Introduktion til lyd, lydmålinger og støj i forbindelse med computere

I udgivelsen Grundbog i støjmåling fra det danske støjmålingsfirma Brüel og Kjær står der på side 1:

Støj er en uundgåelig del af hverdagen i vort moderne samfund. Den teknologiske udvikling har medført, at der frembringes mere og mere støj fra maskiner, virksomheder, trafikmidler o.s.v.. Det er vigtigt, at der bliver taget skridt til at ændre på dette forhold, således at støj ikke behøver at være et nødvendigt onde, som vi må acceptere. Men skal der gøres noget ved støjen, er det bl.a. nødvendigt at have kendskab til støjs oprindelse, udbredelse og til hvordan den måles.

Egentlig sammenfatter dette lille forord meget præcist, hvad StillePC går ud på. Støj behøver ikke at være et nødvendigt onde, der kan rent faktisk gøres noget ved den. Her på StillePC gør vi noget ved støjen fra computere. Midlet er viden om støj og lyd generelt og præcise målinger der kortlægger lyden.

I denne artikel ser vi på nogle grundbegreber inden for støj og lydmåling og sætter dem i forbindelse med vores snævre formål, nemlig at måle og reducere støjen fra computere.

Hvad er lyd?

Den tekniske definition af lyd er, at lyd er trykvariationer i eksempelvis luft (eller vand). Trykvariationerne forplanter sig gennem luften som lydbølger og når de rammer trommehinden i det menneskelige øre, begynder den at vibrere. Vibrationerne bliver via mellemøret og det indre øre omsat til nerveimpulser, som hjernen opfatter som lyd.

Lyden opfattes som dyb eller høj, alt efter hvor mange gange trykket varierer per minut. Det er det, man også kalder frekvens og frekvens måler man i hertz. Et almindeligt ungt menneske kan høre frekvenser mellem 20 Hz og 20.000 Hz

Lydens styrke svarer til lydtrykket. Helt bogstaveligt det tryk som trommehinden bliver udsat for, når lyden rammer øret. Til at beskrive lydens styrke bruger vi ofte decibel skalaen. Decibel skalaen går fra 0 dB, som er til grænsen for det hørbare og op til 140 dB, hvor lydtrykket bliver så kraftigt, at det bliver decideret smertefuldt.

Hvad er støj?

 
   

Ordet støj dækker over lyde, der er ubehagelige eller uønskede. Når en lyd irriterer, handler det ikke kun om lydens art, men også om vores indstilling til lyden. Hvis vi er feststemte og i godt humør, er høj musik en god oplevelse, men dagen efter når det er naboen, der holder fest, er den samme musik pludselig blevet til støj, fordi vores indstilling til den er anderledes.

Om noget er støj eller ej, handler heller ikke om, hvor høj lyden er. En dryppende vandhane eller en ridse i en grammofonplade kan let være mere irriterende end et tordenskrald. Lyd og støj er altså to forskellige ting. En lyd kan opleves både som behagelig eller som støj, alt efter hvilken sammenhæng den indgår i.

I forbindelse med computere gælder det samme. Lyden fra en computer generer måske ikke på kontoret, hvor lyden fra andre maskiner og kollegaers samtaler overdøver den. Men Flyttes den samme computer hjem i stuen, hvor der er helt stille, så støjer den pludselig og er en kilde til irritation. Lyden fra computeren er den samme, men situationen er forandret og så forandrer indstillingen til lyden sig også nemt.

Støj har med andre ord ikke ret meget med lyden i sig selv at gøre, men med vores oplevelse af den. Man kan sige, at støj er et subjektivt begreb, fordi det afhænger af hvem der lytter og i hvilken sammenhæng der lyttes.

Hvorfor måler vi lyd?

Hvis to mennesker skal vurdere om en lyd er høj eller lav eller om den er irriterende eller ej, kan de meget let blive uenige. De kan nemlig opleve lyden forskelligt eller have hver deres subjektive indstilling til lyden. Men hvis lyden måles med et instrument, som opfatter lyden ens hver gang uanset situationen, så får man en objektiv værdi for lyden. Lydmålinger kan altså give en objektiv værdi for lyden, som er helt uafhængig af hvem der lytter. Det er altafgørende, når man vil sammenligne støjniveauet fra forskellige produkter, fordi man på den måde kommer ud over fejlkilder som sit eget humør, at vi ikke høre lige godt alle sammen og at vi simpelthen har forskellige tolerancetærskler for lyd.

Når man lærer sin egen tolerancetærskel at kende, kan man let vurdere om et produkt larmer for meget eller ej. Nogen vil synes at 30 dB er stille og andre vil synes at det er larm, men lydmålingen er den samme og fungerer som en objektiv reference, som alle kan forholde sig til.

Lydmålinger kan også være værdifulde, når man ved hvilken situation en computer skal bruges i. Man behøver ikke at være så kritisk med støjniveauet, hvis computeren skal stå på et kontor, hvor der i forvejen er meget larm. Men på studenterhyblen hvor computeren er tændt om natten og står i samme rum som sengen, skal man så langt ned i støjniveau som muligt.

På StillePC gør vi et stort nummer ud af at måle lydniveauet. Det er så op til den enkelte at vurdere om vores måleresultater vil opfattes støj i den pågældende situation.

Lydmåleren, som vi benytter på StillePC, er et højkvalitets instrument med en meget følsom mikrofon.

Mange andre hardwaresider bruger også tid på støjniveauet, men desværre er der meget få der reelt måler på lyden. Derfor er det som regel anmelderens subjektive vurderinger, der gives videre. Det er værd at bemærke, at hvis testen er foretaget i almindeligt kontor eller i dagtimerne ud til en trafikeret vej, så kan baggrundsstøjen let være 35 - 60 dB. I den situation kan mange produkter, som vi her på siden finder larmende opleves som stille.

Hvordan måles lyd?

 

Lyd måles med en lydmåler. En Lydmåler er kort fortalt et apparat, der reagerer på lyd på samme måde som det menneskelige øre. Den består af tre dele. En mikrofon, en processordel og et display til aflæsning. Som regel måler man efter decibelskalaen.

Decibelskalaen

For at forstå måleresultaterne på StillePC er det en god ide at sætte sig lidt ind i decibelskalaen. Der er nemlig nogle grundregler for, hvordan man skal forstå dB værdier og disse regler er ikke helt logiske.

Decibel, som forkortes dB, er et udtryk for hvor stort et lydtryk er, enten på menneskets trommehinde eller på membranen i lydmålerens mikrofon. Skalaen er logaritmisk og det er vigtigt at vide, fordi det betyder, at decibelværdier ikke kan behandles som simple tal.

Eksempelvis er lydtrykket ved 60 dB ikke dobbelt så stort som lydtrykket ved 30 dB. Det er hele 5 gange så stort. Det skyldes, at den logaritmiske skala er indrettet sådan, at lydtrykket fordobles hver gang, vi stiger 6 dB op ad skalaen. Fra 30 dB til 60 dB stiger vi 6 dB op ad skalaen 5 gange (5 x 6 dB = 30 dB).

I det lydområde, der er relevant for støjsvage computerkomponenter, betyder det at lydtrykket eksempelvis fordobles, når vi bevæger os fra 20 til 26 dB. Det kan måske forklare hvorfor selv ganske små forskelle i dB niveau, kan være afgørende.

Dog er det sådan, at den menneskelige oplevelse af lyden er anderledes end lydmålerens tørre tal. Af en eller anden grund opfatter mennesket først lydstyrken som fordoblet, når vi kravler 10 dB op ad skalaen. Eksempelvis opfattes 60 dB som dobbelt så højt som 50 dB og fire gange højere end 40 dB.

Når flere støjkilder optræder samtidigt, larmer de mere, end de gør hver for sig. Hver gang værdien fordobles, stiger støjniveauet med 3 dB. Lad os se et par eksempler.

  • 2 X 20 dB = 23 dB
  • 4 X 20 dB = 26 dB
  • 8 X 20 dB = 29 dB

Der lægges altså 3 dB til hver gang, at værdien fordobles. Det får konsekvenser, når man samler en støjsvag computer. Det handler ikke kun om at have støjsvage komponenter, men også om at have så få støjsvage komponenter som muligt.

Den menneskelige hørelse

Mennesket hører ikke alle lyde lige godt. Der er nogle frekvenser, som vi er mere følsomme overfor end andre. Det tager den rå decibelskala ikke hensyn til. Den vægter lydtrykket fra alle frekvenser lige højt. Lydmålerens resultater kan derfor godt snyde lidt. For at lydmålerens resultater skal stemme bedre overens med den menneskelige hørelse, kan man indsætte et filter, der imiterer menneskets måde at høre på. Et sådant filter kaldes et A-filter og benyttes almindeligvis til lydmålinger. Når et A-filteret benyttes angiver man decibelværdien som dB(A). Her på StillePC foretages alle målinger gennem et A-filter for at give måleresultaterne den størst mulige relevans.

Sammenfatning

Der er flere vigtige ting at holde sig for øje eller øre, når emnet er støj og måling af lyd. For det første er støj og lyd to forskellige ting. Lyd er en objektiv størrelse, der kan måles. Støj er en subjektiv opfattelse af lyden, der afhænger af ens egen indstilling og situationen.

Decibelskalaen er logaritmisk, hvilket betyder, at vi ikke kan opfatte og regne med decibelværdier som simple tal. Men kender man decibelskalaen, kan man let vurdere og skelne dB værdier fra hinanden.

Kildemateriale:
Alle tegnede illustrationer: Brüel & Kjær: Lydmåling
Citatet i indledningen: Brüel & Kjær: Grundbog i lydmåling, Uffe Jørgensen, 1987



Diskuter denne artikel i forummet

 

 

 




copyright © 2005 & 2006 StillePC.dk