dB（分贝）定义及其应用

这篇文章给大家聊聊关于dB（分贝）定义及其应用，以及对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站哦。

亚历山大·格雷厄姆·贝尔

如今，在音频工程和声学领域，工程师和音响工程师几乎每天都会使用dB 这个词。例如，“将1000Hz 衰减3dB”、“将推子拉高3dB”或“该扬声器的灵敏度为98dB SPL”。可以说，dB是音频行业中无处不在的单位。关于dB的讨论也是一个由来已久的话题，因为每个从业者都会经历一个“理解dB是什么”的阶段，尤其是在声学领域，dB经常被用来表征声压级SPL（SoundPressure）Level ） 尺寸。声压的单位是帕斯卡，Pa。声压的参考值为20Pa。该值代表人耳在1000Hz时的平均可听阈值，或者说人耳在1000Hz时可感知的平均最小声压波动值。声音是叠加在大气压力上的声压脉动，为1.0132510^5Pa。与大气压相比，声压的振幅波动很小。人耳可听声压振幅波动范围为210^-5Pa~20Pa。这个声压振幅波动范围很大，两者之比达到10^6。看来，从线性的角度来看，这个声压幅值的波动范围是很不方便的。如果数字太多，读起来会很头疼。你必须仔细数数字。无论如何，我就是这样。不知道你是否也是这样！有没有什么偷懒的方法可以方便的反映出这个波动的幅度呢？贝尔大师长期以来一直在思考：有没有好的办法来解决这个问题呢？因此，引入了以dB表示的声压级的概念。他发现我们人耳对声音强度的反应是对数形式的，大致意思是当声音强度增大到一定程度时，人的听觉会变得不那么敏感，近似于对数单位尺度。这就使得可以用对数单位来表示人类听觉的变化比例，从而诞生了以对数dB形式表示的声压级。人耳可听到的声压振幅波动范围为210^-5Pa~20Pa，对应的以振幅dB表示的分贝数为0~120dB。因此，当声压级用分贝来表示时，其特点是更加方便。现实世界中，各种常见情况下声音的分贝级如下图所示。

用图表来表示声压幅值和分贝数，如下表所示：

2. 分贝的定义

了解dB首先要知道它代表的是两个相同单位的相同物理量之间的相对关系。即两个电功率或声功率的比值，或者两个电压或电流值或类似声音量的比值。它也是测量声音相对响度的单位。最初在电话工程领域，dB被定义为表示两个功率的比值。是P1/P0的比值，然后取以10为底的对数，再乘以10。数学公式为：

dB是一个比率，一个数值，一种纯粹的计数方法，没有任何单位标签。由于它在不同的领域有不同的名称，因此也代表着不同的实际意义。常见的领域包括：声音、信号、增益等。

3、dB的应用

1.声音的大小

日常生活中，住宅区的告示牌上注明噪音应低于60分贝，即小于60dB。这里dB（分贝）定义为噪声源功率与参考声音功率之比乘以10的对数。它不是一个单位，而是一个用来描述声音大小的数值。

2. 信号强度

在无线通信领域，测量某个位置的某个无线基站的通信信号强度也可以用dB来表示。例如，测量某酒店402房间1号无线基站的通信信号强度为-90dBm。这里定义为房间内有用信号强度与所有信号（包括干扰信号）的比值。

3. 增益

就天线技术而言，dB是衡量天线性能的一个参数，它的名字叫增益。是指在输入功率相等的情况下，实际天线与理想天线在空间同一点产生的信号功率密度之比。

dB是一个纯粹的计数单位，在工程中以不同的方式定义（只是看起来不同）。对于功率，dB=10*log()。对于电压或电流，dB=20*log()。

dB 的含义再简单不过了。就是比较简单地表达一个大数（后面跟着一长串0）或者一个小数（后面跟着一长串0）。例如（这里以power为例）：

X=100000=10*log(10^5)=50dB

X=0.000000000000001=10*log(10^-15)=-150dB

dBm 定义为毫瓦。 0dBm=10log(1)mW=1mW。

dBw 定义瓦特。 0dBw=10log1W=10*log(1000)mw=30dBm。

dB 始终默认定义功率单位，计算方式为10*log。当然，在某些情况下，可以用信号强度（振幅）来描述功和功率。本例中使用20log进行计算。无论是在控制领域还是在信号处理领域都是如此。例如，有时可以看到dBmV的表达方式。

在计算dB、dBm、dBw时，要注意基本概念。比如前面提到的，0dBw=10log1W=10log1000mw=30dBm；又如，一个dBm减去另一个dBm，结果就是dB。例如：30dBm-0dBm=30dB。

一般来说，工程上，dB与dB之间只有加减法，没有乘除法。最常用的方法是减法：dBm减去dBm实际上是两个幂的除法。信号功率和噪声功率的除法就是信噪比（SNR）。 dBm加上dBm实际上是两个幂的乘积，这种情况很少见（我只知道功率谱卷积计算中有这样的应用）。

简单来说，分贝是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值就是放大倍数，单位是“倍”，如10倍放大器、100倍放大器。当以“分贝”为单位时，放大倍数称为增益，这是同一概念的两个名称。分贝与电放大倍数的换算关系为：AV(I)(dB)=20lg[Vo/Vi(Io/Ii)]； Ap(dB)=10lg(Po/Pi) 分贝定义时的电压（电流）增益与功率增益的公式不同，但我们都知道功率、电压、电流的关系为P=V2/R=I2R。使用这组公式后，两者的增益值相同：10lg[Po/Pi]=10lg(V2o/R)/(V2i/R)=20lg(Vo/Vi)。采用分贝作为单位的主要原因是：数值变小，更容易读写。电子系统的总放大系数往往为数千、数万甚至数十万。收音机从天线接收到的信号到扬声器输出总共需要放大约20,000倍。用分贝表示时，先取对数，数值会小很多。附表为放大倍数与增益的对应关系；这很容易计算。当放大器级联时，总放大倍数为各级的乘积。当以分贝为单位时，总增益就是总增益。如果功放前级为100倍（20dB），后级为20倍（13dB），则总功率放大倍数为10020=2000倍，总增益为20dB+13dB=33dB。

4.分贝

dBA 是指声音的A 计权。通常A加权的结果以单位dBA或dB(A)表示。

人耳能听到的声音有一定的频率范围（20-20KHz）和一定的声压级范围（0-130dB），如下图所示。

人耳对所有频率的敏感度并不相同。正常人耳最敏感的频段是3000Hz-6000Hz，其频率响应会随着音量的变化而变化。一般来说，低频和高频的声音感知能力不如中频段。在低声压级时效果更明显，在高声压级时效果会变平，如图中的曲线（等响曲线）所示。声压级越小，曲线越陡峭，声压级越大，曲线越平坦。

正是由于人耳对不同频率的敏感度不同，即使声压级相同，听起来也会不同。因此，实际听到的声压级需要通过增益因子进行校正，最常用的是A计权，当然还有B、C、D计权。 A计权对应的是40立方等响度曲线，也就是上图中红线代表的曲线。 B和C权重对应70和100平方米的等响曲线。四种权重曲线如下图所示。

对同一信号使用不同的加权方法会导致不同的声压级。如下图所示，在计算未加权和A加权的随机信号的1/3倍频程曲线时，可以看出两者的差异很明显。因此，当权重不同时，结果也不同。

除dBA等三种计权外，其他领域还有dBm、dBW、dBu、dBv、dBi、dBd、dBc等，但dBA在NVH领域最常用。

5.分贝叠加

dB可以任意加吗？如何将它们相加？比如70dB+60dB等于130dB吗？如果真这么简单，世界就安静了，就不会有那么多争论了，也就没有人会说NVH是“玄学”了。

这是通过声压级的叠加来解释的。 SPL结果=SPL1+SPL2+SPL3+…+SPLn？声压级的合成运算并不是简单的加减运算。声压级不能直接相加，必须以能量的形式计算。因此，声压级的综合公式如下

如果两个声压级SPL1=SPL2=60dB，但两个声源相关且同相，则合成声压级SPL为66dB，因为60dB对应0.02Pa，两者之和为0.04Pa，对应66dB。现实真有这么美好吗？很少有两个声源相关且同相，因此这是浪费时间。你要砍掉我的心吗？若任意两个声压级SPL1=SPL2，则合成声压级为

也就是说，如果两个声压级相同，则组合后的声压级将比之前大3dB。也可以用下图来表示。横轴代表两个声压级的差值，纵轴代表在原来的基础上应该增加多少dB。两者相差0dB时，合成大3dB；当两个声压级相差大于15dB时，可以忽略小值声压级的影响。合成声压级也可以通过查询下图得到。

回到本节开头提到的问题：70dB+60dB是多少？我们可以根据本节第一个公式计算或者与上图比较，得到结果为70.4dB。请记住，它不是130dB。

说完声压级的合成，我们再来说说声压级的分解。声压级分解通常用于校正背景噪声的影响。例如，噪声测量值Lmeasured校正背景噪声LBGN的影响。不是简单的Lsource=Lmeasured-LBGN，而是

国际标准中背景噪声的校正原理如下图所示。当背景噪声与声源声压级相差小于6dB时，测量无效；当两者相差615dB时，需要进行校正。应按上述公式进行修正；当两者相差大于15dB时，即可进行校正。忽略背景噪声对测量结果的影响。

用户评论

墨城烟柳

一直觉得分贝是个很模糊的概念，学习了这篇文章才知道它其实是表示声音强弱的标准单位！文章解释得也很清楚，原来 dB 的计算很简单就能理解。这下终于明白为什么音量说 30 分贝的声音很轻、80 分贝的声音就很吵了。

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疲倦了

写的真不错，以前听人讲dB的时候都不太懂是什么意思啊，现在看文章就明白了！对学习音响知识很有帮助，也希望以后能看到更多关于噪音污染的防护措施吧。

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←极§速

我平时喜欢听音乐，经常调高音量，看完这篇文章突然有点担心了！原来持续高分贝声音会损伤听力，难怪有些老师说要关注生活细节保护耳朵，看来要控制一下音量啦！

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┲﹊怅惘。

噪音污染真的让人困扰啊，很多时候环境噪音都很大，尤其是在城市里。希望能看到更多关于如何减少环境噪音的方案和方法，改善大家的居住环境！

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虚伪了的真心

分贝这个概念在生活中意外とよく使われているんですね！比如耳机、手机音量调节都在用 dB来衡量，原来如此！文章内容丰富易懂，对理解 dB 深入认知很有帮助。

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铁树不曾开花

这篇文章讲得真不错，把dB的定义和应用都解释得很清楚。我以前在录音棚工作的时候就接触过dB的概念，但没有深入了解过它背后的原理。现在看了文章，对dB有了更深刻的理解！

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秒淘你心窝

我觉得作者写的不够详细啊，只讲了基本的 dB 计算方式，但是实际应用中还有很多其他的因子需要考虑吧？比如声音的频率、传播距离等等，希望以后能看到更多深入讲解的文章。

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金橙橙。-

分贝这个单位真的太重要了，我们日常生活各种设备都用到dB来调节音量。这篇博文把dB解释得很清楚，对入门学习很实用！

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汐颜兮梦ヘ

我觉得文章没有提到 dB 在专业领域的一些应用，比如声波检测、医学超声等。这方面的内容也很重要，希望作者能丰富一下文章的内容

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孤自凉丶

我以前一直以为 dB 只是一个形容声音大小的单位，看了这篇博文才知道还有很多其他的应用场景！真的让人眼开ened 。很有教育意义的一篇文章

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素衣青丝

我觉得文章可以再多加一些实例来帮助理解dB, 我平时在玩音乐软件的时候也经常用到dB，但对于它具体的计算方法和功能理解还不够深入。希望以后能看到更多实践案例的讲解。

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無極卍盜

看了这个文章感觉分贝这项技术真挺奇妙的，能够将声音大小精确定位!

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将妓就计

噪音污染问题越来越严重了，我们需要更加重视 dB 的应用及其影响！

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米兰

关于dB测量方法，我觉得可以多介绍一些仪器和软件的运用，这样对于学习比较有帮助。

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孤岛晴空

文章解释太简单了，缺少一些数学公式和物理原理的讲解，对想要深入理解 dB 理论的人来说作用不大。希望能更加丰富内容，提高文章的可读性！

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摩天轮的依恋

我平时工作涉及到对声音测试和处理，所以这篇文章对我很有用！通过了解dB的定义和应用，可以更好地进行专业的音频操作。希望作者能够定期更新文章，加入最新的 dB 应用领域和技术发展趋势。

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敬情

写的很好，虽然有些枯燥，但我还是看懂了分贝的概念。生活中确实很多方面都用到 dB啊!

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北染陌人

感觉分贝这玩意儿太抽象了吧？希望能用更生动的例子进行讲解，以便于理解！

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