ANSYS 블로그
April 5, 2022
A-가중치는 우리가 듣는 것을 어떻게 반영하는가
숲에서 나무가 쓰러지는 소리를 들었다면 그것은 소리의 일부만 들은 것입니다. 인간의 귀는 모든 주파수에 고르게 민감하지 않기 때문에 우리가 인지하는 소리는 실제 소음과 다릅니다. 사운드 측정에서 이러한 불일치를 보상하기 위해 엔지니어는 A-가중치라는 조정에 의존합니다.
A-가중치란?
A-가중치는 소음이 사람의 귀에 어떻게 인식되는지를 반영하기 위해 사운드 측정에 적용되는 조정입니다. 이 가중치는 주파수에 따라 달라지며 가청 스펙트럼 전체에 적용하여 인간의 자연스러운 청각 반응을 정량화할 수 있습니다. 소음 측정을 분석하는 데 사용되는 가장 일반적인 유형의 가중치 시스템입니다.
인간의 귀는 매우 넓은 범위의 소리를 인지할 수 있지만, 청각 시스템은 저주파수 및 고주파수에 대한 감도가 제한되어 있습니다. 몸통, 머리, 외이 및 내이에서 발생하는 간섭으로 인해 신체가 없는 마이크와는 매우 다르게 소리를 수신합니다. A-가중치는 일반인이 들을 수 없는 주파수를 차단하여 이러한 차이를 설명함으로써 소리가 어떻게 수신되는지 더 정확하게 평가합니다.
무가중 소음 측정은 데시벨(dB)로 표시되며, A-가중치 소음 측정은 dBA 또는 dB(A)로 표시됩니다. A 가중치 측정은 실제로 듣는 것보다 소리를 더 많이 나타내기 때문에 두 소리의 dB 레벨이 같아도 dBA 레벨은 다를 수 있습니다. 예를 들어, 한 소리가 1000Hz이고 다른 소리가 100Hz인 경우, 귀는 저주파 톤을 처리할 수 있는 능력이 부족하기 때문에 1000Hz 소리가 더 크게 인식됩니다.
1000Hz 사운드의 예
100Hz 사운드의 예
A-가중치 곡선
A-가중치 곡선은 각 주파수의 귀 감도를 일치시키기 위해 Fletcher-Munson의 등청감곡선을 따라 설정되었습니다. 이 주파수 범위에서는 청력이 약해지기 때문에 주파수가 20Hz에 가까워질수록 감소합니다.
A-가중치는 사운드 측정에 어떻게 사용되나요?
A-가중치 수치는 사람의 귀의 민감도를 반영하기 때문에 일반적으로 항공기나 기차 등 시끄러운 소음으로 인한 청력 손상 가능성을 평가하는 데 사용되며, 전 세계적으로 환경성 청력 손상 위험을 평가하는 데 사용됩니다.
엔지니어링에서는 원하는 범위 내에서 소리가 수신되도록 하기 위해 A-가중치 사운드 측정을 적용합니다. 법적 요건을 충족하고 고객의 편안함을 높이는 것이 사람의 반응에 가중치를 둔 사운드 측정의 주요 목표입니다. 따라서 dB(A) 척도는 자동차, 항공우주, 철도, 소비재, 환경, 건축 등 산업 전반의 내부 사양 및 규제를 위해 R&D 부서에서 주로 사용됩니다.
예를 들어, EU는 승인 인증을 받을 때 차량의 통행 소음이 차량 유형에 따라 특정 작동 조건 및 마이크 위치에 대한 소음 수준을 초과하지 않도록 요구합니다. 이러한 값은 보통 dB(A)로 표시됩니다.
주파수별 A-가중치. 이미지를 클릭하면 확대됩니다.
다른 유형의 주파수 가중치 곡선
A-가중치 곡선은 가장 일반적인 가중치 사운드 곡선입니다. 일반 용도의 측정 표준으로 간주됩니다. 엔지니어링에서는 덜 사용되지만, 일반적으로 더 높은 사운드 레벨을 위해 특정 요구에 따라 다른 주파수 가중치 곡선을 적용할 수 있습니다.
- B-가중치는 70폰의 등청감곡선과 일치하며, 이는 중간 정도의 큰 소리에 해당합니다. 차량의 내부 소음을 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
- C-가중치는 100폰의 등청감곡선과 일치하며, 이는 매우 큰 소리에 해당합니다. C-가중치는 모양이 평평하기 때문에 주로 광대역 소음을 측정하는 소음 측정기에서 볼 수 있습니다.
- D-가중치는 특히 항공기 소음 측정에 사용됩니다.
- G-가중치는 특히 초저주파 범위의 측정에 사용됩니다.
A-가중치는 시뮬레이션에 어떻게 도움이 되나요?
음향 시뮬레이션 데이터를 A-가중치 레벨로 변환하면 엔지니어가 다양한 설계를 비교하고 사람이 인지하는 사운드 강도에 더 가까운 값을 기반으로 보다 정확한 의사 결정을 내리는 데 도움이 됩니다. Ansys Sound를 사용하면 실제 녹음 및 음향 시뮬레이션을 기반으로 음원을 분석하고 설계할 수 있습니다.
dB(A) 단위는 여러 창에서 사용할 수 있습니다.
혁신적인 시간-주파수 분석 및 처리 기능을 사용하여 다양한 사운드 구성 요소를 분리 및 수정하고 소리가 인간의 지각에 미치는 영향을 평가할 수 있습니다. 또한 Ansys Sound는 ICE 또는 EV용 액티브 사운드 튜닝 툴을 포함하여 시뮬레이터 및 차량 내 3D 사운드를 재현할 수 있습니다.
사운드 측정의 정확도를 향상시키는 방법을 알아보려면 다음 웨비나를 시청하세요. Ansys 2022 R1 Ansys Sound 업데이트.