dB,dBSPL,dBu,dBV,dBm,dBF等单位解析

我们工作中常常会碰到dB,dBSPL,dBu,dBV,dBm,dBF这些单位，具体它们都代表了什么呢，下面我们来一一叙述：

1. dB

分贝（decibel）是量度两个相同单位之数量比例的计量单位，相当于两个水平的比率的常用对数的十倍，主要用于度量声音强度，常用dB表示。引入dB主要是为了将乘除关系变为加减关系，更便于工程运算：就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。举例说明下：

X = 1000000000000，那么 10lgX = 120 dB

X = 0.000000000001，那么10lgX = -120 dB

看，是不是看起来简单多了

2. dBSPL

这可能是我们最常见到的单位，我们平常说的声压级单位就是dBSPL（Sound Pressure Levels）。声波的压力压迫耳鼓膜的程度不同，声音的大小也不一样。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强，压强用来比较压力产生的效果，压强越大，压力的作用效果越明显。压强的计算公式是：p=F/S，压强的单位是帕斯卡，符号是Pa，1Pa=1N/m^2。

声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系是： I= P2 / ρc式中：ρ-空气密度，如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入，得到ρ·c =408 国际单位值,也叫瑞利，称为空气对声波的特性阻抗.。因此，普通人能听见的最小的声音响度20upa换算成声压就是： (.00002 Pa)2/ 408 约等于 0.000000000001 W/m2 。

知道了声强与声压的关系，我们带入之前的公式 dB = 10 * log (x / y)，其中X,Y是声强，我们将I= P2 / ρc带入公式，则：

dBSPL = 10 * log [ (Px2 / ρc) / (Py2 / ρc) ] = 10 * log (Px2 / Py2) = 20 * log (Px / Py)当我们谈论“分贝”的时候，99%说的都是它；我们在各种测量仪器上看见的dB，其实就是dBSPL，只不过很少有人说这个的时候总是带上SPL三个字母。（有的可能是怕麻烦，但多数恐怕是不知道，嘿嘿）。当我们使用声压作为测量单位的时候，我们就选用人耳的听阈20upa作为基准，dBSPL = 20 * log(P / 20upa) ，当压强P= 20upa 时，代入公式得到20 * log (20upa /20upa) = 0 dB SPL。

而我们能忍受的最大的声压大约是20帕，换算成声压级： 20 * log (20 Pa / 20upa) = 120 dB ，物理老师说的超过120分贝的声音，我们人耳就无法忍受了，这个值就是这么算的。另外，我们常见的校准器上的校准声压级为94dB与114dB，其对应的声压是1pa与10pa。

3. dBu

在上个世纪三十年代，所有音频设备的输入阻抗都是600欧姆，如磁带录音机，调音台，前置功率放大器等等，只要有插头，那么从火线到接地之间的电阻就是600欧姆。当电阻为600欧姆的时候，需要多大的电压才能产生1mW的功率呢？我们知道功率的公式： P = V2/ R，当功率=1mW =0 .001 W时，代入公式0 .001 W = V2 / 600 Ω， V2 = 0.001 W * 600 Ω， 我们可以算的 V = 0.775 V =775mv。是不是对这个数值很眼熟？

4. dBV

dBV与dBu 其实很类似，所不同的是dBV参考值是1V： dBV = 20 * log (被测电压 / 1V)。

5. dBm

dBm是以功率为单位测量的，参考值是1mW。 dBm = 10 * log (功率 / 1mW) 这样，我们就可以用dBm来表示电流功率的变化了。

6. dBFS

在MR-PRO的FIle文件夹内的音频文件电平，是通过dBFS来表示电平的。

dBFS（dB Full Scale）是数字音频信号电平单位，也叫满度相对电平。Full Scale指0 dBFS的位置，等于满度的数字音频参考电平。“满刻度”是指转换器可能达到“数字过载”之前的最大可编码模拟信号电平。数字音频信号以系统能处理的最大音频信号的编码为基准值，数字音频信号幅度的编码相对于这个最大音频编码所代表的幅度之比，即为满度相对电平，因为规定最大值为基准，所以，实际数字音频信号的相对电平都为负值。我们要简单说一下数字音频的存储原理。以16bit的数字音频为例："16bit"的意思是，采样信号以16位二进制数字来存储。二进制数字就两个："0"和"1"。所以，最大的值就是1111 1111 1111 1111（二进制，换算成十进制是65536），因此，计算dBFS的公式就是： dBFS = 20 * log (采样信号 / 1111 1111 1111 1111) ，注意：计算的时候需要将二进制转换为十进制，因为dBFS的参考值是最大值，所以： 20 * log (1111 1111 1111 1111 / 1111 1111 1111 1111) = 0 dBFS 那么最小的呢？除了0之外，16位二进制最小的数字是：0000 0000 0000 0001，那么： 20 * log (0000 0000 0000 0001 / 1111 1111 1111 1111) = -96 dBFS ，因此这就可以解释为什么我们常见的峰值表都是从0 dB到-96 dB，也就是说他的动态范围是96dB。同理，24bit的信号动态范围是144dB，32bit的信号动态范围是192dB，你们可以自己算算看哦。