|
|
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 * T, ^; R& B4 D7 C# ^: w
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
5 c8 B+ u+ Z; A; d8 F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。
+ [. y4 @* T+ I9 Z N分貝( decibel )簡稱 dB
9 c. I/ q5 d2 o* [! M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。
( k4 c4 f" K" z$ i X: i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5 g0 \4 a. i* e4 x4 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、
9 ~: ~5 u, d0 _- o' ]容積體積的單位、重量的單位等等，
0 `2 |# y/ g! ~# j: 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。
* D% j# v N& v" v4 F+ m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 H- I8 ?" a" l, Y j! z, F倫敦大學，後來任職於波士頓大學教授，一生專注於科學。 D+ ^4 C" l/ E
1876 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5 r1 ] l. L: t" i- U/ v9 q
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，
' F) l- Q H G. A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。
: `9 _# |* e& d/ d# xBell 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0 ?% J2 C6 D4 W; t& T% T" ]' x
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，3 e/ Q8 V$ \+ x) S& c2 @
此即 decibel(分貝)，從英文字的 decibel 是(十分之一)，(小數)是 decimal，簡寫是 deci
/ f6 |6 u5 v, f" Z+ 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。: s$ d) ?% v7 o+ A* z% c) ^
! |) {* m6 E' R2 w( n; }$ M* t! z# OdBm% |, z' R4 g5 V; k$ S+ \
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/ l8 ] V+ U9 d' B
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)
/ |! J, R5 X) C6 W6 ?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,
* K, Z ~( p/ I3 { a7 B也就是 0 dBm 因為 0.775 V 跨接600Ω的負載等於 1mW .即:$ v% ~' N$ L. J) K) C' j
1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.# e" v, f/ |2 c7 j! N3 t
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.
: P! d e( L3 d1 ^% y: n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, f9 X$ q" ^" C. Q2 q0 K. j
是600 歐姆，是有跨街負載的。1 {/ x5 z) X1 l1 V9 J- s
其方程式為：
% d0 |9 J" V; o4 R
, U* F* u+ O- F& w2 l- `dBm = 10 log ( P / 0.001 W )9 v1 M3 u- \+ J4 O' I9 v
' W, K' h F$ G: W2 F% {P = 0.001 × 10 ( dBm / 10 )% I( X6 E5 Y# A( N1 A) {6 O; l
B) G! H: O& T
式中的P 是量測Power 的數值,單位的表示就是Watts.; T: I& S. L6 P, f
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),
' G5 a' |( T" }& _+ D我們己知道這0.001 W 己經消耗掉了.& |' k, W- ]8 x8 L$ N/ u7 P
) @3 ]5 ~" d# d# q a* J
代入公式P = E × I = E2 / R 也就是說 0.001 = E2 / 600
) c! E T+ z! Q# h" ?E= √0.001 × 600 = 0.775V" a. o! R' r4 q" I3 h
% d' R g& s- U3 L' @" A& i
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
- e& A, ]" I, ]) W在這600 歐姆電路,則dBm 的數值是定位於( p( m8 m1 G( h# M- l- z
$ M0 M! {8 x4 Q% g. u# o1 \ V
# w* K* w( E2 \& O& M
dBm = 20 log ( E / 0.775 )3 S' g) U7 i0 B: t& ]8 O. @# S
, q+ W2 h. b& K5 f# T; e
式中的E 是經量測後得到的電壓值.
o/ n8 S& V6 k2 m4 `3 b/ M/ r0 i W4 Q9 b4 A, D! _- ]* H
1 S! q( f+ [4 X) ddBv and dBu
7 l5 T; [% [6 u1 m7 ~; Y小寫的v 和u 表示相似的東西,
( H) Y! b0 C6 r+ [: @, j5 CdBv 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- E! n0 j9 Q% f5 u; G
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
* m6 T. E6 ^% E9 T* `0 r0 D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,1 o P' v6 n# Y. U0 |7 C ~, p
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?1 ?5 \/ g1 V' x+ }0 w( C& ?
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,
4 ~* T& _: h/ Y, Y" S6 U但起始運算是拿0.775 V 來導入,5 o1 k& x0 h8 `# I- ]% h
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
5 F3 O$ N+ ~, k0 d9 y) Q! v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,' O1 m0 Z3 Z+ c. L! L* B% X) Y6 E
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.
/ U$ p4 _: q" c$ a3 M- G我們觀察其不同之處,( h) ^5 {* [% Y; J# W) s8 K% `1 S
8 ]. s1 \7 C. }- a& VdBm = 20 log ( E / 0.775 ),
5 ~' N8 o% d. I# I. t( o
* {; s' E. M1 m5 K3 R0 |; W7 x s# ^dBv = 20 log ( E / 0.775 ),' [, A1 T; P* B9 U+ U) n$ E) D1 t
" t, b) }) Z* F( f: gdBm 式子裡的0.775V 是以正600歐姆求出的.- S& d: i4 j# t( m9 f, U
dBv 式子裡的0.775V 則是假設它們是600歐姆的,
+ T* o$ I! s7 w- L; [# Q( v. ?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.( ]+ r5 l9 G9 P( x- J
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?: {# H0 H9 _4 x
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
0 }4 L1 `- c9 x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。' B+ g) e3 Q( ]9 q- f. H* h: O5 X
. z" `9 U0 z# T, `$ _9 k
: z C6 r( A# ^' n1 CdBV/ u2 o5 J) I& N% `6 F
dBV 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.# A2 R7 m1 Q0 X) C$ {
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.
+ ?4 F6 z ~6 x/ K; Z _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
5 p; m. m# Q) p4 m! q( 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$ Z6 h1 b- W8 E& N
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?& a# a, ?6 }/ C" n
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,
3 z3 {+ _2 k1 @3 r: h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: _. j' G5 J/ Y7 N
( 這點有時被忽略了 ).以及何時又是利用dBv or dBu 參考的,2 l( Z' Q( K$ t$ m" H4 N) V# |
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
- `3 u: f I! H% n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5 m' E2 j0 |" Y- m, S
裝置或專業級的設備.
2 M. B# M% R0 H
) f4 P$ {) K! @1 S7 _
0 C H G: e# A2 o; IdBW% k8 G% n$ C0 W
它在分貝的領域內,所依據的基準是明確的在1 W 的分貝,. a/ m' Z6 b) H% u
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.
. I% Z& z' u$ o' T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9 N; a7 M n: a8 v# }
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.% W( j: R9 d/ N
如果用dBW 來導入就不太恰當.它是太大了.6 s5 e: f: @# G9 w# 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
9 i. \/ v8 V$ ^: r0 M( i0 dBW=1W,
1 n: g5 P# e& x0 p/ A5 N r6 W" a100W=10log(100W/1)=20 dBW
( t }: s/ h9 D( _1000W=30 dBW
~3 o6 {! |" B當dBW 代換到dBm 時是：
; P* k/ P- S0 t! z# _* Y1W=多少 dBm1 f, g4 B1 g6 D7 n9 M
dBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30 dBm0 H0 d/ T- ]' i" J+ e) e8 |3 T4 r
1W= 0 dBW=30 dBm6 G' e$ q0 s+ L: I5 [
dBW = -30 dBm，這就是 30 dBm = 0 dBW. ) _8 b6 ~' \( R4 I( j+ B
下表是有關dBW 與Watts 的相互對照,* {$ r- ^) @+ N9 [% Q" D6 }
5 r/ ?4 |- Z; ~+ T- G$ u
# t5 w. r' h" E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.
6 A" S; Z2 e& c4 `: r, x. I; Y/ z9 ^4 J" b3 p
/ q, o2 t' R) G' t1 A; `
dBr
% F& S8 U/ ^, F- F* WdBr 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! Z1 \5 P {' c. H
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.
: }% Z) x4 h6 G7 f; U& E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.7 z; f. T/ A* [
那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.3 B: q1 f' F4 V2 d* P8 ~/ s
1 G9 j+ G$ T6 q a4 y+ h
: V( b- h( x( h' H$ w" b) {1 n3 I
dBFS
/ \# T* C% r2 p9 W: {6 p分貝滿刻度也就是一般數位設備上的指示單位.
* ` ~2 |7 ?+ Z5 X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.
0 E0 {0 K) ^* X3 w: s6 l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" ).
- A. L3 D2 C+ j這個最大的記錄編碼電平量就寫成 0 dBFS .
9 f& `; O: x* w- N! _9 u0dBFS 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.
1 H) e3 R. M( ~5 w1 I3 x% H
+ d# \7 j& |$ {$ ^( |$ w+ b
/ M) ^3 I2 b2 GdBA，dBB，dBC( j/ Q; s$ o( u! F" N
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，0 L% m- w6 ]7 ~( O1 F1 v9 a
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，( ]( H* A9 r/ g4 T3 t1 e0 J
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4 I$ q6 B' f+ Y9 B( U/ h5 f0 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。: y% v4 b( p# l V7 D2 g
5 x/ O: u' R* r$ S- D/ Y1 L4 ~* o聲壓位準在20~55 dB SPL範圍內，建議使用A加權曲線網路. b# G% ] j; |5 ]2 \
" q& I' U! \; |6 Y( } ^: k聲壓位準在55~85 dB SPL範圍內，建議使用B加權曲線網路.4 Q* D, R. V- [7 p4 G& j* W# {3 e' e: m
$ H) P/ D" J* G' s: S/ e聲壓位準在85~140 dB SPL範圍內，建議使用C加權曲線網路.
+ {' c* \. s6 [" c; G* k" R8 s" l
: n- J- F4 _8 m4 o' cB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。
" o' q$ n+ i2 F& z( }$ p/ V- X3 C7 c8 m0 p T" J
o* ?+ m# l0 w' i0 ^ |
|
公安部备 45010302002201
客服：18077773618
发表于 2014-5-2 17:45:20
