الوزن أ

يُعدّ الترجيح A أحد أشكال ترجيح التردد ، وهو الأكثر شيوعًا ضمن مجموعة من المنحنيات المحددة في المعيار الدولي IEC 61672:2003 والعديد من المعايير الوطنية المتعلقة بقياس مستوى ضغط الصوت . [ 1 ] يُطبّق الترجيح A على مستويات الصوت المقاسة بالأجهزة لمراعاة شدة الصوت النسبية التي تدركها الأذن البشرية، نظرًا لحساسيتها الأقل للترددات الصوتية المنخفضة. ويتم ذلك عن طريق الجمع الحسابي لجدول من القيم، مُصنّفة حسب نطاقات الأوكتاف أو ثلث الأوكتاف، مع مستويات ضغط الصوت المقاسة بالديسيبل (dB). تُجمع قياسات نطاقات الأوكتاف الناتجة عادةً (باستخدام الطريقة اللوغاريتمية) للحصول على قيمة واحدة مُرجّحة A تصف الصوت؛ وتُكتب وحداتها على النحو التالي: dB(A). وسيتم تناول مجموعات ترجيح أخرى - B وC وD وZ - لاحقًا.
صُممت هذه المنحنيات في الأصل للاستخدام عند مستويات صوت متوسطة مختلفة، ولكن ترجيح التردد A، رغم أنه كان مخصصًا في الأصل لقياس الأصوات المنخفضة (حوالي 40 فون )، يُستخدم الآن بشكل شائع لقياس الضوضاء البيئية والصناعية ، وكذلك عند تقييم الأضرار المحتملة للسمع وغيرها من الآثار الصحية للضوضاء عند جميع مستويات الصوت؛ في الواقع، أصبح استخدام ترجيح التردد A إلزاميًا الآن لجميع هذه القياسات، لأن عقودًا من الخبرة الميدانية أظهرت ارتباطًا وثيقًا بالصمم المهني في نطاق تردد الكلام البشري. كما يُستخدم أيضًا عند قياس الضوضاء المنخفضة في المعدات الصوتية، وخاصة في الولايات المتحدة. في بريطانيا وأوروبا وأجزاء أخرى من العالم، يستخدم المذيعون ومهندسو الصوت في كثير من الأحيان ترجيح الضوضاء ITU-R 468 ، الذي طُوّر في الستينيات بناءً على بحث أجرته هيئة الإذاعة البريطانية (BBC) ومنظمات أخرى. أظهر هذا البحث أن آذاننا تستجيب بشكل مختلف للضوضاء العشوائية، وأن منحنيات تساوي شدة الصوت التي استندت إليها ترجيحات A وB وC صالحة فقط للنغمات المفردة النقية.
تاريخ
بدأ استخدام ترجيح A مع عمل فليتشر ومونسون ، والذي أسفر عن نشرهما، عام 1933، مجموعة من منحنيات تساوي شدة الصوت . وبعد ثلاث سنوات، استُخدمت هذه المنحنيات في أول معيار أمريكي لأجهزة قياس مستوى الصوت . [ 2 ] وقد تضمن معيار ANSI هذا ، الذي نُقّح لاحقًا ليصبح ANSI S1.4-1981، ترجيح B بالإضافة إلى منحنى ترجيح A، نظرًا لعدم ملاءمة الأخير إلا لقياسات المستويات المنخفضة. إلا أن ترجيح B لم يعد يُستخدم منذ ذلك الحين.
أوجه القصور
يُعدّ ترجيح A صالحًا لتمثيل حساسية الأذن البشرية كدالة لتردد النغمات النقية. وقد استند ترجيح A إلى منحنيات فليتشر-مونسون ذات الأربعين فون ، والتي مثّلت تحديدًا مبكرًا لمنحنى تساوي شدة الصوت للسمع البشري. مع ذلك، يُستخدم هذا المقياس في العديد من الأنظمة القانونية لتقييم مخاطر الصمم المهني وغيره من مشاكل السمع المتعلقة بالإشارات أو وضوح الكلام في البيئات الصاخبة.
نظراً للاختلافات الملحوظة بين التحديدات السابقة واللاحقة، قامت المنظمة الدولية للمقاييس (ISO) بمراجعة منحنياتها القياسية المحددة في معيار ISO 226، استجابةً لتوصيات دراسة نسقها معهد أبحاث الاتصالات الكهربائية بجامعة توهوكو في اليابان. [ 3 ] وقد أسفرت الدراسة عن منحنيات جديدة من خلال دمج نتائج عدة دراسات أجراها باحثون في اليابان وألمانيا والدنمارك والمملكة المتحدة والولايات المتحدة الأمريكية. (وكانت اليابان المساهم الأكبر بنحو 40% من البيانات). ونتج عن ذلك اعتماد مجموعة جديدة من المنحنيات الموحدة تحت مسمى ISO 226:2003 (والتي نُقحت لاحقاً في عام 2023 بتغييرات على خطوط تساوي شدة الصوت في معيار ISO 226، بحيث لا تتجاوز 0.5 ديسيبل ضمن نطاق 20-90 فون). يعلق التقرير على الاختلافات الكبيرة بين نتائج الدراسة المجمعة وخطوط تساوي شدة الصوت الأصلية لفليتشر-مونسون، بالإضافة إلى خطوط روبنسون-دادسون اللاحقة التي شكلت أساس النسخة الأولى من معيار ISO 226، المنشورة عام 1987. وقد أظهرت الأبحاث اللاحقة أن ترجيح A يتوافق بشكل أوثق مع خط 60 فون المُحدَّث المُدمج في معيار ISO 226:2003 مقارنةً بخط فليتشر-مونسون ذي 40 فون، مما يُفنِّد الاعتقاد الخاطئ الشائع بأن ترجيح A يُمثِّل شدة الصوت للأصوات الخافتة فقط. [ 4 ]
مع ذلك، سيكون ترجيح A أقرب إلى منحنيات تساوي شدة الصوت إذا انخفض بشكل حاد فوق 10 كيلوهرتز ، ومن المحتمل أن يكون هذا الحل الوسط قد نشأ لأن المرشحات الحادة كانت أكثر صعوبة في التصنيع في بدايات الإلكترونيات. أما اليوم، فلا حاجة لمثل هذا القيد، كما يتضح من منحنى ITU-R 468. عند استخدام ترجيح A دون تحديد نطاق ترددي إضافي، من الممكن الحصول على قراءات مختلفة على أجهزة مختلفة عند وجود ضوضاء فوق صوتية أو شبه فوق صوتية. لذا، تتطلب القياسات الدقيقة دمج مرشح تمرير منخفض بتردد 20 كيلوهرتز مع منحنى ترجيح A في الأجهزة الحديثة. يُعرف هذا في معيار IEC 61012 بترجيح AU، ورغم أنه مرغوب فيه، إلا أنه نادرًا ما يُستخدم في أجهزة قياس مستوى الصوت التجارية.
الأوزان B و C و D و G و Z
يُلزم المعيار الدولي IEC 61672 بتركيب ترجيح التردد A على جميع أجهزة قياس مستوى الصوت، وهو عبارة عن تقريب لمنحنيات تساوي شدة الصوت الواردة في معيار ISO 226. [ 5 ] أما ترجيح التردد B وD القديمان فقد توقف استخدامهما، ولكن العديد من أجهزة قياس مستوى الصوت تدعم ترجيح التردد C، ويُلزم تركيبه - على الأقل لأغراض الاختبار - على أجهزة قياس مستوى الصوت الدقيقة (الفئة الأولى). صُمم ترجيح التردد D خصيصًا لقياس ضوضاء الطائرات عالية المستوى وفقًا لمعيار القياس IEC 537. لا تُعد الذروة الكبيرة في منحنى ترجيح التردد D سمة من سمات منحنيات تساوي شدة الصوت، بل تعكس حقيقة أن البشر يسمعون الضوضاء العشوائية بشكل مختلف عن النغمات النقية، وهو تأثير يبرز بشكل خاص حول تردد 6 كيلوهرتز. ويرجع ذلك إلى أن الخلايا العصبية الفردية من مناطق مختلفة من القوقعة في الأذن الداخلية تستجيب لنطاقات ضيقة من الترددات، لكن الخلايا العصبية ذات التردد الأعلى تدمج نطاقًا أوسع وبالتالي تشير إلى صوت أعلى عند التعرض لضوضاء تحتوي على ترددات متعددة مقارنة بنغمة نقية واحدة من نفس مستوى الضغط.
بعد تعديلات معيار ISO، أصبح استخدام ترجيح التردد D وحده مقتصراً على محركات الطائرات النفاثة غير الالتفافية، الموجودة حصراً في الطائرات العسكرية دون الطائرات التجارية. ولهذا السبب، يُشترط اليوم استخدام ترجيح التردد A لقياسات الطائرات المدنية الخفيفة ذات المراوح، بينما يُشترط استخدام ترجيح EPNdB الأكثر دقة والمصحح لشدة الصوت لاعتماد الطائرات النفاثة والمروحيات. [ 6 ] ويُعدّ ترجيح التردد D أساس القياس الذي يقوم عليه EPNdB.
تم إدخال ترجيح التردد Z أو الصفري في المعيار الدولي IEC 61672 عام 2003، وكان الهدف منه استبدال ترجيح التردد المسطح أو الخطي الذي غالبًا ما يستخدمه المصنّعون. وهو عبارة عن استجابة ترددية مسطحة بين 10 هرتز و20 كيلوهرتز ±1.5 ديسيبل. [ 7 ] كما أن ترجيح التردد C، بنقاط -3 ديسيبل عند 31.5 هرتز و8 كيلوهرتز، لم يكن لديه نطاق تمرير كافٍ للسماح بقياس دقيق لذروة الضوضاء الحقيقية (Lpk).
يتم استخدام ترجيح G للقياسات في نطاق الموجات تحت الصوتية من 8 هرتز إلى حوالي 40 هرتز. [ 8 ]
لم يعد يتم وصف ترجيح التردد B و D في متن معيار IEC 61672:2003، ولكن يمكن العثور على استجابات التردد الخاصة بهما في معيار IEC 60651 الأقدم، على الرغم من أن اللجنة الكهروتقنية الدولية قد سحبته رسميًا لصالح معيار IEC 61672:2003. وقد تم تشديد هوامش التفاوت في ترجيح التردد في معيار IEC 61672 مقارنةً بالمعيارين السابقين IEC 179 و IEC 60651، وبالتالي لا ينبغي استخدام الأجهزة المتوافقة مع المواصفات السابقة في القياسات المطلوبة قانونًا.
قياسات الضوضاء البيئية وغيرها

يُختصر مستوى الصوت المُرجّح A بالديسيبل dB(A) أو dBA. عند الإشارة إلى القياسات الصوتية (باستخدام ميكروفون مُعاير)، تُستخدم وحدة dB SPL مُرجعية إلى 20 ميكروباسكال = 0 dB SPL. [ ملاحظة 1 ]
تم اعتماد منحنى الترجيح A لقياس الضوضاء البيئية ، وهو معيار في العديد من أجهزة قياس مستوى الصوت. يُستخدم نظام الترجيح A في أي قياس للضوضاء البيئية (مثل ضوضاء الطرق ، وضوضاء السكك الحديدية، وضوضاء الطائرات ). كما يُستخدم الترجيح A بشكل شائع لتقييم احتمالية تلف السمع الناتج عن الضوضاء العالية، بما في ذلك قياس جرعات الضوضاء في مكان العمل. يزيد مستوى الضوضاء الذي يتجاوز 85 ديسيبل (A) يوميًا من خطر تلف السمع.
تُستخدم مستويات قدرة الصوت الموزونة A ( L WA) بشكل متزايد في مواد التسويق للأجهزة المنزلية مثل الثلاجات والمجمدات ومراوح الكمبيوتر. ويمكن حساب مستوى ضغط الصوت المتوقع قياسه على مسافة معينة (SPL) باستخدام مقياس مستوى الصوت ، مع بعض التبسيطات، انطلاقًا من مستوى قدرة الصوت. في أوروبا، يُستخدم مستوى الضوضاء الموزون A، على سبيل المثال، لمعايرة ضوضاء إطارات السيارات.
معدات إعادة إنتاج الصوت والبث

على الرغم من أن منحنى الترجيح A، الشائع استخدامه لقياس الضوضاء ، يُقال إنه مبني على منحنى فليتشر-مونسون ذي الأربعين فون، فقد أظهرت الأبحاث في ستينيات القرن الماضي أن تحديدات تساوي شدة الصوت باستخدام النغمات النقية لا ترتبط ارتباطًا مباشرًا بإدراكنا للضوضاء. [ 9 ] ويعود ذلك إلى أن القوقعة في أذننا الداخلية تحلل الأصوات من حيث المحتوى الطيفي، حيث تستجيب كل خلية شعرية لنطاق ضيق من الترددات يُعرف بالنطاق الحرج. وتكون نطاقات الترددات العالية أوسع من نطاقات الترددات المنخفضة، وبالتالي "تجمع" طاقة أكبر نسبيًا من مصدر الضوضاء. ومع ذلك، عند تحفيز أكثر من نطاق حرج واحد، يجمع الدماغ مخرجات النطاقات المختلفة لإنتاج انطباع عن شدة الصوت. لهذه الأسباب، تُظهر منحنيات تساوي شدة الصوت المُستمدة باستخدام نطاقات الضوضاء ميلًا تصاعديًا فوق 1 كيلوهرتز وميلًا تنازليًا تحت 1 كيلوهرتز عند مقارنتها بالمنحنيات المُستمدة باستخدام النغمات النقية.
برزت هذه الحساسية المتزايدة للضوضاء في نطاق 6 كيلوهرتز بشكل خاص في أواخر الستينيات مع ظهور مسجلات الكاسيت المدمجة وتقنية دولبي-بي للحد من الضوضاء. وقد وُجد أن قياسات الضوضاء الموزونة A تعطي نتائج مضللة لأنها لا تُبرز بشكل كافٍ نطاق 6 كيلوهرتز حيث يكون تأثير الحد من الضوضاء في ذروته، ولا تُخفف الضوضاء بشكل كافٍ حول 10 كيلوهرتز وما فوق (ومن الأمثلة على ذلك نغمة الإشارة التجريبية بتردد 19 كيلوهرتز في أنظمة راديو FM، والتي على الرغم من أنها غير مسموعة عادةً، إلا أنها لا تُخفف بشكل كافٍ بواسطة الترجيح A، بحيث قد يُظهر جهاز ما أحيانًا قياسات أسوأ من جهاز آخر، ومع ذلك يبدو صوته أفضل، وذلك بسبب اختلاف المحتوى الطيفي).
لذلك، طُوِّرَ معيار ITU-R 468 لترجيح الضوضاء ليعكس بدقة أكبر مستوى الصوت المُدرَك لجميع أنواع الضوضاء، بدلاً من النغمات. هذا المنحنى، الذي انبثق من عمل قسم الأبحاث في هيئة الإذاعة البريطانية (BBC )، تم توحيده من قِبَل CCIR ، ثم اعتمدته لاحقاً العديد من هيئات التقييس الأخرى ( IEC ، BSI )، واعتباراً من عام 2006تُشرف على نظام قياس الضوضاء (A-weighting) منظمة الاتصالات الدولية (ITU). وقد انتشر استخدامه على نطاق واسع في أوروبا، لا سيما في مجال البث الإذاعي والتلفزيوني، واعتمدته مختبرات دولبي التي أدركت تفوقه في قياس الضوضاء في مسارات الصوت للأفلام وأنظمة الكاسيت المدمجة. أما في الولايات المتحدة، حيث لا يزال استخدام نظام A-weighting هو السائد، فإن مزاياه مقارنةً بنظام A-weighting أقل قبولًا. ويستخدمه المذيعون في بريطانيا وأوروبا ودول الإمبراطورية البريطانية السابقة مثل أستراليا وجنوب إفريقيا.
تحقيق وظيفي لبعض الأوزان الشائعة
يُعرّف المعيار [ 10 ] الأوزان () بوحدات ديسيبل وفقًا لجداول ذات حدود سماحية (للسماح بتطبيقات متنوعة). بالإضافة إلى ذلك، يصف المعيار وظائف الترجيح[ 10 ] لحساب الأوزان. دالة الترجيحيُطبَّق هذا على طيف السعة (وليس طيف الشدة ) لمستوى الصوت غير الموزون. تضمن الإزاحات التطبيع إلى 0 ديسيبل عند 1000 هرتز. دوال الترجيح المناسبة هي: [ 11 ]
أ
ب
ج
د
دالة النقل المكافئة
يمكن تمثيل منحنيات الكسب [ 13 ] باستخدام دوال النقل التالية في مجال s . مع ذلك، فهي غير مُعرَّفة بهذه الطريقة، إذ تُعرَّف بجداول القيم مع التفاوتات المحددة في الوثائق القياسية، مما يسمح بتحقيقات مختلفة:
أ
- k A ≈ 7.39705 × 10 9
ب
- k B ≈ 5.99185 × 10 9
ج
- k C ≈ 5.91797 × 10 9
د
- k D ≈ 91104.32
قيم k هي ثوابت تُستخدم لتطبيع الدالة إلى كسب مقداره 1 (0 ديسيبل). القيم المذكورة أعلاه تُطبع الدوال إلى 0 ديسيبل عند تردد 1 كيلوهرتز، كما هو شائع الاستخدام. (يظهر هذا التطبيع في الصورة).
انظر أيضاً
ملحوظات
- ↑ مصطلح dBrn المعدل ليس مرادفًا لـ dB(A)، بل لـ dBa. (في مجال الاتصالات، يشير dBa إلى "الديسيبل المعدل"، أي القدرة المطلقة للضوضاء الموزونة، والتي لا علاقة لها بترجيح A).
مراجع
- ^ ماير بيش ، كريستيان (2005). " [ قياس الضجيج ] " . الطب / العلوم . 21 (5): 546-550 . دوى : 10.1051/medsci/2005215546 . ISSN 0767-0974 . بميد 15885208 .
- ↑ بيير الابن، ريتشارد ل. سانت؛ ماغواير، دانيال ج. (يوليو 2004). "تأثير ترجيح A لقياسات مستوى ضغط الصوت أثناء تقييم التعرض للضوضاء" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 سبتمبر 2011 .
- ↑ "تحديد دقيق وشامل لخطوط تساوي شدة الصوت ثنائية الأبعاد" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 27-09-2007.
- ↑ يوكوياما، ساكاي؛ ساكاموتو، شينيتشي؛ تسوجيمورا، سوهي؛ كوباياشي، توموهيرو؛ تاتشيبانا، هيديكي (2015). "تجربة شدة الصوت على الضوضاء البيئية العامة مع مراعاة مكونات التردد المنخفض وصولاً إلى الموجات تحت الصوتية" . العلوم والتكنولوجيا الصوتية . 36 : 24-30 . doi : 10.1250/ast.36.24 .
- ↑ ريميل، أندرو؛ مانسفيلد، نيل؛ بادان، غورميل (2015). "تصميم مرشحات رقمية لترجيح التردد (أ و ج) اللازمة لتقييم مخاطر تعرض العمال للضوضاء" . الصحة الصناعية . 53 (53): 21-27 . Bibcode : 2015IndHe..53...21R . doi : 10.2486 / indhealth.2013-0003 . PMC 4331191. PMID 25224333. S2CID 13997453 .
- ↑ "ملف مضغوط BIP_2_2_jb" (PDF) .
- ↑ لاور، أماندا؛ الشرقاوي، عبد المنعم م.؛ كرايتشمان، دارا؛ إيدلشتاين، ويليام (2012). "الضوضاء الصوتية في التصوير بالرنين المغناطيسي قد تضر بالحيوانات التجريبية والحيوانات الأليفة" . مجلة التصوير بالرنين المغناطيسي . 36 (3): 743-747 . doi : 10.1002/jmri.23653 . PMID 22488793. S2CID 7436249 .
- ^ راتزل، يو. باير، O .؛ براشات، ب. هوفمان، م. يانكي، ك.؛ كيسيل، K.-J؛ مهنيرت، C .؛ تحقق، C.؛ فيسترهاوزن، C .؛ كرابف، ك.-ج؛ هيرمان، L.؛ بلاول، J.، محررون. (فبراير 2020) [2016-02-26]. "Tieffrequente Geräuscheinkl. Infraschall von Windkraftanlagen und anderen Quellen - Bericht über Ergebnisse des Messprojekts 2013-2015" (باللغة الألمانية) (3 ed.). كارلسروه، ألمانيا: Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW)، مرجع 34 – Technischer Arbeitsschutz، Lärmschutz. الصفحات 10 – 11، 13، 17، 22 – 24، 27 – 28، 32 – 33، 38 – 39، 43 – 44، 49، 90 . تم الاسترجاع بتاريخ 2021-06-07 . ص. 90:
Für den Bereich des Infraschalls gibt es eine Frequenzbewertung، die so genannte G-Bewertung. Entsprechend bewertete Pegel werden als dB(G) – “Dezibel G” – angegeben. Bekanter is die A-Bewertung von Geräuschen als dB(A) – "Dezibel A" –, die dem Hörempfinden des Menschen nachempfunden ist. تم تصميم G-Bewertung بتردد 20
هرتز. Zwischen 10
هرتز و 25
هرتز werden Pegel verstärkt، darunter und darüber fällt die Bewertungskurve rasch ab. Zweck der G-Bewertung ist, eine Situation im Hinblick auf tefe Frequenzen bzw. Infraschall mit einer einzigen Zahl zu Charakterisieren. هذه هي المرة الأولى التي يستمع فيها هذا التردد إلى 8
هرتز ويتجاوز 40
هرتز.
(104 صفحات) - ↑ باور، ب.؛ توريك، إ. (1966). "أبحاث في قياس شدة الصوت". معاملات IEEE في الصوتيات والإلكترونيات الصوتية . 14 (3): 141-151 . doi : 10.1109/TAU.1966.1161864 .
- 1 2 3 4 IEC 61672-1:2013 الإلكترونيات الصوتية - أجهزة قياس مستوى الصوت - الجزء 1: المواصفات . IEC. 2013.
- ↑ "معادلات ترجيح التردد" . كروس سبكتروم. 2004. مؤرشف من الأصل في 2011-06-17.
- ↑ آرتس، رونالد م. (1992-03-01). "مقارنة بعض مقاييس شدة الصوت لاختبارات الاستماع لمكبرات الصوت" . مجلة جمعية هندسة الصوت . 40 (3): 142-146 . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2022-10-27 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-10-27 .
- ↑ "موجز قياس الضوضاء" . شركاء تكنولوجيا المنتج. مؤرشف من الأصل بتاريخ 30-06-2008.
للمزيد من القراءة
- كتاب مرجعي لمهندس الصوت ، الطبعة الثانية 1999، تحرير مايكل تالبوت سميث، دار فوكال للنشر
- مقدمة في علم نفس السمع، الطبعة الخامسة، برايان سي جيه مور، دار نشر إلسيفير
روابط خارجية
- دائرة ترشيح ترجيح A لقياسات الصوت. مؤرشفة في 31 ديسمبر 2016 على موقع Wayback Machine.
- مخططات دوائر مجموعة مرشحات الترجيح
- تعريف مرجع الصوت الاحترافي لجمعية هندسة الصوت (AES) لـ "مرشحات الترجيح"
- معادلات ترجيح التردد
- ترجيح A بالتفصيل
- أبحاث في قياس شدة الصوت باستخدام نطاقات الضوضاء، مقالة IEEE لعام 1966
- مقارنة بعض مقاييس شدة الصوت لاختبارات الاستماع عبر مكبرات الصوت (آرتس، مجلة الجمعية الأمريكية لهندسة الصوت، 1992). ملف PDF يحتوي على خوارزمية مرشحات ABCD.
- هندسة الصوت
- التلوث الضوضائي
