您对声音工具分貝 ( dB ) 知多少(1)

pengjiangui

从事声音工作的朋友或是业余爱好者，每每接触到音响设备或是手册，都会在一些数据之后看到很多你熟悉的 ( dB ) 字眼，静心思考一下，,真的了解吗？甚至一直到你离开人世间都还不知所以然.哈！它们的过程是怎么来的？说真的任何一个单位数值皆可导出及写出长串故事与原因的，尤其又是这种事情，又必须很多的”加减乘除”那这文章又太太学术了，最后的命运将会被忙碌的诸位弃置于纸蒌里。Ok， 集各方的数据，去掉烦琐的，我们就以简单的、白话的、少一点算数来Talk about (dB)。
分贝( decibel )简称 dB
早期生活上，辨识东西会以大概、差不多，或是用比的，尽可能的让对方或自己了解有多少多大。当文明来临与成长时，对这样的果付予大家所认同的刻度单位种种，这样的规则无不充斥在你我的生活里，例如长度的：公厘、公分、公寸、公尺、公丈、公引、及公里等，还有在面积的单位、容积体积的单位、重量的单位等等，太多了！现在回到本业，我们是属于电学的一部份 ( 弱电组的！！ ) . 对于声频 ( 声学及电子声学 ) 方面的单位，它是以分贝(decibel ，dB ) 来做结果的。
现在先来给他说一个”斯多里”story 故事！故事发生在英国的啦， Alexander Graham Bell ( 1847 - 1922 )这个人成长及受教育于英国.( 命好哦 ! ) 天天都是书卷味，他学于英国爱丁堡大学伦敦大学，后来任职于波士顿大学教授，一生专注于科学。1876 那一年翻身啦！不得了啦！发明电话！我们都知道贝尔发明了电话，然而重要的是，他发现我们人类耳朵对声音强度的反应是成对数形式的哦，大概的意思是当声音的强度增加到某一程度时，人的听觉会变的较不敏锐，刚好近似对数的单位刻度。这使得对数的单位可以去拿来代表人类听觉变化的比例，当然啦，这基本的单位为 Bell ( 贝尔 )就是他创造的啦，为了纪念他的发现因而命名为Bell 简写符号为 Bel ( 故事完. )。
Bell 用在远距两地计算时是 ok 的，因为 Bell 这单位在实际应用上太大了，我们用在小讯号方面时就须再细分以十分之一为一个单位，如同你在使用电表时欲量取小电压，会自动往下播切一格类似，此即 decibel ( 分贝 )，从英文字的 decibel 这字是个复合字英文的「十分之一」，「小数」是decimal，其缩简写是 deci .这样的deci ＋ bel 因此即成decibel 。而这又有简写符号为 dB，注意这「dB 」这前面的d 是小写而后面的 B 是大写，记住不要写错哦。
分贝( decibel )
dB 是decibel 的简称及简写.中文一般译为「分贝」或「分贝尔」,分贝是「贝尔」( Bell ) 的十分之一 ( 1 / 10 ).「贝尔」是用来表示电信功率讯号的增益和衰减的单位.1个贝尔的增益是以功率在放大后与放大之前的比值.在实用上,为了方便,通常使用贝尔的十分之一,即「dB 」为单位.在术学上,贝尔就是对数的倍数值,乘以10 的值即为分贝值

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dBm是在一个电子电路内,求得一声频讯号电平( Audio Signal Level )的量测单位.它在分贝( decibel )的领域内代表所依据的基准是1 Milliwatt 的分贝.ok!另一种说法是dBm 所标示的m 即是「milliwatt 」.在个电路内其阻抗为600Ω.它参照换算相当于一个0.775 V 的讯号电压,这讯号电压是RMS 的电压值,*关于RMS 咱们日后再叙.现在主题是dB.

也就是0 dBm 因为0.775 V 跨接个600Ω的负载即等于1mW .即 1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.dBm 的m 是小写的m,它表示1 mW( milliwatt ).但是现在阻抗( Z )通常省略了不提示.不过大家要知道的是一提出有关于「dBm 」这个字眼时,即表示在任一电子设备的电子回路上所量测有供电的阻抗值是600 奥姆.粉重要,然后还是要有一点的数学须要知道的.其方程式为：

dBm = 10 log ( P / 0.001 W )

P = 0.001 × 10 ( dBm / 10 )

式中的P 是量测Power 的数值,单位的表示就是Watts.若以0 dBm 是测量于跨接在个600 奥姆的负载下(在这里明白的指出了600奥姆的负载),我们己知道这0.001 W 己经消耗掉了.

代入公式P = E × I = E2 / R 也就是说 0.001 = E2 / 600

E= √0.001 × 600 = 0.775V

因而当0.775 V 是量测在一个600 奥姆的回路上的话.那0 dBm 就是讯号的功率值,若其它的电压是测量在这600 奥姆电路,则dBm 的数值是定位于

dBm = 20 log ( E / 0.775 )式中的E 是经量测后得到的电压值.

dBv and dBu  小写的v 和u 表示相似的东西,dBv 和dBu 也是在一个电子电路内,求得一声频讯号电平( Audio Signal Level )的量测单位.而且它们在分贝(decibel)的领域内,所依据的基准也是0.775 V RMS值,与上述dBm 不同之处是它会运用在任何的阻抗情形下去算出数据来,我们会时常见到dBu 但较少见到dBv,是因为dBv 它会混淆到我们以为是dBV,dBv 和dBV 这两者是不同的.另一方面要知道的是dBu 是欧洲惯用的,而dBv 是美国惯用的.知道么?

因此dBv 或dBu 小写的v 和u 在基本上表示相同的事物,当一个电压在做测量的时候,没有牵拖到电路阻抗,但起始运算是拿0.775 V 来导入,这样说好了,假设好像电路是600Ω 这是我们认为的,(在实际情况上,这可能是不知道的.)因为电路阻抗是不清楚的,因而实际有效功率是不明确的,那求出的值亦是不准确,如果要认真讲,严格的,使用dBv or dBu 来求取数值时.并不是一个正确的dB 测量法,然而它所得的结果还是有用的.我们来瞧瞧不同之处。

dBm = 20 log ( E / 0.775 ),dBv = 20 log ( E / 0.775 ),

dBm 式子里的0.775V 是以正600奥姆求出的.dBv 式子里的0.775V 则是假设它们是600奥姆的,式中的E 是经量测后所得到的电压值,至后此两式子的差值在现今已被画成等号了.也就是说dBm = dBv or dBu而且很不幸的是dBv 变成现在大家通用的运算法则.这是为什么?这两只式子,都没有问题.故事告诉我们,业者的产品设备虽不达学术标准,但足以供民生消费上运用,这在音响商业里,非常方便的宣告自己的产品规格数据,以这样的方式去解释「分贝」( Decibel ).但又没有真实说明.

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dBV也是运用在一个电子电路内,求得一声频讯号电平( Audio Signal Level )的量测单位.它在分贝( decibel )的领域内所依据的基准是1 V RMS 值的分贝.它量测时的条件很松.可作用在任何的阻抗值上,dBV 的测量是相似于dBv( 或dBu )测量的方式,但大V 表示参考于1 伏特电压( 电压基准 ),且不管给予的任何阻抗值,那么这个值就更不是那么的精准了.不过起码能知道任一电路架构的讯号电平位准差不多在那儿.是的,dBV 会在那儿出现呢?通常呀是运用在－10 dBV 的非平衡式( Unbalanced ) or 高阻抗(High Impedance)的消费性电子装置设备上,一般制造商所提供的文件上,会标注输入及输出是依据于「－10 」的,又应标注何时是利用dBV 参考,( 这点有时被忽略了 ).以及何时又是利用dBv or dBu 参考的,大致上高阶的器材设备上,几乎看不到这样的数值表示.当厂商提示出dBV时,您也就不必太”关心”这个值了,它不会准到那儿去,也不会差到那儿,知道么.仅是利用在产品架构上,去界定它为消费半专业性装置或专业级的设备.