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声音“分贝”数如何计算

 淡泊1971 2023-11-12 发布于重庆

        dB中文称"分贝",没有任何特别含义,就像"厘米"、"公斤",是一种单位而已,重量用"公斤"表示,长度用"厘米"表示,声音也要有单位,就用"分贝"吧!

一、 声压级与功率的关系

        在音箱设计和测试中,音箱1瓦1米声压级 = 102.5dB是一个标准化的声学参考值,它可以帮助工程师评估音箱的输出功率和声音质量,也可以用于比较不同音箱的性能,这个值是由国际电工委员会 (IEC) 制定的。这个参考值是基于人类听觉的敏感程度和声音的传播特性而确定的。具体来说,102.5dB 是一个相对较高的声压级,大约相当于在 1 米远处听到的非常响亮的声音。

       我们先规定1瓦的功率有多大声,再看看2瓦有多大,当年的工程师就是这麽想的。2/1=我们想要的大小,(大小是比出来的!)原本很简单的概念,那位Bell先生非要来个lg,"lg"中文称"对数函数", lg(2/1) = 0.3010,有小数不方便,前面再乘10!(到目前为止,都是Bell在讲,也真不知后人为什麽要听他的)於是声音大小的标准有了,分贝(dB)=10乘lg(功率1/功率0)。现在让我们来描述2瓦有多大声: 10xlg(2/1) = 3dB。 2瓦的功率其声音比1瓦的功率所产生的声音要大3dB。 也就是功率每增加一倍,声压增加3dB。

  计算声压级与功率关系的计算式:

 分贝dB = 1瓦声压级+10xlg功率。

 2瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg2 = 102.5+10x0.301 = 105.5dB; 

 4瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg4 = 102.5+10x0.602 = 108.5dB;

 8瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg8 = 102.5+10x0.903 = 111.5dB;

10瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg10 = 102.5+10x1.000 = 112.5dB;

20瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg20 = 102.5+10x1.301 = 115.5dB;

40瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg40 = 102.5+10x1.602 = 118.5dB;

80瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg80 = 102.5+10x1.903 = 121.5dB;

100瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg100 = 102.5+10x2.0 = 122.5dB;

200瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg200 = 102.5+10x2.301 = 125.5dB;

300瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg300 = 102.5+10x2.4772 = 127.3dB;

600瓦1米声压级dB = 102.5+10xlg600 = 102.5+10x2.7781 = 130.3dB。

      

二、 声压级与距离的关系

1、距离增加1倍,功率只有原距离点的1/4。声音在空中传播,以点为中心,呈球形状向外扩散(这与声音的传播种类是否为纵波没关),假设球的半径为1米,那么,球的表面积 = 4*3.14*12 = 12.56M2,如果半径增加一倍为2米,球的表面积 = 4x3.14x22 = 50.24M2;50.24/12.56 = 4,表示距离(半径)增加一倍表面积增加4倍。如果此时功率不变,面积增加4倍,那单位面积的功率就只有原1/4(原来功率为1瓦,这1瓦的功率是分布在1M2的面积上;现在功率还是1瓦,面积却变大为4M2,那麽这4M2上每1M2上的功率=1/4,这里最重要的是我们如何理解面积增加4倍导致功率下降到1/4,发挥你的想象力,想通后下面就不难了)。功率每增加一倍,声压级增加3dB;反过来,功率每减少一倍,声压级渐少3db,1减少一倍 = 1/2,1/2减少一倍 = 1/4,(-3dB)+(-3dB) =- 6dB,由于是减少,前面加"负"号。

2、用前面的公式计算:距离增加一倍声压级dB = 10lg(1/4) = -10x0.6021 = -6dB

由此我们推算出:距离每增加一倍,声压级减少6dB。

标准计算声压级与距离的计算式:分贝dB = 1米声压级-20xlg距离

(负号表示减少,20xlg距离 = 2x10xlg距离≥10xlg功率2)

1瓦40米处的声压级计算:

1瓦1米声压级dB= 102.5dB;

1瓦40米声压级dB= 102.5-20xlg40 = 102.5-20x1.6021 = 70.5dB;

300瓦40米处的声压级计算:

300W1米声压级dB = 102.5+10xlg300 = 102.5+10x2.4772 = 127.3dB;

300W40米声压级dB= 127.3-20xlg40=127.3-20x1.602 = 95.3dB

总结:功率增加一倍,声压级增加3dB;距离增加一倍,声压级减少6dB。


让我们来了解一下常见的分贝数范围及其特点。

30分贝以下:这个分贝数相当于非常安静的环境,比如夜晚的森林里、室内空调、超微档的风扇、手表指针等。在这个分贝数下,人们可以得到良好的休息和放松。

40-60分贝:这个范围是日常生活中最常见的声音水平。一般来说,正常的谈话声在50分贝左右,室内电器、机械声等也在这一范围内。这个分贝数对人体并无太大影响,但长时间处于这个范围内可能会引起轻微的听力疲劳。

70-80分贝:这个范围内的声音相对较大,比如城市交通声、办公室的噪音、夫妻吵架、鸡鸣狗叫等。长时间暴露在这个分贝数下,会造成听力疲劳和压力增加。

90分贝以上:这个范围内的声音非常大,比如摩托车引擎声、音乐会现场等。长时间暴露在这个分贝数下,会对听力造成严重损害,甚至引起永久性听力损失。

了解了不同分贝数的特点后,我们应该如何保护自己的听力呢?

尽量避免长时间暴露在高分贝的噪音环境中。如果无法避免,应该采取措施来降低噪音对听力的影响,如戴上耳塞或耳机。

注意保持良好的生活习惯,避免过度疲劳和压力。长时间的疲劳和压力会使身体处于亚健康状态,包括听力也会受到一定影响。

定期进行听力检查也是非常重要的。及早发现和处理听力问题,能够更好地保护听力健康。

提高公众的听力保护意识也是非常重要的。政府和社会应该加强对噪声污染的管理和控制,同时加强听力保护知识的宣传和普及,让更多的人了解分贝数对听力的影响,从而采取相应的措施来保护听力健康。

了解常见分贝数的特点和影响,对于保护听力和维护健康非常重要。我们应该注意避免长时间暴露在高分贝的噪音环境中,保持良好的生活习惯,定期进行听力检查,同时提高公众的听力保护意识,共同营造一个更健康的声环境。只有这样,我们才能享受到清晰的声音,拥有健康的听力。

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