學(xué)習(xí)與工作中，我們經(jīng)常見(jiàn)到諸如dB，dBSPL、dBu、dBV、dBm、dBw等，那他們是什么意思呢？

要了解這些詞，我們先從dB開(kāi)始入手。

1.什么是dB？

官方的解釋：

分貝(dB)：通常表示兩個(gè)聲音信號(hào)或電力信號(hào)在功率或強(qiáng)度方面的相對(duì)差別的單位，相當(dāng)于兩個(gè)水平的比率的常用對(duì)數(shù)的十倍。

dB不是單位，而是一個(gè)比值，是一個(gè)純計(jì)數(shù)方法，沒(méi)有任何的單位標(biāo)注。 在不同的領(lǐng)域有著不同的名稱，也有著不同的意義。

2.為什么要用dB，它是怎么來(lái)的?

為了介紹這個(gè)概念，我們從聲音入手先理解下面幾個(gè)概念：

1）什么是響度？

響度=能量/（時(shí)間*面積）（單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的能量的總和）

2）什么是功率？

功率=能量/時(shí)間（單位時(shí)間內(nèi)的做功）

結(jié)合1）2）兩個(gè)公式，得到

響度=功率/面積（功率的單位是W，瓦特，面積的單位是平方米，響度的單位就是W/㎡）

假設(shè)普通人能聽(tīng)見(jiàn)的最小的聲音響度是0.000000000001 W/㎡，而讓人開(kāi)始感到痛苦的聲音響度是1 W/㎡，那么在這兩個(gè)數(shù)字之間，我們會(huì)得到一大堆值，比如0.000792710162 W/㎡，，還有0.000006288415 W/㎡，等等，試試快速的算出他們的差，頭暈了吧！

我們可愛(ài)的科學(xué)家們可不會(huì)用這么復(fù)雜的表示方法，于是他們寫(xiě)下了這樣的公式：

log (0.000792710162) = -3.1
log (0.000006288415) = -5.2

是不是好算多了，他們的差是2.1，那這個(gè)2.1是什么呢？是音量差，也就是我們說(shuō)的貝爾。

但這還不是分貝，因?yàn)樨悹栔蟮目茖W(xué)家繼承了他的傳統(tǒng)，并且又將之發(fā)揚(yáng)光大（什么傳統(tǒng)？懶唄?。┻@一次，他們連小數(shù)點(diǎn)都不想看見(jiàn)，所以他們又乘了10，變成了這樣：

10 * log(0.000792710162) = -31
10 * log(0.000006288415) = -52

他們的差值從2.1變成了21，這就是我們說(shuō)的分貝。

另外用對(duì)數(shù)可以通過(guò)加減進(jìn)行運(yùn)算公式為：

10*log(x) - 10*log(y) = 10*log(x/y)

針對(duì)上面的問(wèn)題，我們可以用這樣的公式

10 * log(0.000792710162)- 10 * log(0.000006288415)= 10*log(0.000792710162/0.000006288415)=21dB

3.10log（x）和20log(x)的區(qū)別

經(jīng)常使用的測(cè)量單位有聲音的功率（瓦特），聲音的響度（瓦 / 米2），聲音的壓強(qiáng)是（帕斯卡，pa）

以功率或響度為單位測(cè)量的數(shù)據(jù)，我們用上面的公式都可以很好的計(jì)算。然而，通常情況下，當(dāng)人們說(shuō)到“分貝”的時(shí)候，卻指的是壓強(qiáng)。畢竟是聲波的壓力壓迫我們的耳鼓膜來(lái)讓我們分辨出聲音究竟有多“響”的。所以，我們通常所談到的分貝應(yīng)該是dBSPL（Sound Pressure Levels）。

壓強(qiáng)是作用于單位面積的力，力的單位是牛頓，所以壓強(qiáng)的單位是 牛 / 米2。另一種常用的單位是帕斯卡，1 帕等于1 牛 / 米2。

聲響(I)和聲壓(P)之間的關(guān)系我們可以用下面的公式來(lái)表示：

I = P2 / ρ

ρ是希臘字母，讀作：“肉”，它代表空氣的阻力，是一個(gè)常量。這個(gè)值取決于大氣壓強(qiáng)、空氣溫度等等因素。通常情況下，在室溫中，空氣阻力的值大約是400。因此，普通人能聽(tīng)見(jiàn)的最小的聲音響度換算成聲壓就是：

0.000000000001W/m2 = (0.00002 Pa)2 / 400

2×10?5Pa,20μPa也就是常說(shuō)的聲壓標(biāo)準(zhǔn)值，是人耳在1KHz這個(gè)頻率下能聽(tīng)到的最小的聲音，大致相當(dāng)于3米外一只蚊子在飛的聲音。

不過(guò)呢，剛才的公式里P的后面還有一個(gè)平方，也就是說(shuō)聲壓翻兩倍，聲響就翻了四倍；聲壓翻四倍，聲響就翻了十六倍……這樣的話，我們把聲壓作為測(cè)量單位的時(shí)候，之前得到的公式不就出現(xiàn)問(wèn)題了嗎？

不妨，我們來(lái)稍微計(jì)算一下：

dB = 10 * log (x / y) --- 此時(shí)的X,Y是用聲響作測(cè)量單位的，我們將P2 / ρ帶入公式，則：
dBspl = 10*log[(Px2 / ρ) / (Py2  / ρ)]
= 10 * log (Px2  / Py2)
= 10 * log (Px / Py) 2
= 20 * log (Px / Py)

dB = 10 * log (x / y) ---- 以聲響作度量單位時(shí)計(jì)算分貝的公式，單位應(yīng)該是 W / m2
dB = 20 * log (x / y) ---- 以聲壓作度量單位時(shí)計(jì)算分貝的公式，單位應(yīng)該是 Pa

我們已經(jīng)明白了分貝的含義，應(yīng)當(dāng)特別注意的是：分貝表示的是兩個(gè)相同類(lèi)型的數(shù)據(jù)之間的比（類(lèi)型要相同，這一點(diǎn)很重要，你不能拿瓦特和伏特直接進(jìn)行比較）。

4.其他的單位

1）dBm是一個(gè)表示功率絕對(duì)值的值（也可以認(rèn)為是以1mW功率為基準(zhǔn)的一個(gè)比值），計(jì)算公式為：

dBm = 10 * log (功率 / 1mW)

2）與dBm一樣，dBw是一個(gè)表示功率絕對(duì)值的單位（也可以認(rèn)為是以1W功率為基準(zhǔn)的一個(gè)比值），計(jì)算公式為：

dBw = 10 * log (功率 / 1W)

dBw與dBm之間的換算關(guān)系為：0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。

但是：用一個(gè)dBm 減另外一個(gè)dBm時(shí)，得到的結(jié)果是dB。如：30dBm - 0dBm = 30dB。

3）dBu

P = V2 / R ---- 電阻的單位是歐姆(Ω)

在那個(gè)時(shí)候，所有音頻設(shè)備的輸入阻抗都是600歐姆，磁帶錄音機(jī)，調(diào)音臺(tái)，前置功率放大器……只要有插頭，那么從火線到接地之間的電阻就是600歐姆。

那么，當(dāng)電阻為600歐姆的時(shí)候，需要多大的電壓才能產(chǎn)生1mW的功率呢？用剛才的公式計(jì)算一下：

P = V2 / R

0.001 W = V2 / 600 Ω

V2  = 0.001 W * 600 Ω

V = sqrt(0.001W *600 Ω)(sqrt表示開(kāi)根號(hào)的意思）

V = 0.775 V

dBu=20×log10(V/0.775),V是被測(cè)電壓

4）dBV又是咋回事呢？

在上上個(gè)世紀(jì)音頻設(shè)備的輸入阻抗都是600歐姆，是固定不變的。但是到了現(xiàn)代，就有了更高阻抗的設(shè)備，例如1000歐姆，這樣再選擇0.775作為電壓的基準(zhǔn)值，顯然是不合理的。所以，就有了一個(gè)新基準(zhǔn)值1V。本質(zhì)上dBu和dBV是沒(méi)有區(qū)別的，都是選擇電壓作為被測(cè)單位，只是選擇的基準(zhǔn)值不同罷了。

dBV仍然是以電壓作為被測(cè)量，計(jì)算的分貝值，選擇1V作為基準(zhǔn)值。計(jì)算公式：

dBV=20×log10(V/1)

5.總結(jié)

1）dB在缺省情況下是定義功率單位，10log為計(jì)，當(dāng)用信號(hào)強(qiáng)度來(lái)描述功和功率的時(shí)候，是20log。

2）

+3dB，表示功率乘2倍

-3dB，表示功率乘1/2

+10dB，表示功率乘10倍

-10dB，表示功率乘1/10