测量声压级的对数单位

dB SPL（声压级）测量相对于20 µPa（人类听阈）的声压。对数标度意味着+10 dB = 10倍压力增加，+20 dB = 100倍压力增加，但由于人类听觉的非线性，感知响度仅为2倍。

例如：60 dB的对话比0 dB的听阈有1000倍的压力，但主观上听起来只有16倍响。

声波在单位面积上施加的物理力

声压是由声波引起的瞬时压力变化，以帕斯卡（Pa）为单位测量。它从20 µPa（几乎听不到）到200 Pa（痛苦地响亮）不等。连续声音通常报告均方根（RMS）压力。

例如：正常讲话产生0.02 Pa（63 dB）。摇滚音乐会达到2 Pa（100 dB）——压力高出100倍，但感知上仅响6倍。

单位面积的声功率

声强测量通过一个表面的声能流，单位为瓦特/平方米。它与压力²有关，是计算声功率的基础。听阈为10⁻¹² W/m²，而喷气式发动机在近距离产生1 W/m²。

例如：耳语的强度为10⁻¹⁰ W/m²（20 dB）。疼痛阈值为1 W/m²（120 dB）——强度高出一万亿倍。

留声机发明

托马斯·爱迪生发明了留声机，实现了声音的首次录制和播放，引发了对量化音频电平的兴趣。

分贝引入

贝尔电话实验室引入分贝来测量电话电缆的传输损耗。以亚历山大·格雷厄姆·贝尔命名，它迅速成为音频测量的标准。

弗莱彻-芒森曲线

哈维·弗莱彻和怀尔登·A·芒森发表了等响度曲线，显示了频率相关的听觉灵敏度，为A计权和方标度奠定了基础。

声级计

开发了第一台商用声级计，为工业和环境应用标准化了噪声测量。

宋标度标准化

斯坦利·史密斯·史蒂文斯正式确立了宋标度（ISO 532），提供了一种感知响度的线性度量，其中宋值加倍=感知响度加倍。

OSHA标准

美国职业安全与健康管理局制定了噪声暴露限值（85-90分贝TWA），使得声音测量对工作场所安全至关重要。

ISO 226修订

基于现代研究更新了等响度曲线，改进了方测量和A计权在各频率上的准确性。

数字音频标准

LUFS（相对于全量程的响度单位）被标准化用于广播和流媒体，用基于感知的响度计量取代了仅基于峰值的测量。

• **+3 dB = 功率加倍**（大多数人几乎注意不到）
• **+6 dB = 压力加倍**（反平方定律，距离减半）
• **+10 dB ≈ 2倍响**（感知响度加倍）
• **+20 dB = 10倍压力**（对数标度上的两个十年）
• **60 dB SPL ≈ 正常交谈**（1米距离处）
• **85 dB = OSHA 8小时限制**（听力保护阈值）
• **120 dB = 疼痛阈值**（立即不适）

• **相同声源：** 80 dB + 80 dB = 83 dB（不是160！）
• **相差10 dB：** 90 dB + 80 dB ≈ 90.4 dB（较安静的声源几乎不重要）
• **相差20 dB：** 90 dB + 70 dB ≈ 90.04 dB（贡献可忽略不计）
• **声源加倍：** N个相同声源 = 原始值 + 10×log₁₀(N) dB
• **10个相同的80 dB声源 = 90 dB总和**（不是800 dB！）

• **0 dB SPL** = 20 µPa = 听阈
• **20 dB** = 耳语，安静的图书馆
• **60 dB** = 正常交谈，办公室
• **85 dB** = 交通拥挤，听力风险
• **100 dB** = 夜总会，电锯
• **120 dB** = 摇滚音乐会，雷声
• **140 dB** = 枪声，附近的喷气式发动机
• **194 dB** = 大气中的理论最大值

• **切勿算术相加dB** — 使用对数加法公式
• **dBA ≠ dB SPL** — A计权减少了低音，无法直接转换
• **距离加倍** ≠ 电平减半（是-6 dB，不是-50%）
• **3 dB几乎注意不到，** 不是3倍响 — 感知是对数的
• **0 dB ≠ 静音** — 它是参考点（20 µPa），可以为负
• **方 ≠ dB** 除了在1 kHz处 — 频率相关的等响度

三个原因使得对数测量至关重要：

• 人类感知：耳朵以对数方式响应——压力加倍听起来像+6 dB，而不是2倍
• 范围压缩：0-140 dB vs 20 µPa - 200 Pa（日常使用不切实际）
• 乘法变加法：组合声源使用简单的加法
• 自然标度：10的因数变成相等的步长（20 dB, 30 dB, 40 dB...）

对数标度是反直觉的。避免这些错误：

• 60 dB + 60 dB = 63 dB（不是120 dB！）——对数加法
• 90 dB - 80 dB ≠ 10 dB的差异——减去值，然后取反对数
• 距离加倍使电平降低6 dB（不是50%）
• 功率减半 = -3 dB（不是-50%）
• 3 dB的增加 = 2倍功率（几乎注意不到），10 dB = 2倍响度（清晰可闻）

声级计算的核心方程：

• 压力：dB SPL = 20 × log₁₀(P / 20µPa)
• 强度：dB IL = 10 × log₁₀(I / 10⁻¹²W/m²)
• 功率：dB SWL = 10 × log₁₀(W / 10⁻¹²W)
• 组合相同声源：L_total = L + 10×log₁₀(n)，其中n = 声源数量
• 距离定律：L₂ = L₁ - 20×log₁₀(r₂/r₁) 点声源

你不能算术地相加分贝。使用对数加法：

• 两个相同声源：L_total = L_single + 3 dB（例如，80 dB + 80 dB = 83 dB）
• 十个相同声源：L_total = L_single + 10 dB
• 不同级别：转换为线性，相加，再转换回来（复杂）
• 经验法则：相加相差10+ dB的声源几乎不增加总和（<0.5 dB）
• 例如：90 dB的机器 + 70 dB的背景 = 90.04 dB（几乎注意不到）

以1 kHz为参考的响度级单位

方值遵循等响度曲线（ISO 226:2003）。N方的声音在1 kHz处与N dB SPL具有相同的感知响度。在1 kHz处，方=dB SPL。在其他频率，由于耳朵的灵敏度，它们会有显著差异。

• 1 kHz参考：60方 = 60 dB SPL @ 1 kHz（根据定义）
• 100 Hz：60方 ≈ 70 dB SPL（需要+10 dB才能达到等响度）
• 50 Hz：60方 ≈ 80 dB SPL（需要+20 dB — 低音听起来更安静）
• 4 kHz：60方 ≈ 55 dB SPL（-5 dB — 耳朵灵敏度峰值）
• 应用：音频均衡，助听器校准，声音质量评估
• 局限性：频率相关；需要纯音或频谱分析

主观响度的线性单位

宋以线性方式量化感知响度：2宋听起来是1宋的两倍响。由史蒂文斯的幂定律定义，1宋=40方。宋值加倍=+10方=+10 dB @ 1 kHz。

• 1宋 = 40方 = 40 dB SPL @ 1 kHz（定义）
• 加倍：2宋 = 50方, 4宋 = 60方, 8宋 = 70方
• 史蒂文斯定律：中等水平声音的感知响度 ∝ (强度)^0.3
• 真实世界：对话（1宋），吸尘器（4宋），电锯（64宋）
• 应用：产品噪声评级，电器比较，主观评估
• 优点：直观 — 4宋听起来确实是1宋的4倍响

专业音频广泛使用dB来表示信号电平、混音和母带处理：

• 0 dBFS（全量程）：削波前的最大数字电平
• 混音：目标峰值为-6至-3 dBFS，RMS为-12至-9 dBFS，以留出动态余量
• 母带处理：流媒体为-14 LUFS（响度单位），广播为-9 LUFS
• 信噪比：专业设备>90 dB，发烧友>100 dB
• 动态范围：古典音乐60+ dB，流行音乐6-12 dB（响度战争）
• 室内声学：RT60混响时间，-3 dB vs -6 dB滚降点

工作场所噪声暴露限值可防止听力损失：

• OSHA：85 dB = 8小时TWA（时间加权平均）行动水平
• 90 dB：无保护下8小时最大暴露
• 95 dB：4小时最大，100 dB：2小时，105 dB：1小时（减半规则）
• 115 dB：无保护下15分钟最大
• 140 dB：立即危险 — 必须佩戴听力保护装置
• 剂量测定：使用噪声剂量计跟踪累积暴露

环境法规保护公众健康和生活质量：

• WHO指南：白天<55 dB，夜间<40 dB（室外）
• EPA：Ldn（昼夜平均）<70 dB以防止听力损失
• 飞机：FAA要求机场提供噪声等高线（65 dB DNL限制）
• 建筑：地方限制通常为物业边界线处80-90 dB
• 交通：高速公路隔音屏障目标是降低10-15 dB
• 测量：dBA计权近似于人类的烦扰反应

声学设计需要精确的声级控制：

• 语言清晰度：听者处目标65-70 dB，背景<35 dB
• 音乐厅：峰值80-95 dB，混响时间2-2.5秒
• 录音室：NC 15-20（噪声标准曲线），环境<25 dB
• 教室：背景<35 dB，语音与噪声比15+ dB
• STC评级：隔声等级（墙体隔声性能）
• NRC：吸声材料的降噪系数

• 使用校准过的1级或2级声级计（IEC 61672）
• 每次测量前用声学校准器校准（94或114 dB）
• 将麦克风远离反射面（通常高度为1.2-1.5米）
• 对稳定声音使用慢速响应（1秒），对波动声音使用快速响应（125毫秒）
• 在室外使用防风罩（风噪声从12英里/小时/ 5米/秒开始）
• 记录15分钟以上以捕捉时间变化

• A计权（dBA）：通用，环境，职业噪声
• C计权（dBC）：峰值测量，低频评估
• Z计权（dBZ）：平坦响应，用于全频谱分析
• 切勿转换dBA ↔ dBC — 取决于频率内容
• A计权近似于40方等响度曲线（中等响度）
• 使用倍频程分析获取详细的频率信息

• 始终指明：dB SPL, dBA, dBC, dBZ（绝不仅仅是'dB'）
• 报告时间计权：快，慢，脉冲
• 包括距离，测量高度和方向
• 单独记录背景噪音水平
• 对变化的声音报告Leq（等效连续电平）
• 包括测量不确定度（通常为±1-2 dB）

• 85 dB：考虑对长时间暴露（>8小时）进行保护
• 90 dB：8小时后必须佩戴保护装置（OSHA）
• 100 dB：2小时后使用保护装置
• 110 dB：30分钟后保护，115 dB以上双重保护
• 耳塞：15-30 dB降噪，耳罩：20-35 dB
• 即使佩戴保护装置，也切勿超过140 dB — 有物理创伤风险

蓝鲸在水下发出高达188 dB SPL的叫声——这是地球上最响亮的生物声音。这些低频叫声（15-20 Hz）可以在海洋中传播数百英里，使鲸鱼能够跨越广阔的距离进行交流。

世界上最安静的房间（微软，雷德蒙德）测量值为-20.6 dB SPL——比听阈还安静。人们可以听到自己的心跳，血液循环，甚至胃里的咕噜声。由于方向感丧失，没有人能停留超过45分钟。

有记录以来最响亮的声音：源头处为310 dB SPL，3000英里外都能听到。压力波环绕地球4次。40英里外的水手鼓膜破裂。如此强度无法在正常大气中存在——它会产生冲击波。

194 dB SPL是地球大气在海平面的理论最大值——超过这个值，你创造的是冲击波（爆炸），而不是声波。在194 dB时，稀疏部分等于真空（0 Pa），因此声音变得不连续。

狗能听到67-45,000 Hz（人类为20-20,000 Hz），并能探测到4倍远的声源。它们的听觉灵敏度在8 kHz左右达到峰值——比人类灵敏10 dB。这就是为什么狗哨有效的原因：23-54 kHz，人类听不到。

电影院的目标是平均85 dB SPL（Leq），峰值为105 dB（杜比规范）。这比家庭观看响20 dB。扩展的低频响应：20 Hz的低音炮可以实现逼真的爆炸和撞击效果——家庭系统通常在40-50 Hz处截止。

dBA应用了频率相关的计权，会衰减低频。80 dB SPL的100 Hz音调测量值约为70 dBA（-10 dB计权），而80 dB SPL的1 kHz音调测量值为80 dBA（无计权）。不知道频率谱，转换是不可能的。您需要进行FFT分析并应用反A计权曲线。

+3 dB = 功率或强度加倍，但压力仅增加1.4倍。人类感知遵循对数响应：10 dB的增加听起来大约响2倍。3 dB是大多数人在受控条件下能检测到的最小变化；在真实环境中，需要5+ dB。

你不能算术地相加分贝。对于相同级别：L_total = L + 3 dB。对于不同级别：转换为线性（10^(dB/10)），相加，再转换回来（10×log₁₀）。例如：80 dB + 80 dB = 83 dB（不是160 dB！）。经验法则：相差10+ dB的声源对总和的贡献<0.5 dB。

dB SPL：未加权声压级。dBA：A计权（近似人类听觉，衰减低音）。dBC：C计权（几乎平坦，最小滤波）。用于一般噪声，环境，职业噪声。用于峰值测量和低频评估。它们以不同方式测量同一声音——没有直接转换。

声音遵循反平方定律：距离加倍会使强度减少到¼（不是½）。以dB为单位：每次距离加倍= -6 dB。例如：1米处的90 dB在2米处变为84 dB，4米处变为78 dB，8米处变为72 dB。这假定是在自由场中的点声源——房间有反射，会使情况复杂化。

是的！0 dB SPL是参考点（20 µPa），不是静音。负dB表示比参考值更安静。例如：-10 dB SPL = 6.3 µPa。消声室可以测量到-20 dB。然而，热噪声（分子运动）在室温下设定了约-23 dB的绝对极限。

准确性和校准。1级仪表符合IEC 61672标准（±0.7 dB, 10 Hz-20 kHz）。便宜的仪表：±2-5 dB误差，低/高频响应差，无校准。专业使用需要可追溯的校准，记录，倍频程分析和耐用性。法律/OSHA合规性要求认证设备。

在1 kHz处：方=dB SPL（根据定义）。在其他频率：由于耳朵的灵敏度，它们会偏离。例如：60方需要1 kHz处的60 dB，但100 Hz处的70 dB（+10 dB）和4 kHz处的55 dB（-5 dB）。方考虑了等响度曲线，而dB没有。