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您的声音工具分贝(dB)知多少?

2014-8-20 17:20| 发布者: camix| 查看: 1100| 评论: 0|原作者: 吴荣宗

从事声音工作的朋友或是业余爱好者,每每接触到音响设备或是手册,都会在一些数据之后,看到很多你熟悉的(dB)字眼,它们的过程是怎么来的?现在就简单的介绍认识这个单位吧。

分贝
(decibel)简称dB

早期生活上,辨识东西会以大概、差不多,或是用比的,尽可能的让对方或自己了解有多少多大。

当文明来临与成长时,对这样的果付予大家所认同的刻度单位种种,这样的规则无不充斥在你我的生活里,例如长度的:公厘、公分、公寸、公尺、公丈、公引、及公里等,还有在面积的单位、容积体积的单位、重量的单位等等,
(声学及电子声学)方面的单位,它是以分贝(decibeldB)来做结果的。
这个单位的由来是英国,AlexanderGrahamBell(1847-1922)这个人成长及受教育于英国爱丁堡大学伦敦大学,后来任职于波士顿大学教授,一生专注于科学。

1876
那一年发明电话!我们都知道贝尔发明了电话,然而重要的是,他发现我们人类耳朵对声音强度的反应是成对数形式,大概的意思是当声音的强度增加到某一程度时,人的听觉会变的较不敏锐,这使得对数的单位可以去拿来代表人耳的特性,为了纪念他的发现因而命名为Bell

Bell
用在远距两地计算时是ok的,因为Bell这单位在实际应用上太大了,我们用在小讯号方面时就须再细分以十分之一为一个单位,如同你在使用电表时欲量取小电压,会自动往下播切一格类似,此即decibel(分贝),从英文字的decibel(十分之一)(小数)decimal,简写是decidecibel即成decibel。而这又有简写符号为dB,注意这dB前面的d是小写而后面的B是大写。

dBm

dBm
是在一个电子电路内,求得一声频讯号电平(AudioSignalLevel)的量测单位.它在分贝(decibel)的领域内代表所依据的基准是1Milliwatt的分贝.另一种说法是dBm所标示的m即是(milliwatt)在一个电路内其阻抗为600Ω.它参照换算相当于一个0.775V的讯号电压,这讯号电压是RMS的电压值,也就是0dBm因为0.775V跨接600Ω的负载等于1mW.

:1Milliwatt=0.775V=0dBm/600Ω.

dBm
m是小写的m,它表示1mW(milliwatt).但是现在阻抗(Z)通常省略了不提示.

就设备的规格表里如果有写及
\dBm字眼时,即表示在任一电子设备的电子回路上所量测有供电的阻抗值是600奥姆,是有跨街负载的。

其方程式为:
dBm=10log(P/0.001W) P=0.001×10(dBm/10)

式中的
P是量测Power的数值,单位的表示就是Watts.

若以
0dBm是测量于跨接在个600奥姆的负载下(在这里明白的指出了600奥姆的负载),

我们己知道这
0.001W己经消耗掉了.

代入公式
P=E×I=E2/R也就是说0.001=E2/600

E=
0.001×600=0.775V

因而当
0.775V是量测在一个600奥姆的回路上的话.0dBm就是讯号的功率值,若其它的电压是测量在这600奥姆电路,dBm的数值是定位于dBm=20log(E/0.775)式中的E是经量测后得到的电压值.

dBvanddBu

小写的
vu表示相似的东西,dBvdBu也是在一个电子电路内,求得一声频讯号电平(AudioSignalLevel)的量测单位.而且它们在分贝(decibel)的领域内,所依据的基准也是0.775VRMS,与上述dBm不同之处是它会运用在任何的阻抗情形下去算出数据来,我们会时常见到dBu但较少见到dBv,是因为dBv它会混淆到我们以为是dBV,dBvdBV这两者是不同的.另一方面要知道的是dBu是欧洲惯用的,dBv是美国惯用的.知道么?

因此
dBvdBu小写的vu在基本上表示相同的事物,当一个电压在做测量的时候,没有牵拖到电路阻抗,但起始运算是拿0.775V来导入,这样说好了,假设好像电路是600Ω这是我们认为的,(在实际情况上,这可能是不知道的.)因为电路阻抗是不清楚的,因而实际有效功率是不明确的,那求出的值亦是不准确,如果要严格结果的,使用dBvordBu来求取数值时.并不是一个正确的dB测量法,然而它所得的果还是有用的.

我们观察其不同之处
,dBm=20log(E/0.775),dBv=20log(E/0.775),dBm式子里的0.775V是以正600奥姆求出的.

dBv
式子里的0.775V则是假设它们是600奥姆的,式中的E是经量测后所得到的电压值,至后此两式子的差值在现今已被画成等号了.

也就是说
dBm=dBvordBu而且很不幸的是dBv变成现在大家通用的运算法则.这是为什么?

原因是
,业者的产品设备虽不达要求标准,但足够大众消费上的运用,以音响商业市场里,这是方便的宣告自己产品规格数据,以这样的方式去解释分贝.但又没有真实说明,这是厂商们最想要结果。

dBV
 
dBV也是运用在一个电子电路内,求得一声频讯号电平(AudioSignalLevel)的量测单位.

它在分贝
(decibel)的领域内所依据的基准是1VRMS值的分贝.它量测时的条件很松.

可作用在任何的阻抗值上
,dBV的测量是相似于dBv(dBu)测量的方式,但大V表示参考于1伏特电压(电压基准),且不管给予的任何阻抗值,那么这个值就更不是那么的精准了.不过起码能知道任一电路架构的讯号电平位准差不多是在那里,是的,dBV会在那里出现呢?

它通常是运用在-
10dBV的非平衡式(Unbalanced)or高阻抗(HighImpedance)的消费性电子装置设备上,一般制造商所提供的文件上,会标注输入及输出是依据于负10,又应标注何时是利用dBV参考,(这点有时被忽略了).以及何时又是利用dBvordBu参考的,

大致上高端的器材设备上
,几乎看不到这样的数值表示.当厂商提示出dBV,您也就不必太关心这个数值了,它并不会很准确,但也是可以使用的结构,仅是利用在产品架构上,去界定它是消费性业余装置或专业级的设备.
 
dBW

它在分贝的领域内
,所依据的基准是明确的在1W的分贝,dBW大写的W即为Watt的意思.其时这段文应该跟dBm摆在一起的.

就如
dBm般的,它对于声频方面,如麦克风电平位准及线性电平位准(LineLevel)而言,运用dBm来求取数值刚好.dBmordBvordBu就像比例呎一样将一个较大的量测单位照比例缩小到方便我们使用.

如果用
dBW来导入就不太恰当.它是太大了.

不过它能利用在求出扩大机功率输出的对数性质
,dBW.只是dBWdBm一样的被商家们,忽略掉0dBW=1W,100W=10log(100W/1)=20dBW,1000W=30dBW 

dBW代换到dBm时是:1W=多少dBm

dBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30dBm

1W=0dBW=30dBm

dBW=-30dBm
,这就是30dBm=0dBW.

下表是有关
dBWWatts的相互对照,



觉得声音大
1倍时,喇叭的音压已增加了近10dB,扩大机的功率也大了近10倍了.

dBr

dBr是一个在当下量测时,付予电子电路内,一量测的参考电压.制造商会在手册上说明某一环节的电路所求出的值.是以多少量测的参考电压dBr来测得的.浅说也就是参考电压从单一讯号到全频20~20k.

其量测的校准刻度是在
0dBr.又一般0dBr=1.23Vrms=+4dBv除非是使用不同的量测的参考电压.

那厂商就有责任告知它们的
dBr是以多电平(Level)量测的.

dBFS

分贝满刻度也就是一般数字设备上的指示单位
.

满刻度之意就是使用在一模拟讯号转换成数字讯号or数字讯号换成模拟讯号时的过程.

这转换之间所能记录编码的最大电平量
(在数字讯号失真切割之前"digitalclipping").

这个最大的记录编码电平量就写成
0dBFS.

0dBFS
数字讯号满刻度又等于+24dBu的模拟讯号输出.然而一般的数字设备会架构于+18dBu输出.

dBA
dBBdBC

这三组滤波电路是针对人耳对于低频的感观在某个音压下,会有不同的聆听表现,举例当我们聆听小声的音乐电平时,对于低频的反应是不灵敏,然后就量测麦克风仪器而言,在任何音压里,对于低频应有的能量取得是一样的灵敏,这样会造成在小音压底下,麦克风量到的与耳朵听到的会不一致,为了让人耳这样的等响曲线与量测的曲线相似,在音压量计上,或是量测曲线仪上,都会提供大约
2~3个不同音压范围的曲线滤波选择。

l
声压位准在20~55dBSPL范围内,建议使用A加权曲线网络.

l
声压位准在55~85dBSPL范围内,建议使用B加权曲线网络.

l
声压位准在85~140dBSPL范围内,建议使用C加权曲线网络.

B
加权滤波已经不太被应用在量测上了,仅在学术的研讨上才会有更细腻的虑波曲线参考。
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