細看「分貝」!有關聲音幾個小的知識

2020-11-22 泡泡網

細看「分貝」！有關聲音幾個小的知識

2013年04月22日 00:05作者：卓克編輯：卓克文章出處：泡泡網原創

    泡泡網散熱器頻道4月22日 我們經常可以看到描述風扇噪音的參數：分貝（dB），拿下圖這枚

海盜船AF120性能版風扇

為例，性能版的聲級為30（dBA），而靜音版的為21（dBA）。細心的玩家會發現我在上一句話中使用了兩種單位，一種是

dB

，另一種是

dBA

，這篇文章我們就從這個小細節展開一些關於聲音的小知識。

海盜船AF120性能版參數

    問題一：什麼是dB？
    解答一：「dB」稱為分貝，來源於「decibel」這個單詞，在數學中指的是以10為底的對數，高中時我們就接觸過，以10為底的對數簡寫為lg（沒辦法，發布系統自動關聯到棒子的品牌上了）。在工程中dB用來表示A和B兩個量的比值。具體算法是20×lg（A/B），由於信號領域中兩個量強度的比值往往很誇張，如果要說信號A是信號B的0.00000000000001倍，這麼寫實在太麻煩了，為了方便我們寫成-140dB或-280dB（對電流、電壓、聲音信號來說需要乘以20，對功率來說乘以10），所以嚴格來說dB並沒有量綱，它代表著兩個數的比值。

    問題二：表示聲音強弱的「分貝」也是和某一個量的比值麼？
    解答二：沒錯，這個量是人耳能感知到的最小聲音，具體定義為1000Hz頻率時能分辨出的最小聲壓，為0.00002帕斯卡。我們常見的dB就是測量到的聲壓值除以0.00002帕斯卡後取10為底的對數後再乘以20得出來的。

    問題三：1000Hz有多高？聲壓是什麼？
    解答三：如果你是男生，你能唱出最高的音差不多就是1000Hz。如果你是女生，你能唱出最高的音差不多是2000Hz。物體振動會擠壓周圍空氣，空氣疏密的變化向四周傳播，這種壓力就是聲壓。

    問題四：dBA和dB有什麼區別？
    解答四：A代表一種權重的計算方法（計權），dBA是對測量出的dB值做進一步的修正。在聲學領域裡還有其他計權方法，比如dB(B)、dB(C)等。

    問題五：為什麼要進行A計權修正？
    解答五：因為A計權針對人耳分辨聲音的特點進行了修正，這樣得出的dBA值更容易貼近人耳的感受。

等響曲線

    上圖是人耳的等響曲線，Y軸代表聲壓，X軸代表頻率，每一條紅色線都代表著耳朵聽上去聲音大小相當的聲音。很容易發現這條線並不平行於X軸，如果我們看寫著60的那條紅線會發現30Hz的100dB的聲音和3000Hz的55dB的聲音聽起來是一樣大的。

    兩個聽上去差不多大小的聲音，實際上聲壓強度相差了178倍，雖然測量是準確的，但並沒有很好的描述耳朵聽上去的感覺。於是A計權大幅度削減了dB在低頻下的數值。具體削減多少可以參考一些聲學專業的書籍。

    問題六：散熱器廠商標註的噪音值真實嗎？
    解答六：只能做參考，廠商的標註有虛標和模糊標註的傾向。尤其是數值在10dB(A)以下的數值可信度不高。有時這種超低噪音只在風扇處於每分鐘轉速低於400RPM下才會出現，而這麼低的轉速時候風扇幾乎沒有什麼散熱作用。

    問題七：世界上最安靜的地方噪音值有多低？
    解答七：是美國明尼蘇達州Orfield實驗室的無響室，他們可以做到-9.4dB(A)的安靜程度，通過剛才的介紹你可以知道這裡發出的聲音只有人耳可以感知到最小的聲壓的不到三分之一。

Orfield實驗室的無響室內部

吉尼斯世界記錄

    根據2005年版的金氏世界紀錄，明尼蘇達的Orfield實驗室通過了美國國家標準與技術研究院的認證，噪音只有-9.4dB(A)。據說史丹福大學的很多個無響室裡也有一個可以把背景噪音做到-12.4dB(A)的程度，不過並沒有得到官方認證。如果各位感興趣，我們下一篇可以介紹下這些背景噪音低於0dB(A)的無響室是如何搭建的。

    通過這篇簡單的介紹，大家是否知道了噪音大小是如何定義的，是否清楚了dB和dBA的區別呢？■

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