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相信大家對如何計算器材的dB數與喇叭功率的關係相當頭大,其實我不是理工科系的學生,因此對於數學的計算非常有障礙,但經過辛苦自修後對於dB值的計算總算有點概念,分享給大家。

 

早期Alexander Graham Bell 發現在大氣壓力的數值計算中,壓力差距10倍在聽覺上會差距2倍,這就是decibel(dB)的出現,因為這是對數成長,為了方便辨識通常便用Log來處理,

dB是一種方便我們閱讀的單位,它本身是不帶有任何意義的,因此它需要定義一個基準值才能使用。

在電壓的角度這個基準值是1 milliwatt 在600歐姆阻抗的電壓(也就是0dBm=1 milliwatt的直接定義),因為電學公式P(功率)=V平方/R,我們求得0.001W=V平方/600  這個V大約等於0.775伏特。

所以以這個電壓為基準的話就是  Log(K/0.775) 但因為數字太小不方便,因此再乘以10變成  10Log(K/0.775) 

但這裡出現一個問題,因為V平方/電阻=功率 ,V上面的這個平方在換算時實在是很麻煩,尤其時當電壓的dB和能量的dB在交互運算時,要不停的平方或根號非常惱人,因此後來就想出一個方法,乾脆把V的平方直接提出來,如此一來dB在各種不管是dBu dBSPL dBw都會是對齊的,

最後得出 dB=20Log(k/基準) 這是用來表示電壓以及音壓的單位,計算能量才會用10Log(K/基準)計算

在這邊我們會發現如果k是基準的兩倍的話, dB=20Log2 ,Log2=0.3010,所以兩倍會得出6.02dB這個數字,由此可知在電壓dBu的角度中,增加6dBu等於增加兩倍的電壓。

 

這邊介紹平常常看到的單位的基準點

dBu=0.775V,電壓單位

dBV=1V,因為這是給家用消費性產品的計算方式,因此給了1V比較寬鬆的基準

dBSPL=2x0.00005 pascal,物理音壓單位

dBm=1milliwatt 這是能量單位,因此要用10Log(K/基準)計算

dBFS=FullScale 數位滿刻度的意思,它的定義為機器本身能承受的最大dBu為0,因此它只有負值跟0,是以dBu來做加減

 

大家了解了基本的概念後,我們來試著計算看看實際的應用!

假設有一檯擴大機,它 1 Watt/m (也就是以一瓦的功率用標準麥克風在一公尺測量)為94dBSPL

如果想要在16m外得到100dBSPL我們該怎麼做呢?

首先,聲音和距離的關係是反平方比計算的,當距離大一倍聲音小二分之一,所以16m理論上聲音會衰減2的四次方倍,所以如果要讓聲音補回來原來的數字,乘回來一倍根據前面的結論就是要加6dB,因此6 x4 =24dB

然後24dB再補上94dBSPL要到100dBSPL的6dBSPL ,就得到要增加30dB的結論了!

如果我們需要這麼大的擴大機,至少要幾瓦才能符合我們需要呢?

那就是30dB除以3db(能量一倍要3dB)等於10,2的10次方等於1024,所以這樣的擴大機大約需要1000瓦!

 

 

 

 

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    丹尼爾林 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()