測量聲壓級的對數單位

dB SPL（聲壓級）測量相對於20 µPa（人類聽閾）的聲壓。對數標度意味著+10 dB = 10倍壓力增加，+20 dB = 100倍壓力增加，但由於人類聽覺的非線性，感知響度僅為2倍。

例如：60 dB的對話比0 dB的聽閾有1000倍的壓力，但主觀上聽起來只有16倍響。

聲波在單位面積上施加的物理力

聲壓是由聲波引起的瞬時壓力變化，以帕斯卡（Pa）為單位測量。它從20 µPa（幾乎聽不到）到200 Pa（痛苦地響亮）不等。連續聲音通常報告均方根（RMS）壓力。

例如：正常講話產生0.02 Pa（63 dB）。搖滾音樂會達到2 Pa（100 dB）——壓力高出100倍，但感知上僅響6倍。

單位面積的聲功率

聲強測量通過一個表面的聲能流，單位為瓦特/平方米。它與壓力²有關，是計算聲功率的基礎。聽閾為10⁻¹² W/m²，而噴射式發動機在近距離產生1 W/m²。

例如：耳語的強度為10⁻¹⁰ W/m²（20 dB）。疼痛閾值為1 W/m²（120 dB）——強度高出一萬億倍。

留聲機發明

托馬斯·愛迪生發明了留聲機，實現了聲音的首次錄製和播放，引發了對量化音訊電平的興趣。

分貝引入

貝爾電話實驗室引入分貝來測量電話電纜的傳輸損耗。以亞歷山大·格雷厄姆·貝爾命名，它迅速成為音訊測量的標準。

弗萊徹-芒森曲線

哈維·弗萊徹和懷爾登·A·芒森發表了等響度曲線，顯示了頻率相關的聽覺靈敏度，為A計權和方標度奠定了基礎。

聲級計

開發了第一台商用聲級計，為工業和環境應用標準化了噪音測量。

宋標度標準化

斯坦利·史密斯·史蒂文斯正式確立了宋標度（ISO 532），提供了一種感知響度的線性度量，其中宋值加倍=感知響度加倍。

OSHA標準

美國職業安全與健康管理局制定了噪音暴露限值（85-90分貝TWA），使得聲音測量對工作場所安全至關重要。

ISO 226修訂

基於現代研究更新了等響度曲線，改進了方測量和A計權在各頻率上的準確性。

數位音訊標準

LUFS（相對於全量程的響度單位）被標準化用於廣播和流媒體，用基於感知的響度計量取代了僅基於峰值的測量。

• **+3 dB = 功率加倍**（大多數人幾乎注意不到）
• **+6 dB = 壓力加倍**（反平方定律，距離減半）
• **+10 dB ≈ 2倍響**（感知響度加倍）
• **+20 dB = 10倍壓力**（對數標度上的兩個十年）
• **60 dB SPL ≈ 正常交談**（1米距離處）
• **85 dB = OSHA 8小時限制**（聽力保護閾值）
• **120 dB = 疼痛閾值**（立即不適）

• **相同聲源：** 80 dB + 80 dB = 83 dB（不是160！）
• **相差10 dB：** 90 dB + 80 dB ≈ 90.4 dB（較安靜的聲源幾乎不重要）
• **相差20 dB：** 90 dB + 70 dB ≈ 90.04 dB（貢獻可忽略不計）
• **聲源加倍：** N個相同聲源 = 原始值 + 10×log₁₀(N) dB
• **10個相同的80 dB聲源 = 90 dB總和**（不是800 dB！）

• **0 dB SPL** = 20 µPa = 聽閾
• **20 dB** = 耳語，安靜的圖書館
• **60 dB** = 正常交談，辦公室
• **85 dB** = 交通擁擠，聽力風險
• **100 dB** = 夜總會，電鋸
• **120 dB** = 搖滾音樂會，雷聲
• **140 dB** = 槍聲，附近的噴射式發動機
• **194 dB** = 大氣中的理論最大值

• **切勿算術相加dB** — 使用對數加法公式
• **dBA ≠ dB SPL** — A計權減少了低音，無法直接轉換
• **距離加倍** ≠ 電平減半（是-6 dB，不是-50%）
• **3 dB幾乎注意不到，** 不是3倍響 — 感知是對數的
• **0 dB ≠ 靜音** — 它是參考點（20 µPa），可以為負
• **方 ≠ dB** 除了在1 kHz處 — 頻率相關的等響度

三個原因使得對數測量至關重要：

• 人類感知：耳朵以對數方式響應——壓力加倍聽起來像+6 dB，而不是2倍
• 範圍壓縮：0-140 dB vs 20 µPa - 200 Pa（日常使用不切實際）
• 乘法變加法：組合聲源使用簡單的加法
• 自然標度：10的因數變成相等的步長（20 dB, 30 dB, 40 dB...）

對數標度是反直覺的。避免這些錯誤：

• 60 dB + 60 dB = 63 dB（不是120 dB！）——對數加法
• 90 dB - 80 dB ≠ 10 dB的差異——減去值，然後取反對數
• 距離加倍使電平降低6 dB（不是50%）
• 功率減半 = -3 dB（不是-50%）
• 3 dB的增加 = 2倍功率（幾乎注意不到），10 dB = 2倍響度（清晰可聞）

聲級計算的核心方程：

• 壓力：dB SPL = 20 × log₁₀(P / 20µPa)
• 強度：dB IL = 10 × log₁₀(I / 10⁻¹²W/m²)
• 功率：dB SWL = 10 × log₁₀(W / 10⁻¹²W)
• 組合相同聲源：L_total = L + 10×log₁₀(n)，其中n = 聲源數量
• 距離定律：L₂ = L₁ - 20×log₁₀(r₂/r₁) 點聲源

你不能算術地相加分貝。使用對數加法：

• 兩個相同聲源：L_total = L_single + 3 dB（例如，80 dB + 80 dB = 83 dB）
• 十個相同聲源：L_total = L_single + 10 dB
• 不同級別：轉換為線性，相加，再轉換回來（複雜）
• 經驗法則：相加相差10+ dB的聲源幾乎不增加總和（<0.5 dB）
• 例如：90 dB的機器 + 70 dB的背景 = 90.04 dB（幾乎注意不到）

以1 kHz為參考的響度級單位

方值遵循等響度曲線（ISO 226:2003）。N方的聲音在1 kHz處與N dB SPL具有相同的感知響度。在1 kHz處，方=dB SPL。在其他頻率，由於耳朵的靈敏度，它們會有顯著差異。

• 1 kHz參考：60方 = 60 dB SPL @ 1 kHz（根據定義）
• 100 Hz：60方 ≈ 70 dB SPL（需要+10 dB才能達到等響度）
• 50 Hz：60方 ≈ 80 dB SPL（需要+20 dB — 低音聽起來更安靜）
• 4 kHz：60方 ≈ 55 dB SPL（-5 dB — 耳朵靈敏度峰值）
• 應用：音訊均衡，助聽器校準，聲音品質評估
• 局限性：頻率相關；需要純音或頻譜分析

主觀響度的線性單位

宋以線性方式量化感知響度：2宋聽起來是1宋的兩倍響。由史蒂文斯的冪定律定義，1宋=40方。宋值加倍=+10方=+10 dB @ 1 kHz。

• 1宋 = 40方 = 40 dB SPL @ 1 kHz（定義）
• 加倍：2宋 = 50方, 4宋 = 60方, 8宋 = 70方
• 史蒂文斯定律：中等水平聲音的感知響度 ∝ (強度)^0.3
• 真實世界：對話（1宋），吸塵器（4宋），電鋸（64宋）
• 應用：產品噪音評級，電器比較，主觀評估
• 優點：直觀 — 4宋聽起來確實是1宋的4倍響

專業音訊廣泛使用dB來表示信號電平、混音和母帶處理：

• 0 dBFS（全量程）：削波前的最大數位電平
• 混音：目標峰值為-6至-3 dBFS，RMS為-12至-9 dBFS，以留出動態餘量
• 母帶處理：流媒體為-14 LUFS（響度單位），廣播為-9 LUFS
• 信噪比：專業設備>90 dB，發燒友>100 dB
• 動態範圍：古典音樂60+ dB，流行音樂6-12 dB（響度戰爭）
• 室內聲學：RT60混響時間，-3 dB vs -6 dB滾降點

工作場所噪音暴露限值可防止聽力損失：

• OSHA：85 dB = 8小時TWA（時間加權平均）行動水平
• 90 dB：無保護下8小時最大暴露
• 95 dB：4小時最大，100 dB：2小時，105 dB：1小時（減半規則）
• 115 dB：無保護下15分鐘最大
• 140 dB：立即危險 — 必須佩戴聽力保護裝置
• 劑量測定：使用噪音劑量計跟蹤累積暴露

環境法規保護公眾健康和生活品質：

• WHO指南：白天<55 dB，夜間<40 dB（室外）
• EPA：Ldn（晝夜平均）<70 dB以防止聽力損失
• 飛機：FAA要求機場提供噪音等高線（65 dB DNL限制）
• 建築：地方限制通常為物業邊界線處80-90 dB
• 交通：高速公路隔音屏障目標是降低10-15 dB
• 測量：dBA計權近似於人類的煩擾反應

聲學設計需要精確的聲級控制：

• 語言清晰度：聽者處目標65-70 dB，背景<35 dB
• 音樂廳：峰值80-95 dB，混響時間2-2.5秒
• 錄音室：NC 15-20（噪音標準曲線），環境<25 dB
• 教室：背景<35 dB，語音與噪音比15+ dB
• STC評級：隔聲等級（牆體隔聲性能）
• NRC：吸聲材料的降噪係數

• 使用校準過的1級或2級聲級計（IEC 61672）
• 每次測量前用聲學校準器校準（94或114 dB）
• 將麥克風遠離反射面（通常高度為1.2-1.5米）
• 對穩定聲音使用慢速響應（1秒），對波動聲音使用快速響應（125毫秒）
• 在室外使用防風罩（風噪音從12英里/小時/ 5米/秒開始）
• 記錄15分鐘以上以捕捉時間變化

• A計權（dBA）：通用，環境，職業噪音
• C計權（dBC）：峰值測量，低頻評估
• Z計權（dBZ）：平坦響應，用於全頻譜分析
• 切勿轉換dBA ↔ dBC — 取決於頻率內容
• A計權近似於40方等響度曲線（中等響度）
• 使用倍頻程分析獲取詳細的頻率資訊

• 始終指明：dB SPL, dBA, dBC, dBZ（絕不僅僅是'dB'）
• 報告時間計權：快，慢，脈衝
• 包括距離，測量高度和方向
• 單獨記錄背景噪音水平
• 對變化的聲音報告Leq（等效連續電平）
• 包括測量不確定度（通常為±1-2 dB）

• 85 dB：考慮對長時間暴露（>8小時）進行保護
• 90 dB：8小時後必須佩戴保護裝置（OSHA）
• 100 dB：2小時後使用保護裝置
• 110 dB：30分鐘後保護，115 dB以上雙重保護
• 耳塞：15-30 dB降噪，耳罩：20-35 dB
• 即使佩戴保護裝置，也切勿超過140 dB — 有物理創傷風險

藍鯨在水下發出高達188 dB SPL的叫聲——這是地球上最響亮的生物聲音。這些低頻叫聲（15-20 Hz）可以在海洋中傳播數百英里，使鯨魚能夠跨越廣闊的距離進行交流。

世界上最安靜的房間（微軟，雷德蒙德）測量值為-20.6 dB SPL——比聽閾還安靜。人們可以聽到自己的心跳，血液循環，甚至胃裡的咕嚕聲。由於方向感喪失，沒有人能停留超過45分鐘。

有記錄以來最響亮的聲音：源頭處為310 dB SPL，3000英里外都能聽到。壓力波環繞地球4次。40英里外的水手鼓膜破裂。如此強度無法在正常大氣中存在——它會產生衝擊波。

194 dB SPL是地球大氣在海平面的理論最大值——超過這個值，你創造的是衝擊波（爆炸），而不是聲波。在194 dB時，稀疏部分等於真空（0 Pa），因此聲音變得不連續。

狗能聽到67-45,000 Hz（人類為20-20,000 Hz），並能探測到4倍遠的聲源。它們的聽覺靈敏度在8 kHz左右達到峰值——比人類靈敏10 dB。這就是為什麼狗哨有效的原因：23-54 kHz，人類聽不到。

電影院的目標是平均85 dB SPL（Leq），峰值為105 dB（杜比規範）。這比家庭觀看響20 dB。擴展的低頻響應：20 Hz的低音炮可以實現逼真的爆炸和撞擊效果——家庭系統通常在40-50 Hz處截止。

dBA應用了頻率相關的計權，會衰減低頻。80 dB SPL的100 Hz音調測量值約為70 dBA（-10 dB計權），而80 dB SPL的1 kHz音調測量值為80 dBA（無計權）。不知道頻率譜，轉換是不可能的。您需要進行FFT分析並應用反A計權曲線。

+3 dB = 功率或強度加倍，但壓力僅增加1.4倍。人類感知遵循對數響應：10 dB的增加聽起來大約響2倍。3 dB是大多數人在受控條件下能檢測到的最小變化；在真實環境中，需要5+ dB。

你不能算術地相加分貝。對於相同級別：L_total = L + 3 dB。對於不同級別：轉換為線性（10^(dB/10)），相加，再轉換回來（10×log₁₀）。例如：80 dB + 80 dB = 83 dB（不是160 dB！）。經驗法則：相差10+ dB的聲源對總和的貢獻<0.5 dB。

dB SPL：未加權聲壓級。dBA：A計權（近似人類聽覺，衰減低音）。dBC：C計權（幾乎平坦，最小濾波）。用於一般噪音，環境，職業噪音。用於峰值測量和低頻評估。它們以不同方式測量同一聲音——沒有直接轉換。

聲音遵循反平方定律：距離加倍會使強度減少到¼（不是½）。以dB為單位：每次距離加倍= -6 dB。例如：1米處的90 dB在2米處變為84 dB，4米處變為78 dB，8米處變為72 dB。這假定是在自由場中的點聲源——房間有反射，會使情況複雜化。

是的！0 dB SPL是參考點（20 µPa），不是靜音。負dB表示比參考值更安靜。例如：-10 dB SPL = 6.3 µPa。消聲室可以測量到-20 dB。然而，熱噪音（分子運動）在室溫下設定了約-23 dB的絕對極限。

準確性和校準。1級儀表符合IEC 61672標準（±0.7 dB, 10 Hz-20 kHz）。便宜的儀表：±2-5 dB誤差，低/高頻響應差，無校準。專業使用需要可追溯的校準，記錄，倍頻程分析和耐用性。法律/OSHA合規性要求認證設備。

在1 kHz處：方=dB SPL（根據定義）。在其他頻率：由於耳朵的靈敏度，它們會偏離。例如：60方需要1 kHz處的60 dB，但100 Hz處的70 dB（+10 dB）和4 kHz處的55 dB（-5 dB）。方考慮了等響度曲線，而dB沒有。