声压与声压级

　　声压与声压级_信息与通信_工程科技_专业资料。介绍声压与声压级的概念及区别

　　声压/声压级 一、压强的基本概念： 1、压强的定义：单位面积上所受到的压力叫做压强。 2、压强的单位：压强的单位是 Pa(帕)。 1Pa=1N/㎡,即 1 帕斯卡=1 平方米面积上受到 1 牛顿的压力。 1Pa=10 3 m Pa=10 6 ?Pa 二、声压的基本概念： 1、声压的定义： 设体积元受声扰动后压强由 P0 改变为 P1,则由声扰动产生的逾量压强(简称为逾压) p= P ?P 1 0 就称为声压。声压的大小反映了声波的强弱。 或者：声音通过空气的振动所产生的压强叫做声压强，简称声压。 声压是一标量而不是矢量。它的相位按下列原则区分正负，当声压使总声压增加时，声 压相位规定为正，反之为负。 2、声压的单位： 声压的单位为 Pa(帕)，有时也用 bar(巴)作单位，1bar=100KPa。 人的耳朵所能感受到的最小声压是 20?Pa，低于此声压人们就感觉不到声音。 3、可听阈声压：正常人耳对 1KHz 声音刚刚能觉察其存在的声压值(20?Pa)被称为 1KHz 声音 的可听阈声压。一般讲，人耳不能觉察到低于这一声压值的声音的存在。 4、瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值称为瞬时声压。 5、峰值声压：在一定时间间隔中最大的瞬间声压值称为峰值声压或者巔值声压。如果声压随 时间变化是按简谐规律，那么峰值声压也就是声压的振幅； 6、有效声压：在一定时间间隔中，瞬时声压对时间取均方根值称为有效声压 pe = 1 T ∫ T 0 p 2 ? dt 式中下角符号“e”代表有效值，T 代表取平均的时间间隔，它可以是一个周期或比周期 大得多的时间间隔。我们日常中所说的声压和一般电子仪表所测得的声压都是有效声压。 三、声压级的基本概念： 1、声压级的定义：把声压的有效值取对数来表示声音的强弱，这种表示声音强弱的数值叫 声压级。 声压级以符号 SPL 表示，单位为分贝（dB）, SPL(声压级)=20lg p p ref e (dB) ref 式中 p e 为待测声压的有效值：p 为参考声压， 在空气中参考声压 p ref 一般取 2× 10 Pa。 ?5 由于人的耳朵所能感受到的最小声压是 20?Pa，因此人们就把这个压强作为声压强的 参照标准，记做 p ref 。 20?Pa=0dB.SPL 因此在声学或医学上把 20?Pa=0dB.SPL 定义为听阈（YU） ，即听觉的阀门。只有高于此 值，阀门才能打开，听到声音。 1 声压/声压级 2、声压级的计算： 在空气中声压级的计算公式为： X ? Pa SPL(声压级)=20lg dBSPL 20 × 10 -6 Pa 例如 1Pa 声压对应的声压级： 20lg X ? Pa 1 ? Pa 10 5 dBSPL=20lg dBSPL=20lg dBSPL 2 20 × 10 6 Pa 20 × 10 -6 Pa ≈ =20（lg 10 5 -lg2.0）dBSPL 20(5-0.301)dBSPL=93.98 dBSPL≈94dBSPL 这就是平时我们所说的 1Pa 的声压相当 94dB 声压级（SPL） 。类似可以计算得出： 20?Pa=0dBSPL 200?Pa=20dBSPL 2 m Pa=40dBSPL 20 m Pa=60dBSPL 200 m Pa=80dBSPL 2 Pa=100dBSPL 小结：声压变为原来的 10 倍，声压级在原来的基础上增加 20 dB； 声压变为原来的 2 倍，声压级在原来的基础上增加 6 dB。 另外，当声压达到 20 Pa，即声压级为 120dBSPL 时，人们的耳朵会感觉到疼痛，因此， 在声学或医学上把 20 Pa=120dBSPL 定义为痛阈，长时间在此环境下工作，会对听觉系统造 成伤害。 四、MIC 的最大声压级：是指 MIC 的失线%时的声压级。 当前我司 MIC 的最大声压级指标为：115 dBSPL(A 计权)。 五、MIC 的最大声压级测量方框图： 2 声强 1、 平均声功率： 单位时间内通过垂直于声传播方向的面积为 S 的平均声能量就称为平均声功 率或者平均声能量流。 W = ε ? c0 ? S ……② ? ? 其中， ε 为平均声能量密度； c0 为声速； 平均声能量的单位为 W(瓦特)，1W=1J/s； 2、声强： 通过垂直于声传播方向的单位面积上的平均声能量流就称为声强或者平均声能量流密度。 W ? I= = ε ? c 0 ……③ S ? ? 声强的单位为 W/m 2 ； 九、声强级的基本概念： 1、声强级的定义：声强级用 SIL 表示，其定义为： ? I SIL = 10 ? lg? ?I ? ref ? ? ? ? (dB)……④ 上式中 I 为待测声强； I ref 为参考声强； 在空气中，参考声强 I ref 一般取 10 ?12 W/m 2 ； 2、 “酒会效应”简介：人耳与大脑相配合，能从本底噪声的环境中听出某些频率的声音，也 就是说人的听觉系统具有滤波器的功能，人的听觉系统的这种功能被形象地称为“酒会效 应” 。 十、响度级的基本概念： 1、响度级的定义：把某一被研究的声音和另一个标准的声音(通常为 1000Hz 纯音)相比较， 调节 1000Hz 纯音的声压级，使它和所研究的声音听起来有同样的响，这时 1000Hz 纯音的 声压级就被定义为该声音的响度级。 例如， 1000Hz 纯音的声压级为 80dB(相对于 20?Pa)时与某一扬声器发出的声音听起 当 来同样地响，那么不管扬声器声音的声压级为多少，他的响度级被认为是 80 方。 2、响度级的单位称为方； 3、从以上定义可以得知：对 1000Hz 的纯音，其以分贝计的声压级与以方计的响度级在数值 上是相等的。 4、众所周知，炮弹的爆炸声是“很响”的，而一个人在远处的谈话声就是“不很响”的， 这种人耳直观上感觉的“很响”与“不很响”不仅与声波强度的对数近于成正比，而且与 声波的频率也有关。 3