马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？快速注册
x
您的聲音工具分貝 ( dB ) 知多少?
' A& `! g1 z+ P2 q! W: U從事聲音工作的朋友或是業餘愛好者，每每接觸到音響設備或是手冊，都會在一些數據之後,看到很多+ r$ `4 s3 Z9 P, I/ L
你熟悉的 ( dB ) 字眼，它們的過程是怎麼來的？現在就簡單的介紹認識這個單位吧。( T) E( a. q+ A3 z- H
- T3 h+ ]7 N. O2 ^. h
分貝( decibel )簡稱 dB1 r- Y! L8 p; D3 Q9 D2 U+ g
, i7 g) z, s3 w3 A1 D1 O5 n& i7 k! B早期生活上，辨識東西會以大概、差不多，或是用比的，儘可能的讓對方或自己瞭解有多少多大。
, J Y" \5 \" K8 b# s" J- ^: Z5 x" E, z當文明來臨與成長時，對這樣的果付予大家所認同的刻度單位種種，這樣的規則無不充斥在你我的
9 u1 z b& C/ I6 [5 j" q* I) E生活裡，例如長度的：公厘、公分、公寸、公尺、公丈、公引、及公里等，還有在面積的單位、
' J1 W7 K: j A0 t! N容積體積的單位、重量的單位等等，
# d0 p2 C- Z! j* ^% c5 m( 聲學及電子聲學 ) 方面的單位，它是以分貝(decibel ，dB ) 來做結果的。7 w( y7 d' e4 b8 b- M) X1 h
這個單位的由來是英國， Alexander Graham Bell ( 1847 - 1922 )這個人成長及受教育於英國愛丁堡大學
# P5 |# ^6 C B# ^2 e倫敦大學，後來任職於波士頓大學教授，一生專注於科學。
: f2 W- B$ A9 o$ ?3 a' t0 V1876 那一年發明電話！我們都知道貝爾發明了電話，然而重要的是，他發現我們人類耳朵對聲音強度
$ u* }0 {. n) E" `4 K* m# D( d的反應是成對數形式，大概的意思是當聲音的強度增加到某一程度時，人的聽覺會變的較不敏銳，9 A& `. x6 @/ E4 r
這使得對數的單位可以去拿來代表人耳的特性，為了紀念他的發現因而命名為Bell。4 P6 f+ Y, [& n
Bell 用在遠距兩地計算時是 ok 的，因為 Bell 這單位在實際應用上太大了，我們用在小訊號方面時就
% a( B8 t4 ^# R0 p須再細分以十分之一為一個單位，如同你在使用電表時欲量取小電壓，會自動往下播切一格類似，
( f# _9 R3 C. {9 c- \此即 decibel(分貝)，從英文字的 decibel 是(十分之一)，(小數)是 decimal，簡寫是 deci7 X* G$ @$ H: z1 e2 D- K! g7 G$ a
將deci ＋ bel 即成decibel 。而這又有簡寫符號為 dB，注意這dB前面的d 是小寫而後面的 B 是大寫。
( L- X/ M: {: u1 K2 z3 t
* J s& Y, U2 V1 y7 vdBm
) A! i5 B% u2 V* \dBm 是在一個電子電路內,求得一聲頻訊號電平( Audio Signal Level )的量測單位.它在分貝( decibel )的
2 \7 y O& w; f% f) K' N! I3 `, _領域內代表所依據的基準是 1 Milliwatt 的分貝.另一種說法是 dBm 所標示的m 即是(milliwatt)4 d( Z3 n- Y( N3 S
在一個電路內其阻抗為 600Ω.它參照換算相當於一個 0.775 V 的訊號電壓,這訊號電壓是 RMS 的電壓值,! z1 n' _: e! i+ h
也就是 0 dBm 因為 0.775 V 跨接600Ω的負載等於 1mW .即:
6 k8 N% a: @% Q4 C% d) O- x1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.
' b1 h9 b, F; v( R+ pdBm 的m 是小寫的m,它表示1 mW( milliwatt ).但是現在阻抗( Z )通常省略了不提示.
5 \/ A s4 B! `/ J就設備的規格表裡如果有寫及\dBm字眼時,即表示在任一電子設備的電子迴路上所量測有供電的阻抗值! V: {0 b. w# ~) Y1 Z( ` g2 ?
是600 歐姆，是有跨街負載的。
9 n! {! H s: m( H6 x其方程式為：- ?+ M8 @ @3 k- }" G- B; X! Q! w
. C/ L# P# C8 n9 U; ?dBm = 10 log ( P / 0.001 W )
; o5 \- ]0 y( U- V l- ?+ _! P7 M4 V, ], ?! ~
P = 0.001 × 10 ( dBm / 10 )
7 O( l. r( c, o+ g8 A
1 P$ S" |! Y8 j6 l' ]6 h: u) q式中的P 是量測Power 的數值,單位的表示就是Watts.
, u$ ~* W0 O7 _: D7 J若以0 dBm 是測量於跨接在個600 歐姆的負載下(在這裡明白的指出了600歐姆的負載),: ^3 R: T8 ~8 J! [- E6 `; L9 a
我們己知道這0.001 W 己經消耗掉了.% L+ \: b& c) h% I% P7 o
, g0 l' n+ z I6 w# v0 b/ V5 @
代入公式P = E × I = E2 / R 也就是說 0.001 = E2 / 600
( H- L9 N! U/ d7 ]1 _% }8 D: E
& T b- k2 n2 lE= √0.001 × 600 = 0.775V
% L2 S+ Z; l; M# a6 d- N4 J( ]& J/ n0 O f/ Q
因而當0.775 V 是量測在一個600 歐姆的迴路上的話.那0 dBm 就是訊號的功率值,若其它的電壓是測量
- X& S$ ?/ {; {& ^! y在這600 歐姆電路,則dBm 的數值是定位於
# F2 {% k% w& a/ t. c( v; X' z9 a
6 u' Y- z& A& p" g4 A }, WdBm = 20 log ( E / 0.775 )7 O- ~; R5 S, Z: g
6 }' W) c4 T: O/ s式中的E 是經量測後得到的電壓值." g9 x# q* B/ C, S9 F8 N- b
( j4 b4 A0 j7 i" i( F
dBv and dBu
' T1 K# P3 c2 I! G小寫的v 和u 表示相似的東西, b0 A5 ?' Z4 b1 u1 x
dBv 和dBu 也是在一個電子電路內,求得一聲頻訊號電平( Audio Signal Level )的量測單位.而且它們在
5 q0 ?* N8 |! r0 _4 {9 Y% U分貝(decibel)的領域內,所依據的基準也是0.775 V RMS值,與上述dBm 不同之處是它會運用在任何的阻抗3 f) S8 w& \% a: T% N+ a
情形下去算出數據來,我們會時常見到dBu 但較少見到dBv,是因為dBv 它會混淆到我們以為是dBV, a" @% b5 D. F& S0 @' y7 y& g
dBv 和dBV 這兩者是不同的.另一方面要知道的是dBu 是歐洲慣用的,而dBv 是美國慣用的.知道麼?
6 h$ p1 W8 o9 F7 u0 K# h: l因此dBv 或dBu 小寫的v 和u 在基本上表示相同的事物,當一個電壓在做測量的時候,沒有牽拖到電路阻抗,
1 W1 ]2 Q+ L4 t" w但起始運算是拿0.775 V 來導入," X! n( c: T5 J; I: q- ^
這樣說好了,假設好像電路是600Ω 這是我們認為的,(在實際情況上,這可能是不知道的.)因為電路阻抗是
6 P: }, Q( e; r不清楚的,因而實際有效功率是不明確的,那求出的值亦是不準確,如果要嚴格結果的,
6 {5 F& m" ~1 H. b7 B9 f/ V- N使用dBv or dBu 來求取數值時.並不是一個正確的 dB 測量法,然而它所得的果還是有用的.7 i" P1 ?& J8 e5 Y
我們觀察其不同之處,4 Z R6 X4 a5 _( g5 H
+ t# c- ~- z! c! q$ G
dBm = 20 log ( E / 0.775 ),3 U' s- c1 {7 t x+ u! f, \. ~
3 x. K7 u- @% ~9 [* y
3 T# ^' m5 Q+ M0 y7 ndBv = 20 log ( E / 0.775 ),
* h% t# s: k ]' B/ p( N
9 S9 j3 E/ z1 u5 ]% ]; X
2 Y9 E3 u+ h; }6 u+ K' y* XdBm 式子裡的0.775V 是以正600歐姆求出的.
. R4 L& l! H5 U! ]) ]/ WdBv 式子裡的0.775V 則是假設它們是600歐姆的,
1 ~$ V* c5 O- Z- j( z5 Y# X. z式中的E 是經量測後所得到的電壓值,至後此兩式子的差值在現今已被畫成等號了.) V5 t% ]3 o/ X4 n, \
也就是說dBm = dBv or dBu而且很不幸的是dBv 變成現在大家通用的運算法則.這是為什麼?
6 o0 N/ u# ~) Y( c7 d$ t原因是,業者的產品設備雖不達要求標準,但足夠大眾消費上的運用,以音響商業市場裡,這是方便的: y7 D; L8 B, X: J. `
宣告自己產品規格數據,以這樣的方式去解釋分貝.但又沒有真實說明，這是廠商們最想要結果。
: ]! Z f+ U: H3 ]. E# P4 y
- F% @/ X" j5 n1 o! V8 d9 ZdBV
# p! S6 V2 c& B1 j8 f7 A: QdBV 也是運用在一個電子電路內,求得一聲頻訊號電平( Audio Signal Level )的量測單位.
: Y0 a/ O& s, L# i它在分貝( decibel )的領域內所依據的基準是1 V RMS 值的分貝.它量測時的條件很鬆.3 k& @8 W. {" `: h3 I* y5 F$ @
可作用在任何的阻抗值上,dBV 的測量是相似於dBv( 或dBu )測量的方式,但大V 表示參考於1 伏特電壓
8 }. a' f" I; D5 k- e( 電壓基準 ),且不管給予的任何阻抗值,那麼這個值就更不是那麼的精準了.不過起碼能知道任一電路
/ a' C z1 ~+ T' P0 u5 G架構的訊號電平位準差不多是在那裡，是的,dBV 會在那裡出現呢?
, ?3 p ^( X' Y* x+ B; `5 ^* U它通常是運用在－10 dBV 的非平衡式( Unbalanced ) or 高阻抗(High Impedance)的消費性電子裝置設備上,& l: U; `# l0 m( N+ V% \+ V
一般製造商所提供的文件上,會標註輸入及輸出是依據於負10,又應標註何時是利用dBV 參考,$ C) ^ U7 ?2 P' A, Y. F
( 這點有時被忽略了 ).以及何時又是利用dBv or dBu 參考的,) X0 J) P0 m7 z2 }4 Z
大致上高端的器材設備上,幾乎看不到這樣的數值表示.當廠商提示出dBV 時,您也就不必太關心這個
1 l) ^3 ^4 T9 Z& k( q數值了,它並不會很準確，但也是可以使用的結構，僅是利用在產品架構上，去界定它是消費性業餘
/ p: a) g1 G2 \5 c' n" A% ~9 G裝置或專業級的設備.
4 l" B7 g! H8 ]3 t7 [$ l0 C0 y) q6 Y8 q
dBW
/ W8 W5 R# T8 N( I5 c! ]1 p3 i8 X它在分貝的領域內,所依據的基準是明確的在1 W 的分貝,
# c2 y K4 x0 W% T% UdBW 大寫的W 即為Watt的意思.其時這段文應該跟dBm擺在一起的.
3 W+ @! x# W8 i3 M; m% I; b就如dBm 般的,它對於聲頻方面,如麥克風電平位準及線性電平位準(Line Level)而言,運用dBm 來求取
. a. M/ Z G2 b4 S% F& q數值剛好.dBm or dBv or dBu 就像比例呎一樣將一個較大的量測單位照比例縮小到方便我們使用.
7 H# I" U/ R* i4 ~* W2 M如果用dBW 來導入就不太恰當.它是太大了.
3 ?5 o _( P0 X$ x0 ~ l" R: O不過它能利用在求出擴大機功率輸出的對數性質,即 dBW. 只是dBW與dBm一樣的被商家們,忽略掉
+ I3 U5 q% h5 {! l5 h0 dBW=1W,
- P6 J& q0 u5 c- x4 R100W=10log(100W/1)=20 dBW9 w) M# |+ I$ `
1000W=30 dBW2 T0 ^: {# O1 M( w% q& c& N3 Y4 t
當dBW 代換到dBm 時是：1 U. @' T( p! }) P& o& c
1W=多少 dBm
1 p! a0 N9 i2 I3 `) o/ f7 {% WdBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30 dBm
( }$ e* b$ B7 |0 M- D1W= 0 dBW=30 dBm/ M6 \4 K) b1 v, t ]
dBW = -30 dBm，這就是 30 dBm = 0 dBW.
9 k( |3 ?( i; A" \+ L( H
4 \0 J4 \8 A& X1 i
5 J2 e$ E/ y7 x7 a下表是有關dBW 與Watts 的相互對照,
: Q, u) n& B( {# w; M. l, k& H% |3 h9 n: M
5 H) i+ }5 H- b5 d, x
覺得聲音大1 倍時,喇叭的音壓已增加了近10 dB ,擴大機的功率也大了近10 倍了.
' `3 U3 q+ F |) adBr
: P+ ^# l, _* [dBr 是一個在當下量測時,付予電子電路內,一量測的參考電壓.製造商會在手冊上說明某一環節的電路
4 Z9 s4 t! H3 A) J) n0 V所求出的值.是以多少量測的參考電壓dBr 來測得的.淺說也就是參考電壓從單一訊號到全頻20~20k.
; n! x( Y* s D# F( n# f其量測的校準刻度是在0 dBr .又一般 0 dBr = 1.23 Vrms = + 4dBv 除非是使用不同的量測的參考電壓.3 N% f( w2 ]8 z3 R* f* p
那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.
0 s9 j3 s U6 V+ I+ v. |! KdBFS
# S- h( y* Q. J4 I- F8 ^' \分貝滿刻度也就是一般數位設備上的指示單位.' F4 N. h& o( E7 V5 T7 G
這”滿刻度”之意就是使用在一類比訊號轉換成數位訊號 or 數位訊號換成類比訊號時的過程.6 m/ Z7 o1 Q- I* ~3 A+ W
這轉換之間所能記錄編碼的最大電平量(在數位訊號失真切割之前" digital clipping" ).% P0 L4 ~9 {' O# A0 H
這個最大的記錄編碼電平量就寫成 0 dBFS .
3 Y7 `' S: n. e! I$ }0dBFS 數位訊號滿刻度又等於+ 24dBu 的類比訊號輸出.然而一般的數位設備會架構於+ 18dBu輸出.
# w) [( ?# @2 o* t' odBA，dBB，dBC5 l( K* d3 K( n% p
這三組濾波電路是針對人耳對於低頻的感觀在某個音壓下，會有不同的聆聽表現，
3 J! V- n; X5 `6 N舉例當我們聆聽小聲的音樂電平時，對於低頻的反應是不靈敏，然後就量測麥克風儀器而言，
0 q! C' p' Z& \0 a& @ z& N/ {在任何音壓裡，對於低頻應有的能量取得是一樣的靈敏，這樣會造成在小音壓底下，麥克風量到的
5 o2 M, \) J- i- Y* P! H與耳朵聽到的會不一致，為了讓人耳這樣的等響曲線與量測的曲線相似，在音壓量計上，或是量測曲線儀上，都會提供大約2~3個不同音壓範圍的曲線濾波選擇。
6 a; c" j L* z8 {% n$ G聲壓位準在20~55 dB SPL範圍內，建議使用A加權曲線網路.
9 e) ~6 Y: \3 L# k. r# g$ F聲壓位準在55~85 dB SPL範圍內，建議使用B加權曲線網路.
: [; F, T/ w4 i聲壓位準在85~140 dB SPL範圍內，建議使用C加權曲線網路.6 f- x8 }: d3 y4 @7 Q/ B
B加權濾波已經不太被應用在量測上了，僅在學術的研討上才會有更細膩的慮波曲線參考 |
发表于 2009-12-22 10:37:11
