大家都是用計(jì)算機(jī)做音樂的高手了……呃,那位同學(xué)!別緊張嘛~看你激動(dòng)的,高手其實(shí)也沒什么了不起的……不信?那我問問你幾個(gè)問題,你答得上來,算你了不起!我們用電腦做音樂的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)接觸到各種各樣的表,無論是測(cè)量什么的表,它們都離不開一個(gè)單位——分貝(dB),我的問題就和它有關(guān),聽好了:
1. 20dB和60dB究竟差多少?(不要回答我60-20=40(dB),我抽你呀!你告訴我40dB究竟是多響,難道用手指在峰值表上測(cè)量距離嗎?)
2. 72dB和66dB的聲音合在一起有多響?(停!看你的口型我就知道——138dB,對(duì)不對(duì)?拜托~這可相當(dāng)于一架噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)從你身邊一米處遠(yuǎn)的距離飛過??!Are you nuts?而我說的兩個(gè)數(shù)值相當(dāng)于一個(gè)鼓手和一個(gè)吉他手在一起演奏而已,你認(rèn)為一個(gè)樂隊(duì)演出就像空軍基地里飛戰(zhàn)斗機(jī)那么吵么?)
3. 經(jīng)常聽人說一些設(shè)備的各種指標(biāo),-10dBV和+4dBu,這個(gè)很熟悉吧?他們說,+4dBu的設(shè)備屬于“專業(yè)級(jí)”,-10dBV屬于“民用級(jí)”,你知道這是為什么嗎?
4. 為什么有些文章說數(shù)字設(shè)備不會(huì)超過0dB,而模擬設(shè)備就可以超過呢?
5. 16bit數(shù)字音頻的動(dòng)態(tài)范圍是多少?24bit呢?如果讓你說出21bit的,你能說出來嗎?
6. 100瓦的吉他音箱能比50瓦的吉他音箱響多少?
以上的問題如果你覺得對(duì)你來說是小事一樁,那你可以不用看這篇文章了,你是真正的高人!如果你使勁摳頭皮……拜托,摳頭皮解決不了問題的,你至少需要一個(gè)科學(xué)計(jì)算器呢!怎樣,還覺得簡(jiǎn)單嗎?
我知道,大家都能用電腦做出歌來,但這要?dú)w功于先進(jìn)的技術(shù)和傻瓜式的操作,如果把你放在上個(gè)世紀(jì)30年代,你覺得就憑你懂的這些可以做今天做的事情嗎?我見過有很多“高手”就是這樣,他們或許根本就不知道分貝究竟是怎么一回事情!當(dāng)然,有人也持反對(duì)態(tài)度,認(rèn)為重要的是結(jié)果,而不是過程。道理不懂沒關(guān)系,能做出來就可以了。我想說的是,那些真正的錄音工程師們是絕對(duì)不會(huì)這樣想的,因?yàn)樗麄冋嬲娩浺舻乃囆g(shù)——不僅僅是扳動(dòng)一堆按鈕就完事了——你要想創(chuàng)造出前所未有的聲音,你就必須了解所有的奧秘。所以我說,那些僅僅滿足于模仿,甚至連模仿都不倫不類的“高手”其實(shí)是沒有什么了不起的。
我很高興你能堅(jiān)持看到這里,這說明你絕對(duì)不是一個(gè)能夠輕易滿足的家伙,你的腦袋充滿了無窮的求知欲望。也許你會(huì)把你能找到的所有器材的說明書和幫助文檔都看一遍,你也經(jīng)常會(huì)看到諸如:dBSPL、dBu、dBV、dBm、dBVU、dBFS等等和分貝有關(guān)的名詞。但遺憾的是,幾乎沒有這方面的詳細(xì)說明,搞得你經(jīng)常一頭霧水:它們是誰?它們究竟是什么關(guān)系?不要責(zé)怪那些廠商不在說明書里對(duì)這些家伙們做出解釋,因?yàn)樗麄冎幌胱屇惝?dāng)我剛才說的那種“高手”,這樣你才會(huì)一代接一代的購(gòu)買他們的產(chǎn)品/軟件,如果你慢慢的都懂了,也許你就不用了。^^當(dāng)然,這些的確不是很容易就明白的,因?yàn)樗麄儬砍兜綌?shù)學(xué)、物理等相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。(我也就這么一說,其實(shí)沒那么夸張,只要你高中會(huì)考能及格,你就能看得懂)下面就讓我們來看看分貝究竟是個(gè)什么東西?
分貝:通常表示兩個(gè)聲音信號(hào)或電力信號(hào)在功率或強(qiáng)度方面的相對(duì)差別的單位,相當(dāng)于兩個(gè)水平的比率的常用對(duì)數(shù)的十倍。"
這是我在一本專業(yè)詞典上找到的關(guān)于分貝的科學(xué)的概括的定義。分貝就是這么回事!“可是……等等!‘相對(duì)差別……兩個(gè)水平的比率……常用對(duì)數(shù)……’這……這都是什么跟什么???我看不懂!”呵呵,別急嘛,我當(dāng)然不會(huì)讓你看了半天就得到這么一個(gè)結(jié)論,請(qǐng)你聽我慢慢說。
首先我們根據(jù)上面的定義,找出主語、謂語和賓語,把其他的部分先省略掉,我們可以得到“分貝是一種單位”,這個(gè)結(jié)論很明確吧?我們的常識(shí)告訴我們,單位都是用來度量的,用某一種儀器或是一個(gè)算式,我們可以得到這個(gè)單位的具體數(shù)值。那么分貝用什么測(cè)量呢?實(shí)踐告訴我們峰值表等等可以測(cè)量它,只是我們不清楚測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)我們來說具有什么樣的意義,哪怕是一個(gè)抽象的意義也可以啊!所以這個(gè)問題我們需要數(shù)學(xué)來幫助我們??茖W(xué)家們選擇了用對(duì)數(shù)。
為什么要用對(duì)數(shù)?因?yàn)樗麄儜小覜]有開玩笑哦!當(dāng)你深入到分貝的奧秘當(dāng)中去,你會(huì)發(fā)現(xiàn)你需要對(duì)付一大堆令人頭疼的數(shù)字,科學(xué)家們——有點(diǎn)像器樂演奏家——的特點(diǎn)就是用盡一切可能的辦法讓問題變得簡(jiǎn)單點(diǎn)。我們來看看分貝究竟怎樣復(fù)雜和怎樣簡(jiǎn)單(拜托,已經(jīng)看到這里了,再給點(diǎn)耐心和支持吧,馬上就到正題了):
聲音的響度是指在單位時(shí)間內(nèi)通過指定大小的面積內(nèi)的能量的總和(這個(gè)你知道吧?不過不知道也沒關(guān)系,嘿嘿):
響度 = 能量 / (時(shí)間*面積)
我們知道能量和時(shí)間的比就是功率(這個(gè)總該知道了吧?還不知道?我靠……真的都還給親愛的老師了),so:
響度 = 功率 / 面積
功率的單位是瓦特咯,面積我們用平方米,那么響度的單位就是:瓦 / 米^(論壇上不好寫特殊符號(hào),我用^代替平方,下同)
現(xiàn)在我們假設(shè)你知道普通人能聽見的最小的聲音響度是0.000000000001瓦 / 米^,而讓人開始感到痛苦的聲音響度是1 瓦 / 米^,那么在這兩個(gè)數(shù)字之間,我們會(huì)得到一大堆值,比如0.000792710162 瓦 / 米^,還有0.000006288415 瓦 / 米^等等,試試迅速比較這兩個(gè)數(shù)字,算出它們的差!怎么樣,開始頭暈了吧?你能想象我們的峰值表用這種單位做表示嗎?天啊……
我們可愛的科學(xué)家們可不會(huì)做這種愚蠢的事情,于是他們寫下了這樣的公式:
log (0.000792710162) = -3.1
log (0.000006288415) = -5.2
這個(gè)差好算多了吧?是2.1嘛……啊?你說什么?這個(gè)2.1是什么?就是音量的差啊,聰明的你可能一下子想起來它叫什么了——對(duì),就是貝爾!
不過呢,這還不是分貝,因?yàn)樨悹栔蟮目茖W(xué)家繼承了他的傳統(tǒng),并且又將之發(fā)揚(yáng)光大(什么傳統(tǒng)?懶唄!)……這一次,他們連小數(shù)點(diǎn)都不想看見,所以他們又乘了10,變成了這樣:
10 * log(0.000792710162) = -31
10 * log(0.000006288415) = -52
答案從2.1變成了21,這個(gè)"21"就是我們今天的主角——分貝。
怎么樣,科學(xué)家們聰明吧?同學(xué)們,大家要學(xué)習(xí)他們胡亂使用各類公式的好辦法……呃呃,我的意思是:勇于探索!他們也真夠懶的,是不是?還有更懶的呢!對(duì)數(shù)有一個(gè)特性,它可以把減法變成除法,所以,我們可以再簡(jiǎn)單一點(diǎn):
10*log(x) - 10*log(y) = 10*log(x/y)
這樣,對(duì)于剛才的問題,我們就不用分開來算了,用一條公式就可以解決問題:
10*log(0.000792710162/0.000006288415)=21dB
這就是為什么要用對(duì)數(shù)的原因,有了這個(gè)簡(jiǎn)便的方法,我們終于可以對(duì)分貝進(jìn)行更深入的研究了。
還有一個(gè)小問題,如果我們得到的測(cè)量數(shù)據(jù)不全是以聲音響度為單位的,那該怎么辦?如果兩個(gè)數(shù)據(jù)的單位不一樣,我們得到的公式不就毀了嗎?想想看,我們通常用什么方法來讓不同單位的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算,并且得到同樣單位的結(jié)果的?其實(shí)我們只需要找一個(gè)固定的常數(shù)帶入這個(gè)公式就可以解決這問題了,我們把這個(gè)常數(shù)叫做“參照數(shù)”。用什么來作參照數(shù)呢?剛才我們好像提到過普通人能聽見的最小的聲音響度是0.000000000001 瓦 / 米^,我們就用這個(gè)吧?。▌e的數(shù)也一樣,我們只是為了統(tǒng)一單位)我們用字母"N"來表示這個(gè)常數(shù),所以:
10*log(x/N)-10*log(y/N)
= 10*log [(x/ N)/(y/N)]
= 10*log(x/y)
保險(xiǎn)起見我們來檢查一下這個(gè)公式有沒有問題,還是用剛才的那個(gè)例子:
10*log(0.000792710162/0.000000000001) = 89dB
10*log(0.000006288415/0.000000000001) = 68dB
89 dB - 68 dB = 21 dB
OK,大功告成!這個(gè)方法可以讓我們比較不同單位的數(shù)值。(這個(gè)例子的兩個(gè)數(shù)據(jù)單位是相同的,所以看起來“參照數(shù)”沒什么作用)
經(jīng)常使用的測(cè)量單位有聲音的功率(瓦特),聲音的響度(瓦 / 米^),聲音的壓強(qiáng)是(帕斯卡)——嘿!你可要注意我接下來說的話了,這是最容易讓人對(duì)分貝產(chǎn)生混淆的地方。
以功率或響度為單位測(cè)量的數(shù)據(jù),我們用上面的公式都可以很好的計(jì)算。然而,通常情況下,當(dāng)人們說到“分貝”的時(shí)候,卻指的是壓強(qiáng)。畢竟是聲波的壓力壓迫我們的耳鼓膜來讓我們分辨出聲音究竟有多“響”的。所以,我們通常所談到的分貝應(yīng)該是dBSPL(Sound Pressure Levels)。
壓強(qiáng)是作用于單位面積的力,力的單位是牛頓(看見你猛力的點(diǎn)頭,我真得很無奈……),所以壓強(qiáng)的單位是 牛 / 米^。另一種常用的單位是帕斯卡,1 帕等于1 牛 / 米^。
聲響(I)和聲壓(P)之間的關(guān)系我們可以用下面的公式來表示:
I = P^ / ρ
ρ是希臘字母,讀作:“肉”,它代表空氣的阻力,是一個(gè)常量。這個(gè)值取決于大氣壓強(qiáng)、空氣溫度等等因素。通常情況下,在室溫中,空氣阻力的值大約是400。因此,普通人能聽見的最小的聲音響度換算成聲壓就是:
0.000000000001W/m2 = (0.00002 Pa)^ / 400
不過呢,剛才的公式里P的后面還有一個(gè)平方,也就是說聲壓翻兩倍,聲響就翻了四倍;聲壓翻四倍,聲響就翻了十六倍……這樣的話,我們把聲壓作為測(cè)量單位的時(shí)候,之前得到的公式不就出現(xiàn)問題了嗎?
不妨,我們來稍微計(jì)算一下:
dB = 10 * log (x / y) --- 此時(shí)的X,Y是用聲響作測(cè)量單位的,我們將P^ / ρ帶入公式,則:
dBspl = 10*log[(Px^ / ρ) / (Py^ / ρ)]
= 10 * log (Px^ / Py^)
= 10 * log (Px / Py)^
= 20 * log (Px / Py)
就這樣,問題解決了,和前面的公式不同之處,就是乘了20。
這就是dBSPL的公式,當(dāng)我們談?wù)摗胺重悺钡臅r(shí)候,99%說的都是它;我們?cè)诟鞣N測(cè)量表上看見的dB,其實(shí)就是dBSPL,只不過沒人說這個(gè)的時(shí)候總是帶上SPL三個(gè)字母。(有的可能是怕麻煩,但多數(shù)恐怕是不知道,嘿嘿……不過你現(xiàn)在知道了)
那么當(dāng)我們使用聲壓作為測(cè)量單位的時(shí)候,我們選用的“參照數(shù)”就是0.00002帕斯卡了,接近于我們所說的普通人能聽見的最小的聲音響度,帶入剛才得到的公式,我們來看看:
dBSPL = 20 * (P / 0.00002 Pa)
因?yàn)閘og1 = 0,所以:
20 * log(0.00002 Pa / 0.00002 Pa) = 0 dBSPL
請(qǐng)注意,你應(yīng)該注意到了,如果我們?nèi)∫粋€(gè)和參照數(shù)相同的值,那么我們總會(huì)得到“0dB”,無論是什么類型——dBm, dBu, dBV, dBFS...都是如此!還有,你可能會(huì)有疑問0.00002帕不是幾乎聽不到么?怎么是0dB呢?對(duì)呀!0不就是等于沒有么?哦,我明白你的意思了,你在計(jì)算機(jī)里經(jīng)??匆?dB代表的是峰值表的最高值吧?嗬嗬,那是因?yàn)?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/8791/" target="_blank">數(shù)字電路和我們現(xiàn)在所說的情況是有區(qū)別的,別著急,我等一下會(huì)講到。
我們能忍受的最強(qiáng)的聲壓大約是20帕,你試試用分貝表示一下看看?應(yīng)該如下:
20 * log(20Pa / .00002Pa) = 120dB
怎樣,還記得物理課說過的吧?超過120分貝的聲音,我們就無法忍受了,這個(gè)值就是這么算的。
講到這里,我們應(yīng)該復(fù)習(xí)一下,我相信一大堆的公式和計(jì)算已經(jīng)讓你頭昏昏了吧?沒辦法,為了說清楚,我只能這樣做,然而你只需要看明白就可以了,你需要記住的也就是下面這兩個(gè):
dB = 10 * log (x / y) ---- 以聲響作度量單位時(shí)計(jì)算分貝的公式,單位應(yīng)該是 W / m^
dB = 20 * log (x / y) ---- 以聲壓作度量單位時(shí)計(jì)算分貝的公式,單位應(yīng)該是 Pa
太棒了,到此為止,你已經(jīng)知道分貝到底是個(gè)什么東西了,然而我們今天的這一課卻還沒有結(jié)束,因?yàn)槲覀冞€不知道dBu, dBv, dBV, dBm, dBVU, dBFS這些東東的意思。不過有了以上的基礎(chǔ),你明白這些小東西只是時(shí)間的問題,讓我們先從原理開始:
我們已經(jīng)明白了分貝的含義,應(yīng)當(dāng)特別注意的是:分貝表示的是兩個(gè)相同類型的數(shù)據(jù)之間的比(類型要相同,這一點(diǎn)很重要,你不能拿瓦特和伏特直接進(jìn)行比較)。在這兩個(gè)數(shù)據(jù)里,其中的一個(gè)我們把它叫做“參照數(shù)”,我們即是通過把測(cè)量到的數(shù)值和參照數(shù)代入公式進(jìn)行計(jì)算來得到相應(yīng)的分貝值的。比如之前我們已經(jīng)使用過聲壓作為測(cè)量單位,那是我們選取的參照數(shù)是0.00002帕斯卡。我們最后得到的分貝值,我們稱之為"dBSPL"。也就是說,dB后面不同的字母指示的就是我們用什么作為測(cè)量單位來得到這個(gè)分貝值的。用聲壓,那么就是SPL(Sound Pressure Levels)。這樣解釋應(yīng)該非常明確吧?如果你看懂了,那么我就來一個(gè)一個(gè)地解釋其他和dB有關(guān)的單位。
dBm 和 dBVU
我們已經(jīng)討論過用功率測(cè)量得到分貝值的方法,那時(shí)我們說的是聲音的功率,單位是瓦特。不過我們知道,除了聲音之外,還有很多現(xiàn)象可以產(chǎn)生功率的,比如說電。
很久以前,在發(fā)光二極管和液晶顯示屏尚未誕生的“古代”,工程師們依賴一種叫做VU表的設(shè)備來完成他們的工作。VU表看起來就像一個(gè)駕駛室里的速度表,用一個(gè)指針以順時(shí)針方向指示通過此題的電流增量。VU是"Volume Unit"的簡(jiǎn)寫,意即:音量計(jì)量單位。
VU表的問題是每一個(gè)VU表都不一樣!直到上世紀(jì)30年代末,一群工程師們坐在一起決定統(tǒng)一一下VU表的計(jì)量規(guī)范,這個(gè)問題才得以解決。他們確定的標(biāo)準(zhǔn)是:當(dāng)電流的功率為1毫瓦(1 mW),VU表指示0dB。換句話說:0dBm = 0dBVU。dB后面的m就代表毫瓦。dBm也是以功率為單位測(cè)量的,參照數(shù)是1mW。
dBm = 10 * log (功率 / 1mW)
這樣,我們就可以很容易得用dBm來表示電流功率的變化了。還記得么?當(dāng)測(cè)量值和參照物相等的時(shí)候,dB值總是為0嗎?所以了:
10 * log(1mW / 1mW) = 10 * log(1) = 0dBm
當(dāng)VU表的指針指向+3dBm的時(shí)候,功率增加了一倍,怎么算的?這樣:
10 * log(2mW / 1mW) = 10 * log(2) = 3dBm ---- 我說過了,至少你要準(zhǔn)備一個(gè)科學(xué)計(jì)算器,對(duì)數(shù)是不好心算的。
那要是指向-6dBm呢?
10 * log(0.25mW / 1mW) = 10 * log(0.25) = -6dBm
dBu(也叫做dBv)
再回憶一下高中物理吧。功率(P)還可以用電壓(V)和電阻(R)之間的關(guān)系來表示:
P = V^ / R ---- 電阻的單位是歐姆(Ω)
剛才討論dBm的時(shí)候,參照數(shù)是1mW。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是在上個(gè)世紀(jì)三十年代設(shè)立的。在那個(gè)時(shí)候,所有音頻設(shè)備的輸入阻抗都是600歐姆,磁帶錄音機(jī),調(diào)音臺(tái),前置功率放大器……只要有插頭,那么從火線到接地之間的電阻就是600歐姆。
那么,當(dāng)電阻為600歐姆的時(shí)候,需要多大的電壓才能產(chǎn)生1mW的功率呢?用剛才的公式計(jì)算一下:
P = V^ / R
0.001 W = V^ / 600 Ω
V2 = 0.001 W * 600 Ω
V = sqrt (0.001 W * 600 Ω) ---- sqrt是開平方,我不知道怎么打這個(gè)符號(hào)。
V = 0.775 V
答案是0.775伏特。那么,當(dāng)所有的設(shè)備的輸入阻抗還是600歐姆的那個(gè)年代,計(jì)算dBu時(shí)所用到的參照數(shù)就是0.775 V,也就是說,dBu就是以電壓為測(cè)量單位是計(jì)算出的分貝值。不過我們又注意到,剛才的公式里電壓是平方數(shù)的哦。根據(jù)前面的經(jīng)驗(yàn),我們知道怎么處理這個(gè)問題:
dBu = 20 * log(被測(cè)電壓 / 0.775V)
如果你很仔細(xì)的話,大概你會(huì)覺得奇怪:為什么是dBu而不是dBv呢?其實(shí)呀,很早以前人們是直接用dBv來表示的,只不過后來人們發(fā)現(xiàn)dBv和dBV太容易讓人混淆了,于是就用小寫字母"u"來代替小寫字母"v"了。如果你還能看到dBv,那么它的意思就是我們今天講到的dBu——除非寫dBv的人搞不清楚他到底想說什么!
那么,和dBv混淆的dBV又是怎么回事呢?
很長(zhǎng)一段時(shí)間以來,人們所用到的音頻設(shè)備都是輸入阻抗為600歐姆的,到了今天我們才會(huì)遇見一些更高阻抗的設(shè)備,比如說10000Ω。電阻越高,電路耗費(fèi)的功率就越低。(根據(jù)上面的公式,我們知道功率和電阻成反比)
還記得dBu使用的參照數(shù)是0.775V吧?很多工程師認(rèn)為這個(gè)數(shù)字實(shí)在是太麻煩了,但因?yàn)槟菚r(shí)候所有的設(shè)備都是固定的輸入阻抗,因此使用0.775V作為參照數(shù)也就順理成章了。設(shè)備不改進(jìn),這個(gè)參照數(shù)也就不能變,但是為了使用方便,一個(gè)新的參照數(shù)還是很快發(fā)展了出來——順帶產(chǎn)生了新的分貝單位dBV。這個(gè)參照數(shù)是1V:
dBV = 20 * log(被測(cè)電壓 / 1V)
其實(shí)dBV和dBu非常相似,只是參照數(shù)不同罷了。
現(xiàn)在順便說說所謂“專業(yè)級(jí)”和“用戶級(jí)”設(shè)備之間的差別。你可能早就知道了,專業(yè)級(jí)設(shè)備是+4dBu而用戶級(jí)設(shè)備是-10dBV,當(dāng)然這其實(shí)是很荒謬的,哈哈。我們剛才已經(jīng)看到了dBu和dBV都是通過比較電壓來計(jì)算分貝值的,除了參照數(shù)不同,它們沒有任何區(qū)別。所謂專業(yè)級(jí),是指這些設(shè)備的使用者多是一些“大叔”(因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)早嘛,使用的人當(dāng)然大多數(shù)“資格”也都比較老)。事實(shí)上,僅憑這兩個(gè)參數(shù)就斷定設(shè)備的“級(jí)別”未免太過武斷了,在任何場(chǎng)合這兩種規(guī)格的設(shè)備都可以很好地完成工作要求。我覺得吧,在這方面我們應(yīng)當(dāng)多多發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性。設(shè)備之間的硬性差別我們心中有數(shù)就可以了,但如何使用我們掌握的知識(shí)讓你手中的設(shè)備發(fā)揮最大的潛能才是我們應(yīng)該追求的境界。設(shè)備不好是個(gè)錢的問題,有了好設(shè)備做不好音樂那就是人的問題了,錢的問題可以解決,人的問題不好解決呀!在我們海峽對(duì)面有個(gè)小島,上面的人雖然不多,但是搞音樂的卻不少,我們承認(rèn)他們的音樂發(fā)展得不錯(cuò),但并代表他們搞音樂的人水平就都很高,在他們那里有個(gè)鳥論壇,上面就有些鳥人大言不慚的就“專業(yè)”和“用戶”設(shè)備的差別大放狗——那個(gè)什么氣!讓我這個(gè)海峽另外一邊的菜鳥(順便說一句,那里有很多人都認(rèn)為海峽這邊的人比他們差的遠(yuǎn)了)都有些看不下去了……本是同根生啊~但誰讓現(xiàn)在是這么個(gè)形勢(shì)呢?為了讓海峽這邊的同志不要也像他們一樣看起來“專業(yè)”,其實(shí)很“操蛋”,所以我才寫下這一段話——應(yīng)該說,促成我寫這篇文章,有很大的原因也是為了這個(gè)!
好了好了,話題扯遠(yuǎn)了,我們來看看+4dBu和-10dBV到底有什么區(qū)別吧:
+ 4 dBu = 20 * log(被測(cè)電壓 / 0.775V)
被測(cè)電壓 = 1.228 V
- 10 dBV = 20 * log(被測(cè)電壓 / 1V)
被測(cè)電壓 = 0.3162 V
20 * log(1.228V / 0.3162V) = 11.79dB
如果你有這兩種設(shè)備,你可以做一個(gè)檢測(cè):連接-10dBV的輸出到+4dBu的輸入,然后讀一下+4dBU的VU表,是不是11.79dBVU?
dBFS
最后我們來看看和我們聯(lián)系最密切的dBFS。dBFS的全稱是"Decibels Full Scale"(全分貝刻度)——是一種為數(shù)字音頻設(shè)備創(chuàng)立的分貝值表示方法。
這個(gè)家伙和其他幾個(gè)弟兄不太一樣了,它的參照數(shù)不是最小的一個(gè),也不是中間的某一個(gè),而是最大的一個(gè)!也就是說"0 dBFS"是數(shù)字設(shè)備能夠到達(dá)的最高響度水平。此外所有的值都會(huì)小于這個(gè)數(shù)值——都是負(fù)數(shù)。這就是為什么我們?cè)陔娔X上看到的峰值表的最高刻度都是"0",并且指針永遠(yuǎn)不會(huì)讀出更高的數(shù)字。
但是,為什么會(huì)這樣呢?要解釋這個(gè)問題,我們要簡(jiǎn)單說一下數(shù)字音頻的存儲(chǔ)原理。我們用16bit的數(shù)字音頻為例:"16bit"的意思是,采樣信號(hào)以16位二進(jìn)制數(shù)字來存儲(chǔ)。二進(jìn)制數(shù)字就兩個(gè):"0"和"1"。所以,最大的值就是1111 1111 1111 1111(二進(jìn)制,換算成十進(jìn)制是65536),因此,計(jì)算dBFS的公式就是:
dBFS = 20 * log(采樣信號(hào) / 1111 1111 1111 1111)
這樣就很容易解釋為什么不能超過"0"了,因?yàn)閐BFS的參照數(shù)是最大值,所以:
20 * log(1111 1111 1111 1111 / 1111 1111 1111 1111) = 0dBFS
那么最小的呢?除了0之外,16位二進(jìn)制最小的數(shù)字是:0000 0000 0000 0001,那么:
20 * log(0000 0000 0000 0001 / 1111 1111 1111 1111) = -96dBFS
知道為什么你看見的峰值表都是從0 dB到-96 dB了吧?接下來,你可以自己算出24bit,32bit數(shù)字音頻的動(dòng)態(tài)范圍了,我告訴你一個(gè),24bit數(shù)字音頻的動(dòng)態(tài)范圍是144dB。還是你自己試試吧?(別忘了要先把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,我可不會(huì)用二進(jìn)制算對(duì)數(shù)!^^)
至此,這篇文章的內(nèi)容就差不多都寫完了,時(shí)間倉(cāng)促,有疏漏之處在所難免,歡迎大家指正……然而,我回過頭去看看前面的內(nèi)容,總覺得還有一些東西可以寫的,但是又不能操之過急。誠(chéng)然,這篇文章不是很好讀懂,但希望大家能夠花點(diǎn)心思讀讀看,我敢向你保證:有百利而無一害!如果你認(rèn)為你已經(jīng)讀懂了,麻煩你把文章最前面的幾個(gè)問題試著解一下,如果大家都能解出來,說明我寫得還算清楚,那我就不用再多做解釋了;如果有很多問題,那我的擔(dān)心還是有道理的,我會(huì)寫關(guān)于分貝的另外一篇文章,解決這些問題,就算是一篇補(bǔ)遺吧。(究竟是什么問題,我先不說,免得大家偷懶,不自己發(fā)現(xiàn)自己的問題,嘎嘎)
最后我要感謝我剛才說的那個(gè)鳥論壇,還有上面的一些鳥人,是你們給了我寫下這篇文字的原動(dòng)力;同樣還要感謝某效果器(忘了,好像是PSP Vintage)的說明文檔,正因?yàn)檫@篇文檔解釋的不全面,才讓我有機(jī)會(huì)拜讀Lionel Dumond的文章(大家可以去ProRec搜一下,E文的);最后才要感謝(這次是真正感謝)Lionel Dumond,沒有你的好文字,我也不會(huì)懂得分貝究竟是個(gè)什么東西!嗬嗬~~~
編輯:黃飛
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評(píng)論
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