为什么麦克风的参考声压是2*10^(-5)Pa

由 selina 提交于周三, 2 一月 2019 - 11:02

这是个很简单但实际上非常基础的问题。回答这个问题我们需要考虑声强。声强定义为“声波单位时间内通过单位面积法向的平均声能”，声强对面积的积分，则为单位时间内声源发射的声能，定义为声功率，单位为瓦特。因此，声强的单位为W/m^22，也就是单位面积上功率的尺度。

功率在空气中的参考值为10^-1212W，被认为是正常人耳对1KHz纯音勉强能听到的强度。这似乎合理的选择，因为我们经常处理的声音是可听见的，并且很多都是恼人的。

进一步，如果我们考虑理想自由场中的平面波或球面波，那么是没有反射的，因而，声波直线传播，此时声强定义为

Ρ 是声波的峰值压强，ρ是空气密度，c是声波在空气中的传播速度。对于正弦波而言

因此，有

如果转化为dB，则有

空气中ρc近似为400，因此，我们有10^-12=(2*10^-5)^2/400
因此，上式可以写成

这就使用2×10^-55作为参考，关联了声压的RMS值与自由场中勉强可听见的1KHz的声强强度，或者转化为2×10^-5的声压。

正常测试中，不可能是在理想的自由场中，因此声压的dB值被称作为声压级SPL，也就是

如果声压的RMS值是整个频率范围内的，那么我们将有总的声压级，经常被称为Overall Level。