分貝
關於分貝的參考數據和工程資訊,用於聲學應用。
decibel
概述
分貝加權濾波器會調整聲壓量測值,使其符合人類聽覺感知;人耳對 1–4 kHz 範圍最為敏感。A 加權濾波器(dB(A))是環境與職業噪音評估最常用的標準。B 與 C 加權濾波器目前較少使用,但可針對不同聲壓級與頻率提供替代方式。
關鍵公式
聲級的對數合成
此公式用於以對數方式合成兩個分貝聲級,同一原理也適用於多個音源。
聲強級
其中 為參考聲強(通常為 W/m²)。
變數
| 符號 | 說明 | 單位 |
|---|---|---|
| 合成聲級 | dB | |
| 個別聲級 | dB | |
| 聲強級 | dB | |
| 聲強 | W/m² | |
| 參考聲強 | W/m² |
分貝濾波器加權
聲級計使用隨頻率變化的加權濾波器,以近似人類聽覺反應。dB(A) 濾波器近似 40 phon 等響曲線。dB(C) 在高聲壓級下接近線性,而 dB(B) 介於兩者之間,現代實務中已很少使用。「dB(A)」是常見的工程簡寫,但 SI 建議表述為「A 加權聲壓級為 x dB」。
頻率響應資料
3 行
(dB) | (dB) | (dB) | (dB) | (dB) | (dB) | (dB) | (dB) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| — | -39.4 | -26.2 | -16.1 | -8.6 | -3.2 | 0 | 1.2 | 1 |
| — | -17 | -9 | -4 | -1 | 0 | 0 | 0 | -1 |
| — | -3 | -0.8 | -0.2 | 0 | 0 | 0 | -0.2 | -0.8 |
來源: engineeringtoolbox.com
A、B 與 C 加權濾波器的頻率響應
範例:A 加權聲級計算
若要由倍頻帶量測值求得總 dB(A),先對各頻帶套用濾波器修正值,再以對數方式合成。以下為計算範例:
8 行
(Hz) | (dB) | (dB) | 修正後 dB(A) (dB) |
|---|---|---|---|
| 62.5 | 54 | 26 | 28 |
| 125 | 60 | 16 | 44 |
| 250 | 64 | 9 | 55 |
| 500 | 53 | 4 | 49 |
| 1000 | 48 | 0 | 48 |
| 2000 | 43 | -1 | 44 |
| 4000 | 39 | -1 | 40 |
| 8000 | 32 | 1 | 31 |
來源: engineeringtoolbox.com
量測聲級與 A 加權聲級比較
若要以對數方式合成修正後的聲級,應將最高值成對取出,並反覆套用合成公式。先由最高的兩個頻帶(250 Hz 與 500 Hz)開始:
- 差值:55 - 49 = 6 dB → 在較高值加上 1 dB:55 + 1 = 56 dB(A)
- 加入下一個最高值(1000 Hz):差值:56 - 48 = 8 dB → 加上 0.5 dB:56 + 0.5 = 56.5 dB(A)
- 其餘聲級明顯較低。估算總聲級為 ~56.5 dB(A)。
A、B 與 C 加權聲級計算器
原始頁面包含試算表形式的 dB(A)、dB(B) 與 dB(C) 計算。請在下方輸入倍頻帶聲壓級;計算器會套用加權修正,並以對數方式合成各頻帶。
dB(A) 聲級調整準則
40 dB(A) 的基準通常會依時段、地點與聲音特性加以調整。
8 行
(dB) | ||
|---|---|---|
| 時段 | 晚間 | -5 |
| 時段 | 夜間 | -10 |
| 聲音特性 | 容易辨識的音調或脈衝噪音 | -5 |
| 聲音特性 | 勉強可辨識的音調或脈衝噪音 | -2 |
| 地點 | 鄉村或安靜郊區 | 0 |
| 地點 | 車流稀少的郊區 | 5 |
| 地點 | 中等車流量的郊區 | 10 |
| 地點 | 車流密集或商業/工業區 | 15 |
來源: engineeringtoolbox.com
還原的原始來源表格
以下表格由原始來源頁面還原,以保留完整的參考資料。
分貝 A、B 與 C
4 行
| 31.25 | 62.5 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | — |
| — | -39.4 | -26.2 | -16.1 | -8.6 | -3.2 | 0 | 1.2 | 1 | -1.1 |
| — | -17 | -9 | -4 | -1 | 0 | 0 | 0 | -1 | -3 |
| — | -3 | -0.8 | -0.2 | 0 | 0 | 0 | -0.2 | -0.8 | -3 |
來源: engineeringtoolbox.com
分貝 A 濾波器
4 行
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 中心頻率 (Hz) | 62.5 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 |
| 量測聲壓級 (dB) | 54 | 60 | 64 | 53 | 48 | 43 | 39 | 32 |
| dB(A) 濾波器 (dB) | 26 | 16 | 9 | 4 | 0 | -1 | -1 | 1 |
| 修正後聲壓級 dB(A) (dB) | 28 | 44 | 55 | 49 | 48 | 44 | 40 | 31 |
分貝 A - 情境調整值
11 行
| 聲音特性 | 容易辨識的音調或脈衝噪音 | -5 |
| 勉強可辨識的音調或脈衝噪音 | -2 | — |
| 時段 | 晚間 | -5 |
| 夜間 | -10 | — |
| 鄰里環境 | 車流稀少的鄉村與外圍郊區 | 0 |
| 車流稀少的郊區 | 5 | — |
| 中等車流密度的郊區 | 10 | — |
| 有部分商業或工業活動的郊區 | 10 | — |
| 車流密集及/或有商業或工業活動的地區 | 15 | — |
| 車流極密集及/或鄰接工業區的都市或商業區 | 20 | — |
| 工業區及/或車流極度密集的地區 | 25 | — |
來源: engineeringtoolbox.com
工程要點
- A 加權濾波器會低估低頻噪音;對 HVAC 系統、變壓器或交通低頻隆隆聲的陳情而言,這項差異可能相當重要。
- C 加權常用於峰值聲壓量測,或低頻內容相當重要的情況,例如評估爆炸或衝擊噪音。
- 以對數方式合成聲級時,加入比既有聲級低 10 dB 的音源,只會使總聲級增加 0.4 dB;比主導聲級低 10+ dB 的音源通常可忽略。
- 環境噪音法規限值通常採用 dB(A),但軍事、工業等特定應用可能採用 dB(C) 或未加權 dB 等其他指標。
- 聲級的 SI 單位為分貝(dB),但分貝本身無量綱。報告時應一律註明加權濾波器(A、B 或 C)。