分貝dB(A)——人耳與客觀世界的統一

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分貝dB(A)——人耳與客觀世界的統一

文章出處：技術資訊網責任編輯劉倩閱讀量：發表時間：2020-05-28 10:37

在開始研究這個問題之前，我們先簡單了解人耳聽到聲音的原理。外部的聲音傳到耳朵進入耳道，引起耳膜的振動，而后經一系列的傳遞變成電信號通過聽覺神經送給大腦，進行聲音的識別。同時，人對聲音的感覺不僅與聲音的本身特性有關，而且與人耳的結構及其他主觀感受息息相關。

一、響度級與等響曲線

人耳對聲波響度的感覺與聲波的頻率有關，即使是相同的聲壓級但頻率不同的聲音，人耳聽起來也是不一樣響，如同樣是60dB的兩種聲音，人耳聽1000Hz的聲音比100Hz的聲音要響，如果要使100Hz的聲音聽起來和1000Hz、60dB的聲音同樣響，則前者的聲壓級需達到67dB，因此，引入響度級（單位phon），來定量的確定聲音的輕或響的程度。
響度級與聲壓級的區別，就是前者進行了計權以符合人耳的聽覺感受，而后者則是科學的客觀聲音大小。下圖為一系列測得的等響曲線，每條曲線上的點聽起來都是一樣響，但是其聲壓級差別較大。

關于曲線：
在這個圖上，橫坐標是聲音的頻率，縱坐標是聲壓級，從0到100方，單條曲線聲壓級不同，頻率不同，但響度一致。
最低等響曲線為聽閥線，響度級為0方；最高等響曲線為痛閥線，響度級100方。
不同頻率的聲音的響度增長率不同，主要表現為：低頻下響度級隨著聲壓級增長要比高頻的響度級快；在高聲壓級時，人耳對低頻變得比較敏感。
等響曲線常用于聲壓的計權， 40方、70方、100方這三條設計了A、B、C三條計權網絡。

二、為何要進行計權

因為人耳對不同的頻率敏感度不一樣，即使聲壓級的大小相同，聽起來也不一樣。所以，需要對真正聽到的聲壓級通過增益因子進行修正，也就是所謂的聲學計權。另一方面，人耳聽到的聲音與傳聲器測量得到的聲音是不相同的，這是因為人體會改變聲場的分布，人體和外耳會引起聲音的反射、吸聲和共振等導致二者差異明顯。
為了使測量結果能夠反應人們對噪聲的主觀感受，對聲音信號通常需要進行頻率計權和時間計權。常用的頻率計權有A、B、C、D四種計權方式。

三、如何計權

由于人耳對不同頻率的聲音的感受程度是不一樣的，同樣強度的聲音，若其頻率不同，則人耳的感受也不同，因此在進行聲學分析時常常對頻譜進行各種計權，常用的有A、B、C、D四種計權，計權曲線如上圖所示：
A計權對應的是40方的等響曲線的倒曲線；
B、C計權則對應70和100方的等響曲線的倒曲線；
D計權對應等噪度曲線40吶的倒曲線。
除了這四種計權之外，還有所謂的“線性”計權，實質上對測量的信號不作任何計權處理。