声压级和灵敏度的关系

1）分贝，人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20，视适用对像而定）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少"级"。

2）声压，指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强变化（改变量）。符号P。单位N/㎡(牛顿/平方米) ，或Pa(帕斯卡）• 声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之声强和声源的声功率。

3）声压级，人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比，而与声压的对数成正比。单位为DB。声压级：LP = 20lg(P/P0)

式中：LP——声压级（dB）；

P ——声压（Pa）；

P0——基准声压，为2×10^-5Pa，该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。

现在我们来说一下你从书上看到的观点：

“正常谈话时语言的声功率为1µW,大声讲话时可增加到1mW，正常讲话时与人距离1m时的平均声压级为65~69dB。

这些数据让我有点不懂了，书前面所讲的功率级差分贝的计算和这些数据有什么根本关系没有？书前面公式功率级差分贝（dB）=10lg（p1/p0）”现在假设我们人正常说话时为60dB,则功率的推算方法如下：

60dB=10lg(P/P0)=10lg(P/10^12)=10*(lgP + 12),可推出10lgP=-60 即lgP=-6,

即P=1µW。你可能会部，为什么这里的60dB可以直接代入功率级与功率的换算公式里面呢？因为这里的功率级和声压级都是无量纲的。

做音响调音的和声压有关的还有以下几个公式和推理，顺便说一下：

1）施加给音箱的功率(W)和声压级(dB)之间的换算，Lp=10lgW 式中：Lp----为声压级；

W----为声功率；

由上式可推出，当功率为2W时Lp=10lg2=3dB,4W时

Lp=10lg4=6dB,---------这样我们就可以得出一条定律：施加给音箱的功率每增加一倍，声压级增加3dB。

2）声音在室内，温度为20℃时距音源一定距离时衰减量为：L=20lgD 式中：L----衰减量（dB）

D----离音源正面距离（M）

由上式可推出，距音源1M处衰减量为L=20lg1=20*0=0dB,2M上衰减量为L=20lg2=20*0.3=6dB，4M衰减量为L=20lg4=20*0.6=12dB,------------这样我们就可以得出一条定律：在室内环境，温度为20℃时距离每增加1倍，声压级衰减6个dB。

3）音箱发出的声音到达某点的声压级数值=音箱灵敏度+10lg（此时音箱的输入功率）-20lg（听音位置到音箱的距离）。

这个公式的理解为：某只音箱的灵敏度数值（音箱说明书上有，写着xxdB/1w.1m），加上音箱输入电功率（就是多少瓦）的常用对数值乘10后的数值，再减去听音位置到音箱距离（多少米）的常用对数值乘20后的数值，就是当前听音位置的声压级数值。这个数值越大，说明音量越大，听起来越响。

4）举例：已知音箱灵敏度为93dB，输入功率为100W，问分别计算出理想状态下距此正面10m,15m,20m及100m的电大声压级。

答：10m地SPL=音箱灵敏度+10lg（此时音箱的输入功率）-20lg（听音位置到音箱的距离）。

=93+10lg100-20lg10=93+20-20=93dB，同理可算出15m处SPL=89dB，20m处SPL=87dB，100m处SPL=73dB。（说明：声音衰减与距离的关系可用以下公式来表示：衰减量=20lgD(D为需测位置与音箱间正面音的距离）5）实际应用中还要考虑到环境、角度等各种因素，这里就不多说了

在挑选或者比较几只不同的扬声器单元时, 我们经常会发现在同样的使用条件下有些扬声器单元听起来声音很响，而有些扬声器单元的声音相比之下就显得较轻。除去听觉上的其他因素，造成响度不同的原因是由于这些扬声器各自的灵敏度不用，可见器材灵敏度方面的搭配在系统中起到了很关键的作用。

扬声器作为一种电信号与声音之间的换能器，扬声器系统的灵敏度实质上就是一种转换效率的体现。如何以较小的功率来获得很大分贝值的响度，这样的问题一直以来都是被喜爱db类竞赛的人们所推崇的问题。由于设计技术、选用材料、生产技能和生产工艺诸多方面的差异，具体的扬声器单元灵敏度的差异还是很大的。

灵敏度是扬声器单元的一个很重要的技术指标，扬声器单元灵敏度的定义简单来讲就是供给扬声器单元1W的电功率，在扬声器轴线方向（所指向方向，即响度最强处）离开1m处，所测得的声压值（分贝值）的大小。灵敏度高的扬声器其灵敏度可达到100dB以上，而市面上较低的甚至只有80多dB，不要小看这字面上的十几二十个dB。如果甲乙两个扬声器的灵敏度相差3dB，要想获得相同的声压级输出，那灵敏度较低的扬声器就要增加一倍的电功率输入。人们可能会关心两个相同声压级的扬声器放在一起，它们合成的声压级是多少？我们设定声压级同时为80dB的两个扬声器出现在一起（80dB的声压相当于距离我们1m远处大声说话时产生的声压）。它们合成的声压级不是80+80=160dB，这会大大的超出了人耳所能承受的120dB的限度。那么应该是多少dB呢？这可以用声音的能量叠加（对数运算规律）来计算出其结果：

合成的总声压级Lp=10Lgn+20LgPe/P0 公式（1）

我们设定的是声压级同是80dB的两个声音同时出现在一起，所以上述公式中的n=2，20LgPe/P0=80dB。

根据公式（1）总声压级Lp = 10Lgn+20LgPe/P0

= 10Lg2+20LgPe/P0

= 3+80 = 83 dB

同理，若我们设定的声压级同时80dB的三个扬声器同时出现在一起，那么等式中的n=3，20LgPe/P0=80dB。

根据公式（1）总声压级Lp = 10Lgn+20LgPe/P0

= 10Lg3+20LgPe/P0

= 4.77+80 = 84.77 dB