- Decibel - còn viết là deciben viết tắt là dB - là một đơn vị hàm loga, đo lường âm thanh dựa trên tính chất của tai người. Âm thanh tương đương mức không nghe thấy gì sẽ là 0dB, mức đau tai không chịu được sẽ là khoảng 140dB. - Tầm nghe của con người khoảng từ 0 đến 125dB. Dưới 40 dB thì nghe rất khó còn trên 105 dB thì tai sẽ bị đau đớn và trên 115dB trong khoảng thời gian dài thì sẽ bị điếc vĩnh viễn. Trên 130dB bộ não sẽ gần như chết.
Nguyên lí đo và cách tính
Mạch đo
Phương thức hoạt động của sơ đồ này như sau:
Microphone (mic): Đây là bộ phận thu âm thanh và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện. Microphone trong module đo âm thanh thường có độ nhạy cao và đáp ứng tần số rộng để thu được âm thanh chính xác từ môi trường.
Preamplifier: Tín hiệu điện thu được từ microphone rất yếu, do đó cần được khuếch đại để có thể đo được. Preamplifier trong module đo âm thanh thực hiện nhiệm vụ này bằng cách tăng độ nhạy và cải thiện chất lượng tín hiệu.
RMS Peak: Đây là một bộ phận trong module đo âm thanh dùng để đo độ ồn tại một thời điểm cụ thể. RMS peak thường được sử dụng để đo độ ồn trung bình trong một khoảng thời gian nhất định, từ đó tính ra giá trị trung bình độ ồn trong khoảng thời gian đó.
Fast/Slow/Impulse: Đây là các chế độ đo khác nhau của module đo âm thanh. Chế độ Fast được sử dụng để đo độ ồn của các tín hiệu có tần số cao, chế độ Slow được sử dụng để đo độ ồn của các tín hiệu có tần số thấp hơn và chế độ Impulse được sử dụng để đo độ ồn của các tín hiệu có độ nhanh, đột ngột.
Dựa trên sự so sánh về điện áp
dB = 20 Log U1/U2. Công thức này có thể được sử dụng để đo độ lớn của tín hiệu điện trong một mạch điện. Để thực hiện thí nghiệm này, ta có thể sử dụng một đồng hồ vạn năng hoặc một bộ đo điện áp để đo giá trị điện áp U1 và U2 ở các điểm cần đo trong mạch điện. Sau đó, áp dụng công thức dB = 20 log(U1/U2) để tính độ lớn của tín hiệu điện.
Dựa trên sự so sánh về công suất
dB = 10 Log P1/P2 Để thực hiện thí nghiệm này, ta có thể sử dụng một bộ đo âm thanh để đo giá trị công suất âm P1 và P2 ở các điểm cần đo trong không gian. Sau đó, áp dụng công thức dB = 10 log(P1/P2) để tính độ lớn của âm thanh.
Nguồn gốc tên gọi ?
Hình 1-Alexander Graham Bell
Từ "decibel" được tạo ra bằng cách kết hợp từ "deci" và "bel". "Deci" có nghĩa là một phần mười và "bel" là đơn vị đo cường độ âm thanh, được đặt theo tên của Alexander Graham Bell, nhà phát minh người Scotland và là người đầu tiên đề xuất một cách đo độ lớn của âm thanh. Tuy nhiên, để tránh nhầm lẫn với đơn vị đo âm thanh được sử dụng phổ biến hơn là "bel", nhà khoa học người Mỹ W. R. P. Decibel đã đề xuất sử dụng "decibel" làm đơn vị đo âm thanh vào năm 1928. Từ đó, "decibel" đã trở thành đơn vị đo độ lớn của âm thanh được sử dụng phổ biến trong khoa học và kỹ thuật âm thanh.
Tại sao phải dùng deciben? Deciben để đo cái gì?
Decibel (dB) là một đơn vị đo độ lớn của âm thanh, được sử dụng để đo độ lớn của các tín hiệu âm thanh và cũng được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như trong lĩnh vực điện tử, viễn thông, và các lĩnh vực khoa học khác. Sử dụng decibel để đo độ lớn của âm thanh là do tính chất đặc biệt của âm thanh. Âm thanh là một dạng sóng ánh sáng và có thể truyền qua không khí và các chất khác. Cường độ âm thanh là một đại lượng vô hướng, được đo bằng độ lớn của áp suất âm thanh. Tuy nhiên, cường độ âm thanh phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm cả khoảng cách và môi trường mà âm thanh truyền qua. Vì vậy, để đo cường độ âm thanh theo một cách tiêu chuẩn và chuẩn xác hơn, ta sử dụng đơn vị đo độ lớn âm thanh là decibel. Decibel được tính dựa trên tỷ lệ giữa cường độ âm thanh đo được và một giá trị tham chiếu tiêu chuẩn được đặt trước. Với cách đo này, ta có thể so sánh độ lớn của các tín hiệu âm thanh khác nhau và cũng đo được độ lớn của âm thanh ở các khoảng cách và môi trường khác nhau.
Dụng cụ đo âm thanh với đơn vị là Deciben
Có nhiều loại dụng cụ được sử dụng để đo decibel, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và ứng dụng của nó. Dưới đây là một số dụng cụ phổ biến để đo decibel:
Máy đo cường độ âm thanh: Đây là dụng cụ phổ biến nhất để đo độ lớn của âm thanh. Máy đo cường độ âm thanh hoạt động bằng cách đo áp suất âm thanh tại một vị trí cụ thể và tính toán giá trị decibel tương ứng.
Các bước để sử dụng máy đo cường độ âm thanh:
Chuẩn bị máy đo cường độ âm thanh: Bạn cần kiểm tra xem pin của máy có đủ điện không và đảm bảo rằng ống tai hay microphone được kết nối chặt chẽ với máy.
Cài đặt thiết bị: Bạn cần cài đặt các thông số của máy đo cường độ âm thanh cho phù hợp với mục đích sử dụng. Các thông số bao gồm cấp độ tối đa của âm thanh, độ nhạy của microphone, bộ lọc âm thanh, và đơn vị đo lường (ví dụ: decibel hay phân số).
Đo cường độ âm thanh: Đặt microphone hoặc ống tai tại vị trí bạn muốn đo và nhấn nút "start" để bắt đầu quá trình đo. Bạn cần giữ máy đo cách xa khoảng 1 mét từ nguồn âm thanh và đảm bảo rằng không có các tác động khác đến quá trình đo.
Đọc kết quả: Sau khi quá trình đo kết thúc, máy đo cường độ âm thanh sẽ hiển thị kết quả đo được. Bạn có thể đọc kết quả trực tiếp trên màn hình máy đo hoặc lưu lại kết quả để xem lại sau.
Phân tích kết quả: Nếu cần, bạn có thể phân tích kết quả đo được để đưa ra các quyết định hoặc đề xuất các giải pháp để giảm thiểu cường độ âm thanh, nếu cần thiết.
Hình 2- Sound level meter
Ứng dụng điện thoại thông minh: Hiện nay, nhiều ứng dụng điện thoại thông minh đã được phát triển để đo độ lớn của âm thanh. Những ứng dụng này sử dụng microphone trên điện thoại để đo áp suất âm thanh và tính toán giá trị decibel tương ứng. Tuy nhiên, độ chính xác của các ứng dụng này có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như chất lượng của microphone và độ ổn định của thiết bị.
Để sử dụnhg ta có thể tải các ứng dụng này trên App Strore đối với IOS và CH Play đối với APK sau đó thực hiện cài đặt theo hướng dẫn của từng ứng dụng khác nhau.
Một số tính năng nổi bật của các ứng dụng:
Biểu thị decibel bằng thước đo và hiển thị tham chiếu tiếng ồn hiện tại.
Hiển thị lịch sử đo lường.
Thay đổi chủ đề thành trắng hoặc đen.
Có thể hiệu chỉnh decibel cho từng thiết bị.
Hình 3- Một vài ứng dụng và giao diện đo cường độ âm trên điện thoại
Tai người nghe được bao nhiêu dB:
Tai của con người nghe được trong khoảng từ 0 - 125 dB, cụ thể là dưới 40 dB thì rất khó, còn trên 105 dB thì tai của các bạn nghe vào sẽ cảm thấy đau đớn, nếu nghe lớn hơn 115 dB trong khoảng 1 thời gian dài thì tai của bạn sẽ bị điếc vĩnh viên, trên 130 dB bộ não sẽ gần như chết hoàn toàn. Do vậy bạn cần chú ý tới điều này.
Hình 4- Mức tác động âm thanh với con người
Cách tính toán cường độ âm thanh chuẩn khi chọn loa:
- Với những người làm âm thanh, bên cạnh công suất loa là bao nhiêu Watt thì độ lớn cường độ âm thanh là bao nhiêu decibel là vấn đề cần quan tâm. - Để tính toán ra mức cường độ âm thanh cần thiết cho một không gian, người ta sẽ ước lượng xem mức độ ồn của không gian đó là bao nhiêu từ đó sẽ cần cường độ âm thanh bao nhiêu để nghe đủ. Để âm thanh nghe rõ ràng thì nguồn phát cần phải có cường độ âm lớn hơn môi trường khoảng 6dB, và nếu muốn nghe rõ hơn thì mức chênh lệch phải từ 10 - 20dB. Cách tính này cần phải căn cứ vào người ngồi xa loa nhất khoảng cách là bao nhiêu, để có thể trừ ra sự suy hao cường độ do khoảng cách để người ngồi xa nhất đó vẫn có thể nghe được âm thanh.
Một số câu hỏi liên quan đến đơn vị Deciben
1 dB =hz? dB là đơn vị đo âm thanh còn hz là đơn vị đo độ cao của âm nên hai đơn vị này không quy đổi được cho nhau. 1 dB bằng bao nhiêu W? Đây là hai đơn vị hoàn toàn khác nhau nếu trong một thiết bị âm thanh nào đó có hai kí hiệu này thì dB là đơn vị đo âm thanh còn W là đơn vị đo công suất tiêu thụ của thiết bị đó. 1 dB bằng bao nhiêu B? 1 dB bằng 0,1B Đơn vị độ âm thanh? Đơn vị độ âm thanh là Deciben-dB.
Đơn vị dB trong cuộc sống và thiên nhiên
Đơn vị đo cường độ âm thanh decibel (dB) được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày để đo lường âm thanh từ các nguồn khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ:
Trong ngành công nghiệp: decibel được sử dụng để đo cường độ âm thanh trong các nhà máy, công trường, và các khu vực có tiếng ồn cao để đảm bảo an toàn cho người lao động.
Trong giao thông: decibel được sử dụng để đo tiếng ồn của xe cộ, máy bay, và các phương tiện khác để đảm bảo tuân thủ các quy định về tiếng ồn.
Trong y tế: decibel được sử dụng để đo cường độ âm thanh trong các phòng khám, bệnh viện, và các cơ sở chăm sóc sức khỏe để đảm bảo rằng tiếng ồn không ảnh hưởng đến sức khỏe của bệnh nhân.
Trong âm nhạc: decibel được sử dụng để đo cường độ âm thanh của các thiết bị âm thanh và hệ thống loa để đảm bảo chất lượng âm thanh và tránh gây hại cho tai người nghe.
Trong cuộc sống hàng ngày: decibel được sử dụng để đo cường độ âm thanh từ các nguồn khác nhau như tiếng nói, tiếng chuông điện thoại, tiếng chó sủa, tiếng động của thiết bị gia dụng, v.v. để đánh giá mức độ ảnh hưởng của tiếng ồn đến sức khỏe và sự thoải mái của con người.
Đơn vị đo decibel (dB) thường được sử dụng để đo độ ồn trong thiên nhiên. Dưới đây là một số ví dụ về mức độ decibel của một số âm thanh tự nhiên:
