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  • 1 # 使用者3979633029077

    分貝(dB,deci-bel),描述與特定基準值之間的比值關係,通常用於描述振動訊號或交變電訊號。

    1分貝=0.1貝爾(bel)。

    “N貝爾”表達的是“訊號能量是基準值的 倍”或“訊號幅度是基準值的 倍”,N可以是正數,也可以是負數或零。

    淺顯點說,0dB即基準強度,每增加10dB,訊號能量增強到10倍,每減小10dB,訊號能量減小到1/10。

    可以用貝爾/分貝表達的物理量有很多,其中最常用的是聲音。

    對於1000Hz的聲音,人耳能聽到下限大約是1微微瓦/平方米,我們把這個強度的聲音設定為聲音強度的基準值,即0分貝。聲強級70分貝(7貝爾)的聲音的聲強就是 微微瓦/平方米。

    我們測量聲音的時候,感測器直接測量的往往是壓強的波動。我們知道,聲音本質是空氣的疏密振動,空氣密度大的地方,壓強略高於大氣壓;聲音小的地方,壓強略低於大氣壓。這個壓強 ,I、c0、ρ0分別為聲強、聲速和空氣密度。0分貝,即I=I0=1微微瓦時,p0約等於20微帕斯卡。即聲壓級的基準值為20微帕斯卡,1帕斯卡聲壓的聲壓級約為94分貝——基準值(0分貝)的 倍。

    至此,我們討論的都是1000Hz的聲音。我們知道,人耳對不同頻率的聲音的敏感程度是不一樣的1000Hz-3000Hz很敏感,對200Hz以下就不怎麼敏感了。而我們日常接觸的聲音,都包含了若干不同頻率。於是人們想出一個辦法——計權。把聲音按頻段(倍頻程)分解開(FFT),然後對於不敏感的頻率,就把它的權重算少點,對於敏感的頻率,就把它算多點。然後再加回一起,得到一個“聽起來差不多響”的聲壓級數值。

    另外,除了一些持續性噪聲(比如風扇噪音、飛機發動機噪音)之外,大部分聲音強度是隨時間變化的。我們通常說的“70dB的談話聲”事實上是對短時間(一般用0.125s)取平均,然後長時間取最大值得到的。或者說其實是“某0.125秒內平均聲音達到過70分貝”。

    為了避免混淆,表述聲壓級的時候,單位dB後面有時會加上SPL(Sound Pressure Level),即dBSPL。

    除聲音訊號以外,聲音轉化成的電訊號也經常用dB來計量。

    對於模擬電訊號,進行計量的物理量一般是電壓(伏特),以1V為基準值,這個時候,我們在dB後面加一個表示“伏特”的字母v,-100dBv意思就是0.00001V的電噪聲。

    除此之外,我們還會遇到以1mV為基準值的dBm,以1W為基準值的dBw。

    對於數字電訊號,我們來數字化一組數值的時候,一般採用“取大放小”的原則。首先,我們先確定一個可能的最大值,即“滿量程(Full-Scall)”,然後再選擇若干bit的精度來量化具體數值。這樣,當我們用低精度資料來記錄高精度測量值的時候,只會丟掉弱的訊號(損失精度),而不會丟掉強的訊號(量程溢位)。

    因此,在用數字訊號來記錄聲音的時候,我們以滿量程(Full-Scall)為0dB,得到數字訊號的量度單位dBFS。所以,我們在使用音訊處理軟體(比如Adobe Audition)時,會發現最大值就是0dBFS——因為數字訊號是無法記錄0dB以上的超量程資料的。

    dB還經常用來表達訊號改變的倍數。當一個放大器,能把訊號的幅度放大10倍,我們就說放大器的增益為+20dB。當然,實際中我們使用的放大器一般沒這麼大力,(因為電路負載能力的限制,放大倍數太大,會引入額外的失真和噪聲),常見的大多是+3dB、+6dB,即訊號幅度放大 倍(能量放大2倍)、2倍。

    除放大器外,天線的發射接收能力也經常用增益來衡量。可以以理想點源天線為基準——dBi,或理想偶極天線為基準——dBd,二者相差2.15dB。

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