Helivaljus

Allikas: Vikipeedia

Helivaljus L on heli intensiivsuse I tajumise sõltuvus helikõrgusest (helisagedusest).

Helivaljuse süsteemiväliseks akustiliseks mõõtühikuks etalonhelisagedusel 1000 Hz on foon. Mingi teise sagedusega heli valjuse määramiseks kasutatakse audiomeetrit. Tundmatu heli poolt põhjustatud heliaistingu tugevust võrreldakse kuulmise teel standardse helitaseme ehk heli nullnivooga, milleks on etalonheli tugevus sagedusel 1000 Hz. Tundmatu heli helinivoo väljaselgitamiseks reguleeritakse audiomeetrit kuni aistingute subjektiivse võrdsustumiseni.

Helitugevuse muutust ei taju inimene kuulmistaju logaritmilise iseloomu tõttu mitte absoluutse, vaid suhtelisena. Seetõttu ei väljendata helitugevuse muutust iseloomustavaid suurusi mitte absoluutsetelt (näiteks: W/m2), vaid suhteliste ühikute logaritmina -- detsibellides -- standardsete nulltasemete suhtes. Seega helitaset ehk helinivood N (detsibellides) standardse nulltaseme suhtes arvutatakse valemiga

N=10lg(I/Io)

kus I on helitugevus ning Io on inimese kuuldelävi.

1000 Hz heli valjus on 1 foon, kui tema helitase on 1 detsibell.


Igal skaalal peab olema mingi nullpunkt, millest algavad lugemid positiivses või negatiivses suunas. Heli intensiivsuste puhul on lähtepunktiks kuuldelävi, mida nimetatakse nullnivooks. Nii saamegi skaala detsibellides, millele ei ole märgitud heli intensiivsuse arvulised väärtused, vaid heli intensiivsused detsibellides.

Helivaljuse taju sõltuvust helikõrgusest ehk helisagedusest väljendab helivaljuse mõõtühik foon. 1000 Hz-lise heli tugevus detsibellides on võrdne sama heli valjusega foonides.

Samavaljusjooned. Heli intensiivsus dB ja helisagedus Hz.

Samavaljusjooneks nimetatakse pildil kõverat, mis näitab inimese poolt tajutava helivaljuse sõltuvust sagedusest erinevatel heli intensiivsustel. Sagedusel 1000 Hz langeb helivaljus foonides kokku helinivooga detsibellides.

Helivaljus on heli intensiivsuse subjektiivne taju. Sõltub intensiivsusest (või helirõhust) ja sagedusest. Helilainete intensiivsus on ühtlsi ka heliallika võnkeamplituud. Amplituud on võnkekõvera harja maksimaalne kaugus keskjoonest ehk tasakaaluolekust ja see iseloomustab helitugevust. Mida suurem on võnkeamplituud, seda valjem on ka tekkiv heli. Kaudselt iseloomustab amplituud ka seda, kui suurt jõudu rakendati (kui palju energiat kulus) heli tekitamiseks. Üldjuhul, mida rohkem kulutatakse energiat, seda suurem on saavutatav võnkeamplituud ja seda tugevam heli tekib. Amplituudi muutmine (heli valjemaks/vaiksemaks) ei oma mingit mõju selle sagedusele ning vastupidi.

SAGEDUSEL 1000 Hz


Detsibellides Foonides Helitugevus muusikas
10 10
20 20
30 30 ppp
40 40 pp
50 50 p
60 60 mf
70 70 f
80 80 ff
90 90 fff
100 100
110 110
120 120

Miks räägitakse helivaljusest detsibellides? Tavaliselt mõõdetakse heliallikate helivaljusi, kuid nende helispekter sisaldab palju helisagedusi. See tähendab, et heliallika heli pole puhas siinustoon. Rikkaliku spektriga on ka müraallikate poolt tekitatavad helivõnkumised. Sellise heli mõõtmiseks oleks vaja mõõteriista, mille näit sõltuks sagedusest sama seaduspärasuse järgi kui kõrva samavaljusjooned (tundlikus peaks langema madalatel ja kõrgetel helisagedustel). Müramõõtjates kasutatakse erinevaid filtreid, sõltuvalt mõõdetavast helinivoost. Vastavalt kõrva tundlikusele kasutatakse 3 erinevat filtrit:

  • kõvera A järgi mõõdetud helinivoo (dB) vastab helivaljusele 40 fooni ja alla selle
  • kõvera B järgi mõõdetud helinivoo (dB) vastab helivaljusele 70 fooni
  • kõvera C järgi mõõdetud helinivoo (dB) vastab helivaljusele üle 70 fooni

Sama seadet kasutatakse ilma filtriteta helinivoo mõõtmiseks ja siis on skaala gradueeritud detsibellides. Lisades vastava filtri, mõõdame helivaljust, mille väärtus foonides langeb kokku mõõteriista näiduga detsibellides. Seetõttu pole täiendava foonide skaala järele lihtsalt vajadust. Kuid helivaljuse mõõtmisel tuleb mõõtühikule detsibell alati lisada, missugust korrigeerimiskõverat kasutati (dBA, dBB või dBC).