A-Ağırlıklandırma Nedir ?

A-Ağırlıklandırma Nedir ?

A-ağırlıklandırma, insan duyma etkilerini taklit etmek için mikrofon ile ölçülen ses basınçlarına uygulanan, frekansa bağlı bir eğridir (veya filtredir).

Aynı ses basıncı seviyeleri göz önüne alındığında, mikrofon kayıtları insan kulağının algıladığı seviyelerden çok farklı olabilir (Şekil 1).

Şekil 1: Mikrofon (solda) ve insan kulağı (sağda) sesi farklı şekilde kaydeder / algılar. Mikrofon kaydı ile insan kulağının ses algılaması arasında ses seviyelerinde farklılık olabilmesinin birkaç nedeni vardır.

Mikrofon diyaframındaki ile kulak zarındaki ses basıncı (Şekil 2), aynı ses alanında bile çok farklı olabilir:
– Kulak kanalındaki hava hacmi 4000 Hz civarında rezonansa sahiptir, bu da kulak zarında mikrofon diyaframından daha yüksek ses seviyelerine neden olur
– İnsan kafası, gövde ve dış kulağın varlığı ses alanını etkiler ve değiştirir

Diğer farklılıklar işitme organı koklea (Şekil 2) ve psikolojik etkilerden kaynaklanmaktadır:
– İşitme organı veya koklea, düşük frekanslarda ve çok yüksek frekanslarda sesleri tespit etmekte zorluk çeker
– İnsanlar yaşlandıkça kokleadaki hasar yüksek frekanslı işitme kaybına neden olur
– Koklea logaritmik bir şekle sahiptir, bu da insanların sahadaki düşük frekanslardaki değişiklikleri yüksek frekanstaki değişikliklerden daha iyi ayırt edebilmelerini sağlar.

Şekil 2: İnsan Kulağı: Pinna, Kulak Kanalı, Orta Kulak, Koklea

İnsan kulağının aksine, mikrofon bir gövde, pinna ve kulak kanalı ile çevrili değildir. Mikrofonda logaritmik şekilli işitme organı yoktur. İnsan kulağının algıladığı ses ile mikrofon kaydı arasında fark olması şaşırtıcı değil.

A-Ağırlık Eğrisi

A-ağırlıklandırma, bir mikrofon ölçümü ile kaydedilen ses basıncı seviyelerini, insan kulağının algısına daha yakın olacak şekilde değiştirmeye çalışan yerleşik, standart bir eğridir.

A-ağırlık eğrisi (Şekil 3), insan işitme aralığı boyunca her frekansta bir kaç desibel zayıflama veya kazanç gösterir. Bu kazanç / zayıflatma mikrofon ölçümüne uygulanır.

Şekil 3: A-ağırlık eğrisi – dB vurgulama ve frekans karşılaştırması

Tipik olarak, bu kazanç / zayıflatma aşağıdakiler yoluyla uygulanabilir:
– Kayıt cihazında bir elektrik devresine yerleştirilmiş analog filtre
– Kayıt, bir bilgisayara kaydedildikten sonra dijital olarak uygulanır

A-ağırlık eğrisinin bazı temel özellikleri:
– 1000 Hz’nin altında ses seviyeleri zayıflatılır
– 1000 Hz’de kazanç veya zayıflama yoktur
– 1000 ila 6000 Hz arasında, seviyeler birkaç desibel artar
– Yaklaşık 6000 Hz ve daha yüksek frekanslarda ses seviyeleri azaltılır

Ses kalibratörleri, A ağırlıklandırma filtresinin özelliklerinden yararlanmak için genellikle 1000 Hz’de tonlar üretir. Hesaplanan kalibrasyon değerleri, A ağırlıklandırma filtresinin mevcut olup olmamasından etkilenmez. Operatörler yanlışlıkla A ağırlıklandırma filtresini açmayı / kapatmayı ve istemeden kalibrasyon değerini değiştiremezler.

A-ağırlık eğrisi nasıl kullanılır?

100 Hz’de bir mikrofonla 80 dB ölçtüğünüzü varsayalım. A-ağırlık eğrisine 100 Hz’de bakarsanız, -20 dB zayıflama değeri gösterilir (Şekil 4).

Şekil 4: 100 Hz’de -20 dB zayıflama

80 dB’den 20 dB çıkarılması 60 dB verir. A-ağırlığının sinyale uygulandığını göstermek için kaydedilen değerin 60 dB (A) veya 60 dBA olarak açıklanması gerekir.

Herhangi bir şüpheyi ortadan kaldırmak için, orijinal, ağırlıksız değerlere “Linear” eklemek de gelenekseldir. Örneğin, “80 dB Linear” veya “80 dBL” veya “80 dB (L)”.

Bu prosedür spektrumdaki her frekansta yapılır. Oktav spektrumuna da uygulanabilir.

dB (A) her zaman dB’den düşük mü?

A-ağırlık eğrisi frekans aralığını büyük ölçüde azaltır. Sezgisel olarak, toplam dB (A) değerinin her zaman orijinal toplam dB (veya dBL) değerinden daha düşük olacağı tahmin edilebilir. Bu her zaman böyle değildir.

Örneğin, Şekil 5’te gösterilen spektrumu gözlemleyelim. Toplam dB değeri, A-ağırlıklandırma uygulanmadan 84.2 dB’dir.

Şekil 5: İnsan ıslığı spektrumu, ağırlık uygulanmadı

Şimdi Şekil 6’da A-ağırlığı uygulanmış spektrumu gözlemleyelim. Toplam dB değeri 85.1 dB (A) ‘dır.

Şekil 6: A ağırlığı uygulanmış insan ıslığı spektrumu

85.1 dB (A) A ağırlıklı dB değeri, 84.2 dB’lik Lineer ağırlıklı değerden daha yüksektir.

Neden? Bunun nedeni, yaklaşık 1600 Hz frekanslı ıslık ses seviyelerinin yükseltildiği A-ağırlık eğrisinin frekans aralığında (1000 ila 6000 Hz) olmasıdır. Bu yükseltmenin net etkisi, diğer tüm frekanslarda spektrumdaki azalmadan daha büyüktür. Örneğin, 1000 Hz’nin altındaki seviyeler A-ağırlıklandırma uygulanarak büyük ölçüde azaltılır, ancak genlik bakımından daha düşük olduklarından, genel düzey üzerindeki net etkileri 1600 Hz ıslığınınyükseltilmesinden daha azdır.

Değerler Tablosu

Tablo 1, 1/3 oktav merkez frekansları için dB cinsinden A-ağırlık zayıflatma ve yükseltme değerlerinin bir listesini içerir.

Tablo 1: dB cinsinden A ağırlıklı zayıflama değerleri vs Frekans

Tarih

A-ağırlık eğrisi, eşit ses yüksekliğindeki Fletcher-Munson eğrilerinden türetilmiştir. Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü (ANSI), 1936’da yayınlanan Ses Seviyesi Ölçer standardında ilk eğriyi uyguladı.

Eğrinin, insan işitmesinin etkilerinin mükemmel bir temsili olmadığı unutulmamalıdır. Uygun maliyetli analog devreler geliştirebilmek için eğrinin basitleştirilmesi gerekiyordu. Örneğin, A-ağırlıklandırma eğrisi, insan işitmesi gibi ses seviyesinin bir fonksiyonu olarak değişmez.

Diğer Ağırlık Türleri

A-ağırlığına ek olarak, diğer akustik ağırlık fonksiyonları da vardır. Şekil 7’de gösterildiği gibi B, C ve D ağırlıklandırmayı içerirler.

Şekil 7: A, B, C ve D Ağırlık Eğrileri

Çeşitli uygulamalarda ve endüstrilerde kullanılan B ve C ağırlık eğrileri A ağırlıklandırmaya benzer, ancak 1000 Hz’nin altında fazla zayıflama yoktur. C ağırlık eğrisi, A, B ve D eğrilerinin en düzüdür. D-ağırlıklandırma eğrisi tipik olarak uçak gürültüsü gibi çok yüksek basınçlı havacılık gürültü uygulamalarında kullanılır.

Simcenter Testlab: A-Ağırlıklandırma Uygulama

Simcenter Testlab‘deki herhangi bir grafikte, Şekil 8’de gösterildiği gibi Y eksenine sağ tıklayarak A-ağırlıklandırma uygulanabilir.

Şekil 8: Y eksenine sağ tıklayın ve A-ağırlık uygulamak için “Processing ->Weighting -> A” seçeneğini seçin.

A-ağırlıklandırma uygulaması renk haritası ve oktav ekranlarında da yapılabilir.

Uygulama hakkında sorularınız için DTA Mühendislik Test Bölümü mühendisleriyle iletişime geçebilirsiniz.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *