sound power explained


De geluidsdruk wordt gemeten in decibel (dB). Maar heb je je ooit afgevraagd waarom soms een ‘A’, ‘C’ of ‘Z’ wordt toegevoegd aan deze eenheid, zoals 80 dB(A)? Of waarom mensen muziek graag lekker hard afspelen? Deze vragen lijken ongerelateerd, maar zijn het niet! In deze blog post leggen we uit hoe dit zit, door uit te leggen wat geluidssterkte eigenlijk is, hoe frequentie-afhankelijke weegfactoren hieraan gerelateerd zijn en hoe je dit kan toepassen in een meting.

De luidheid van geluid is een objectieve weergave van de subjectieve waarneming door mensen van een werkelijke geluidsdruk. Onze oren zijn namelijk gevoeliger voor bepaalde frequencies dan voor andere. Bijvoorbeeld, een 40 dB toon op 1000 Hz wordt als luider ervaren dan een 40 dB toon op 100 Hz. Dit is te zien in de figuur hieronder, waarin de verschillende contourlijnen dezelfde ervaren luidheid weergeven bij verschillende frequenties, waarbij phon de eenheid van luidheid is. De ervaren luidheid is naast frequentie-afhankelijk ook afhankelijk van de geluidsdruk. Als je in de figuur een van de contourlijnen volgt, dan kan je zien dat om dezelfde subjectieve geluidssterkte (in phon) te behalen bij 20 Hz als bij 1000 Hz, een hogere geluidsdruk nodig is. Dit is de reden waarom sommige mensen hun muziek graag luider afspelen: de bas wordt dan versterkt!
Frequentieweging is bedoeld om te corrigeren voor deze subjectieve waarneming van de geluidsdruk. Doordat deze waarneming afhankelijk is van de absolute geluidsdruk, zijn er verschillende weegfactoren bedacht. Met dB(A) wordt aangegeven dat een signaal is gewogen volgens een benadering van de inverse van een gelijke-luidheidscontour bij een laag niveau. dB(C) houdt hetzelfde in, maar dan voor een gelijke-luidheidscontour bij hogere niveaus. Tot slot geeft dB(Z) aan dat er geen frequentieweging is toegepast. In het verleden werden ook nog B- en D-wegingsfactoren gebruikt, maar deze worden tegenwoordig niet meer toegepast. Door frequentieweging toe te passen op een geluidssignaal, kan je een geluidsdruk verkrijgen die dichter ligt bij de subjectieve waarneming van mensen.

Een geluidsdrukmeter kan de objectieve geluidsdruk meten met een condensatormicrofoon. Om voor de subjectieve waarneming van het geluid door mensen te compenseren kan een geluidsdrukmeter filters toepassen op het gemeten signaal met de karakteristieken van een van de frequentieweegfactoren. Soms wordt ook een zogenaamde tijdsweging toegepast (snel of langzaam), om signalen met hevig fluctuerende geluidsdrukken over de tijd glad te strijken. In het verleden was dit de enige manier om een nuttige meting van de geluidsdruk te kunnen doen, doordat geluidsdrukmeters analoog waren. Tegenwoordig zijn de meeste geluidsdrukmeters digitaal, en worden hevige fluctuaties over tijd gladgestreken door na de meting te werken met de effectieve waarde van het signaal, zoals de RMS-waarde. Dit noemen ze ook wel het equivalente continue geluidsdrukniveau en kan gezien worden als een mate van de ervaren luidheid.
We hebben laten zien dat luidheid een objectieve maat is voor de subjectieve menselijke beleving van geluidsdruk en dat je een frequentieweging kan toepassen om hiervoor te corrigeren. Een typische geluidsdrukmeter past filters toe op het gemeten signal die de frequentieweging benaderen. Door op het gewogen signaal vervolgens tijdsmiddeling toe te passen, wordt het equivalente continue geluidsdrukniveau bepaald, wat een maatstaaf is voor de ervaren luidheid.
Wil jij geluidsdruk signalen uitdrukken in luidheid? Wij hebben veel ervaring met onze B&K klasse I geluidsdrukmeter (met specificaties volgens de IEC 61672-1 standaard), dus neem vooral contact op!