分贝电压换算,分贝电压换算 FFT

首页 > 大全 > 作者:YD1662023-09-20 02:26:34


一、dB的诞生背景

dB是英文“Decibel”的简写,其中,deci表示十分之一,Bel表示“贝”。Decibel,分贝就是十分之一贝。“贝”是“贝尔”的简称,是以杰出科学家Alexander Graham Bell的名字来命名的单位。贝尔在1876年获得了电话发明的专利,并在电话的应用和发展上做出了巨大的突破。Bel并不是国际单位制 (System International) 的单位,但是受到国际单位制的规则影响,用人名表示的单位符号的首字母要大写,所以我们看到dB中B应为大写。由于“Bel”这个单位比较大,使用不方便,更常用的是十分之一贝尔,即分贝。

分贝电压换算,分贝电压换算 FFT(1)

Alexander Graham Bell

今天在音频工程和声学领域中,工程师、音响师几乎每天都会用到dB这个词。比如“将1000Hz衰减3dB”,“把推子推高3dB”或者“这款音箱灵敏度是98dB SPL”,可以说dB在音频行业中是个无处不在的单位。而关于dB的讨论也是一个历久常新的话题,因为每一位从业者都会经历一个“搞懂dB是什么”的阶段,尤其是在声学领域,dB经常用作为表征声压级SPL (Sound Pressure Level) 的大小。声压的单位是帕斯卡,Pa,声压的参考值是20μPa,这个值表示人耳在1000Hz处的平均可听阈值,或者是人耳在1000Hz处可被感知的平均最小声压波动值。声音是叠加在大气压之上的声压波动,大气压为1.01325×10^5Pa。相比于大气压,声压幅值波动非常小。人耳可听的声压幅值波动范围为2×10^-5Pa~20Pa,这个声压幅值波动区间很大,二者的比值达到了10^6。似乎从线性角度来说这个声压幅值的波动区间,很不方便。数字位数一多,读起来都头痛,要仔细逐一数一数位数,我反正是这样的,我不知道您是不是也是这样!有没有懒人方法呢,能方便的反映出这个波动的幅值呢?大师Bell早就在思考:有没有好的方法解决这个问题。因此,引入了以dB表示的声压级的概念。他发现我们人类耳朵对声音强度的反应是成对数形式的,大概意思就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,刚好近似对数的单位刻度。这使得对数的单位可以拿来代表人类听觉变化的比例,因此,以对数dB形式表示的声压级应孕而生了。人耳可听的声压幅值波动范围为2×10^-5Pa~20Pa,用幅值dB表示对应的分贝数为0~120dB,因此,当用分贝表示声压级的大小时,表征起来更为方便。现实世界中,各种常见情况的声音分贝大小如下图所示。

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用图表表示声压幅值和分贝数,如下表所示:

分贝电压换算,分贝电压换算 FFT(3)

二、dB的定义

理解dB的第一个要点,就是要知道它是表示两个具有相同单位的同一种物理量的相对关系。即两种电或声功率之比,或两种电压或电流值或类似声量之比。它还是一种测量声音相对响度的单位。最初在电话工程领域,dB是用于定义于表示两个功率比,是P1/P0的比值再取以10为底的对数,再乘以10,其数学式为:

分贝电压换算,分贝电压换算 FFT(4)

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