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聲壓級(jí)與功率、距離的關(guān)系
發(fā)布日期:2020-07-13 瀏覽量:13168次
當(dāng)年為了比較聲音的大小,老貝先生(亞歷山大·格雷厄姆·貝爾)用“l(fā)og"中文稱"對(duì)數(shù)函數(shù)",比如2W的聲音這么大,那2W的就用log(2/1) = 0.3,后來他又說,有小數(shù)不方便,前面再乘10,于是聲音大小的標(biāo)準(zhǔn)有了,分貝(dB)=10xlog(被測功率/基準(zhǔn)功率),也就是說功率為2W時(shí),其分貝比基準(zhǔn)功率的分貝數(shù)大10xlog(2/1)= 3dB,2瓦的功率其聲音比1瓦的功率所產(chǎn)生的聲音要大3dB。
所以一個(gè)經(jīng)驗(yàn):功率每增加一倍,聲壓增加3dB。
標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算功率與聲壓級(jí)的程式:分貝dB = 1瓦聲壓級(jí)+10xlog功率。
例:音箱1瓦聲壓級(jí) = 102.5dB,滿功率300瓦的聲壓級(jí)計(jì)算:
300瓦聲壓級(jí)dB = 102.5+10xlog300 = 102.5+10x2.4772 = 127.5dB
當(dāng)然,在測量過程中,傳聲器與揚(yáng)聲器的距離也影響到聲壓級(jí)的大小。
聲音在空中傳播,以點(diǎn)為中心,呈球形狀向外擴(kuò)散(這與聲音的傳播種類是否為縱波沒關(guān)),假設(shè)球的半徑為1米,那么球的表面積 = =4πr^2= 12.56平方米,如果半徑增加一倍為2米,球的表面積 = 4πr^2= 50.24平方米;50.24/12.56 = 4,表示距離(半徑)增加一倍表面積增加4倍。
如果此時(shí)功率不變,面積增加4倍,那單位面積的功率就只有原1/4(原來功率為1瓦,這1瓦的功率是分布在1平方米的面積上;現(xiàn)在功率還是1瓦,面積卻變大為4平方米,那么這4平方米上每1平方米上的功率=1/4。
距離遠(yuǎn)了1倍,功率減少為原來的1/4。用前面的程式計(jì)算:距離增加一倍聲壓級(jí)的變化= 10log(1/4) = -10x0.6021 = -6dB經(jīng)驗(yàn):距離每增加一倍,聲壓級(jí)減少6dB。
標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算距離與聲壓級(jí)的程式:
分貝dB = 1米聲壓級(jí)-20xlog距離
為什么是20log呢?此處可以看做:分貝dB = 1米聲壓級(jí)-10xlog(距離的平方),因?yàn)楣β收扔诰嚯x的平方。
例:1米處聲壓級(jí) = 102.5dB,40米處的聲壓級(jí): 102.5-20xlog40 = 102.5-20x1.6021 = 70.5dB
綜合下,滿功率300瓦,40米處的聲壓級(jí)計(jì)算:
先計(jì)算1米滿功率300瓦聲壓級(jí)(127.5dB),再套用"距離與聲壓級(jí)"程式 = 127.5-20xlog40 = 95.5dB
【總結(jié)】
功率增加一倍,靈敏度增加3dB
距離增加一倍,靈敏度減少6dB
所以一個(gè)經(jīng)驗(yàn):功率每增加一倍,聲壓增加3dB。
標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算功率與聲壓級(jí)的程式:分貝dB = 1瓦聲壓級(jí)+10xlog功率。
例:音箱1瓦聲壓級(jí) = 102.5dB,滿功率300瓦的聲壓級(jí)計(jì)算:
300瓦聲壓級(jí)dB = 102.5+10xlog300 = 102.5+10x2.4772 = 127.5dB
當(dāng)然,在測量過程中,傳聲器與揚(yáng)聲器的距離也影響到聲壓級(jí)的大小。
聲音在空中傳播,以點(diǎn)為中心,呈球形狀向外擴(kuò)散(這與聲音的傳播種類是否為縱波沒關(guān)),假設(shè)球的半徑為1米,那么球的表面積 = =4πr^2= 12.56平方米,如果半徑增加一倍為2米,球的表面積 = 4πr^2= 50.24平方米;50.24/12.56 = 4,表示距離(半徑)增加一倍表面積增加4倍。
如果此時(shí)功率不變,面積增加4倍,那單位面積的功率就只有原1/4(原來功率為1瓦,這1瓦的功率是分布在1平方米的面積上;現(xiàn)在功率還是1瓦,面積卻變大為4平方米,那么這4平方米上每1平方米上的功率=1/4。
距離遠(yuǎn)了1倍,功率減少為原來的1/4。用前面的程式計(jì)算:距離增加一倍聲壓級(jí)的變化= 10log(1/4) = -10x0.6021 = -6dB經(jīng)驗(yàn):距離每增加一倍,聲壓級(jí)減少6dB。
標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算距離與聲壓級(jí)的程式:
分貝dB = 1米聲壓級(jí)-20xlog距離
為什么是20log呢?此處可以看做:分貝dB = 1米聲壓級(jí)-10xlog(距離的平方),因?yàn)楣β收扔诰嚯x的平方。
例:1米處聲壓級(jí) = 102.5dB,40米處的聲壓級(jí): 102.5-20xlog40 = 102.5-20x1.6021 = 70.5dB
綜合下,滿功率300瓦,40米處的聲壓級(jí)計(jì)算:
先計(jì)算1米滿功率300瓦聲壓級(jí)(127.5dB),再套用"距離與聲壓級(jí)"程式 = 127.5-20xlog40 = 95.5dB
【總結(jié)】
功率增加一倍,靈敏度增加3dB
距離增加一倍,靈敏度減少6dB
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