系列小百科——分贝的由来

乐哥导读

我们都知道,关于声音强度的量度单位是分贝(dB),这个是一个音乐人常用的概念,尤其是在混音的工作之中,常常需要对分贝数做精细的调整。但是你知道么?关于描述声音强度的单位,其实由来已久,并且经过多次演化,最终得到了现在所使用的分贝(dB)单位。然而,我们常说的分贝(dB),其实也是经过等响曲线校准的分贝值(dBA),关于等响曲线,关于dBA,了解了它们,对于混音工作是大有裨益的。

经过20年音频市场的普及和发展,音乐爱好者们逐渐玩得更深了,开始讨论信噪比、总谐波失真、声压级、最大电平...就像玩车,老一代人只考虑“开宝马/坐奔驰”,现在的年轻人开始讨论最大功率、百里加速、扭矩、悬架类型、轮胎规格等等。

不过“了解概念”只是一部分,在研究音频参数时,会发现它们的单位有点小差异,拿我们刚写完的 SPLCreon 来说,德国人的官方页面“规格”栏目中你会看到:

• MicGain: +60dB • Main Out: +22.5dBu • +15dBu = 0dBFS • 动态范围109dB(A) • 0.003% THD+N (-10dBV)

目前在音频行业,我们常见的单位有:

dBdB(A)dBFSdBVdBu...

艾玛~“dB/分贝”的兄弟这么多?

维基百科的 decibel词条中,dB帮派起码有四十号兄弟,

高手可能也没听过dBμVdBcdBfdBrdBqdBd...

而且dBV/dBv是不同的概念,dBk/dBK/dB-K也都不一样...

幸好 dB的概念出现不到100年,其实延伸并不复杂,今天乐哥打算用一点时间给大家的系统的讲解一下,让大家不再受dB之扰~

开始,我们只需牢记《道德经》口诀:

道生一、一生二、二生三、三生万物

gogogo~

19世纪末“电话公司”面世,为衡量电信号传输的损失,美国电报电话公司(AT&T)和英国邮政局开始使用“标准线材英里数”作为单位:

MSCMilesof Standard Cable

该单位以795Hz信号为测试信号,以每英里 88Ω19AWG直径的电话线作为“标准线材”,并计算损失比例。1MSC 大概在0.86,也即发送1000W,一英里后剩860W;如果传输 2 英里,就是860Wx 0.86,相当于1000Wx 0.86 2次方——

因此英里数也可以看成是幂指数,3英里就是0.863次方、4英里就4次方)

早期没有中继设备,传输极限是46 英里,1000W传输46英里后剩下1W0.8646次方)。由于 MSC的规定很多,加上各国温度和线材不同,各国的数值略有差异;最关键的是,MSC是英里数(大概1.6公里)——

而德国/法国用的公里,(法国人表示打死不用英里)

1924年,AT&T与欧洲“长距离电话国际委员会”决定统一标准,采用新的国际单位TUTransmissionUnit),英里和公里都站一边,频率、阻抗和线材也不规定,各国可以有自己的规格,委员会只规定功率比例对应的指数,为方便计算,这个指数以10为底。

当然电话行业不能很 Low 地叫它“10x次方”,委员会得起个高逼格的名字,

单位就叫“Bel/贝尔”,缩写“B”

不是食物链顶端的那个贝尔

而是AT&T和贝尔实验室的创始人、美国电话专利的持有人

AlexanderGraham Bell

我们可以来看第一个公式了:

其中P。是原始功率,P是末端功率,例如原始功率1000W,末端变成10W,是原来的1/100,而1/10010-2 次方,因此n= -2;反过来,如果原始功率10W,末端变成1000W,是原来的100倍,也就是102次方,n就等于2

这就是“2贝”,或者叫“2B”

委员会又发现了——放大/缩小100倍是很大的幅度(10倍音量),虽然远距离传输可以用,但近距离不够精细。于是增加了一个“deci-Bel”deci意思是1/10decibel就是:

十分之一个“贝”人称“分贝”,缩写dB

(注意B是人名要大写)

2B就变成了20dB

小八卦:Bell先生逝于1922年,因此并不知道自己在两年后被代表了,委员会其实想过很多名字,包括logit(罗技)、decilit(分离)、decilog(分对,“log”指的对数)、decomlog(解对)、decilu(分撸)...幸好贝爷不姓“开尔文”,否则得叫“dK/分开”。

现在我们把公式再深化一下,这次用“Level/电平”的L P 来代表dB数值:

反过来取对数,L P 的分贝值公式就是:

记住“分贝”只是衡量比例大小的参数,你不需要知道电压、电阻是多少,甚至不需要知道原始功率具体多大,只需要知道放大或缩小了多少倍,就像你知道“小明比小红重一倍”,但不知道小明具体有多重,也不知道他们有多高、胖不胖。

1933年,贝尔实验室的Fletcher Munson发现:

有时音量大了一倍(6dB),但听起来并没有大一倍。

这就是人耳的“等响曲线”

(也叫Fletcher-Munson曲线,1937年拟定初版)

请大家自行百度,这里不展开了,测量很复杂,在多个国家的努力下,60年代才由BBC确定最终标准,经过等响曲线校准的分贝值,我们把它叫做:

dB(A-weighted/A-加权)dB(A) dBA

这和电压/电阻也没关系,是人耳对声音的声学校准~

多嘴:由于弱化了极限频率的干扰(正是设备吃力的,尤其超低频),dBA数据会比正常数据更“好看”,现在即使很多厂商写“dB”,其实都是“dBA”,但如果你看到有厂商敢在数据后标注“un-weighted/未加权”字样,我们必须为它点个赞。

转载自叉烧网

分贝(dB)是经过一系列演化得出的,衡量声音强度的单位。而我们常说的分贝,其实是经过等响曲线A计权修正过的声压级单位dBA。关于分贝的由来,乐哥有一点感悟,学习音乐,始终绕不开这一系列复杂的数学计算,所以学好数理化,走遍全天下,对于音乐也是如此...

关于分贝,你有哪些思考呢?在混音工作中,你会遇到对于“分贝数”的精细调控么?欢迎留言互动~

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