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分貝的概念--上海南京西路助聽器021-55129113

發布時間：2025/6/15 閱讀次數：41 字體大小: 【小】【中】【大】

分貝的概念

概述

分貝表示一種單位，即兩種電或聲功率之比或兩種電壓或電流值或類似聲量之比；分貝還是一種測量聲音相對響度的單位。

　　分貝　[decibel]

　　(1)∶表示兩種電或聲功率之比的一種單位,它等于功率比的常用對數的10倍——縮寫為dB

　　(2)∶表示兩種電壓或電流值或類似聲量(如聲壓或質點速度)之比的一種單位,等于電壓或電流比的常用對數的20倍,如果兩種電壓或電流是在相同電阻上測得的話

　　(3)∶一種測量聲音的相對響度的單位,大約等于人耳通常可覺察響度差別的最小值;人耳對響度差別能察覺的范圍,大約包括以最微弱的可聞聲為1而開始的標度上的130分貝

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對數標度表示聲音的原因

用對數標度來表達聲音和噪音還有另一優點：人類的聽覺反應是基于聲音的相對變化而非絕對的變化。對數標度正好能模仿人類耳朵對聲音的反應。于分貝標度上計算聲音或噪音的和現實生活中我們經常會同時遇到幾個聲音。你知道一個聲音與另一個聲音結合時，會產生什么結果嗎？我們都知道60個蘋果加60 個蘋果，等于120個蘋果。但是，這并不適用于以分貝來表示的聲音。事實上，60分貝加60分貝只等于63分貝。

　　人們以分貝為單位來表示聲音強弱的等級。0dB是人剛能聽到的最微弱的的聲音；30-40dB是較為理想的安靜環境；70dB會干擾談話，影響工作效率；長期生活在90dB以上的噪音環境中，聽力會受到嚴重影響并產生神經衰弱、頭疼、高血壓等疾��；如果突然暴露在高達150dB的噪音環境中，鼓膜會破裂出血，雙耳完全失去聽力。

　　為了保護聽力，聲音不能超過90dB；為了保證工作和學習，聲音不能超過70dB ;為了保證休息和睡眠，聲音不能超過20dB。

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人類耳朵對聲音的敏感度取決于聲音的頻率。對于2,500赫茲到3,000赫茲的聲音，人類耳朵的反應最靈敏，而對低頻率的聲音，敏感度則較低。故此，將所有倍頻程或1/3倍頻程所占的部份加在一起，所得到的數值并不能有效反映人類耳朵對聲音頻率的非線性反應。

分貝是音量的單位，分貝數越大代表的所發出的聲音越大，分貝在計算上是每增加 10 分貝，則聲音大小約是原來的十倍。也就是說，20分貝的聲音功率是10分貝功率的十倍，30分貝的聲音功率是20分貝聲音功率的十倍，以此類推。

　　10個聲源同時發出10分貝的聲音，那么功率是10分貝的10倍，也就是20分貝。

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通信系統中在分貝：

在我們日常生活和工作中離不開自然計數法，但在一些自然科學和工程計算中，對物理量的描述往往采用對數計數法。從本質上講，在這些場合用對數形式描述物理量是因為它們符合人的心理感受特性。這是因為，在一定的刺激范圍內，當物理刺激量呈指數變化時，人們的心理感受是呈線性變化的，這就是心理學上的韋伯定律和費希鈉定律。它揭示了人的感官對寬廣范圍刺激的適應性和對微弱刺激的精細分辨，好像人的感受器官是一個對數轉換裝置一樣。例如兩個倍頻的聲音可以感受一個八度音程，而一個十二平均律的小二度正好是八度音程的對數的十二分之一。采用對數描述上述的物理量，一是用較小的數描述了較大的動態范圍，特別有利于作圖的情況。它也把某些非線性變化的量轉換成線性量。例如頻率從直流到1Hz的差別可比1000Hz到1001Hz差別大得多。當然頻率的對數單位不是以dB而是以倍頻程表示。另一個好處是把某些乘除運算變成了加減運算，如計算多級電路的增益，只需求各級增益的代數和，而不必將各級的放大/衰減倍數相乘。

我們知道，零和小于零的負數是沒有對數的，只有大于零的正數才能取對數，這樣一來，原來的物理量經過對數轉換后，原來的功率、幅度、倍數等這些非負數性質的量，它們的值域便擴展到了整個實數范圍。這并不意味著它們本身變負了，而只是說明它們與給定的基準值相比，是大于基準值還是小于基準值，小于則用負對數表示，若大于則用正對數表示。分貝的計算很簡單，對于振幅類物理量，如電壓、電流強度等，將測量值與基準值相比后求常用對數再乘以20；對于它們的平方項的物理量如功率，取對數后乘以10就行了；不管是振幅類還是平方項，變成分貝后它們的量級是一致的，可以直接進行比較、計算。

在電信技術中一般都是選擇某一特定的功率為基準，取另一個信號相對于這一基準的比值的對數來表示信號功率傳輸變化情況，經常是取以10為底的常用對數和以ｅ=2.718為底的自然對數來表示。其所取的相應單位分別為貝爾（B）和奈培（Np）。貝爾（B）和奈培（Np）都是沒有量綱的對數計量單位。分貝（dB）的英文為decibel，它的詞冠來源于拉丁文decimus，意思是十分之一，decibel就是十分之一貝爾。

我們知道，測量海拔高低的基準點是位于青島的黃海水準點，測量溫度高低的基準點是純水在一個大氣壓時的結冰點，測量電信號（功率、電壓、電流）的基準點就是本文前面提到的人為選擇的特定基準，這個基準我們暫且把它叫做“零電平”。這個特定的功率基準就是取一毫瓦（mW）功率作為基準值，這里要特別強調的是：這一毫瓦基準值是在600歐姆（Ω）的電阻上耗散一毫瓦功率，此時電阻上的電壓有效值為0.775伏(V)，所流過的電流為1.291毫安（mA）。取作基準值的1mW，0.775V，1.291mA分別稱為零電平功率，零電平電壓和零電平電流。（我們國家不采用電流電平測量基準）。

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感性認識聲音中在分貝單位

聽力損失以純音測聽500、1000、2000赫茲Hz的氣導平均聽力計算。正常人的聽力范圍在0～25分貝（dB）之間。

　　根據世界衛生組織耳聾分級標準：

　　26～40分貝；輕度聾

　　41～55分貝：中度聾

　　56～70分貝：中重度聾

　　71～90分貝：重度聾

　　音量類比

　　130分貝噴射機起飛聲音

　　110分貝螺旋漿飛機起飛聲音

　　105分貝永久損聽覺

　　100分貝氣壓鉆機聲音

　　90分貝嘈雜酒吧環境聲音

　　85分貝及以下不會破壞耳蝸內的毛細胞

　　80分貝嘈雜的辦公室

　　75分貝人體耳朵舒適度上限

　　70分貝街道環境聲音

　　50分貝正常交談聲音

　　20分貝竊竊私語

　　按普通人的聽覺

　　0 －2 0 分貝很靜、幾乎感覺不到；

　　2 0 －4 0 分貝安靜、猶如輕聲絮語；

　　4 0 －6 0 分貝一般。普通室內談話；

　　6 0 －7 0 分貝吵鬧、有損神經；

　　7 0 －9 0 分貝很吵、神經細胞受到破壞。

　　9 0 －1 0 0 分貝吵鬧加劇、聽力受損；

　　1 0 0 －1 2 0 分貝難以忍受、呆一分鐘即暫時致聾。

　　120分貝以上：極度聾或全聾

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分貝表示的放大倍數－－增益：

　　簡單地說，分貝就是放大器增益的單位。放大器輸出與輸入的比值為放大倍數，單位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。當改用“分貝”做單位時，放大倍數就稱之為增益，這是一個概念的兩種稱呼。電學中分貝與放大倍數的轉換關系為：AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)]；Ap(dB)=10lg(Po /Pi)分貝定義時電壓(電流)增益和功率增益的公式不同，但我們都知道功率與電壓、電流的關系是P=V2/R=I2R。采用這套公式后，兩者的增益數值就一樣了：10lg[Po/Pi]=10lg(V2o/R)/(V2i/R)=20lg(Vo/Vi)。使用分貝做單位主要有三大好處。

　　(1)數值變小，讀寫方便。電子系統的總放大倍數常常是幾千、幾萬甚至幾十萬，一架收音機從天線收到的信號至送入喇叭放音輸出，一共要放大2萬倍左右。用分貝表示先取個對數，數值就小得多。附表為放大倍數與增益的對應關系。

　　(2)運算方便。放大器級聯時，總的放大倍數是各級相乘。用分貝做單位時，總增益就是相加。若某功放前級是100倍(20dB)，后級是20倍(13dB)，那么總功率放大倍數是100×20=2000倍，總增益為20dB＋13dB=33dB。

(3)符合聽感，估算方便。人聽到聲音的響度是與功率的相對增長呈正相關的。例如，當電功率從0.1瓦增長到1.1瓦時，聽到的聲音就響了很多；而從1瓦增強到2瓦時，響度就差不太多；再從10瓦增強到11瓦時，沒有人能聽出響度的差別來。如果用功率的絕對值表示都是1瓦，而用增益表示分別為10.4dB，3dB和0.4dB，這就能比較一致地反映出人耳聽到的響度差別了。您若注意一下就會發現，Hi－Fi功放上的音量旋鈕刻度都是標的分貝，使您改變音量時直觀些。分貝數值中，－3dB和0dB兩個點是必須了解的。－3dB也叫半功率點或截止頻率點。這時功率是正常時的一半，電壓或電流是正常時的1/2。在電聲系統中，±3dB的差別被認為不會影響總特性。所以各種設備指標，如頻率范圍，輸出電平等，不加說明的話都可能有±3dB的出入。例如，前面提到的頻響10Hz～40kHz，就是表示在這段頻率中，輸出幅度不會超過±3dB，也就是說在10Hz和40kHz這二個端點頻率上，輸出電壓幅度只有中間頻率段的0.707(1/)倍了。0dB表示輸出與輸入或兩個比較信號一樣大。分貝是一個相對大小的量，沒有絕對的量值�？赡陔娖奖砘蝰R路上的噪聲計上也能看到多少dB的測出值，這是因為人們給0dB先定了一個基準。例如聲級計的 0dB是2×10－4μb(微巴)，這樣馬路上的噪聲是50dB、60dB就有了絕對的輕響概念。常用的0dB基準有下面幾種：dBFS——以滿刻度的量值為0dB，常用于各種特性曲線上；dBm——在600Ω負載上產生1mW功率(或0.775V電壓)為0dB，常用于交流電平測量儀表上；dBV——以 1伏為0dB；dBW——以1瓦為0dB。一般讀出多少dB后，就不用再化為電壓、聲壓等物理量值了，專業人士都能明白。只有在極少數場合才要折合。這時只需代入公式：10A/20(或A/10)×D0計算即可。A為讀出的分貝數值，D0為0dB時的基準值，電壓、電流或聲壓用A/20，電功率、聲功率或聲強則用A/10�，F在您就可以來回答本文開頭的問題了。

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