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1、 音频应用分贝是个什么东西？大家都是用计算机做音乐的高手了呃，那位同学!别紧张嘛看你激动的,高手其实也没什么了不起的不信?那我问问你几个问题，你答得上来，算你了不起！我们用电脑做音乐的时候，经常会接触到各种各样的表，无论是测量什么的表,它们都离不开一个单位分贝（dB），我的问题就和它有关，听好了：1. 20dB和60dB究竟差多少？（不要回答我60-20=40(dB)，我抽你呀！你告诉我40dB究竟是多响,难道用手指在峰值表上测量距离吗？）2。 72dB和66dB的声音合在一起有多响?（停！看你的口型我就知道138dB,对不对？拜托这可相当于一架喷气式战斗机从你身边一米处远的距离飞过啊!Are
2、 you nuts?而我说的两个数值相当于一个鼓手和一个吉他手在一起演奏而已，你认为一个乐队演出就像空军基地里飞战斗机那么吵么？）3. 经常听人说一些设备的各种指标，-10dBV和+4dBu，这个很熟悉吧？他们说,+4dBu的设备属于“专业级”，-10dBV属于“民用级”，你知道这是为什么吗？4. 为什么有些文章说数字设备不会超过0dB，而模拟设备就可以超过呢？5。 16bit数字音频的动态范围是多少？24bit呢？如果让你说出21bit的,你能说出来吗？6。 100瓦的吉他音箱能比50瓦的吉他音箱响多少?以上的问题如果你觉得对你来说是小事一桩,那你可以不用看这篇文章了，你是真正的高人！如果你
3、使劲抠头皮拜托，抠头皮解决不了问题的，你至少需要一个科学计算器呢！怎样，还觉得简单吗？我知道,大家都能用电脑做出歌来，但这要归功于先进的技术和傻瓜式的操作,如果把你放在上个世纪30年代,你觉得就凭你懂的这些可以做今天做的事情吗？我见过有很多“高手就是这样，他们或许根本就不知道分贝究竟是怎么一回事情！当然，有人也持反对态度，认为重要的是结果，而不是过程。道理不懂没关系，能做出来就可以了。我想说的是,那些真正的录音工程师们是绝对不会这样想的，因为他们真正懂得录音的艺术不仅仅是扳动一堆按钮就完事了-你要想创造出前所未有的声音，你就必须了解所有的奥秘。所以我说,那些仅仅满足于模仿,甚至连模仿都不伦不类
4、的“高手其实是没有什么了不起的。我很高兴你能坚持看到这里，这说明你绝对不是一个能够轻易满足的家伙，你的脑袋充满了无穷的求知欲望。也许你会把你能找到的所有器材的说明书和帮助文档都看一遍，你也经常会看到诸如:dBSPL、dBu、dBV、dBm、dBVU、dBFS等等和分贝有关的名词。但遗憾的是，几乎没有这方面的详细说明，搞得你经常一头雾水：它们是谁？它们究竟是什么关系？不要责怪那些厂商不在说明书里对这些家伙们做出解释，因为他们只想让你当我刚才说的那种“高手”，这样你才会一代接一代的购买他们的产品/软件，如果你慢慢的都懂了，也许你就不用了。当然，这些的确不是很容易就明白的，因为他们牵扯到数学、物理等
5、相关的专业知识。（我也就这么一说，其实没那么夸张,只要你高中会考能及格,你就能看得懂）下面就让我们来看看分贝究竟是个什么东西? Quote： Decibel: A unit used to express relative difference in power or intensity， usually between two acoustic or electric signals, equal to ten times the common logarithm of the ratio of the two levels.分贝：通常表示两个声音信号或电力信号在功率或强度方面的相对差别的单
6、位，相当于两个水平的比率的常用对数的十倍。” 这是我在一本专业词典上找到的关于分贝的科学的概括的定义。分贝就是这么回事！“可是等等！相对差别两个水平的比率常用对数这这都是什么跟什么啊?我看不懂！”呵呵，别急嘛，我当然不会让你看了半天就得到这么一个结论，请你听我慢慢说。首先我们根据上面的定义，找出主语、谓语和宾语，把其他的部分先省略掉,我们可以得到“分贝是一种单位”，这个结论很明确吧？我们的常识告诉我们，单位都是用来度量的，用某一种仪器或是一个算式，我们可以得到这个单位的具体数值。那么分贝用什么测量呢？实践告诉我们峰值表等等可以测量它，只是我们不清楚测量的数据对我们来说具有什么样的意义，哪怕是一
7、个抽象的意义也可以啊!所以这个问题我们需要数学来帮助我们。科学家们选择了用对数.为什么要用对数？因为他们懒我没有开玩笑哦!当你深入到分贝的奥秘当中去,你会发现你需要对付一大堆令人头疼的数字,科学家们有点像器乐演奏家-的特点就是用尽一切可能的办法让问题变得简单点。我们来看看分贝究竟怎样复杂和怎样简单（拜托,已经看到这里了，再给点耐心和支持吧，马上就到正题了）：声音的响度是指在单位时间内通过指定大小的面积内的能量的总和（这个你知道吧？不过不知道也没关系，嘿嘿）：响度 = 能量 / （时间*面积)我们知道能量和时间的比就是功率（这个总该知道了吧？还不知道？我真的都还给亲爱的老师了)，so：响度 =
8、功率 / 面积功率的单位是瓦特咯,面积我们用平方米，那么响度的单位就是:瓦 / 米（论坛上不好写特殊符号，我用代替平方,下同)现在我们假设你知道普通人能听见的最小的声音响度是。1 瓦 / 米，而让人开始感到痛苦的声音响度是1 瓦 / 米，那么在这两个数字之间,我们会得到一大堆值，比如。2 瓦 / 米,还有。5 瓦 / 米等等,试试迅速比较这两个数字,算出它们的差！怎么样，开始头晕了吧？你能想象我们的峰值表用这种单位做表示吗？天啊我们可爱的科学家们可不会做这种愚蠢的事情，于是他们写下了这样的公式：log (。2） = -3.1log （.5） = -5.2这个差好算多了吧？是2。1嘛啊？你说什么
9、?这个2.1是什么?就是音量的差啊，聪明的你可能一下子想起来它叫什么了对，就是贝尔！不过呢，这还不是分贝，因为贝尔之后的科学家继承了他的传统，并且又将之发扬光大（什么传统？懒呗！)这一次，他们连小数点都不想看见，所以他们又乘了10,变成了这样：10 log （.2） = -3110 * log （。5) = 52答案从2。1变成了21，这个21就是我们今天的主角分贝。怎么样，科学家们聪明吧？同学们，大家要学习他们胡乱使用各类公式的好办法呃呃，我的意思是：勇于探索！他们也真够懒的，是不是？还有更懒的呢！对数有一个特性，它可以把减法变成除法，所以,我们可以再简单一点：10 * log （x) 10
10、 log (y) = 10 log （x / y）这样,对于刚才的问题,我们就不用分开来算了，用一条公式就可以解决问题：10 log （.2 / .5) = 21 dB这就是为什么要用对数的原因，有了这个简便的方法,我们终于可以对分贝进行更深入的研究了。还有一个小问题，如果我们得到的测量数据不全是以声音响度为单位的，那该怎么办？如果两个数据的单位不一样，我们得到的公式不就毁了吗?想想看，我们通常用什么方法来让不同单位的数值进行计算,并且得到同样单位的结果的?其实我们只需要找一个固定的常数带入这个公式就可以解决这问题了，我们把这个常数叫做“参照数”.用什么来作参照数呢?刚才我们好像提到过普通人能
11、听见的最小的声音响度是.1 瓦 / 米，我们就用这个吧！（别的数也一样，我们只是为了统一单位）我们用字母”N”来表示这个常数，所以:10 * log (x / N) - 10 * log （y / N）= 10 * log （x / N） / （ y / N）= 10 * log (x / y）保险起见我们来检查一下这个公式有没有问题，还是用刚才的那个例子：10 * log （ 。2 / 0.1） = 89 dB10 * log （ 。5 / 0.1） = 68 dB89 dB - 68 dB = 21 dBOK，大功告成！这个方法可以让我们比较不同单位的数值。（这个例子的两个数据单位是相同的
12、,所以看起来“参照数”没什么作用）经常使用的测量单位有声音的功率(瓦特），声音的响度（瓦 / 米），声音的压强是（帕斯卡）-嘿!你可要注意我接下来说的话了,这是最容易让人对分贝产生混淆的地方。以功率或响度为单位测量的数据，我们用上面的公式都可以很好的计算.然而,通常情况下，当人们说到“分贝”的时候，却指的是压强。毕竟是声波的压力压迫我们的耳鼓膜来让我们分辨出声音究竟有多“响”的。所以,我们通常所谈到的分贝应该是dBSPL（Sound Pressure Levels）。压强是作用于单位面积的力，力的单位是牛顿（看见你猛力的点头，我真得很无奈)，所以压强的单位是 牛 / 米。另一种常用的单位是帕斯
13、卡，1 帕等于1 牛 / 米.声响（I）和声压（P)之间的关系我们可以用下面的公式来表示:I = P / 是希腊字母，读作：“肉，它代表空气的阻力，是一个常量.这个值取决于大气压强、空气温度等等因素。通常情况下,在室温中，空气阻力的值大约是400.因此，普通人能听见的最小的声音响度换算成声压就是：.1 W/m2 = (.00002 Pa） / 400 不过呢，刚才的公式里P的后面还有一个平方，也就是说声压翻两倍,声响就翻了四倍；声压翻四倍，声响就翻了十六倍这样的话，我们把声压作为测量单位的时候，之前得到的公式不就出现问题了吗？不妨，我们来稍微计算一下：dB = 10 * log (x / y）
14、 - 此时的X,Y是用声响作测量单位的,我们将P / 带入公式，则:dBspl = 10 log (Px / ） / (Py / ) = 10 * log (Px / Py)= 10 log （Px / Py）= 20 * log （Px / Py）就这样,问题解决了，和前面的公式不同之处，就是乘了20。这就是dBSPL的公式，当我们谈论“分贝”的时候，99%说的都是它;我们在各种测量表上看见的dB,其实就是dBSPL,只不过没人说这个的时候总是带上SPL三个字母。（有的可能是怕麻烦，但多数恐怕是不知道，嘿嘿不过你现在知道了)那么当我们使用声压作为测量单位的时候，我们选用的“参照数”就是.00
15、002帕斯卡了，接近于我们所说的普通人能听见的最小的声音响度，带入刚才得到的公式，我们来看看：dBSPL = 20 (P / .00002 Pa）因为log1 = 0,所以：20 * log （。00002 Pa / .00002 Pa） = 0 dB SPL请注意，你应该注意到了，如果我们取一个和参照数相同的值，那么我们总会得到“0dB”，无论是什么类型-dBm， dBu, dBV， dBFS。.都是如此!还有，你可能会有疑问，。00002帕不是几乎听不到么？怎么是0dB呢?对呀！0不就是等于没有么？哦，我明白你的意思了,你在计算机里经常看见0dB代表的是峰值表的最高值吧？嗬嗬，那是因为数字电路和我们现在所说的情况是有区别的，别着急，我等一下会讲到。我们能忍受的最强的声压大约是20帕，你试试用分贝表示一下看看？应该如下：20 log (20 Pa / .00002 Pa) = 120 dB怎样，还记
