Helivaljus

Allikas: Vikipeedia
Heli iseloomustavad suurused
ja nende tasemed [1]
Suurus
(ühik)
Tase
(ühik)
Helirõhk p
(Pa)
Helirõhu tase (SPL) Lp
(dB SPL)
Heliintensiivsus I
(W/m2)
Heliintensiivsuse tase LI
(dB SIL)
Helivõimsus Pak
(W)
Helivõimsuse tase LPak
(dB PWL)
Helienergia W
(J)
Helienergia tase LW
(dB SWL)
Helienergia tihedus E
(J/m3)
Helienergia tiheduse tase LE
(dB-SEL)
Helivaljus N
(sone)
Helivaljuse tase LN
(phone)

Helivaljus on akustikas heliaistingu subjektiivne mõõt, [2] mis väljendab heli kõrvaga tajutavat valjust. [3].

Helivaljus oleneb helirõhu tasemest ja helisagedusest, liitheli korral ka selle komponentide ajalisest vahekorrast.

Igapäevakeeles on helivaljuse tähenduses kasutusel ka helitugevus (resp heli tugevus).

Samavaljuskõverad[muuda | muuda lähteteksti]

Helivaljuse sõltuvust sagedusest näitavad samavaljuskõverad, mis on saadud erinevatel helirõhu tasemetel heliaistingute võrdlemise teel helivaljusega sagedusel 1000 Hz (see on valitud etalonsageduseks). Teiste sagedustega helide valjuse määramiseks võrdsustatakse kuulmise teel tundmatu heli põhjustatud heliaistingu tugevus etalonheli tasemega. Selleks reguleeritakse mõõdetaval sagedusel audiomeetrit kasutades helitase selliseks, et heli oleks kuuldav niisama valjult kui etalonheli sagedusel 1000 Hz, mille helirõhu tase on teada.

Kõige laiemalt on tuntud H. Fletcheri ja W. A. Munsoni samavaljuskõverad artiklist, mis ilmus 1933. a ajakirjas Acoustic Society of America. [4] Edasiste uuringute alusel täpsustatud kujul esitab neid kõveraid ISO standard 226:2003. [5]

Samavaljuskõverad

Üldine tendents on selline, et mida madalam on puhta tooni heli sagedus, seda suurem peab olema helirõhu tase, et heli oleks tajutav niisama valjuna kui etalonheli sageduseha 1000 Hz. Kuid erinevatel helivaljuse nivoodel on sõltuvused erinevad. Kui tugevate helide korral on see sõltuvus kordades, siis väga nürkade helide puhul on erinevus tuhandetes kordades.

Kõige tundlikum on inimkõrv sagedusvahemikus 2...4 kHz.

Veelgi kõrgemate sageduste suunas väheneb kõrva tundlikkus, kuid mitte monotoonselt sagedusest sõltuvalt, vaid tundlikkuse mõningase kasvuga uuesti sagedustel üle 8 kHz ja edasi praktiliselt kuni ülemise kuulmispiirini.

Helivaljuse ühikute foon (Phon) ja soon (Sone) omavaheline seos

Mõõtühikud[muuda | muuda lähteteksti]

Helivaljust kui psühhoakustilist suurust mõõdetakse lähtuvalt helirõhust. Kuulmistaju logaritmilise iseloomu tõttu väljendatakse helirõhu taset – helinivood – detsibellides (vt helirõhu tase).

Helivaljuse mõõtühik on foon (rahvusvaheline tähis: phon). Selle ühiku võttis kasutusele Saksa füüsik H. Barkhausen 1925. a.

Foonide logaritmiline skaala on valitud nii, et 1000 Hz sagedusega siinustooni helivaljuse tase foonides on arvuliselt võrdne helirõhu tasemega. Muude sagedustega helide korral üldiselt erineb foonides väljendatud helivaljuse tase detsibellides esitatud helinivoost.

Heli muutub alates nivoost 40 dB subjektiivselt kaks korda tugevamaks siis, kui helirõhk suureneb 10 dB võrra. See seaduspärasus kehtib ka liithelide ja müra (laia spektriga heli) korral. Seepärast on helivaljuse mõõtmisel fooni kõrval kasutusel ka teine mõõtühik, nimelt soon (rahvusvaheline tähis: sone). Valjusele 1 soon on seatud vastavaks 40 fooni, sest sellest nivoost alates on fooni ja sooni vaheline sõltuvus lineaarne. Seega 50 foonile vastab 2 sooni, 60 foonile 4 sooni, 70 foonile 8 sooni jne. Valjusele 1 soon vastab tasane kõnelus.

Mõõtühik soon võeti USA psühholoogi S. S. Stevensi ettepanekul kasutusele 1936. aastal.

Mõõtmine[muuda | muuda lähteteksti]

Mürataseme mõõtmise puhul kasutatavate filtrite sageduskarakteristikud

Tavaliselt on vaja mõõta laia spektriga heliallikate heli valjust, sealhulgas müra valjust. Et mõõtmise juures oleks arvesse võetud kõrva tundlikkuse erinevus eri sagedustel ja erinevatel helivaljuse tasemetel, kasutatakse vastavates mõõteriistades kaalufiltreid, mille sageduskarakteristikud on üldjoontes vastupidised samavaljuskõveratele mõõdetavate helitugevuste vahemikus (teiste sõnadega, on vastavad kõrva tundlikkuse sageduskarakteristikutele erinevate helitugevuste vahemikus).

Neid lähendatakse mõõteriistades sõltuvalt mõõdetava heli valjusest, mõnel juhul ka sõltuvalt heli sagedusspektrist ja liigist (iseloomust) kasutades sisse-ehitatud kaalufiltreid normeeritud sageduskarakteristikutega A, B ja C (harvemini ka D):

  • kõvera A järgi mõõdetakse helinivood dB(A) helivaljusel ca 20–40 fooni
  • kõvera B järgi mõõdetakse helinivood dB(B) helivaljusel ca 50–70 fooni
  • kõvera C järgi mõõdetakse helinivood dB(C) helivaljusel ca 80–90 fooni

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]