赶快注册并登录访问我们网站，呈现更多精彩内容！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册加入
x
吳榮宗 主筆
: ]! T8 N% x" {8 {1 ?) G% r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
: n' _- K! p5 T1 m; }6 [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。
4 {6 ^( t5 G' N& d4 h分貝( decibel )簡稱 dB6 `. e# c. v$ L6 }2 `
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。
' v# f S- k' j7 }7 ^. j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- Z" m R. o, a! [3 k3 {$ M+ j0 w+ Z
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、+ h$ r0 [. V) s0 P2 A7 d3 W% g
容積體積的單位、重量的單位等等，# ?. }' k$ }/ [' C3 C$ D
( 聲學及電子聲學 ) 方面的單位，它是以分貝(decibel ，dB ) 來做結果的。
; r9 l! y4 S7 i& r3 } k" ?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4 x) O9 E) B1 z4 O! v+ S
倫敦大學，後來任職於波士頓大學教授，一生專注於科學。
a: K& z; l- t9 v5 q: B+ A# g1876 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
0 f$ o2 C# B+ z m* D6 R$ b! v9 `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，
5 M& _; Y/ l1 U+ U5 K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。
. M+ F3 W. Q6 B; ^3 }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
( U4 }, H: G- q p; Z# h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，
2 e3 a/ b, {! q" c1 q& Q1 B5 y# p此即 decibel(分貝)，從英文字的 decibel 是(十分之一)，(小數)是 decimal，簡寫是 deci; e! b+ {4 s) M1 x. x
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。 c7 _3 d1 d' @% }! O: v" v! i
. \4 j" n( ~% t: v0 ~3 f' X. V
dBm5 |5 R! R* o! ~" f8 g) u
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% d" e& t6 Q& ?# _
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)
o5 o2 q7 h* A% h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,
6 ` Z& Y# D7 [# _# W也就是 0 dBm 因為 0.775 V 跨接600Ω的負載等於 1mW .即:) N0 V" @2 @$ A- S" l
1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.
( o" ?/ l0 m2 g# b5 E: _dBm 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.( C! v; B" O" C) C5 V
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
# H) e d/ Y1 l0 s5 \8 Y7 T( {0 p8 F是600 歐姆，是有跨街負載的。3 A' ]! t$ v4 e$ A; ]3 s" k
其方程式為：; ]6 R# L' R( f0 r
* [$ {; G) f' Z" Y( o8 C3 M
dBm = 10 log ( P / 0.001 W )- {8 m! f h9 S9 b+ C- `
* a: Q8 G; Y9 R" t Z/ Q/ Q
P = 0.001 × 10 ( dBm / 10 )
: C$ c" i& m* |% k U- v+ l( L' l C8 ]+ _
式中的P 是量測Power 的數值,單位的表示就是Watts." R5 V5 ~1 }+ l J4 N4 i0 Q. b5 W
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),7 R# F1 R* C% V, N
我們己知道這0.001 W 己經消耗掉了.
* s' D: g0 }& ~7 o" Z' ?( v& Y" u* H# n# N) ^* S# F1 V
代入公式P = E × I = E2 / R 也就是說 0.001 = E2 / 600
5 K: `5 z. U. `E= √0.001 × 600 = 0.775V
9 k' h7 G& O+ L$ ?& q- D) {
- C' t+ d" Q4 q/ y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1 D; d7 X+ g8 \, \9 D) A: U
在這600 歐姆電路,則dBm 的數值是定位於: {- D& a! G/ G
1 T1 e, \" \" | K9 J" y' X
. }( q$ H- L, d/ X3 L- w
dBm = 20 log ( E / 0.775 ) `$ P4 u: v& g
- v2 _, o i. |" c
式中的E 是經量測後得到的電壓值.
6 p2 U; \( j/ O* Q3 O6 K% G! ^
7 x; T- g4 F- u7 K1 x
0 J' k# {! V _2 @+ l5 N' NdBv and dBu
6 p2 l; Y" @. \9 |0 U+ p$ `小寫的v 和u 表示相似的東西,$ `. E& W# _- M- S/ ^4 P+ H
dBv 和dBu 也是在一個電子電路內,求得一聲頻訊號電平( Audio Signal Level )的量測單位.而且它們在, ? N. l- r* f
分貝(decibel)的領域內,所依據的基準也是0.775 V RMS值,與上述dBm 不同之處是它會運用在任何的阻抗
9 S6 D" R& A+ n( I# P4 c, p$ Q情形下去算出數據來,我們會時常見到dBu 但較少見到dBv,是因為dBv 它會混淆到我們以為是dBV, N- J- I1 @6 O
dBv 和dBV 這兩者是不同的.另一方面要知道的是dBu 是歐洲慣用的,而dBv 是美國慣用的.知道麼?
4 ?: d; w$ ]( A: j Z1 V/ }因此dBv 或dBu 小寫的v 和u 在基本上表示相同的事物,當一個電壓在做測量的時候,沒有牽拖到電路阻抗,
2 }5 ?2 @, R6 W0 I, l但起始運算是拿0.775 V 來導入,7 x' Z8 ^9 T: B* L+ X' L
這樣說好了,假設好像電路是600Ω 這是我們認為的,(在實際情況上,這可能是不知道的.)因為電路阻抗是
7 z* e* C( @ k- U) _不清楚的,因而實際有效功率是不明確的,那求出的值亦是不準確,如果要嚴格結果的,+ t) T! O& g$ F8 Z
使用dBv or dBu 來求取數值時.並不是一個正確的 dB 測量法,然而它所得的果還是有用的.0 H3 x# i) }% y" |
我們觀察其不同之處,7 y" Z) u7 g; e; J; q5 I% N
8 p4 I* I0 d3 l( B0 d; d2 Q8 M
dBm = 20 log ( E / 0.775 ),
$ F# w& k# n" c% b; s+ T/ o, X1 `3 |; C
dBv = 20 log ( E / 0.775 ),1 [4 k; u7 N0 _; s5 k0 k
+ z0 u& T1 g" c2 d) o8 }% Y# ndBm 式子裡的0.775V 是以正600歐姆求出的.* M- a8 V% r9 S- I% \) n
dBv 式子裡的0.775V 則是假設它們是600歐姆的,/ t0 {4 M7 X3 s t, G' a% G
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.
& L& n+ o" o. w" ]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?; s* s8 K7 t: h/ r* B9 P$ D
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8 W p. H1 H. _9 z& t9 Y; f
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。
) \9 T% d: P4 V/ L$ u( x0 u# d% @6 l- _7 i- y
/ n. s4 a% w/ |
dBV
2 Z! s" ?0 y3 I) j" x% 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., z" d! T: ]: Z; X2 v! ~
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.
" `5 j3 a# }9 r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$ Z9 Z5 _1 s- @. H5 O6 o" d! p
( 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
* e- f# r+ z; n1 C( ]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?
: O/ N( ^+ f0 Y/ u' ~# A. a6 M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,& B+ P; h' {6 V$ a* C1 r1 b) _
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,
- H* W# a j0 o& F; r1 W3 ]( 這點有時被忽略了 ).以及何時又是利用dBv or dBu 參考的,
8 i& E. y$ K4 J( t+ ?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
. W5 ?9 R) \* P- Z$ ?$ A, m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" M$ }* ]1 i- J- N- V; u
裝置或專業級的設備.# F! C- }; d7 b Q, q0 ^$ j
2 C+ Y$ O( H* j! Z" N
/ B5 `4 Q8 j, V2 W- WdBW
) S! k" v( N* Y# p' Y( q' D( l它在分貝的領域內,所依據的基準是明確的在1 W 的分貝,- @1 L! L' t& Y
dBW 大寫的W 即為Watt的意思.其時這段文應該跟dBm擺在一起的.$ l4 O) c+ x4 k* x5 B2 i
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. X% b' j! Z7 B7 K9 v! i& }( Z+ T+ O
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.
5 k) t, C+ n- N* U; c4 p( o9 t如果用dBW 來導入就不太恰當.它是太大了./ A; N, n! r& b- n7 F1 [4 x
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 S8 w" n. _; Q% I$ k$ X
0 dBW=1W,
0 }2 J! Y5 G% ~0 x$ `% \/ Y; x2 L100W=10log(100W/1)=20 dBW
9 h( x+ ?% ]- [1 v; Y0 d5 H1000W=30 dBW. h8 ^$ ?8 E) I
當dBW 代換到dBm 時是：
& ~; `8 Z+ M# w _" x1W=多少 dBm
" F2 Y! j; Y+ m8 c1 `& k1 odBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30 dBm4 @+ G0 F' v+ s" j) }
1W= 0 dBW=30 dBm f |7 W9 A+ t; k
dBW = -30 dBm，這就是 30 dBm = 0 dBW.
% G( e" m( R8 c# M下表是有關dBW 與Watts 的相互對照,7 T$ _0 m, ^. k6 u& g3 @
9 f s/ U$ h# a2 U5 X& D7 V. e3 g
# M8 O' x8 C) B7 c3 m" M. V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.# _4 a/ @3 q( e# W
3 {2 a- [% X- H4 i! _
+ u, W% H P$ sdBr5 k' l; h# n c. Y
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
& T4 n N! k/ O b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.6 e/ v4 K2 D+ H' r* 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.
1 h% ]) R1 S0 t& t9 S( _那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.+ D" P9 ~7 j x/ W% E
( R' o7 D1 @8 n6 N; D" q$ ]6 ^4 z9 Y' B
dBFS
% N0 c0 N3 E6 k- `" m分貝滿刻度也就是一般數位設備上的指示單位.7 M- _( K& r2 }0 N- O2 R3 }* J
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.
) E; M: R: Y* E* ^$ C) I. B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" ).
; k/ S% c, T8 {: b這個最大的記錄編碼電平量就寫成 0 dBFS .1 O9 f8 H C/ l5 c' G# a
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.
! G& |/ j+ R1 J9 H1 m" @/ x2 |7 D I' ~7 F; X
# _: Z* X9 s# M3 V1 Y: W# }% c! l( Z
dBA，dBB，dBC) D3 q4 M: @* X0 D, L' r) e4 E) |
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，
8 M d; N0 Z! H9 r- n2 Q* [5 @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，
+ z$ z) l. b* [$ o# ? E8 y% r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
1 U2 t8 o7 a& `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。
; ]# d. ?" I9 e' @; @: R _
; V U ~- }& A% u& X# P聲壓位準在20~55 dB SPL範圍內，建議使用A加權曲線網路.0 Y$ O% T5 o7 u* `
' d9 w$ r. Z* _4 W% y. A聲壓位準在55~85 dB SPL範圍內，建議使用B加權曲線網路.- Q5 D0 m8 ^' Z
, \/ |# h6 ?+ {) Q聲壓位準在85~140 dB SPL範圍內，建議使用C加權曲線網路.
' l+ k+ Z) A0 `& f" J7 N+ G+ l: ?
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。
: j' ?9 Z: G5 V. I* d$ l6 t) P9 v7 {8 B3 F8 |
; t1 G: s" D. W' p0 j
|
公安部备 45010302002201
客服：18077773618
发表于 2014-5-2 17:45:20
