声压(acoustic pressure)是指声波通过某种媒质时,由振动所产生的压强改变量。
就声波在空气中传播而言,空气的疏密程度会随声波而改变,这样,空气的压强也会随之改变,即在原有大气压的基础上又产生了一个随声波变化的交变压强,此交变压强即为声压。
声压常用字母"p" 表示,在国际单位制中,声压的衡量单位是帕斯卡(符号Pa)。
声压级(SPL)是指以对数尺衡量有效声压相对于一个基准值的大小,用分贝(dB)来描述其与基准值的关系。
人类的对于1KHz的声音的听阈(即产生听觉的最低声压)为20µPa,通常以此作为声压级的基准值。
[编辑]Examples of sound pressure and sound pressure levels Sound pressure in air:Source of sound Sound pressureSound pressure levelSound in air pascal RMS dB re 20 μPaShockwave (distorted sound waves > 1 atm;waveform valleys are clipped at zero pressure)>101,325 Pa >194 dBTheoretical limit for undistorted sound at1 atmosphere environmental pressure101,325 Pa ~194.094 dB Stun grenades6,000–20,000 Pa 170–180 dB Rocket launch equipment acoustic tests ~4000 Pa ~165 dB Simple open-ended thermoacoustic device[1]12,619 Pa 176 dB.30-06 rifle being fired 1 m to shooter's side 7,265 Pa 171 dB (peak)M1 Garand rifle being fired at 1 m 5,023 Pa 168 dB Jet engine at 30 m 632 Pa 150 dB Threshold of pain63.2 Pa 130 dB Vuvuzela horn at 1 m 20 Pa 120 dB(A)[2]Hearing damage (possible) 20 Pa approx. 120 dBJet engine at 100 m 6.32 – 200 Pa 110 – 140 dBJack hammer at 1 m 2 Pa approx. 100 dBTraffic on a busy roadway at 10 m2×10−1–6.32×10−1 Pa80 – 90 dBHearing damage (over long-term exposure,need not be continuous)0.356 Pa 85 dB[3]Passenger car at 10 m2×10−2–2×10−1 Pa60 – 80 dBEPA-identified maximum to protect againsthearing loss and other disruptive effects fromnoise, such as sleep disturbance, stress,learning detriment, etc.70 dB[4] Handheld electric mixer65 dB1. ^Hatazawa, M., Sugita, H., Ogawa, T. & Seo, Y. (Jan. 2004), ‘Performance of athermoacoustic sound wave generator driven with waste heat of automobile gasoline engine,’Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (Part B) Vol. 16, No. 1, 292–299. [1]2. ^ Swanepoel, De Wet; Hall III, James W; Koekemoer, Dirk. Vuvuzela – good for yourteam, bad for your ears (PDF). South African Medical Journal. February 2010, 100 (4): 99–100. PMID20459912.3. ^ 3.03.1 William Hamby. Ultimate Sound Pressure Level Decibel Table(原始内容存档于201噪声波形代音响技术设计手册一书中在人声信号声压级一段中写到:正常谈话时语言的声功率为1µW,大声讲话时可增加到1mW,正常讲话时与人距离1m时的平均声压级为65~69dB。
这些数据让我有点不懂了,书前面所讲的功率级差分贝的计算和这些数据有什么根本关系没有?书前面公式功率级差分贝(dB)=10lg(p1/p0)还有一个附表中p1/W为0.1时dB(W)为-10 我理解为当功率为0.1W时功率级差分贝为-10dB。
那么上面的声压级在距离1m时为65dB,怎么声功率才为1µW或1mW这么少呢?(我了解1m范围内声压级应该是没有衰减的!)我知道声压级和功率级差分贝不一样,但是他们的互相演算公式是什么呢?附表中p1/W为0.1时dB(W)为-10 那么dB到底是个物理量还是物理量的单位呢?为什么dB后面会有个(W)?楼主,在回答这些问题时要先明确几个概念:1)分贝,人们日常生活中遇到的声音,若以声压值表示,由于变化范围非常大,可以达六个数量级以上,同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的,而是成对数比例关系。
所以采用分贝来表达声学量值。
所谓分贝是指两个相同的物理量(例A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10(或20,视适用对像而定)。
N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB",它是无量纲的。
式中A0是基准量(或参考量),A是被量度量。
被量度量和基准量之比取对数,这对数值称为被量度量的"级"。
亦即用对数标度时,所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少"级"。
2)声压,指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强变化(改变量)。
符号P。
单位N/㎡(牛顿/平方米) ,或Pa(帕斯卡)• 声压和声强有密切的关系,在自由声场中,测得声压和已知测点到声源的距离,就可计算出该测点之声强和声源的声功率。
3)声压级,人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比,而与声压的对数成正比。
单位为DB。
声压级:LP = 20lg(P/P0)式中:LP——声压级(dB);P ——声压(Pa);P0——基准声压,为2×10^-5Pa,该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。
现在我们来说一下你从书上看到的观点:“正常谈话时语言的声功率为1µW,大声讲话时可增加到1mW,正常讲话时与人距离1m时的平均声压级为65~69dB。
这些数据让我有点不懂了,书前面所讲的功率级差分贝的计算和这些数据有什么根本关系没有?书前面公式功率级差分贝(dB)=10lg(p1/p0)”现在假设我们人正常说话时为60dB,则功率的推算方法如下:60dB=10lg(P/P0)=10lg(P/10^12)=10*(lgP + 12),可推出10lgP=-60 即lgP=-6,即P=1µW。
你可能会部,为什么这里的60dB可以直接代入功率级与功率的换算公式里面呢?因为这里的功率级和声压级都是无量纲的。
做音响调音的和声压有关的还有以下几个公式和推理,顺便说一下:1)施加给音箱的功率(W)和声压级(dB)之间的换算,Lp=10lgW式中:Lp----为声压级;W----为声功率;由上式可推出,当功率为2W时Lp=10lg2=3dB,4W时Lp=10lg4=6dB,---------这样我们就可以得出一条定律:施加给音箱的功率每增加一倍,声压级增加3dB。
2)声音在室内,温度为20℃时距音源一定距离时衰减量为:L=20lgD式中:L----衰减量(dB)D----离音源正面距离(M)由上式可推出,距音源1M处衰减量为L=20lg1=20*0=0dB,2M上衰减量为L=20lg2=20*0.3=6dB,4M衰减量为L=20lg4=20*0.6=12dB,------------这样我们就可以得出一条定律:在室内环境,温度为20℃时距离每增加1倍,声压级衰减6个dB。
3)音箱发出的声音到达某点的声压级数值=音箱灵敏度+10lg(此时音箱的输入功率)-20lg (听音位置到音箱的距离)。
这个公式的理解为:某只音箱的灵敏度数值(音箱说明书上有,写着xxdB/1w.1m),加上音箱输入电功率(就是多少瓦)的常用对数值乘10后的数值,再减去听音位置到音箱距离(多少米)的常用对数值乘20后的数值,就是当前听音位置的声压级数值。
这个数值越大,说明音量越大,听起来越响。
4)举例:已知音箱灵敏度为93dB,输入功率为100W,问分别计算出理想状态下距此正面10m,15m,20m及100m的电大声压级。
答:10m地SPL=音箱灵敏度+10lg(此时音箱的输入功率)-20lg(听音位置到音箱的距离)。
=93+10lg100-20lg10=93+20-20=93dB,同理可算出15m处SPL=89dB,20m处SPL=87dB,100m处SPL=73dB。
(说明:声音衰减与距离的关系可用以下公式来表示:衰减量=20lgD(D为需测位置与音箱间正面音的距离)5)实际应用中还要考虑到环境、角度等各种因素,这里就不多说了。