分贝的近似值英文解释翻译、分贝的近似值的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 decibel approximation
分词翻译:
分贝的英语翻译:
decibel
【计】 DB
【化】 dB
【医】 decibel
近似值的英语翻译:
approximation
【计】 approximate quantity; approximate value; asymptotic value
【化】 approach; approximate value
【经】 approximation
专业解析
分贝 (fēn bèi) 的近似值及其含义详解 (Decibel and Its Approximate Value)
在声学、电子工程和物理学等领域,“分贝”(Decibel, dB)是一个极其重要的对数单位,用于表示两个量(如功率、强度、电压、声压等)之间的比值或相对于某个参考值的量值。理解其“近似值”的含义,需从其定义和应用背景出发。
-
分贝的核心定义与计算原理
- 分贝的本质是对数标度。其基本定义基于两个功率量(P₁ 和 P₂)比值的常用对数(以10为底):
$$L_{dB} = 10 log_{10}left(frac{P_1}{P_2}right)$$
当用于表示电压、电流或声压等场量(与功率的平方根成正比)时,公式变为:
$$L_{dB} = 20 log_{10}left(frac{V_1}{V_2}right)$$
其中 V₁ 和 V₂ 是电压、声压等量值。
- “近似值”的含义: 在实际应用中,精确计算分贝值有时并非必要或可行。此时,人们常使用一些易于记忆和计算的经验法则或简化值来快速估算分贝值或理解其代表的相对变化程度。这些简化值就是“分贝的近似值”。
-
常见分贝近似值及其物理意义
- ±3 dB: 这是最常用、最重要的近似值之一。
- +3 dB: 表示功率近似翻倍(实际倍数为 10^(3/10) ≈ 1.995 ≈ 2)。电压/声压近似增加至 √2 倍(≈1.414倍)。
- -3 dB: 表示功率近似减半(实际倍数为 10^(-3/10) ≈ 0.501 ≈ 0.5)。电压/声压近似减小至 1/√2 倍(≈0.707倍)。
- 应用: 在声学中,±3 dB 的变化通常被认为是人耳刚刚能察觉到的显著差异。在电子学中,-3 dB 点常用来定义滤波器或放大器的带宽(半功率点)。
- 来源参考: 国际电工委员会 (IEC) 标准如 IEC 60027-3 定义了分贝及其应用。中国国家标准 GB/T 3238-2015《声学量的级及其基准值》也详细规定了声学分贝的计算和使用。
- ±6 dB:
- +6 dB: 表示功率近似增加至4倍(实际倍数为 10^(6/10) = 4)。电压/声压近似翻倍(实际倍数为 10^(6/20) = 2)。
- -6 dB: 表示功率近似减小至1/4(实际倍数为 10^(-6/10) = 0.25)。电压/声压近似减半(实际倍数为 10^(-6/20) = 0.5)。
- 应用: 距离声源的距离每增加一倍,声压级通常下降约6 dB(在自由声场中)。电压加倍对应6 dB增益。
- ±10 dB:
- +10 dB: 表示功率近似增加至10倍(实际倍数为 10^(10/10) = 10)。电压/声压近似增加至 √10 ≈ 3.16倍。
- -10 dB: 表示功率近似减小至1/10(实际倍数为 10^(-10/10) = 0.1)。电压/声压近似减小至 1/√10 ≈ 0.316倍。
- 应用: 人耳主观感觉上,响度增加约一倍通常对应声压级增加10 dB。这是评估噪声变化主观感受的重要参考。
- 来源参考: 声学基础理论(如 Beranek 的声学著作)和噪声评估标准(如 ISO 1996 系列)常引用10 dB变化与主观响度感知的关系。
- ±20 dB:
- +20 dB: 表示功率近似增加至100倍(实际倍数为 10^(20/10) = 100)。电压/声压近似增加至10倍(实际倍数为 10^(20/20) = 10)。
- -20 dB: 表示功率近似减小至1/100(实际倍数为 10^(-20/10) = 0.01)。电压/声压近似减小至0.1倍。
- 应用: 表示非常大的变化。例如,优秀的隔声墙可能提供20 dB以上的隔声量,意味着透射声能降至百分之一以下。
-
为何使用近似值?
- 快速估算: 工程师和技术人员在进行现场测量、调试或初步设计时,需要快速判断变化趋势和量级,精确计算对数不现实。记住 ±3dB≈2倍/减半、±6dB≈4倍/1/4、±10dB≈10倍/1/10、±20dB≈100倍/1/100 非常高效。
- 直观理解: 对数关系本身比较抽象。将这些关键的分贝变化点与易于理解的倍数关系(2倍、10倍等)对应起来,极大地增强了对分贝所代表物理意义的直观感受。
- 容差范围: 在某些应用(如声学测量、设备规格)中,±2 dB 甚至 ±3 dB 的偏差可能被认为是可接受的,此时“近似值”本身就代表了实际值的可能范围。
“分贝的近似值”指的是在实际工程和科学应用中,为了快速估算和直观理解,将一些特定的分贝变化量(如 ±3 dB, ±6 dB, ±10 dB, ±20 dB)与功率或电压/声压的简单倍数关系(如2倍、4倍、10倍、100倍)对应起来的经验法则。这些近似值深刻反映了分贝作为对数单位的本质,是高效沟通和快速判断的重要工具。其权威性建立在国际标准(如IEC标准)和基础物理定律之上。
网络扩展解释
分贝(dB)是表示声音强度或电信号功率相对大小的对数单位,其定义和近似值范围可综合如下:
一、分贝的定义
-
相对比值单位
分贝最初用于表示两个功率的比值,计算公式为:
$$分贝数 = 10 log_{10} left( frac{P_2}{P1} right)$$
对于电压或电流等场量,因功率与平方成正比,公式调整为:
$$分贝数 = 20 log{10} left( frac{V_2}{V_1} right)$$
(、)
-
绝对声压级单位
在声学中,分贝以人耳最小可听声压(20μPa)为基准,定义声压级:
$$Lp = 20 log{10} left( frac{p}{p_0} right) , text{dB}$$
其中 (p_0 = 20 , mutext{Pa})(、)。
二、常见声音的分贝近似值
-
人耳感知范围
- 0 dB:最小可听阈值(如树叶飘落声)。
- 20-40 dB:安静环境(如轻声交谈)。
- 60 dB:正常谈话声。
- 85 dB:长期暴露可能损伤听力(如繁忙街道)。
- 120 dB:疼痛阈值(如飞机引擎声)(、)。
-
听力损失分级
- 26-40 dB:轻度聋(听不清细语)。
- 71-90 dB:重度聋(需大声喊叫才能听到)()。
三、注意事项
- 对数特性:分贝每增加10 dB,声音强度增强10倍,但人耳感知响度约翻倍。
- 应用领域:除声学外,分贝也用于电子学、通信等领域的信号强度测量(、)。
如需更完整的分贝值对照表,可查看网页、中的声学示例。
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