全國24小時技術服務熱線:15373866619
特寶聲專業音箱經銷代理
SHURE 無線話筒
mipro 無線話筒
MIDAS 調音臺
英國AH專業大型調音臺
DBX
BSS
soundcraft
寶利通視頻會議系統設備
香港安恒利
專業知識

你對dBSPL、dBv、dBu、dBV、dBFS了解多少

2012-06-22

從事聲音工作的朋友或是業余愛好者,每每接觸到音響設備或是手冊,都會在一些數據之后,看到很多你熟悉的(dB)字眼,它們的過程是怎么來的?現在就簡單的介紹認識這個單位吧。
分貝(decibel)簡稱dB
分貝(decibel)是量度兩個相同單位之數量比例的計量單位,在音視頻行業應用廣泛,例如度量聲音強度,常用dB表示。分貝最初來源于長途電訊的計測, 后被廣泛應用在電工、無線電、力學、沖擊振動、機械功率和聲學等領域。
dB實際上是一個輔單位,其主單位是“貝爾”,以美國發明家亞歷山大·格拉漢姆·貝爾(Alexander Graham Bell,1847年3月3日-1922年8月2日)的名字命名。
 你對dBSPL、dBv、dBu、dBV、dBFS了解多少
 
Bell用在遠距兩地計算時是ok的,但是“貝爾”這個單位太大了,使用并不方便,所以人們常用的是其decibel的(十分之一)方式使用,就是“分貝”。“分”(deci-)指十分之一,個位是“貝”(bel)。以10為標準,那么1000就是2Bell,也就是20dB。而這又有簡寫符號為dB,注意這dB前面的d是小寫而后面的B是大寫。
 
“分貝”和“米”、“秒”、“攝氏度”等物理量并不相同,它并不是一個直接描述聲音強度的物理量。
 
題目上的“dBSPL、dBv、dBu、dBV、dBFS”,都是在dB上了個后綴,dB后面不同的字母指示的就是我們用什么作為測量單位來得到這個分貝值的。
 
dBSPL(表述聲壓)
SPL(Sound Pressure Levels)
聲音是一種振動波。聲音通過空氣傳播(也可以是其它介質)被我們聽到,本質上就是空氣分子的振動傳到了耳朵里,引發鼓膜的振動。所以聲音的大小,反映的是這種振動的強度。
由于空氣振動會引起大氣壓強的變化,所以確切地說,我們應該用壓強變化的程度來描述一個聲音的大小,這就是“聲壓”的概念,它的單位是Pa(帕斯卡,壓強單位)。比如:1米外步槍射擊的聲音大約是7000Pa;10米外開過的汽車大約是0.2Pa。
用聲壓來描述聲音強度雖然準確,但和人的感知不匹配:聲壓的變化范圍非常大,不同聲音的聲壓可能相差成百上千倍。比如上面兩個例子:雖然步槍的聲音確實比汽車聲要大,但要說大出幾萬倍,這無論如何也與我們的日常感覺有出入。
這個是人耳的聽覺特性,人耳不是線性的,而是對數的。
對于聲音,“分貝”是這樣定義的:我們將某一個聲壓值定義為“參照數”(0分貝),這是一個固定的值;任何一個聲音,都和這個參照數相除,取結果的對數(以10為底),再乘以20,這樣算出來的就是這個聲音的分貝。
寫成公式就是:
 你對dBSPL、dBv、dBu、dBV、dBFS了解多少
其中:GdB 為分貝;V0 為聲壓參照數;V1 為聲壓測量值。
 
0dB作為“參照數”的聲音,當我們計算在氣體介質中傳播的聲音時,采用的標準值是2×10^-5 Pa(20μPa),這是人耳在1KHz這個頻率下能聽到的最小的聲音,大致相當于3米外的一只蚊子在飛。這就是聲學上對“0分貝”的定義。事實上,很多人聽不到這樣弱的聲音。根據世界衛生組織的定義,如果一個人能聽到的最小聲音在25分貝以下,就屬于正常聽力。
而人的聽覺痛閥是120 dBSPL,對應的壓強是20Pa。
20 * log (20 Pa / 0.00002 Pa) = 120 dB

dBv和dBu(表述電壓)
注意:dBv(v小寫)
這兩個單位是一樣的。為什么呢?只是因為dBv和dBV僅僅是大小寫的區別,太容易混淆了,所以人們就將小寫的dBv寫成dBu,方便區別。僅此而已……
0dBu = 0.775 V(參照數)
為什么選擇0.775V呢?因為以前的輸入輸出阻抗定的是600Ω,而0.775V的電壓,加在600Ω上,正好得到1mW的功率,這個0.775就是這樣得來的。(更精確的說是0.7746V)
在這兒要注意的是:這個值是取的平均電壓值,因為音頻信號不是直流信號,電壓是一直在改變的,而dBu的標準電壓最初也是以交流電的功率換算出來的。
 
dBV
注意:dBV(V大寫)
為什么又出來一個大寫的V呢?
上面說的,dBv和dBu參照數取的是0.775V,有的工程師就覺得這樣很麻煩,搞個小數點的,太不方便了。所以,就用1V為參照數來計算。
dBV = 20 * log (被測電壓 / 1V)
所以,dBV和dBu/dBv的本質上是一樣的,只是參照數不同罷了。
 
把dBu和dBV做簡單換算,可以用dBu=dBV+2.2來做簡單計算。
 
dBFS
dBFS則是在數字音頻的領域上的一個值了。
dBFS的全稱是"Decibels Full Scale"(全分貝刻度)——是一種為數字音頻設備創立的分貝值表示方法。
0dBFS的參照數不是最小的值,也不是中間某個值,而是最大值。
OK,那這個“最大值”是怎么來的呢?這個要從數字音頻的存儲原理說起:
我們用16bit的數字音頻為例:“16bit”的意思是,采樣信號以16位二進制數字來存儲。二進制數字就兩個:“0”和“1”。
所以,最大的值就是1111 1111 1111 1111(二進制,換算成十進制是65536),因此,計算dBFS的公式就是:
dBFS = 20 * log (采樣信號 / 1111 1111 1111 1111)
這樣就很容易解釋為什么不能超過“0”了,因為dBFS的參照數是最大值,所以:
20 * log (1111 1111 1111 1111 / 1111 1111 1111 1111) = 0 dBFS
那么最小的呢?
除了0之外,16位二進制最小的數字是:0000 0000 0000 0001
那么:
20 * log (0000 0000 0000 0001 / 1111 1111 1111 1111) = -96 dBFS
 
所以說,16bit時,最大的動態范圍是96dB,大無可大。而24bit而要大得多了,可以達到144dB。(參考后圖)
 
那么,dBu或dBV與dBFS之間怎么換算?
有問題,現在這個問題是有爭議的。從最初的-12dBFS對應0dBu到-14,又到-28,又回到-20或-22。具體是怎么樣的,只能看你手上設備的說明書了。
 
附圖一:
 你對dBSPL、dBv、dBu、dBV、dBFS了解多少
圖片源于網絡,做了翻譯和補充說明
 
附圖二:
 你對dBSPL、dBv、dBu、dBV、dBFS了解多少
圖片源于網絡,做了翻譯和補充說明

 
 
 
廣告
河南22选5开奖结果今天 曲靖搞传销能赚钱吗 东北麻将属于什么麻将 电脑能赚钱的捕鱼游戏有哪些 美人捕鱼下载 剑灵加什么工会赚钱 万豪彩票网址 重庆水稻收割机赚钱吗 闲来广东麻将苹果版 限塑让超市赚钱了 域名怎么贩卖赚钱 中天彩票苹果 如何微信违法赚钱 外国赚钱的生意 大有彩票安卓 新出赚钱的手游 赚钱卖淫