【关于音响中的dB(分贝）】（转）

红灯记

                                                吳榮宗 主筆
2 K0 l+ ]' o" x8 n. P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
4 m  S/ r) }( W! w2 T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。
9 D$ ~( E- |8 w# `& @分貝( decibel )簡稱 dB
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。
: _0 l) C: ]- s4 v8 a; O- V0 g0 m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
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、
* j4 g% \3 J, }5 p. I* o! h1 y  f容積體積的單位、重量的單位等等，
( 聲學及電子聲學 ) 方面的單位，它是以分貝(decibel ，dB ) 來做結果的。
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
# X, ]9 D( r5 E- o倫敦大學，後來任職於波士頓大學教授，一生專注於科學。
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
* I! e4 s' A1 S1 \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，
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。
; b* s( Z# c- A1 F. ~" R  WBell 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" a0 R, p4 P" n# y- n  Z3 \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，
) N' b6 v5 d; E: |8 Y( x" V此即 decibel(分貝)，從英文字的 decibel 是(十分之一)，(小數)是 decimal，簡寫是 deci
5 H" ~6 `/ k' m9 Y8 v! S' j. d6 G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# H8 X+ e: m. K
dBm
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 J; [/ O* }) e1 f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)
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,
: C5 `& \8 ~) Q* e( [也就是 0 dBm 因為 0.775 V 跨接600Ω的負載等於 1mW .即:
5 I( M5 o0 j/ L+ V0 f1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.
, p+ m0 e' b8 Z0 a1 e& HdBm 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.
- s, R" Q2 X# _4 I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
  A% H! v3 t4 s% y' n是600 歐姆，是有跨街負載的。
. O- s; O, s$ ^6 M3 ]其方程式為：

. e( P& V1 F, V* A2 SdBm = 10 log ( P / 0.001 W )

P = 0.001 × 10 ( dBm / 10 )
, l; B5 Q$ R/ b& W- K
式中的P 是量測Power 的數值,單位的表示就是Watts.
' \0 l' ]3 f7 u& [; W5 E8 T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),
我們己知道這0.001 W 己經消耗掉了.
5 I: q) g6 z! W/ R6 l) g* U
+ `, F  k* o; U+ B" s% k( F, l5 ^& H代入公式P = E × I = E2 / R 也就是說 0.001 = E2 / 600
5 K2 F; B% I. g9 yE= √0.001 × 600 = 0.775V

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
在這600 歐姆電路,則dBm 的數值是定位於

( b4 @1 K" @" D% t) |  E+ m# U
dBm = 20 log ( E / 0.775 )
) s7 ]( A2 \9 D+ J  ]
' a$ i8 F& ?8 A) @式中的E 是經量測後得到的電壓值.
, J% n$ e1 R) b

  a; Z  W' O2 |; P/ K9 ddBv and dBu
小寫的v 和u 表示相似的東西,
4 {1 q: y4 m" l4 OdBv 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
8 m4 C- G) X  @' C/ c% Z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
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,
( ~' B( R5 s+ g! U/ ~6 TdBv 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?
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,
' V9 \: P9 ^; \但起始運算是拿0.775 V 來導入,
4 e7 l# ^3 D5 R6 i3 i1 q/ k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
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,
+ j# d  }/ l5 D4 c/ e; |: z0 X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.
我們觀察其不同之處,
0 J. B* h, X# J% k3 z
# m8 y. Y3 w7 p8 s& ]) M) i/ `dBm = 20 log ( E / 0.775 ),

dBv = 20 log ( E / 0.775 ),

dBm 式子裡的0.775V 是以正600歐姆求出的.
dBv 式子裡的0.775V 則是假設它們是600歐姆的,
6 c/ d8 f; ~& l% m* R; u1 l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.
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?
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
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。
& u9 z" ?' u2 u1 O

* u% P8 F7 h+ \1 T8 DdBV
: q1 t/ S$ D3 U# |, B- CdBV 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.
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.
0 P; ~5 a! I" {! y. {7 Z. R8 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
% v5 u) e# K! |0 h! [$ U( 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
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?
. Z' S  v' ^- P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,
# y/ ~# ?% W" t( z; R5 D; U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,
( 這點有時被忽略了 ).以及何時又是利用dBv or dBu 參考的,
- {  k% f5 g. |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
8 G  D3 t  x, f: l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
1 A# B% W3 N' J$ e( r; O裝置或專業級的設備.


  Q* u( t: x% h4 P+ O) a+ xdBW
$ m+ ]/ k5 N) j$ ^5 m/ ?8 y$ ~# d: 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,
" N6 }0 O2 G, R4 H0 MdBW 大寫的W 即為Watt的意思.其時這段文應該跟dBm擺在一起的.
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
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.
# |+ F8 h$ @0 Y4 _% I1 W5 X3 k+ {如果用dBW 來導入就不太恰當.它是太大了.
) P" i! G7 A- r" P6 Y) T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
8 a6 v! T" ~  C& F# P+ U' G0 dBW=1W,
2 L" T9 Q  `" a1 b4 q9 d100W=10log(100W/1)=20 dBW
1000W=30 dBW
$ m8 ]5 H5 `$ @, G: D( q當dBW 代換到dBm 時是：
1W=多少 dBm
1 j: ^) L, c! m6 m& k3 o, \dBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30 dBm
1W= 0 dBW=30 dBm
dBW = -30 dBm，這就是 30 dBm = 0 dBW.
下表是有關dBW 與Watts 的相互對照,


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.

7 e' V8 R2 {! J0 C
dBr
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
" L- Y/ J& s8 I; K% 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.
3 L- ^6 ~/ ~2 P" Q- `$ n) }, L1 j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.
0 O/ B9 y) O+ Y/ D7 Y: v" x& |% t那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.
6 b5 x0 `0 b% h- k" V
- \# v) h8 T  R* N0 w5 b2 T
/ M$ d1 L# ^5 ]2 x0 Z1 f& FdBFS
; [! \$ K8 j1 E分貝滿刻度也就是一般數位設備上的指示單位.
2 T" i# X) e5 m' q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.
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" ).
# r; w5 [" N4 V這個最大的記錄編碼電平量就寫成 0 dBFS .
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.
- ?' Z; l; \1 _( C

! y) T5 o$ ], V8 q* H: @# @8 HdBA，dBB，dBC
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，
$ L4 K: E2 z/ E5 n$ R, ^/ A+ 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，
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
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。
$ ~+ {8 s; }8 C" G; W
; ~: y$ N4 R- Q6 U+ t- [聲壓位準在20~55 dB SPL範圍內，建議使用A加權曲線網路.
2 N1 I. J9 I% B# g) ]
' p$ e# [, F: y  Y3 J聲壓位準在55~85 dB SPL範圍內，建議使用B加權曲線網路.

聲壓位準在85~140 dB SPL範圍內，建議使用C加權曲線網路.

! L) b% N! m: {: X( I. X8 B0 {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。
: h! ~6 U0 h7 ~* Q, s4 ?3 F7 i

# F8 |$ T) i; t

sax-1

学习

山东老孙

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学习了，