电子产品噪音简明教程-声功率和声压的区别与联系

由于声功率级与声压级的单位都是dB,很多人往往因此分不清楚什么是声功率,什么是声压,因此,特作此章以简单介绍两都之间的区别与联系。
其实声功率与声压之间的关系,跟电加热器的功率和其产生的温度场之间的关系是一样的。想像一下如果你站在一个有电加热器的房间里,加热器的功率恒定,离加热器近,就能感觉到有温度,很热,稍远一点,就没有那么热了,如果离的很远,可能就什么都感觉不到了。很明显,人体所感知到的加热器产生的温度场,与人和加热器的之间距离有关。
同时,如果将同样功率的加热器放到一个隔热的房间里,房间里的温度肯定会比将加热器放到不隔热的房间要高。这显示加热器所生产的温度场与周围环境是相关的。
回到声功率与声压上来,声功率就相当于上边例子中的加热器的功率,是恒定的。不会因为距离或者周围环境而变化。声压就相当于上边例子中的温度场,会根据测试点与声源之间的距离而变化,也会因为声源周围环境不同而不同。

噪声与温度类比

那么,什么情况下使用声功率级,什么情况下使用声压级呢?这要根据客户的需要来决定。比如买加热器,有的顾客会说要买1000W或者2000W的,有的顾客则不关心这个功率,他们会问,近加热器一米还有温度吗?或者更精确 的问,近加热器1米有50度吗?同样的道理,对于电子产品,如果客户想知道距离产品多远声音有多大,就给他声压级,如果客户经验丰富,或者需要将一个电子产品与其它的混合使用,就提供声功率,由客户自己计算。

接下来简单的讲一讲声功率级与声压级之间的转换公式:

SPL=SWL+10lg[Q/4πr2+4/Rc]

式中:r为与声源的距离
Q为方向系数
Rc房间系数

可见如果测试环境定下来了,声压级与声功率级之间唯一相关的就是距离r。必需要指出的是,声功率是无法直接测量的,实际测量中,都是在距声源一定距离的测量点用话筒测量出这个点的声压级,再根据上面的公式来求出声功率级。

分贝

最后,再来讲一讲分贝这个单位。分贝(decibel)是量度两个相同单位之数量比例的计量单位,并不是一个绝对单位,只是一个比率,其主要作用是将范围很广的绝对值压缩到易处理的范围之内。没有参考值的分贝是没有任何意义的。明确了这点后,再去对比声功率级和声压级的参考值,一个为1e-12Watts,另一个为20e-6Pascals,我们就能清楚的明白,两者的单位虽然都是dB,但两个dB之间的含义是截然不同的。


声功率的特点:固定,不受距离或者周围环境影响,无法直接测量
声压的特点:由声功率产生,随与声源之间的距离变化而变化,与声源周围环境相关,可以直接测量
 

评论

图不错,借去做PPT去了,dB这玩意确实让人头大,在公司内部普及了几次,也没几个搞的清楚的,现在直接在公司规定讲声压用dB,声功率用Bel了。

谢谢!