Em qualquer discussão sobre entendimento do som, a unidade de decibéis无疑 se tornará parte da conversa. Diferente de quase todas as outras unidades de medida, o decibel não é uma escala linear. Isso significa que 1 decibel (também escrito como dB) não é um décimo da amplitude ou força de 10 dB. Neste artigo, explicaremos como a escala decibel funciona e apresentaremos algumas informações de referência para ajudar você a entender como a escala decibel funciona.
Som é uma vibração de moléculas de ar que vibra nossos tímpanos. O tímpano passa estas vibrações para o ouvido médio através de pequenos ossos chamados ossículos. O ouvido interno tem formato similar ao de uma concha de caracol e contém células ciliadas microscópicas que convertem estas vibrações em minúsculos sinais elétricos. Estes sinais são transmitidos para o nervo auditivo e subsequentemente para nosso cérebro. Cada ouvido interno contém aproximadamente 18.000 células ciliadas, todas as quais dizem caber na cabeça de um alfinete. Uma vez que uma célula ciliada é danificada, ela nunca cresce de volta ou se repara.
A unidade decibel foi criada nos anos 1920 pelos Laboratórios Bell Telephone para descrever perdas em cabos de comunicação usados em sistemas telefônicos iniciais. A unidade original era MSC (Milhas de Cabo Padrão) e era a perda de sinal em 1 milha de cabo a uma frequência de 795,8 Hz que era equivalente à menor atenuação perceptível detectável pelo ouvinte médio.
Ao discutir níveis sonoros, o formato adequado é usar a unidade dB SPL, dB(SPL) ou dBSPL. A referência para qualquer afirmação é a pressão sonora comparada a 0 dB. 0 dB é definido como o som percebido de um mosquito a uma distância de 3 metros do ouvinte.
Como dB SPL expressa uma razão, sons podem ser mais silenciosos que 0 dB. Imagine se você estará no espaço onde o som criado por aquele mosquito original foi medido. Se tirarmos o mosquito, o espaço ficará mais silencioso. Quanto mais silencioso depende de outras fontes de ruído. Ruído elétrico criado por iluminação e ruído causado por sistemas de aquecimento e resfriamento todos contribuem. Se eliminarmos o máximo de ruídos possível, a sala ficará cada vez mais silenciosa.
Segundo o Guinness World Records, o lugar mais silencioso do mundo em 2012 foi uma câmara anecoica de teste nos Laboratórios Orfield em Minneapolis. O nível sonoro nesta sala foi medido em -13 dBA. Em outubro de 2015, uma equipe de engenheiros na sede da Microsoft em Redmond, Washington, quebrou este recorde com medições feitas na câmara anecoica no Prédio 87. Uma equipe de especialistas independentes mediu um nível de ruído de -20,35 dBA. A sala não é apenas completamente isolada de todas as fontes de ruído e vibração, mas as paredes são revestidas com grandes cunhas de espuma acústica projetadas para absorver som.
No extremo oposto do espectro sonoro temos 191 dB SPL. Este é o nível sonoro onde o ar é pressurizado a 1 Bar ou 1 atmosfera. Som linear não pode existir acima deste nível porque o lado de baixa pressão da onda atinge vácuo absoluto. Existem ruídos mais altos (como explosões nucleares), mas eles são examinados como ondas de pressão em vez de sons.
O ouvido humano não é sensível a todos os sons igualmente. Em 1933, os resultados de pesquisa sobre como nossos ouvidos percebem diferentes frequências foi publicado. Pesquisadores Fletcher e Munson lançaram um conjunto de curvas de sensibilidade auditiva humana baseadas em frequência e amplitude. As curvas foram criadas tocando um tom puro de 1 kHz e um tom em uma frequência diferente alternadamente. A amplitude do tom de 1 kHz foi ajustada até que os participantes sentissem que o nível dos dois eram equivalentes. O nível de ajuste foi registrado e eles passaram para outra frequência.
Em 1937, testes similares foram feitos por Churcher e King, mas os resultados diferiram muito dos gráficos Fletcher-Munson. Pesquisadores Robinson e Dadson repetiram os testes em 1956 com equipamentos mais novos. As medições resultantes foram aceitas e definiram os contornos de igualdade de nível de sonoridade normal ISO 226. Estes permaneceram o padrão até 2003 quando novos testes revisaram ainda mais os gráficos.
O que as curvas nos dizem é que nossa audição é mais sensível em torno de 2 a 3 kHz, dependendo da amplitude. Somos menos sensíveis a informações de alta frequência em torno de 10 kHz e 150 Hz por cerca de 20 dB. Somos cada vez menos sensíveis a sons abaixo de 150 Hz, mas este fenômeno diminui conforme o volume aumenta.
Muitas afirmações sobre níveis sonoros são jogadas pela indústria. Vamos falar e esclarecer algumas das mais comuns.
3 dB é duas vezes mais alto. Não. Não, não é. Uma mudança de 3 dB representa uma duplicação ou redução à metade da energia acústica. Leva um amplificador duas vezes mais potência para produzir um tom a 73 dB do que requer a 70 dB. A realidade é que a maioria dos ouvintes pode mal perceber uma mudança de nível de 3 dB em todas as frequências audíveis.
Se 3 dB não é duas vezes mais alto, o que é? Baseado em testes extensivos, concorda-se que uma mudança de nível de 10 dB é considerada duas vezes ou metade mais alto.
Apenas por diversão e educação, abaixo está uma série de tons de teste para demonstrar nossa capacidade de detectar diferenças de amplitude. Estes testes são criados para tornar as diferenças o mais facilmente perceptíveis possível.
Os tons envolvem uma onda senoidal a uma frequência de 1 kHz gravada em um nível inicial de -10 dB da escala completa em formato de arquivo .wav não comprimido de 44,1 kHz, 16 bits. A amplitude (volume) da forma de onda é diminuída nas marcas de um, dois e três segundos por quantidades variadas. Para a maioria, discernir a diminuição de 1 dB por passo é fácil. Muitos serão capazes de detectar a diminuição de 0,5 dB por passo. A diminuição de 0,25 dB por passo é difícil de ouvir.
Faixa 1
1 kHz, diminuindo em amplitude por 1,0 dB em intervalos de um segundo
Faixa 2
1 kHz diminuindo em amplitude por 0,5 dB em intervalos de um segundo
Faixa 3
1 kHz diminuindo em amplitude por 0,25 dB em intervalos de um segundo
Agora, baseado nos seus resultados, este teste refuta as afirmações acima sobre diferenças de 3 dB e 10 dB? De jeito nenhum. Como mencionado, os testes são projetados para tornar a percepção de mudanças de nível muito fácil. Se você ouvisse uma música, depois tocasse a mesma música novamente cinco minutos depois após ajustar o volume para cima ou para baixo por 0,5 dB ou 1 dB, a maioria das pessoas não seria capaz de detectar a diferença.
Revisitaremos o decibel em artigos futuros e explicaremos como diferentes curvas de classificação afetam os números que lemos ao olhar especificações e medições de ruído de equipamentos de áudio. Até lá, esperamos que você tenha gostado deste artigo e das faixas de teste.
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