【关于音响中的dB(分贝）】（转）

红灯记

                                                吳榮宗 主筆
( ]3 O: s7 {" Z4 Y$ ~0 i: \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
2 h. Z: v3 }9 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。
分貝( decibel )簡稱 dB
2 T0 z9 S  O6 b, D" ^. ]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。
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
. B1 F# f3 R" T4 A* Y; T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、
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。
+ X+ c) h/ h2 O! ^+ 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
倫敦大學，後來任職於波士頓大學教授，一生專注於科學。
  g( S* i# l0 v: S1876 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 w) Q, l  h1 p  r  X3 {! i! Q7 I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。
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
1 n9 y. o5 d1 X5 K0 U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，
此即 decibel(分貝)，從英文字的 decibel 是(十分之一)，(小數)是 decimal，簡寫是 deci
7 E/ P. e$ T/ L. K7 B+ n- Q" Z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。

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
% I: P+ O3 V: x. V0 q) m( M* e! W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)
: l# N, W5 i5 U2 n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,
也就是 0 dBm 因為 0.775 V 跨接600Ω的負載等於 1mW .即:
- B- H# I) O+ D) i% z2 D) U1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.
* H# K" C6 W" S0 \; M; \* I5 d8 EdBm 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.
! H- d: v' a" \/ o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
是600 歐姆，是有跨街負載的。
其方程式為：
( f- N: o% p/ w8 x7 N
dBm = 10 log ( P / 0.001 W )

4 a  G+ m7 \6 e$ G7 R2 kP = 0.001 × 10 ( dBm / 10 )

式中的P 是量測Power 的數值,單位的表示就是Watts.
. s: V4 @2 ~2 K7 N: m0 b. @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.
6 [9 [' [( X% j
5 b1 i" F7 S- A  B代入公式P = E × I = E2 / R 也就是說 0.001 = E2 / 600
3 T1 z0 h0 m! C1 p, FE= √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
5 d' W4 a; A$ x. ]7 s6 R5 j在這600 歐姆電路,則dBm 的數值是定位於
7 m* p- l: a2 p2 m' t' v5 f; P
1 J5 G2 t" D6 W7 I+ V. S/ S8 ^  u! `
  o5 ~0 K, `) g3 p1 O3 QdBm = 20 log ( E / 0.775 )
) E- V" j# u) M0 K; u
* q. h$ f% \" A: z1 ]+ o式中的E 是經量測後得到的電壓值.
, y( y: X" R$ u
2 t" L' L% x; X% g7 g
dBv and dBu
小寫的v 和u 表示相似的東西,
) w# o" W0 H) y& ]4 z) d1 O* S% [" r* rdBv 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
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
% Y1 A1 o# S. R# O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,
4 ~1 s! j* H8 [) p& ldBv 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,
但起始運算是拿0.775 V 來導入,
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,
9 K2 H- p, ?' d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.
5 j' c) o1 N; i% {6 e我們觀察其不同之處,
  I  ^  @1 ~0 H, ~$ o
4 e! n6 w. a' v) O  p1 j4 D) }dBm = 20 log ( E / 0.775 ),

dBv = 20 log ( E / 0.775 ),
/ j) Y  P& y" F& I% y# w( g- H
6 \& P2 b$ ^2 Z7 sdBm 式子裡的0.775V 是以正600歐姆求出的.
7 \. n6 d4 P$ NdBv 式子裡的0.775V 則是假設它們是600歐姆的,
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
1 [$ p3 a* p6 g% s  p8 k9 ]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 g/ B. x; S5 M% R  [
dBV
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.
9 N$ B5 R  N9 U2 k* W% F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.
. C# D" ?6 _1 P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
( 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?
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,
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,
9 M0 i0 e* h3 U6 M% Q( 這點有時被忽略了 ).以及何時又是利用dBv or dBu 參考的,
4 j% N" u6 n$ 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
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 u# h: }7 ?) H9 f裝置或專業級的設備.


$ h2 k+ B: @7 `: {$ F) b/ ^dBW
* [, T; f0 x/ e$ I  Z) n+ \它在分貝的領域內,所依據的基準是明確的在1 W 的分貝,
7 m9 k4 O' h+ A' n5 ldBW 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
% N% d: x9 ]* r6 p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.
如果用dBW 來導入就不太恰當.它是太大了.
) @! D3 D: y, g& X# b( Q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
7 ]% p3 _$ q8 o; q* ?0 dBW=1W,
100W=10log(100W/1)=20 dBW
1000W=30 dBW
) {  v* |3 f6 w4 d- {當dBW 代換到dBm 時是：
1 v( l. r7 [9 j( f1W=多少 dBm
dBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30 dBm
$ s2 N8 p* u: T2 ?& F1W= 0 dBW=30 dBm
( S( D& S. I+ [# s4 G) ~0 o# x$ kdBW = -30 dBm，這就是 30 dBm = 0 dBW.
下表是有關dBW 與Watts 的相互對照,

7 x) X3 @% n" H7 X! U' ?
' k$ f3 u6 X) f( H5 o4 q8 d/ @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 D2 }& `1 h# q/ f+ IdBr
7 k; V3 a! V7 ?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
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.
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.
( t2 N1 ^  a6 N% p那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.


+ j+ ?( W) R) Z$ p2 i; p& ldBFS
分貝滿刻度也就是一般數位設備上的指示單位.
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.
7 b* `; q3 F& o$ x- h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" ).
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.
' d* ~& S6 k1 Y0 f) Q9 U5 k- W5 p
6 L/ ]* G9 }3 q: O( N: A. f, s) N
dBA，dBB，dBC
8 ]: Z! e1 _: h2 U! x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，
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。

聲壓位準在20~55 dB SPL範圍內，建議使用A加權曲線網路.
# m$ i) u/ [4 i8 T9 c
% U1 ~0 a% v1 f* m: H聲壓位準在55~85 dB SPL範圍內，建議使用B加權曲線網路.
/ w) B, j% s8 k. g# I
聲壓位準在85~140 dB SPL範圍內，建議使用C加權曲線網路.

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。

% Y0 e* _* H. ~7 B

sax-1

学习

山东老孙

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学习了，