Пассивные лимитеры звукового давления в наушниках Beyerdynamic
Повреждения слуха. Небольшая справочная информация.
Заголовок этой статьи уже подразумевает, что рассказываться в ней будет о том, как ограничить силу звука в наушниках для защиты слуховых органов. Почему же это необходимо? Как происходит повреждение слуха при использовании наушников? Существует два основных вида подобной травмы.
1. Повреждение барабанной перепонки
Начнем с практического примера: допустим, вы FOH инженер и производите настройку микрофона. Вы вслушиваетесь в звучание сигнала, и тут микрофон выпадает из рук исполнителя и ударяется о сцену. В наушниках раздается громкий резкий звук. Или микрофон оказался слишком близко к громкоговорителям и возникла обратная связь – а говоря попросту, в наушниках звучит жуткий свист. Случаи из жизни, не правда ли? А ведь для слуха это подобно выстрелу из пистолета непосредственно вблизи уха. Следствием может стать повреждение внутреннего уха вплоть до разрыва барабанной перепонки. Довольно часто такие повреждения могут иметь необратимый характер, а это значит, что человек не только уходит из профессии, но и становится инвалидом.
2. Постоянный сдвиг порога слышимости
Рисунок 1
Это может звучать немного научно, но это корректный медицинский термин. В науке и медицине критерием нормальности слуха является способность различать и определять тихие звуки. Измерения начинаются с уровня тишины в 0 дБ(SPL). Зависимость чувствительности уха к звуковому давлению от частоты или, проще сказать, громкости, представлена на рисунке №1.
Schmerzgrenze = порог дискомфорта
Musikwahrnehmbarkeit = музыкальный сигнал
Sprachwahrnehmbarkeit = речевой сигнал
Horschwelle = порог слышимости
Порог дискомфорта (Schmerzgrenze) определяет слишком большой уровень громкости для прослушивания музыки или речи. Такой уровень не может не сказаться на здоровье уха и влияет на слух, сдвигая порог слышимости (Horschwelle) вверх. Этот сдвиг называется тугоухостью.
К счастью, слух является более надежным органом, чем нам думается. При прослушивании музыки через IPod на максимальной громкости временная тугоухость или сдвиг порога слышимости наступит через 30 минут. Этот вид нарушения слуха временный, и через определенный период времени слух восстанавливается. Но это нельзя воспринимать как «бесплатный билет» для прослушивания громкой музыки. Явление должно продемонстрировать лишь, что прослушивание громкой музыки в течение короткого времени не сразу приведет к необратимому повреждению слуха. Подчеркнем,что продолжительность прослушивания музыки на больших громкостях является одним из решающих факторов травмы уха. Рисунок 1 можно интерпретировать как количество «шума», с которым слух может справиться. При нормальном уровне громкости это может быть продолжительное время, а с увеличением громкости время безопасного прослушивания сокращается. Важно понимать, что нашему уху нужно давать время для отдыха и восстановления.
Все это требует определенной дисциплины пользователя (как и во всех вопросах охраны здоровья), что особенно относится к людям, которые подвергаются «шумовому» воздействию в течение всего дня по профессиональным причинам. Это звукорежиссеры, синхронные переводчики, музыканты, ди-джеи и т.д. Источником опасности является период времени, в течение которого люди данных профессий вынуждены слушать звук на большой громкости. Для представителей данных профессий важно все время работать с безвредным для здоровья уровнем громкости, чтобы избежать глухоты как профессионального заболевания. Постоянный сдвиг порога слышимости для них будет означать профессиональную непригодность.
Европейские правовые нормы
1. Трудовое право
В Германии правовые условия воздействия шума на работе определяются в правилах страхования ответственности Ассоциации немецких работодателей. Средний уровень звукового давления не должен превышать значение 85 дБ (А) за период времени 8 часов. Максимальный уровень звукового давления не должен превышать 140 дБ (SPL).
Аналогичные правовые нормы для воздействия шума на рабочем месте имеются практически во всех европейских странах. Например, в Великобритании принят Законодательный акт 2005 года № 1643 "Контроль уровеня шума в производственных помещениях 2005" где определены величины 87 дБ (А) / 8 часов и максимальный уровень звукового давления 140 дБ (С).
В основе всех правовых положений, регламентирующих воздействие шума на рабочем месте, (в том числе при работе с наушниками) является так называемый эквивалентный постоянный уровень звукового давления LAeq. Этот параметр означает, что шум измеряется, отсчеты суммируются и усредняются в течение всего времени работы (как правило, 8-ми часовой рабочий день). Связь между уровнем звукового давления и временем воздействия представляет особый интерес, повышение среднего уровня звукового давления на 3 дБ вдвое сокращает допустимое время воздействия.
Следующие значения считаются "здоровыми" для слуха:
85 dBA в течение 8 часов
88 dBA в течение 4 часа
91 dBA в течение 2 часов
94 dBA в течение 1 часа
97 dBA в течение 30 минут
100 dBA в течение 15 минут
2. Мобильные плееры
Правовое регулирование для ограничения громкости прослушивания в наушниках принято в европейском стандарте EN 50332-1, который касается уровней звукового давления при использовании наушников мобильных плееров. Установлено, что мобильный плеер не должен производить звуковое давление > 100 дБ (А) в подключенных наушниках и эквивалентная постоянная уровня давления звука должна соответствовать 90 dBLAeq.
В 2008 году научный комитет ЕС предостерег об опасности больших уровней громкости в мобильных MP3-плеерах, опубликовав свой доклад "о вновь выявленных рисках для здоровья" (SCENIHR) и рекомендовал ужесточить действующий стандарт безопасности. Он рекомендует снижение действующих в настоящее время ограничений громкости для мобильных плееров со 100 дБ (А) до 89 дБ (А).
Конечно, эффективность и реализация таких мер всегда остается сомнительной, так как пользователь может их обойти, используя, например, более чувствительные наушники или мощные усилители.
3. Взвешивающие фильтры:
А-Взвешенный, C-взвешенный или … невзвешенный ... вот в чем вопрос!
Рисунок 2 – Кривые равной громкости
Рисунок 3. АЧХ различных типов взвешивания
Причина большого числа различных фильтров взвешивания проста – это физиология человеческого слухового аппарата. Свойства человеческого уха далеко не линейны относительно частоты и громкости. На рисунке 2 мы можем наблюдать эту зависимость наглядно.
Это обстоятельство привело к появлению системы взвешивания, т.е. к введению определенных поправочных коэффициентов к результатам измерений. В результате имеются несколько стандартизированных кривых: А-взвешивание (дБ (А)), C-взвешивание (дБ (С)) или невзвешенный (дБ) SPL)) Bewertungsfilter = АЧХ фильтра.
В общем, мы должны применять разные методы измерения в зависимости от уровня громкости. Но это сложно на практике. В итоге общеприняты два метода измерения звукового давления: с использованием А – взвешенного фильтра и без применения фильтра, т.е. невзвешенное измерение. Для чисто слуховых ощущений применение системы А - взвешивания является хорошим компромиссом. Когда дело доходит до защиты органов слуха, это - не лучший подход.
При разработке систем защиты органов слуха B- или C-взвешивание может быть лучше. Все время переключаться между различными типами взвешивающих фильтров невозможно с практической точки зрения.
4. Использование пассивного ограничителя (лимитера) звукового давления в наушниках
Что такое пассивный лимитер? В отличие от активных ограничителей, схемы которых требуют напряжения питания, пассивные ограничители построены на схожей элементной базе, но не требуют источника питания. Поэтому они и используются в наушниках.
Что они могут дать и чего они не могут обеспечить? Начнем с того, чего лимитеры не могут. Как описано выше, степень повреждения человеческого слуха зависит не только от уровня звукового давления, но и от времени воздействия. Лимитер в наушниках ограничивает максимальный уровень звукового давления, не принимая во внимание время воздействия шума.
Лимитеры, способные учитывать время воздействия шума, уже существуют, например запатентованный Beyerdynamic лимитер EarPatron ™. Он используется для сложных и дорогих систем - SIS (системы синхронного перевода) или Headzone Pro XT.
Означает ли это, что пассивный ограничитель в отношении защиты органов слуха всего лишь компромисс? Нет, при правильном использовании это - отличный инструмент для того, чтобы избежать слишком высоких уровней громкости и защитить слух пользователя.
1. Первым большим преимуществом таких лимитеров является то, что функция ограничения громкости четко локализована, привязана к источнику звука – наушникам. Как описывалось выше, ограничение громкости в МP3-плеере, например, можно легко обойти, используя другие наушники или усилитель. Когда же наушники, последнее звено в цепочке устройств перед ухом, сами являются ограничителем громкости – тут уж ничего не придумаешь. Также это важно в плане соблюдения трудового законодательства – уровень шума на рабочем месте сотрудника, использующего такие наушники, всегда будет гарантированно соответствовать нормам.
2. Второе преимущество таких лимитеров - это то, что они адаптированы под акустические свойства наушников. В этом случае производителем гарантируется ограничение выше определенного уровня именно звукового давления. Подключенный внешний электронный лимитер способен лишь ограничить аудиосигнал до определенного уровня (вольт). Калибровка звукового давления, выдаваемого при этом наушниками, предоставляется пользователю, что при отсутствии специального измерительного оборудования невозможно.
В наше время серьезные компании-производители профессиональных наушников предлагают опционально встроенный пассивный лимитер для своих наушников. Не исключение и немецкий производитель Beyerdynamic.
Концепция лимитера Beyerdynamic основывается на пассивном ограничении и имеет две стадии срабатывания:
При достижении пороговых значений первым срабатывает «мягкий лимитер», который снижает сигнал на 6 дБ.
При достижении критических уровней давления срабатывает схема жесткого ограничения сигнала.
Рисунок 4
На сегодняшний день доступны следующие наушники и гарнитуры Beyerdynamic со встроенным ограничителем: .
Обращаем ваше внимание на то, что данный сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ.
.
Подписка на новости
Звуковое оборудование
