室内声压级的计算公式

心洁 · 发表于 2010-8-8 10:47:10

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室内声压级的计算公式
在室内扩声声场设计中，国家有相关的行业标准，标准是量化的指标，靠经验只能定性的分析，不能定量的分析，怎样才能知道一个扩声声场设计达到了国家相关的行业标准（或者是以科学的态度作扩声设计），这需要有定量的分析手段。下面就衡量声音的大小的指标作简单的说明：
扩声系统指标中第一项指标为“最大稳态声压级”，声压级简单讲就是听到的声音大小，单位为dB (分贝)，，在设备指标中声压级相差3 dB为输出功率相差一倍，音箱的最大声压级（也就是音箱的输出的最大声音）是音箱的额定输出功率（非峰值功率）的函数加上音箱灵敏度之和，计算公式为：
音箱最大声压级（SPL）=音箱的灵敏度（1W/m）+10log音箱的额定输出功率
也就是音箱的输出声音大小是由音箱的额定功率与音箱的灵敏度共同决定的。
例如；某音箱（100w,灵敏度90 dB）代入上式：
音箱最大声压级（SPL）=90（1W/m）+10log100=110dB
某音箱（200w,灵敏度87 dB）代入上式：
音箱最大声压级（SPL）=87（1W/m）+10log200=110dB
从以上计算可看出，100w,灵敏度90 dB的音箱与200w,灵敏度87dB的音箱放出来的声音一样大。
以上的是距音箱1米处的声压级，在计算距离音箱多少米处的声压级的为；音箱的最大声压级减去距离的函数，计算公式为：
距音箱某米处的最大声压级（SPL）=音箱最大声压级（dB）-20log距离（米）
例如：计算上面的音箱距离10米处的最大声压级，代入上式：
距音箱10米处的最大声压级（SPL）=110（dB）-20log10（米）=90dB
以上的计算公式是在音箱轴线计算的，如与音箱有轴线偏离角，则需再减偏离角的函数，一般在估算时不做要求，在音箱的辐射角的范围内，音箱轴线与辐射角边缘相差6dB，可根据这进行估算。
在室内有多只音箱的情况下，某点的最大声压级（单声道扩声，就是每只音箱的信息是相同的）的手工计算较为复杂，与室内的临界混响有关（含房间的吸音系数和空间大小），与每只音箱到达此点的延时时间有关，简单的讲就是；每只音箱距此点的最大声压级相加的和的函数在加上此点的临界混响时间内的混响声压级与直达声声压级的差（不知这样表述是否可以说清楚）。
某点的最大声压级=10log(音箱1+音箱2+.......)+（混响声压级-直达声声压级）
以上算式有两个条件：一是某只音箱在此点的最大声压级小于此点其它音箱在此点的最大声压级6dB 一般不予考虑，二是在临界混响声压级小于直达声声压级一般不予考虑。
还需考虑相位干涉问题，在某个频点每只音箱到达此点的延时时间，频率和延时时间可计算出此点的相位，相位干涉问题较复杂，简单的讲就是相位差大于180度，声压级是相减的关系。
计算室内混合声场最好用计算机辅助设计手段（因手工计算公式较为复杂），例如EASE等进行预测分析，才能较好的设计出扩声声场。
注意：量化的计算是建立在设备指标的准确性和真实性上的，建议采用品牌设备的参数进行计算，进口音响设备的功率指标有EIA和IEC标准，都可以作为计算依据，不过，在EIA标准中是以RMS（平均功率）作为依据，不能以连续程序功率作为依据，在IEC标准中是以连续功率或额定功率作为依据，不能以峰值功率作为依据。

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