細(xì)看“分貝”！有關(guān)聲音幾個(gè)小的知識(shí)

    泡泡網(wǎng)散熱器頻道4月22日 我們經(jīng)?？梢钥吹矫枋鲲L(fēng)扇噪音的參數(shù)：分貝（dB），拿下圖這枚海盜船AF120性能版風(fēng)扇為例，性能版的聲級(jí)為30（dBA），而靜音版的為21（dBA）。細(xì)心的玩家會(huì)發(fā)現(xiàn)我在上一句話(huà)中使用了兩種單位，一種是dB，另一種是dBA，這篇文章我們就從這個(gè)小細(xì)節(jié)展開(kāi)一些關(guān)于聲音的小知識(shí)。

海盜船AF120性能版參數(shù)

    問(wèn)題一：什么是dB？
    解答一：“dB”稱(chēng)為分貝，來(lái)源于“decibel”這個(gè)單詞，在數(shù)學(xué)中指的是以10為底的對(duì)數(shù)，高中時(shí)我們就接觸過(guò)，以10為底的對(duì)數(shù)簡(jiǎn)寫(xiě)為lg（沒(méi)辦法，發(fā)布系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)聯(lián)到棒子的品牌上了）。在工程中dB用來(lái)表示A和B兩個(gè)量的比值。具體算法是20×lg（A/B），由于信號(hào)領(lǐng)域中兩個(gè)量強(qiáng)度的比值往往很夸張，如果要說(shuō)信號(hào)A是信號(hào)B的0.00000000000001倍，這么寫(xiě)實(shí)在太麻煩了，為了方便我們寫(xiě)成-140dB或-280dB（對(duì)電流、電壓、聲音信號(hào)來(lái)說(shuō)需要乘以20，對(duì)功率來(lái)說(shuō)乘以10），所以嚴(yán)格來(lái)說(shuō)dB并沒(méi)有量綱，它代表著兩個(gè)數(shù)的比值。

    問(wèn)題二：表示聲音強(qiáng)弱的“分貝”也是和某一個(gè)量的比值么？
    解答二：沒(méi)錯(cuò)，這個(gè)量是人耳能感知到的最小聲音，具體定義為1000Hz頻率時(shí)能分辨出的最小聲壓，為0.00002帕斯卡。我們常見(jiàn)的dB就是測(cè)量到的聲壓值除以0.00002帕斯卡后取10為底的對(duì)數(shù)后再乘以20得出來(lái)的。

    問(wèn)題三：1000Hz有多高？聲壓是什么？
    解答三：如果你是男生，你能唱出最高的音差不多就是1000Hz。如果你是女生，你能唱出最高的音差不多是2000Hz。物體振動(dòng)會(huì)擠壓周?chē)諝?，空氣疏密的變化向四周傳播，這種壓力就是聲壓。

    問(wèn)題四：dBA和dB有什么區(qū)別？
    解答四：A代表一種權(quán)重的計(jì)算方法（計(jì)權(quán)），dBA是對(duì)測(cè)量出的dB值做進(jìn)一步的修正。在聲學(xué)領(lǐng)域里還有其他計(jì)權(quán)方法，比如dB(B)、dB(C)等。

    問(wèn)題五：為什么要進(jìn)行A計(jì)權(quán)修正？
    解答五：因?yàn)锳計(jì)權(quán)針對(duì)人耳分辨聲音的特點(diǎn)進(jìn)行了修正，這樣得出的dBA值更容易貼近人耳的感受。

等響曲線(xiàn)

    上圖是人耳的等響曲線(xiàn)，Y軸代表聲壓，X軸代表頻率，每一條紅色線(xiàn)都代表著耳朵聽(tīng)上去聲音大小相當(dāng)?shù)穆曇?。很容易發(fā)現(xiàn)這條線(xiàn)并不平行于X軸，如果我們看寫(xiě)著60的那條紅線(xiàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)30Hz的100dB的聲音和3000Hz的55dB的聲音聽(tīng)起來(lái)是一樣大的。

    兩個(gè)聽(tīng)上去差不多大小的聲音，實(shí)際上聲壓強(qiáng)度相差了178倍，雖然測(cè)量是準(zhǔn)確的，但并沒(méi)有很好的描述耳朵聽(tīng)上去的感覺(jué)。于是A計(jì)權(quán)大幅度削減了dB在低頻下的數(shù)值。具體削減多少可以參考一些聲學(xué)專(zhuān)業(yè)的書(shū)籍。

    問(wèn)題六：散熱器廠(chǎng)商標(biāo)注的噪音值真實(shí)嗎？
    解答六：只能做參考，廠(chǎng)商的標(biāo)注有虛標(biāo)和模糊標(biāo)注的傾向。尤其是數(shù)值在10dB(A)以下的數(shù)值可信度不高。有時(shí)這種超低噪音只在風(fēng)扇處于每分鐘轉(zhuǎn)速低于400RPM下才會(huì)出現(xiàn)，而這么低的轉(zhuǎn)速時(shí)候風(fēng)扇幾乎沒(méi)有什么散熱作用。

    問(wèn)題七：世界上最安靜的地方噪音值有多低？
    解答七：是美國(guó)明尼蘇達(dá)州Orfield實(shí)驗(yàn)室的無(wú)響室，他們可以做到-9.4dB(A)的安靜程度，通過(guò)剛才的介紹你可以知道這里發(fā)出的聲音只有人耳可以感知到最小的聲壓的不到三分之一。

Orfield實(shí)驗(yàn)室的無(wú)響室內(nèi)部

吉尼斯世界記錄

    根據(jù)2005年版的吉尼斯世界紀(jì)錄，明尼蘇達(dá)的Orfield實(shí)驗(yàn)室通過(guò)了美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的認(rèn)證，噪音只有-9.4dB(A)。據(jù)說(shuō)斯坦福大學(xué)的很多個(gè)無(wú)響室里也有一個(gè)可以把背景噪音做到-12.4dB(A)的程度，不過(guò)并沒(méi)有得到官方認(rèn)證。如果各位感興趣，我們下一篇可以介紹下這些背景噪音低于0dB(A)的無(wú)響室是如何搭建的。

    通過(guò)這篇簡(jiǎn)單的介紹，大家是否知道了噪音大小是如何定義的，是否清楚了dB和dBA的區(qū)別呢？■