定義
把聲壓的有效值取對數來表示聲音的強弱,這種表示聲音強弱的數值叫聲壓級。聲壓級以符号SPL表示,單位為分貝(dB):
式中pe為待測聲壓的有效值,pref為參考聲壓,在空氣中參考聲壓pref一般取為2×10-5Pa。n
由于人耳所能感受到的最小聲壓是20µPa,因此人們就把這個壓強作為聲壓強的參照标準,記做pref,因此在聲學或醫學上把20µPa=0dBSPL定義為聽阈,即聽覺的閥門,隻有高于此值,閥門才能打開,聽到聲音。
基本介紹
聲音測量最常用的物理量是聲壓,但聲壓的大小通常用聲壓級(Sound Pressure Level,SPL)來描述。人耳可聽的聲壓範圍為2×10-5Pa~20Pa,對應的聲壓級範圍為0~120dB,因此,引入聲壓級的概念易于描述線性變化很大的聲壓。
計算
在空氣中聲壓級的計算公式為:
這就是平時我們所說的1Pa的聲壓相當于94dB聲壓級(SPL),類似可以計算出:
20µPa=0dBSPL
200µPa=20dBSPL
2mPa=40dBSPL
20mPa=60dBSPL
200mPa=80dBSPL
2Pa=100dBSPL
即聲壓變為原來的10倍,聲壓級在原來的基礎上增加20dB;聲壓變為原來的2倍,聲壓級在原來的基礎上增加6dB;
另外,當聲壓達到20Pa,即聲壓級為120dBSPL時,人耳會感覺到疼痛,因此,在聲學或醫學上把20Pa=120dBSPL定義為痛阈,長時間在此環境下工作,會對聽覺系統造成傷害。n
采用分貝(dB)來表達聲學量值的主要原因,是由于人體聽覺系統對聲音強弱刺激的反應不是按線性(即逐漸加大)規律變化的,而是成對數比例關系變化的,所以采用對數的分貝值可以适應聽覺本身的特點。其次,日常生活中遇到的聲音,若以聲壓值表示,變動範圍是很寬的,當用對數換算後,從數值上可以大為縮小聲壓的變化範圍,因此用分貝來表示聲學的量值是科學的。