分贝是音响行业使用最广泛也最容易混淆的单位。它不是绝对值,是对数比值。为什么要用对数?因为人耳遵循韦伯-费希纳定律,对响度的感知近似对数关系。物理声压每增加一倍(+6dB),人感觉到的变化远没有翻倍那么明显。
功率比:dB = 10 log(P1/P0)。电压/声压比:dB = 20 log(V1/V0)——因为功率与电压平方成正比,log(V平方)=2log(V)。电压翻倍是+6dB,功率翻倍是+3dB。
dB SPL,声压级
dB SPL度量空气中实际声压,参考基准是20微帕斯卡(人耳在1kHz能听到的最微弱声音)。0dB SPL是听阈,60dB SPL是正常对话,80dB SPL是繁忙街道,100dB SPL是摇滚音乐会前排,120dB SPL是痛阈。音箱灵敏度(90dB/1W/1m)正是将电学功率映射为声学输出的桥梁。
dBA和dBC,加权后的人主观声压
dBA模拟40 phon等响曲线大幅衰减低频——这是环境噪声测量标准,最能反映人对噪声的烦扰感。职业噪声暴露限值(85dBA/8小时)用的就是A加权。dBC模拟100 phon等响曲线低频衰减很小,适合评估低频噪声(交通、工业低频轰鸣)。dBZ是零加权完全平直的物理测量。
dBm、dBu、dBV,电学三兄弟
dBm=10 log(P/1mW),参考基准是1mW在600欧负载上产生的0.775V——来自早期电话系统。dBu=20 log(V/0.775V),纯粹电压参考不考虑阻抗。dBV=20 log(V/1V),消费级音频设备标准。
+4dBu≈1.228V是专业音频标准工作电平,-10dBV≈0.316V是消费级。专业设备与消费设备电平差约12dB,连接时需要增益匹配。
dBFS,数字满刻度
dBFS=20 log(采样值/最大采样值)。参考基准是数字系统能表示的最大采样值。0dBFS是上限不能超,-6dBFS约50%幅度,-18dBFS是24位系统约3 bits余量混音参考电平,-20dBFS约专业设备+4dBu对应电平。数字音频留余量是必要的——峰值不超0dBFS,但平均电平在-18到-14dBFS之间保留瞬态峰值空间。
dB叠加,不能直接加
两个声源:L总=10 log(10^(L1/10)+10^(L2/10)+...)。实用规律:两个相同声压级不相关声源叠加+3dB,差10dB以上大者主导小者贡献可忽略。记忆口诀:差1dB以内加3,差2到3dB加2,差4到6dB加1,差10dB以上不加。
看到一个dB参数先问三个问题:这是电学还是声学?参考基准是什么?加权方式是什么?搞清楚这三个,dB就不再是混乱符号而是非常实用的工程工具。