Vážení A je nejběžněji používané ze skupiny křivek definovaných v Mezinárodní normě IEC61672:2003 a různých národních normách týkajících se měření hladiny akustického tlaku, na rozdíl od skutečné intenzity akustického tlaku. Ostatní jsou váhy B, C, D a nyní Z (viz níže).
Hladina zvuku, hlasitost a intenzita zvuku nejsou stejné věci; dokonce mezi nimi neexistuje ani jednoduchý vztah, protože lidský sluchový systém je na některé frekvence citlivější než jiné a navíc se jeho frekvenční odezva mění s hladinou, jak bylo prokázáno měřením kontur stejné hlasitosti. Obecně se zdá, že nízkofrekvenční a vysokofrekvenční zvuky jsou méně hlasité než středofrekvenční zvuky a účinek je výraznější při nízkých tlakových hladinách s vyrovnáním odezvy při vysokých hladinách. Hladinoměry zvuku proto obsahují váhové filtry, které snižují podíl nízkých a vysokých frekvencí a vytvářejí tak údaj, který přibližně odpovídá tomu, co slyšíme. Hlučnost však vyžaduje použití elektroměru hlasitosti, jak jej popsal Zwicker a další.
Křivky byly původně definovány pro použití při různých průměrných hladinách zvuku, ale váha A, ačkoliv původně byla určena pouze pro měření zvuků s nízkou hladinou (kolem 40-fon), se nyní běžně používá pro měření hluku v okolním prostředí a průmyslového hluku, stejně jako při posuzování možného poškození sluchu a dalších účinků hluku na zdraví při všech hladinách zvuku; použití váhy frekvence A je dnes skutečně nařízeno pro všechna tato měření, i když je pro ně velmi nevhodné k účelům, které jsou použitelné pouze na nízké hladiny, takže mají tendenci znehodnocovat zejména účinky nízkofrekvenčního hluku.
Vážení A se také používá při měření hluku v audio zařízeních, zejména v USA. V Británii, Evropě a mnoha dalších částech světa, Broadcasters a Audio Engineers častěji používají vážení hluku ITU-R 468, který byl vyvinut v 60. letech 20. století na základě výzkumu BBC a dalších organizací. Tento výzkum ukázal, že naše uši reagují odlišně na náhodný hluk, a křivky stejné hlasitosti, na kterých byly založeny váhy A, B a C, jsou opravdu platné pouze pro čisté jednotlivé tóny.
A-vážení začalo prací Fletchera a Munsona, která vyústila v jejich publikaci, v roce 1933, souboru obrysů Equal-loudness. O tři roky později byly tyto křivky použity v prvním americkém standardu pro zvukoměry. Tento ANSIstandard, později revidovaný jako ANSI S1.4-1981 zahrnoval B vážení stejně jako křivku A-vážení, uznávající nevhodnost druhé křivky pro cokoli jiného než nízkoúrovňová měření, ale B-vážení se od té doby přestalo používat. Pozdější práce, nejprve Zwickera a poté Schomera se pokusily překonat obtížnost představovanou různými úrovněmi a práce BBC vyústila v CCIR-468 vážení, v současnosti udržované jako ITU-R 468 vážení hluku, které dává reprezentativnější údaje o hluku na rozdíl od čistých tónů.
Frekvenční vážení A je nařízeno namontovat na všechny zvukoměry. Stará frekvenční vážení B a D se přestala používat, ale mnoho zvukoměrů umožňuje frekvenční vážení C a jeho namontování je nařízeno – alespoň pro testovací účely – na přesné (třídy 1) zvukoměry. Frekvenční vážení D bylo speciálně navrženo pro použití při měření hluku letadel ve vysokých hladinách v souladu s měřící normou IEC 537. Velký vrchol v křivce vážení D není rysem kontur stejné hlasitosti, ale odráží skutečnost, že lidé slyší náhodný hluk jinak než čisté tóny, což je efekt, který se projevuje zejména kolem 6 kHz. Je to proto, že jednotlivé neurony z různých oblastí hlemýždě ve vnitřním uchu reagují na úzká pásma frekvencí, ale neurony s vyšší frekvencí integrují širší pásmo, a tudíž signalizují hlasitější zvuk, pokud jsou prezentovány s hlukem obsahujícím mnoho frekvencí, než pro jeden čistý tón stejné tlakové hladiny. Po změnách normy ISO by se D-frekvenční vážení mělo nyní používat pouze pro motory bez bypassu a protože tyto nejsou montovány do komerčních letadel – ale pouze do vojenských – je nyní pro všechna měření civilních letadel nařízeno A-frekvenční vážení.
Kmitočtové vážení Z nebo ZERO bylo zavedeno v mezinárodní normě IEC 61672 v roce 2003 a mělo nahradit „plošné“ nebo „lineární“ kmitočtové vážení, které často montovali výrobci. Tato změna byla nutná, protože každý výrobce zvukoměru si mohl zvolit vlastní nízkofrekvenční a vysokofrekvenční meze (-3dB) body, což vedlo k různým údajům, zejména při měření špičkové hladiny akustického tlaku. Také kmitočtové vážení C s -3dB body při 31,5Hz a 8kHz nemělo dostatečný pásmový průchod, který by umožňoval rozumně správné měření skutečného špičkového šumu (Lpk)
Frekvenční váhy B a D již nejsou popsány v těle normy IEC 61672 : 2003, ale jejich frekvenční odezvy lze nalézt ve starší IEC 60651, i když ta byla formálně stažena Mezinárodní elektrotechnickou komisí ve prospěch IEC 61672 : 2003. Tolerance frekvenční váhy v IEC 61672 byly zpřísněny oproti tolerancím v dřívějších normách IEC 179 a IEC 60651, a proto by přístroje vyhovující dřívějším specifikacím již neměly být používány pro zákonem požadovaná měření.
Nedostatky vážení A
A-vážení je skutečně platné pouze pro relativně tiché zvuky a pro čisté tóny, protože je založeno na 40-fonových Fletcherových-Munsonových křivkách, které představovaly rané určení kontury stejné hlasitosti pro lidský sluch.
Kvůli vnímaným nesrovnalostem mezi ranými a novějšími zjištěními Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) nedávno revidovala své standardní křivky definované v ISO 226, v reakci na doporučení studie koordinované Výzkumným ústavem elektrických komunikací, Tohoku University, Japonsko. Studie vytvořila nové křivky spojením výsledků několika studií, provedených výzkumníky v Japonsku, Německu, Dánsku, Velké Británii a USA. (Největší podíl na tom mělo Japonsko s přibližně 40% dat.) To vyústilo v nedávné přijetí nové sady křivek standardizovaných jako ISO 226:2003. Zpráva komentuje překvapivě velké rozdíly a skutečnost, že původní Fletcherovy-Munsonovy kontury jsou v lepší shodě s nedávnými výsledky než Robinsonovy-Dadsonovy, které se zdají lišit až o 10-15 dB zejména v oblasti nízké frekvence, z důvodů, které nejsou vysvětleny. Naštěstí se Fletcherova-Munsonova křivka 40-Phon obzvláště blíží moderní normě ISO 226:2003.
Nicméně je třeba poznamenat, že vážení A by bylo lepší shodou s křivkou hlasitosti, pokud by padalo mnohem strměji nad 10 kHz, a je pravděpodobné, že tento kompromis vznikl proto, že v počátcích elektroniky bylo obtížné zkonstruovat strmé filtry. V dnešní době žádné takové omezení nemusí existovat, jak dokazuje křivka ITU-R 468. Pokud je vážení A použito bez dalšího omezení pásma, je možné získat různé údaje na různých přístrojích, pokud je přítomen ultrazvukový, nebo téměř ultrazvukový šum. Přesná měření proto vyžadují, aby byl v moderních přístrojích kombinován nízkofrekvenční filtr 20 kHz s křivkou vážení A. Ta je v IEC 61672 definována jako vážení A-U a i když je velmi žádoucí, jen zřídka se montuje do komerčních zvukoměrů.
Měřič hladiny akustického tlaku nové technologie splňující normu IEC 61672 : 2003
Měření hluku ve venkovním prostředí
decibely vážené váhovou křivkou A jsou zkratky dB(A) nebo dBA. Při akustickém (kalibrovaném mikrofonu) měření se použije dB SPL podle
20 mikropascalů = 0 dB SPL. dBrn adjustovaný je synonymem pro dBA.
Zatímco křivka A-vážení byla široce přijata pro měření hluku ve venkovním prostředí a je standardem u mnoha zvukoměrů, nedává ve skutečnosti platné výsledky pro hluk kvůli způsobu, jakým lidské ucho analyzuje zvuk. Systém A-vážení se běžně používá při analýzách hluku na vozovkách a hluku letadel. Lidé jsou podstatně citlivější na hluk v oblasti 6 kHz než na tóny ekvivalentní úrovně (viz ITU-R 468 vážení pro další vysvětlení).
Vážení A je také běžně používáno pro posouzení možného poškození sluchu způsobeného hlasitým hlukem, i když se zdá, že je to založeno na široké dostupnosti zvukoměrů zahrnujících vážení A spíše než na jakémkoli dobrém experimentálním důkazu, který by naznačoval, že takové použití je platné.
Na prodejní literatuře pro domácí spotřebiče, jako jsou chladničky a mrazničky, a pro počítačové ventilátory lze ve stále větší míře nalézt měření hladiny hluku SPL vážená váhovou křivkou A. Ačkoli se prahová hodnota sluchu obvykle pohybuje kolem 0 dB SPL, je ve skutečnosti velmi tichá a u spotřebičů je vyšší pravděpodobnost hladiny hluku 30 až 40 dB SPL.
Zařízení pro reprodukci zvuku a vysílání
Tato zvýšená citlivost na hluk v oblasti 6 kHz se projevila zejména na konci 60. let zavedením kompaktních kazetových magnetofonů a snížením šumu podle Dolby-B. Bylo zjištěno, že měření šumu vážená váhovou křivkou A dává zavádějící výsledky, protože nedává dostatečný důraz na oblast 6 kHz, kde mělo snížení šumu největší účinek, a dostatečně neutlumuje hluk kolem 10kHz a výše (konkrétním příkladem je pilotní tón 19 kHz na evropských FM rádiových systémech, který, ačkoliv je pro většinu lidí obvykle neslyšitelný, není dostatečně zeslaben vážením váhové křivky A, takže někdy by jedno zařízení dokonce měřilo hůře než jiné a přesto znělo lépe, kvůli rozdílnému spektrálnímu obsahu.
Vážení hluku ITU-R 468 bylo proto vyvinuto tak, aby přesněji odráželo subjektivní hlasitost všech typů hluku, na rozdíl od tónů. Tato křivka, která vzešla z práce provedené výzkumným oddělením BBC, byla standardizována CCIR a později přijata mnoha dalšími normalizačními orgány (IEC, BSI) a od roku 2006 je udržována ITU. V Evropě se stala široce používanou, zejména ve vysílání, a byla přijata Dolby Laboratories, které si uvědomily její vyšší platnost pro své účely při měření hluku na filmových zvukových stopách a kompaktních kazetových systémech. Její výhody oproti vážení A jsou méně pochopeny v USA, kde stále převažuje používání vážení A. Univerzálně ji používají vysílací společnosti v Británii, Evropě a bývalých zemích britského impéria, jako je Austrálie a Jižní Afrika.
Ačkoli úroveň šumu 16bitových audio systémů (jako jsou CD přehrávače) je běžně uváděna (na základě výpočtů, které neberou v úvahu subjektivní vliv) jako −98 dBFS (vztaženo k plnému rozsahu), nejlepší 468 vážené výsledky jsou v oblasti −68 dB vztaženo k úrovni zarovnání (běžně definované jako 18 dB pod FS), nebo −86 dBFS.[Jak na odkaz a odkaz na shrnutí nebo text]
Výpočet některých společných vah
Lidské ucho se liší v citlivosti složitým způsobem, který závisí na frekvenci a úrovni. Vážení lze popsat jako funkci frekvence pomocí následujících rovnic :
Kompenzace (2,0, 0,17 a 0,06 pro A, B a C) zajišťují normalizaci na 0 dB při 1000 Hz.
Tento vzorec je převzat z .
Přenosové funkce některých běžných vah
Křivky zisku jsou definovány následujícími funkcemi pro přenos s-domény :
Hodnoty k jsou konstanty, které slouží k normalizaci funkce na zisk 1 (0 dB). Výše uvedené hodnoty normalizují funkce na 0 dB při 1 kHz, jak se obvykle používají. (Tato normalizace je znázorněna na obrázku.)