сигнал, то есть звуки песни или кино, превосходит шум, который неминуемо есть в любой акустике. Его можно заметить самому, если не подавать на колонку или усилитель никакой звук и выкрутить громкость на максимум. Соотношение сигнала к шуму измеряют в децибелах и чем оно больше, тем лучше. Условно можно сказать, что 80 децибел — хороший уровень, 100 — High End. В этой колонке соотношение — 90 децибел, что очень даже хорошо.
Итоги
Сегодня мы узнали гораздо больше о звуке и о том, на что стоит обратить внимание при выборе музыкальных колонок в комнату, на дачу или для выездов на природу. В то же время мы узнали о JBL Partybox 310, которая является представителем мощных и универсальных колонок, которые подойдут для тусовки дома или на природе. Это своеобразный чемоданчик звука с подветкой, встроенным аккумулятором, высокой громкостью и неплохим качеством. В общем, и для дома, и для пикника.
По каким параметрам можно судить и громкости колонок?
Многое могут сказать их технические характеристики. Рассмотрим подробнее каждый параметр.
• Суммарная выходная мощность – показатель, косвенно характеризующий громкость колонок. Чем выше показатель, тем больше громкость. Однако следует иметь ввиду, что, например, колонки, мощность которых в 2 раза выше, будут звучат лишь несколько громче, но никак не в 2 раза. Показатель складывается из суммы мощностей всех колонок, входящих в акустическую систему. Измеряется в ватах (Вт, Ватт, W).
• Чувствительность колонок – (измеряется в дБ/Вт*м, dB ) это звуковое давление в дБ, формируемое динамиками акустической системы на расстоянии 1 м, при подаче сигнала мощностью 1 Вт. Эта характеристика позволяет оценить реальную громкость колонок. Чем выше чувствительность, тем выше эффективность преобразования мощности в звуковое давление и соответственно больше громкость колонок.
• Соотношение сигнал/шум – важный параметр, влияющий на качество и чистоту воспроизводимого колонками звука. Чем больше значение этого показателя, тем более чистый звук исходит из колонок. Для хорошего звучания крайне желательно, чтобы этот параметр был не меньше 70 дБ.
• Диапазон воспроизводимых частот – этот параметр определяет диапазон, в котором акустическая система способна воспроизводить звук без значительных искажений. Чем меньше нижнее значение, тем лучше качество низких частот; чем выше верхняя граница, тем лучше качество высокочастотного звука. Измеряется в герцах (Гц) . Для качественного воспроизведения диапазон воспроизводимых частот должен составлять 20—20 000 Гц (полный спектр, воспринимаемый человеком).
Просто о сложном: что такое «мощность» и «громкость» в аудио?
При выборе аудио часто можно встретить характеристику под названием «мощность», которая обозначается на задней панели акустической системы или усилителя в ваттах. В нашем полном гайде по выбору домашней аудиосистемы мы неоднократно обращались к этому показателю. Однако порой возникают «сюрпризы», которые вводят понимающего человека в ступор: например, на колонке сомнительного происхождения может стоять число с тремя нулями, хотя на добротном усилителе мощность может быть всего 20 или 30 ватт. В чём же кроется подвох, и какие существуют стандарты? Dr. Head поможет вам разобраться в «подводных камнях» мощности. Начнём!
Что такое мощность?
Если спросить людей, что они понимают под мощностью, то ответ, скорее всего, будет следующим: «Это уровень громкости, который может выдать акустика или усилитель». Здесь и скрыта главная ошибка: уровень громкости и мощность являются разными значениями. Если громкость измеряется в дБ (децибелах), то мощность — в Вт (ваттах). Физическое определение мощности как работы, проведенной за единицу времени, для нашей темы не исчерпывающее, так оно ничего не объясняет. Грамотнее сказать, что мощность — это то количество энергии, которое было преобразовано в необходимый для нас звук. По закону сохранения энергии она, эта самая энергия, никуда не исчезает, её большая часть уходит в бесполезное и даже вредное для аппаратуры тепло, а вторая часть — в полезную электрическую энергию, питающую наш усилитель или колонки. Далее переменный ток в акустике переходит в механические звуковые колебания — именно их мы и слышим! Отметим, что КПД (коэффициент полезного действия) у акустических систем в случае звука — это отношение произведенной звуковой мощности к полученному количеству тока. Как правило, КПД невысок (0,5% уже считается выдающимся результатом). Только представьте: больше 90% уходит в тепло! Такое ощущение, что перед нами утюг. И лишь на полезные пару процентов приходится всё богатство звука, которое мы слышим через свою аудиосистему.
Отметим, что разница между мощностью усилителя и мощностью колонок состоит в том, что первый её, можно сказать, «производит», а второй «потребляет», причем с очень малым КПД.
Из чего состоит громкость?
Выше мы уже писали о том, что высокая мощность сама по себе не определяет высокую громкость. О чём же идёт речь, когда мы упоминаем «громкость звука»? Если углубиться в определение, то это «субъективная характеристика, которая определяется интенсивностью звука, пропорциональной квадрату амплитуды (A) звукового давления (SPL), и восприимчивостью органа слуха, зависящей от частоты звука». Мощность непосредственно влияет на уровень звукового давления. Громкость звука определяется множеством факторов, в их числе мощность усилителя, чувствительность акустической системы и сопротивление аудиокомпонентов.
Какие существуют общепринятые стандарты мощности?
RMS (Rated Maximum Sinusoidal power) — это максимальная синусоидальная мощность, имеющаяся в аудиокомпоненте. Её измеряют следующим образом: на аппаратуру подают синусоидальный сигнал частотой 1000 Гц и ждут возникновения определенного уровня нелинейных искажений. Например, в паспорте модели могут написать «50 Вт (RMS)» — это значит, что на акустическую систему можно подать 50 Вт мощности, что для нее (системы) будет комфортным режимом работы без риска повреждения динамиков. Данный показатель также часто называют номинальным.
Здесь и возникает каверзный вопрос: почему на некоторых пользовательских девайсах (не Hi-Fi) пишут очень крупные значения мощности, например, 10 000 Вт? Ответ прост: маркетологи хотят представить товар с лучшей стороны, поэтому и пишут значения при очень высоких нелинейных искажениях. Предупредим вас, что слушать девайс в таком режиме попросту невозможно, так как у вас возникнет ощущение, что всё работает на пределе, со скрежетом и сильнейшей перегрузкой.
PMPO (Peak Music Power Output) — пиковая музыкальная мощность, которая измеряется с помощью подачи на колонки кратковременного синусоидального сигнала с частотой ниже 250 Гц — в этих экстремальных условиях уровень гармонических искажений не учитывается, так как он бы «завалил все стрелки на максимум». Можно встретить на колонках, например, обозначение: PMPO 700 Вт — это значит, что на акустику меньше чем на секунду подали сигнал с мощностью в 700 Вт, после чего она осталась в строю и не «выплюнула» диффузоры. Такие космические показатели часто называют «китайскими ваттами», которые мало что говорят о реальных возможностях аудио. Достаточно представить себе маленькие колоночки для компьютера, которые от сети потребляют 10 ватт/ ампер, а в показателе PMPO выдают сумасшедшие 2 000 ватт. Подумайте, сколько нужно тока, чтобы получить подобное число в измерении RMS? В сотни раз больше, чем могут «переварить» компьютерные динамики!
Советские ГОСТы в рамках этого материала мы рассматривать не будем, так как в мире они не котируются.
Вывод: следует обращать основное внимание на значение мощности RMS, так как именно оно даст необходимую информацию для пользователя. Ещё раз напоминаем, что мощность и громкость — это разные понятия. Громкость определяется уровнем звукового давления и измеряется в дБ.
Как подобрать мощность аудиокомпонентов?
Поговорим о соотношении уровней мощности усилителя и акустической системы.
Чаще всего производители пишут рекомендуемую мощность, которую они советуют подводить к своим аудиокомпонентам с учетом чувствительности и сопротивления.
Усилитель должен быть мощнее, чем акустика, но не намного. Тогда вам хватит громкости, и вы получите максимально качественное звучание. Однако всегда есть риск сжечь колонки. Всё просто: динамики не смогут рассеять и поглотить ту энергию, которую на них подает усилитель (мы же помним, что пассивная акустика только поглощает мощность, а не генерирует её). Произойдет перегрев катушки, и динамик выйдет из строя, а в худшем случае можно лишиться подвесы с диффузором. Такие грустные сценарии будут разыгрываться в том случае, если вы выкрутите ручку громкости слишком сильно.
Другой крайностью является сильный перекос в сторону мощности акустики перед усилителем. Слабый усилитель не сможет «раскачать» мощные колонки, так как ему банально не хватит тока. Однако стоит обращать внимание на чувствительность акустической системы. Подобный дисбаланс мощности чреват для усилителя, так как есть вероятность повредить его выходной каскад. Также возможна «жарка» колонок постоянным током со стороны усилителя, если ему придётся работать на своем максимальном ресурсе.
Итак, мы постарались кратко рассказать о таком сложном понятии как мощность, и помочь разобаться, в чём заключается ее отличие от громкости, а также представили несколько правил по сопоставлению мощностей компонентов. Надеемся, что эти страшные и непонятные числа после нашей статьи перестали быть таковыми. В любом случае, всегда ждем вас в нашем магазине, где консультанты с радостью ответят на любой интересующий вас вопрос.
Мы подобрали для вас оптимально сбалансированные комплекты Hi-Fi:
Все статьи, обзоры, обсуждения и мнения — в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь и присоединяйтесь к обсуждениям в чате!
Как определить громкость динамика?
И еще ладно, если вы можете послушать акустику в магазине, но если такой возможности нет, то как понять? Чем больше Ватт, тем громче, так? Но .
В чем измеряется громкость динамика?
Измеряется он в децибелах (дБ) в отличие от мощности, единица измерения которой — ватт. Децибел — величина относительная и индицирует насколько текущий уровень SPL превышает порог слышимости (0 дБ).
Как определить какие колонки громче?
Громкость колонок в децибелах очень просто рассчитать. Она определяется сочетанием чувствительности колонок и подводимой к ней мощности. Чем ниже чувствительность АС, тем более мощный усилитель требуется, чтобы её “раскачать”.
Как вычислить громкость звука?
Громкость звука является относительной величиной и определяется как измеренное по относительной шкале значение звукового давления, соотнесённое с опорным давлением PSPL = 20 мкПа, соответствующим порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц.
Как определить громкость звука В децибелах?
Легко измерить уровень громкости можно с помощью приложения «Шумомер» для Android. Оно позволяет быстро и эффективно измерить уровень децибел в окружающей среде, при разговорах и во время разных мероприятий. Для этого необходимо только открыть программу.
Какой самый громкий звук?
Считается, что извержение Кракатау — это самый громкий звук, раздавшийся на поверхности планеты — в истории человечества. Для сравнения несколько показателей уровня звука:дождь: 50 дБ;шумный ресторан: 70 дБ;громкая музыка в колонках: 80 дБ;электродрель: 95 дБ;футбольный матч: 115 дБ;гром: 120 дБ;дробовик: 140 дБ.May 26, 2022
Что влияет на громкость колонки?
Мощность непосредственно влияет на уровень звукового давления. Громкость звука определяется множеством факторов, в их числе мощность усилителя, чувствительность акустической системы и сопротивление аудиокомпонентов.
Как определить громкость динамика? Ответы пользователей
Мощность же, указываемая производителями, просто сообщает нам, какое количество электроэнергии в ваттах могут выдержать динамики колонки. А как раз звуковое .
Громкость определяется мощностью. Начнём с того, что громкость — параметр субъективный. Если вам в разгар вечеринки захочется прибавить звука, вряд ли это .
Ну, и становится понятно, как же мы «огрубив и приблизив» связали мощность с громкостью. Простой пример. У первого динамика чувствительность 90 Дб, а у второго .
Итак, громкость звука — это: “субъективная характеристика, она определяется интенсивностью звука, пропорциональной квадрату амплитуды (A) .
Как правило, качественно и комфортно звучат те АС, которые не вносят существенных искажений в воспроизводимый сигнал от малого до высокого уровня громкости. Как .
Значение мощности, скорее, говорит не о громкости, а о механической надежности акустики. Те же 50 или 100 Вт — это совсем не громкость звука, издаваемого .
13 августа 2019 Николай Ефремов ответил: Громкость колонок в децибелах очень просто рассчитать. Она определяется сочетанием чувствительности .
Как обладатель устройства на системе Андроид может проверить звук на своем телефоне, . В подразделе «Громкость» проверьте не включен ли режим «Без звука».
Считаете, что соседи слишком громко делают ремонт или слушают музыку? Измерьте уровень исходящего от них шума с помощью специального .