聲音-分貝和分貝測量(七)

声无哀乐 2024-05-11 02:24 11次浏览 0 条评论 taohigo.com

視聽行業經常使用分貝測量,因此瞭解分貝是什麼以及如何使用是很重要的。

分貝(dB)是兩個具有相同物理性質的量(如壓力、功率或電壓)之間對數比的度量。作為對數刻度,它非常適合描述具有潛在非常大范圍值的比率。

貝爾的基本單位是以電信先驅亞歷山大·格雷厄姆·貝爾的名字命名的,但貝爾對於大多數實際用途來說太大瞭,所以使用分貝(dB)作為標準單位(1dB = 0.1Bel)

分貝用於量化測量電壓、距離、功率或聲壓的差異。它們經常用於將測量值與一些已知的測量值(稱為參考水平)進行比較。聲壓級(SPL)是用人類聽力的閾值20微帕斯卡(μ PA)作為參考級來測量的。這通常被稱為0dB聲壓級參考電平

帕斯卡(Pa)是國際壓力單位,1Pa = 0.00015磅/平方英寸。

我們可以用下面的公式計算兩個功率等級之間的分貝差

如果我們將一個功率等級(瓦特(P))與另一個功率等級(瓦特(P))進行比較,就會得到以分貝為單位的比值

然而,在比較電流或電壓時,由於功率與電壓或電流的平方有關,因此dB的計算需要考慮這種二次關系。這個方程

如果我們比較一個電壓(V)和另一個電壓(V),就會得到分貝的差值

類似地,當被測量的特性涉及一個場,例如來自無線電發射機的輻射功率或來自源的輻射聲壓時,場強與到源距離的平方成正比,需要分貝計算來解釋這種二次關系。例如,這個方程:

如果我們將距離聲源某一距離(D)處的聲壓級與距離聲源另一距離(D)處的聲壓級進行比較,就會得到分貝的差值。

現在,您知道瞭您以對數方式感知聲音級別的差異,並且使用瞭分貝作為對數刻度,讓我們進一步探索分貝是如何使用的。

您不僅可以將一個數字與相同類型的另一個數字進行比較,還可以將一個數字與已知的引用級別進行比較。例如,使用20對數方程,您可以比較兩個聲壓級之間的分貝差。正如你之前學到的您還可以將聲壓級測量結果(分貝)與已知的聲壓級進行比較聲壓參考級,單位為分貝。

為瞭使測量到的聲壓級為85dB有意義,它必須有一個參考,因為分貝是比較,而不是絕對量的單位。如果沒有參考,這就像說:“今天比昨天熱10度。”不知道昨天的溫度,你就不可能知道今天的溫度,因為你缺乏參考。你需要知道85分貝相對於某物意味著什麼。85分貝聲壓級的測量是85分貝聲壓,參考聽力的0分貝聲壓級閾值。

參考水平也用於其他測量。我們常用0dBu (= 775mV)和0dBV (= 1.0V)來表示電壓等級,用0dBm (= 1mW)來表示功率等級。

雖然-20dBu是小於0dBu的電壓,但它並不是負電壓,而是小於775mV的電壓。

關於人類聽力,以下是一些公認的概括性情況:

1分貝的變化是可察覺的最小變化。除非他們聽得非常仔細,否則大多數人不會察覺到1dB的變化。

一個“隻是明顯”的變化,無論是更大還是更軟,都需要一個3dB的變化(比如85分貝的SPL到88分貝的SPL)

10dB的變化才能讓人們主觀上感覺到聲音的變化是原來的兩倍還是原來的一半。(例如,聲壓級從85分貝變到95分貝會被認為是以前的兩倍。)