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 : B( e6 U5 d0 {) Y
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, l. d5 D7 R0 G: l
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。" Y- J: K7 ], B: i
分貝( decibel )簡稱 dB( k# L U3 d. k9 a, l6 R
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。
6 e q2 }7 b( H$ R. `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: Q' T: i- t1 g4 |% \0 _2 \2 C
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、
1 I" Q5 _% _( K, X+ t容積體積的單位、重量的單位等等，8 J9 R' A( |3 v
( 聲學及電子聲學 ) 方面的單位，它是以分貝(decibel ，dB ) 來做結果的。9 }: ~/ x" m, b/ ]
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
& ]8 }+ S) B" P( Z9 K倫敦大學，後來任職於波士頓大學教授，一生專注於科學。
& [6 U) F9 s! j; R- L6 `; J3 K 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
; W! l) C8 N) y0 w3 H; h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，
( \1 Y ^: S* f+ w3 e4 l; r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。
7 v# W- w: W- vBell 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
# M/ p0 x; q8 y# G2 K- b1 k9 E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，
9 t8 C ]% Z# {9 X' S" ~: B5 o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 ^- ?2 o( v# u, z+ V9 D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。2 N% ~: Q1 W$ f* Y1 I! i- x5 a
: ?, v% r" X7 J/ fdBm
9 i( m6 J' c: D5 G; sdBm 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1 {: h1 h: P, W& u: t
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)
6 [' m- U) b3 W+ E: N* m$ Z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," \8 ~; k. E8 {- h
也就是 0 dBm 因為 0.775 V 跨接600Ω的負載等於 1mW .即:
- x2 t8 m9 U- S+ p& X( F* t1 B1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.' E0 }4 W+ S6 U
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.
. a# V. ~ V. E& m5 J' ?5 Q3 _% ~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
; X7 c( {5 m* a2 z7 c是600 歐姆，是有跨街負載的。
- v+ v1 [, [/ j: D% [, l$ G6 h6 x m其方程式為：) G I! A; B% C+ D
1 c9 K/ _$ t! |3 W( G6 sdBm = 10 log ( P / 0.001 W )0 ]1 x" O# R P& i
4 z! Q3 y; Q' W
P = 0.001 × 10 ( dBm / 10 )9 @; x- n1 D+ c) Q2 d, a- A# J+ o
" k: |, s& R5 `# m* S$ q1 D
式中的P 是量測Power 的數值,單位的表示就是Watts.
) H5 [$ ` P5 h' [1 b8 Z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),2 ~. d- h o5 e/ W9 b6 u- N
我們己知道這0.001 W 己經消耗掉了.
; H. u* E6 m" j. e4 h
4 K3 ~3 d6 x. h( D& Q. X1 {1 e2 ]/ g代入公式P = E × I = E2 / R 也就是說 0.001 = E2 / 600) g; _4 Y, K# r/ e
E= √0.001 × 600 = 0.775V7 H- y. W7 ^- ]/ g$ v% `$ m5 h
. V( @; |1 H G1 r/ Z) h
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 e8 r* D" o4 X# P# x在這600 歐姆電路,則dBm 的數值是定位於2 N2 g# ] ^# c) ^- a
8 W N, o4 U7 n0 R1 a4 h j- d8 e
/ w, Y/ p: ], r) k, X$ h3 B* z* SdBm = 20 log ( E / 0.775 )
$ B! [% O0 q/ B( a. u# K7 d% i. s$ W2 U5 _8 c
式中的E 是經量測後得到的電壓值.
& ^: } f8 S( i
2 {) Y9 p& S9 H4 A- P. W# x7 k( L5 W. `& I. \, p4 c
dBv and dBu8 e# O) s3 T. Q, H0 t+ p- K
小寫的v 和u 表示相似的東西,/ u' j# T0 L- j2 A$ p. D
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
! l% W* e+ L. n" m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
) P' e; [& A! U# h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,
9 x7 m& d$ e$ d, ?8 zdBv 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?
$ z: N- j/ s" y# P& A+ N5 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 W" M& c& x* @4 M3 Z8 X7 Y但起始運算是拿0.775 V 來導入,
# C+ T4 {- y% z2 J$ Z0 k& l% Z' N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6 A- {, n8 d4 k" k
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,
/ {: q7 H. U: c( v) K: `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.& I ^. t( i/ @
我們觀察其不同之處,* a7 ~$ @6 \( g3 e+ t+ N" a- g! Z& K
6 N* {! @0 {3 |1 Q9 D& ^dBm = 20 log ( E / 0.775 ),
- ?0 V; o+ q. g3 c8 m& \: {
8 ?3 q: R Q/ z5 `! B% pdBv = 20 log ( E / 0.775 ),
2 ~+ w3 _0 ^# o1 N* ?. v% t$ P- o8 d: }+ \2 N0 X; k. D
dBm 式子裡的0.775V 是以正600歐姆求出的.
; w, O9 ]* L e2 y4 Y6 UdBv 式子裡的0.775V 則是假設它們是600歐姆的,
6 r( n* B- _) k0 e1 \! r6 i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.
* ~+ g. t' } ?% b( j; n5 b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?
+ ^+ u0 s# w1 \8 N( v$ ^9 s3 y( u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* }! ^# ^- j# c: _
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。7 S) `+ U) [' @! `% w
0 @! l( Z3 R! P! A
; Q3 _$ C6 [) B( z( ]8 u! HdBV7 O) b* p* f. L, N
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.
; ^( m1 `) o8 W- x- J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.6 W3 [ e' e! y0 f' M' U# Y0 U& x
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
# B- ]$ R( P: w, {+ t( K( 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2 ~* G9 `. Q$ _" S& Y% s0 T' J
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?4 a3 |/ ^& L3 }( l9 ^
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,7 s- |) k; I" G
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,. Q) h: V! i( _0 e Y
( 這點有時被忽略了 ).以及何時又是利用dBv or dBu 參考的,
7 E" K* j' c( U$ V$ b8 E V" ?5 I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9 ~) d) D; k5 h- y
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) N3 R- |* u$ w5 f1 r: f
裝置或專業級的設備.) E' E3 X3 Y6 d7 q0 ]* Y
S0 `( M* t2 z) u B
% M; B, C1 r- h1 D3 u
dBW& T A) q3 V+ K: 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 t/ P6 C. W* h" @- ^% AdBW 大寫的W 即為Watt的意思.其時這段文應該跟dBm擺在一起的.
$ j' R: a: y, {! W; J) u/ q; V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
( w D. L$ e: h7 z3 Q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.
6 B# y& B1 ^3 F$ W* R/ B" S8 U5 ?如果用dBW 來導入就不太恰當.它是太大了.9 y; _1 V% K7 }
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
! O D* N/ _& g- U0 L0 dBW=1W,0 Q$ g, H- ^7 S
100W=10log(100W/1)=20 dBW, V. B7 l% l) x( h
1000W=30 dBW
- ?- J- u) K: ]& A9 g6 Y當dBW 代換到dBm 時是：
' t: L3 C- a* G$ F. K1W=多少 dBm
" c! Z/ D4 i4 ^! o; X0 }0 k6 BdBm=10log(1W/1mW)=10log(1/0.001)=30 dBm
( \# U- n: w# E; m1W= 0 dBW=30 dBm/ k1 I& V) K2 K: W8 e9 ^
dBW = -30 dBm，這就是 30 dBm = 0 dBW. 4 f, o7 j5 [2 z/ v) A- Y5 J- D
下表是有關dBW 與Watts 的相互對照,
% p3 K! C: j* @. z
6 a2 b7 J; a7 B* Y! _
8 N5 l9 o) a# }7 f( l+ s+ Y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.5 Q$ F+ a2 Z/ _' j* K1 J) o5 I
* x1 U6 n2 Y- L% V8 [4 a* g. K- e$ x3 ^
dBr: u5 Z- x5 H& g/ r" u) v; x! f" C, `
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
' V% j. t0 O& W4 i5 H. U" u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.
) M j+ x9 J3 Z: |9 Z* S" Z" d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.
; i: p$ \7 C: ~7 }, X; G那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.
2 s2 G* U/ V: ]* |2 r( h' u2 B; C+ u2 F5 e3 z6 ]0 f" }& h
0 e, d" y$ h7 O# DdBFS
5 o5 z% E8 [/ b! c p n' k3 l4 \9 Y分貝滿刻度也就是一般數位設備上的指示單位.$ S1 w* {3 o6 M- \! D) a' w2 I
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.( d. h) w/ D* B x" j; g4 ?
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" ).
/ @! S( K! ~% [$ ^5 B這個最大的記錄編碼電平量就寫成 0 dBFS .- U( O) `( W, r# G3 W: D$ \
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./ ` x& U) w' U* n
, e+ C7 X3 O% D
1 S% ]# F7 v) u$ O3 J! }/ o" IdBA，dBB，dBC3 R9 U6 C( B, V$ C2 h
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. k% Z* l! w7 i
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，/ \6 a. Z' _3 s* u: C
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
' A! b4 _7 v8 N- k3 @7 r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。3 w `) _9 D" o
7 x9 C0 a/ j; h( Q1 |& f6 L; K聲壓位準在20~55 dB SPL範圍內，建議使用A加權曲線網路.
0 C: A/ _0 p- m5 x. n9 M9 I0 m1 \" G
聲壓位準在55~85 dB SPL範圍內，建議使用B加權曲線網路.
: T8 N K, F, m" `$ c' {% {
* h. R2 N* }! Y# }! V) @& G7 u聲壓位準在85~140 dB SPL範圍內，建議使用C加權曲線網路.
% f: u. }+ M2 O: F
, U {' R" s k$ a! ^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。
6 `7 z4 U( o0 `; f, `9 d
7 e4 Y. l4 h4 `+ \3 {* z) z' q. l9 B: ^- o; F
|
公安部备 45010302002201
客服：18077773618
发表于 2014-5-2 17:45:20
