Ljudnivå

Med ljudnivå menar man ljudtryckets nivå och det är ljudtrycksnivån man mäter med en ljud- och bullermätare.

Ljudtrycksnivå

Eftersom tryck mäts i enheten Pascal [P] så anges också tryckvariationernas amplitud i enheten Pascal. Ju större amplitud desto högre ljudtryck, så ljudtrycket är alltså ett mått på ljudets ”energi”. Det minsta ljudtrycket som det mänskliga örat normalt förmår att registrera är cirka 20 µPa (0,00002 P) och vid cirka 20 Pa upplever vi smärta. Tryckförhållandet mellan dessa värden är en miljon. Vår hörsels dynamik är alltså ofantligt stor.

Decibelskala

Men användning av den linjära skalan i Pascal vid mätning av ljudtrycksnivån leder till stor spridning i de olika värdena och det är därför opraktiskt att mäta i enheten Pa. Därför används istället en logaritmisk skala som anges i decibel (dB). Decibel är ingen enhet (storhet) utan ett logaritmiskt mått. Även värt att notera är att vårat öra inte heller reagerar direkt linjärt för ljud utan faktiskt mer logaritmiskt.

Det matematiska uttrycket för ljudtrycksnivå är:

Decibelskalan är alltså en logaritmisk skala som i det här fallet används för att beskriva ljudets styrka (ljudtrycksnivå) i förhållande till en referensnivå. Referensnivån är 20 µPa vilket är det svagaste ljudtryck som vi kan uppfatta (20 µPa = 0 dB).

Addition och subtraktion av decibelnivåer

Decibel är ett logaritmiskt värde som inte går att addera eller subtrahera på samma sätt som linjära värden. Därför måste man ta hjälp av linjära enheter, i detta fall Pa, för att göra beräkningen och därefter gå tillbaka till logaritmiska värden.

En enkel tumregel som kan vara praktisk att komma ihåg är att om man lägger ihop två identiska källor (lika ljudnivå) ökar ljudnivån med 3 dB medan additionen av 10 identiska källor ökar ljudnivån med 10 dB.

Upplevd ljudnivå db

En ökning av 6 dB innebär en fördubbling av ljudtrycket. Men det krävs en större ökning för att örat skall uppleva det som väsentligt högre. En bra tumregel för ”upplevd ljudnivå” är därför:

• 1 dB är den minsta skillnaden som de flesta kan uppfatta.
• 5 dB märkbar skillnad.
• 10 dB upplevs av de flesta som en fördubbling eller halvering.

Decibelnivåer jämförelse

Ekvivalent ljudnivå

Förutom ljudets nivå har dess tidskaraktär en stor betydelse för hur störda vi blir. Därför kan inte utifrån en mätning av ljudtrycksnivån vid ett visst tidsögonblick bedöma bullret utan vi behöver även ta hänsyn till hur det varierar med tiden. För att beskriva ett buller som varierar med tiden och är ett mått på ljudets störande eller skadliga påverkan använder vi storheten ekvivalent ljudtrycksnivå.

Definition av ekvivalent ljudtrycksnivå:

Den ljudtrycksnivå med konstant styrka som motsvarar samma totala ljudenergi som den tidsvarierande ljudnivån under en given tid, exempelvis en 8-timmars arbetsdag. Alltså kan man med andra ord beskriva ekvivalent ljudtrycksnivå som genomsnittlig ljudtrycksnivå under en given tidsperiod. Det innebär att man bör ange använd mättid och ekvivalent ljudtrycksnivå tillsammans.

Maximalnivån däremot anger ljudnivån vid en enskild händelse, ett sk. impulsljud som t.ex ett slag från en hammare eller smällen från en spikpistol. Momentan ljudnivå är ljudnivån vid ett visst tidsögonblick under mätningen.

Sammanfattning:

• Ekvivalent ljudnivå avser en medelljudnivå under en given tidsperiod.
• Maximal ljudnivå anger högsta ljudtrycksnivån under en viss tidsperiod.
• Momentan ljudnivå är den aktuella ljudnivån vid en viss tidpunkt.

Ljudeffekt

Klicka här, för att läsa om ljudeffekt.

Hörnivå

Det ljud som en människa kan uppfatta har ett frekvensområde mellan ca 20 Hz – 20 kHz. Med åldern försämras dock hörseln, främst de högre frekvenserna drabbas av hörselnedsättningar. Men även om vi kan höra ljud inom ett visst frekvensområde så varierar vår förmåga kraftigt att höra olika ljudfrekvenser. Till exempel har örat svårare att uppfatta ljud med låga frekvenser än med höga.

Figuren till höger visar människans hörselomfång. Ljudnivån/amplituden visas på y-axeln och frekvensen på x-axeln. Av figuren kan vi se att vår hörsel inte är lika känslig för alla frekvenser. Den är mest känslig emellan ca 2 kHz – 4 kHz och minst känslig vid låga frekvenser. De flesta talljud ligger mellan 125 Hz och 8 kHz.

Hörnivåkurvor

I ett försök att efterlikna hörselsinnets sätt att väga samman ljudstyrka och frekvenskänslighet, dvs vårt hörselintryck, har man skapat begreppet hörnivå. Hörnivå mäts i enheten phon.

Figuren till höger visar hörnivåkurvor eller om man så vill phon-kurvor. Varje phon-kurva visar den nivå i dB som krävs för respektive frekvens för att ett normalt öra skall uppfatta att ljudnivån är lika. Hur örat upplever en ton på 1 kHz med ljudtrycksnivån X dB definierar ljudnivån för en kurva med hörnivån X phon. Kurvorna är framtagna genom att ett antal försökspersoner har fått avgöra en ren tons hörbarhet vid olika ljudstyrkor och frekvens. Så självklart kan de individuella avvikelserna vara stora.

I figuren syns hörtröskeln, dvs den nivå där vi börjar uppfatta ljudtonen, som kurvan längst ner (jämför även med figuren ovan). Vi kan också se att om ljudnivån är tillräckligt hög är skillnaden mellan hur örat uppfattar låga och höga frekvenser klart mindre än vid en lägre ljudnivå.

---