Decibel là gì? Cách Đo cường độ âm thanh như thế nào?

Pro Sound Việt Nam 7 ngày trước 38 lượt xem

Decibel (dB) là đơn vị đo lường rất quen thuộc khi nói về âm thanh. Nó được sử dụng để so sánh cường độ âm thanh tại một điểm nào đó với một mức cường độ âm chuẩn.

1. Decibel là gì?

Decibel (viết tắt là dB) là đơn vị đo lường cường độ âm thanh. Nó dùng để biểu thị mức độ âm thanh mà tai người có thể cảm nhận được. Đơn vị này được phát triển bởi Alexander Graham Bell và thường được sử dụng trong các lĩnh vực như âm nhạc, kỹ thuật âm thanh, và viễn thông.

Một đặc điểm quan trọng của decibel là nó không phải là một thang đo tuyến tính mà là thang đo logarit. Điều này có nghĩa là khi tăng thêm 10 dB, âm thanh sẽ to gấp đôi tai người nghe. Ví dụ, một âm thanh ở mức 60 dB có cường độ âm thanh gấp đôi so với âm thanh ở mức 50 dB.

2. Cách đo cường độ âm thanh

Để đo cường độ âm thanh, chúng ta cần sử dụng thiết bị gọi là máy đo decibel (hay máy đo cường độ âm thanh). Các bước cơ bản để đo cường độ âm thanh bao gồm:

Chuẩn bị thiết bị: Máy đo âm thanh hoặc máy đo decibel sẽ bao gồm một micro để thu nhận âm thanh từ môi trường xung quanh. Thiết bị này có khả năng biến đổi âm thanh thành tín hiệu điện tử và tính toán mức độ cường độ của nó dựa trên đơn vị dB.
Cách sử dụng: Để đo, hãy đặt micro của máy đo ở nơi bạn muốn xác định mức âm thanh. Sau đó, khởi động máy đo, nó sẽ hiển thị mức dB ngay lập tức.
Chú ý các yếu tố môi trường: Kết quả đo âm thanh có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, hoặc tiếng vang. Do đó, cần thực hiện đo ở môi trường ổn định để có được kết quả chính xác nhất.

Thang dB là gì?

Thang dB được sử dụng để hiển thị tỷ lệ của hai mức cường độ khác nhau, chẳng hạn như công suất sóng âm, trái ngược với công suất tham chiếu. Sau đây là công thức được sử dụng để tính tỷ lệ này:

10 log (P2 / P1) dB

Tính toán dB

Để hiểu cách tính dB, chúng ta hãy xem xét một ví dụ đơn giản. Ví dụ, bạn có hai loa phát ra hai âm thanh khác nhau. Loa đầu tiên biểu diễn P1, trong khi loa thứ hai biểu diễn P2. Tuy nhiên, cả hai loa đều có các thành phần tương tự, chẳng hạn như tần số. Vì vậy, khi sử dụng đơn vị dB, sự khác biệt giữa hai loa này sẽ không có vì cường độ âm thanh từ cả hai loa đều giống nhau. Kết quả cũng sẽ tương tự nhau.

Lưu ý: Hãy nhớ rằng, logarit sẽ luôn là 10

Tuy nhiên, nếu loa thứ hai (P2) tạo ra nhiều công suất hơn (gấp đôi so với P1), thì sự chênh lệch tính bằng dB sẽ là:

10 log (P2 / P1) dB

= 10 log2

= 3dB

Tương tự như vậy, nếu loa thứ hai mạnh hơn loa thứ nhất 10 lần thì:

10 log (P2 / P1) dB

= 10 log10

= 10 dB

Điều này có nghĩa là sự khác biệt về cường độ âm thanh sẽ là 10 dB.

Một tình huống khác là nếu loa thứ hai mạnh hơn loa thứ nhất 1 triệu lần thì:

10 log (P2 / P1) dB

= 10 log10,00,000

= 60 dB

Ở đây, độ chênh lệch cường độ âm thanh sẽ là 60 dB.

3. Cường độ âm thanh ở các mức dB khác nhau

0 dB: Mức thấp nhất mà tai người có thể nghe được, gần như im lặng hoàn toàn.
20-30-40 dB: Tiếng thì thầm nhẹ nhàng.
60 dB: Âm thanh từ cuộc nói chuyện bình thường.
85 dB: Âm thanh của giao thông hoặc máy móc công nghiệp.
120 dB: Âm thanh của buổi hòa nhạc rock, có thể gây hại nếu tiếp xúc lâu dài.
Trên 140 dB: Mức âm thanh này có thể gây đau đớn và thậm chí tổn thương tai ngay lập tức.

4. Mức tham chiếu tính theo dB là gì?

Để hiểu rõ hơn về các phép tính decibel, bạn cần có một điểm tham chiếu. Các mức tham chiếu rất quan trọng vì chúng cung cấp một bối cảnh phù hợp và cho phép bạn hiểu được liệu âm thanh có nhỏ hơn hay to hơn âm thanh tham chiếu hay không. Hơn nữa, bạn phải hiểu rằng việc sử dụng các mức này có thể khác nhau, tùy thuộc vào cách triển khai và lĩnh vực. Vì vậy, hãy cùng khám phá một số mức tham chiếu phổ biến theo dB.

a. Mức công suất

Trong lĩnh vực hệ thống điện tử, mức công suất là 1 mW (milliwatt). Tham chiếu này được sử dụng để đo tất cả các mức công suất trong mạch của thiết bị điện tử và được ký hiệu là 'dBm.'

b. Mức áp suất âm thanh (SPL)

SPL có mức tham chiếu là 20 micropascal và là mức phổ biến nhất trong âm học. Mức tham chiếu này là cường độ gần đúng của thính giác con người ở tần số 1000 Hz. Các kỹ sư sử dụng nó để định lượng mức áp suất âm thanh và thường được chỉ định là 'dB SPL'.

c. Mức độ nghe

Đi sâu hơn vào thảo luận về ngưỡng nghe, mức tham chiếu của nó được đánh dấu là âm thanh nhỏ nhất mà tai người có thể nghe được. Nói cách khác, mức tham chiếu ngưỡng nghe xác định mức âm thanh thấp nhất mà con người có thể nghe được. Điều này thường được mô tả là 0 dB và được chỉ định là "dB HL.'

d. Thiết bị âm thanh

Trong kỹ thuật âm thanh, mức tham chiếu cho công suất hoặc điện áp thường được cố định ở mức 0,775 vôn RMS. Mức tham chiếu này được gọi là 0 dBu.

5. Tầm quan trọng của việc đo cường độ âm thanh

Đo cường độ âm thanh giúp bảo vệ thính giác, nhất là trong môi trường làm việc có tiếng ồn cao. Việc tiếp xúc với âm thanh quá lớn trong thời gian dài có thể gây mất thính giác không hồi phục. Do đó, việc sử dụng máy đo decibel để kiểm soát mức độ âm thanh trong các buổi hòa nhạc, nhà máy, hay công trình xây dựng là cực kỳ quan trọng.

Kết luận

Decibel là đơn vị chuẩn để đo cường độ âm thanh và có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe thính giác. Với máy đo decibel, bạn có thể dễ dàng xác định mức âm thanh an toàn để tránh các tổn thương tai có thể xảy ra.