分贝计算器
五种分贝工具合一。在声级、声强和声压之间换算;叠加多个噪声源或扣除背景噪声;查看声级如何随距离衰减;在功率比、电压比与分贝之间互相换算;并在 dBm、dBW、dBV、dBu 与普通的瓦特和伏特之间转换。每项计算都会显示过程。免费,无需注册。
结果
85.0 dB
声级(L)
3.162 × 10⁻⁴ W/m²
声强(I)
355.7 mPa
声压(p)
3.162 × 10⁸ ×
声强 ÷ 听阈
计算过程
- I = I₀ × 10^(L/10) = 10⁻¹² W/m² × 10^(85.0 dB/10) = 3.162 × 10⁻⁴ W/m²
- p = p₀ × 10^(L/20) = 20 µPa × 10^(85.0 dB/20) = 355.7 mPa
在 85.0 dB 下(若为 A 计权),NIOSH 的 3 dB 规则将每天的允许暴露时间限制在约 8 小时 以内;其建议限值为 85 dBA 持续 8 小时。
典型声级
| 声音 | 声级 |
|---|---|
| 1 kHz 时的听阈 | 0 dB |
| 耳语 | 约 30 dB |
| 正常交谈 | 约 60 dB |
| 割草机、吸尘器、电动工具 | 85–90 dBA |
| 救护车警笛、链锯、夜店 | 95 dBA 及以上 |
| 痛阈 | 约 120–130 dB |
为四舍五入的典型值;85 dBA 限值以及 85–90 和 95 及以上的示例均来自 NIOSH。A 计权(dBA)会将测量值调整为接近耳朵的敏感度,而本计算器不做此调整。
如何使用分贝计算器
- 1. 选择计算类型。 声级 用于在分贝、声强和声压之间换算。加减声级 用于合并噪声源。距离 应用平方反比定律。比值 和 绝对电平 用于处理电子与音频中的功率和电压。
- 2. 输入已知量。 声强范围从 pW/m² 到 W/m²,声压从 µPa 到 kPa,距离可用厘米、米、千米或英尺,功率和电压可用瓦特、dBm、伏特或 dBV。
- 3. 选择小数位数。 声级通常取一位小数;可在 0 到 3 之间选择。
- 4. 阅读结果和过程。 每个结果都会以代入您数值的公式写出,方便您将计算方法复制到实验报告中。
什么是分贝
分贝(dB)是两个功率之比的以 10 为底的对数的十倍:dB = 10 log₁₀(P₂ ÷ P₁)。这一刻度是对数的,因为耳朵和许多仪器对比值而非差值作出反应,因此一个极大的功率范围——对声音而言是一万亿比一——可以压缩进几百个单位之内。功率每增加 10 倍即为 10 dB,功率加倍则增加约 3 dB(10 log₁₀ 2 = 3.01)。
平方与功率成正比的量——电压、电流、声压——则改用 20 log₁₀,因此电压加倍增加约 6 dB。分贝本身描述的是一个比值;一旦确定了参考值,它就成为绝对电平。对于声音,参考值是听阈:声强的 I₀ = 10⁻¹² W/m²,或空气中声压的 20 µPa,两者给出相同的电平(dB SPL)。
| 增益 | 功率比 | 电压或声压比 |
|---|---|---|
| +3 dB | × 2.00 | × 1.41 |
| +6 dB | × 3.98 | × 2.00 |
| +10 dB | × 10 | × 3.16 |
| +20 dB | × 100 | × 10 |
| −3 dB | × 0.501 | × 0.708 |
| −6 dB | × 0.251 | × 0.501 |
| −20 dB | × 0.01 | × 0.1 |
示例
- 由电平求声强和声压。 85 dB 对应 I = 10⁻¹² × 10^8.5 = 3.162 × 10⁻⁴ W/m²,p = 20 µPa × 10^(85/20) = 0.3557 Pa。NIOSH 建议每天接触 85 dBA 不超过 8 小时,且每增加 3 dBA,允许时间减半。
- 叠加声源。 85、82 和 79 dB 的机器同时运行:10 log₁₀(10^8.5 + 10^8.2 + 10^7.9) = 87.4 dB。声级按能量相加:两个相同的 60 dB 声源合成 63 dB,而不是 120。
- 扣除背景噪声。 机器开启时读数为 70 dB,关闭时为 60 dB,则机器单独的声级为 10 log₁₀(10⁷ − 10⁶) = 69.5 dB。
- 距离。 1 m 处测得 90 dB 的声源,在 10 m 处为 90 − 20 log₁₀(10) = 70 dB。距离每加倍,声级下降 6.02 dB。
- 电子学。 20 dBm 即 100 mW,30 dBm 即 1 W,0 dBm 即 1 mW。+4 dBu(专业音频的线路电平)为 1.228 V RMS;−10 dBV(消费级电平)为 0.316 V。
限制与约定
- 相加假设声源不相关。 两个同相的相干纯音相加可多达 +6 dB,反相时则可能相消。
- 距离规则适用于自由场。 在室外无反射的情况下,点声源遵循平方反比定律。在室内,混响会减缓衰减;长线声源(如繁忙的公路)每加倍距离仅减少 3 dB。
- 未应用 A 计权。 dBA 会将声级调整为接近耳朵的敏感度。本计算器将每个 dB 都视为未计权的电平,因此如需 dBA,请对已计权的数值使用。
- 参考值对。 在空气中特性阻抗约为 400 Pa·s/m 时,I₀ = 10⁻¹² W/m² 与 p₀ = 20 µPa 相匹配,足够接近,因此两者的电平被视为相等。
常见问题
- 如何将分贝相加?
- 不能直接相加。先用 10^(L/10) 把每个电平换算为功率,将它们相加,再用 10 log₁₀ 换算回分贝。两个相同的声源相加增加 3 dB,十个相同的声源相加增加 10 dB,而一个比另一个安静 10 dB 的声源只会使其增加 0.4 dB。
- 声音分贝电平的公式是什么?
- L = 10 log₁₀(I ÷ I₀),其中 I₀ = 10⁻¹² W/m²。以声压表示则为 L = 20 log₁₀(p ÷ p₀),其中 p₀ = 20 µPa。声强为十倍的声音响 10 dB;声强为一百倍的声音响 20 dB。
- 声音随距离衰减多少?
- 对于开阔空气中的点声源,距离每加倍衰减 6 dB,因为声强与距离的平方成反比(20 log₁₀ 2 = 6.02)。从 1 m 到 10 m 衰减 20 dB;从 1 m 到 100 m 衰减 40 dB。
- 10 log 与 20 log 有什么区别?
- 对功率和声强使用 10 log;对平方与功率成正比的量,如电压、电流和声压,使用 20 log。对于相同的物理变化,两者给出相同的分贝数,因为功率与振幅的平方成正比。
- dBm、dBW、dBV 和 dBu 是什么意思?
- 它们是相对于固定参考值的分贝:dBm 以 1 毫瓦为参考,dBW 以 1 瓦为参考,dBV 以 1 伏 RMS 为参考,dBu 以 0.7746 伏 RMS 为参考。因此 0 dBm 即 1 mW,30 dBm 即 1 W,且 dBW = dBm − 30。
- 多大的分贝值会损害听力?
- NIOSH 建议将每天 8 小时的平均暴露限制在 85 dBA,并且每增加 3 dBA 时间减半,因此 100 dBA 的限值约为 15 分钟。约 120 dB 及以上的声级会引起疼痛,并可能立即造成损伤。