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聲壓級 在 EE Times Taiwan Facebook 的最佳貼文
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聲壓級 在 Cora Just Youtube 的最佳解答
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感覺打光會影響畫質(?)哈哈
聲壓級 在 【Sennheiser 學堂】何謂聲壓級?聲壓級對耳機有什麼影響?... 的推薦與評價
耳機上的聲壓級,就是指向耳機輸入1mW(毫瓦)的功率而耳機所能發出的聲壓級。一般來說,靈敏度越高、阻抗越小,耳機越容易出聲、越容易驅動,聲壓級越大。普遍耳機 ... ... <看更多>
聲壓級 在 [討論] 解讀耳機規格:阻抗、SPL/V and dB/mW 的推薦與評價
耳機的規格數字跟聲音好聽不好聽沒有絕對的關係。可是對於選擇搭配耳機的設備,
或是想要做電路DIY的人還是需要用到。其實網上解釋耳機規格的文章已經有很多,
版上很多人也懂,但對一個像小弟這樣非電子相關科系的新手還是得參考很多資料
才弄懂。所以我想用最明白的方式來說明(算是一種整理吧),
如有任何錯誤請指正!!
首先,阻抗(impedance),用R表示,單位是歐姆(ohm)。他與電壓電流的關係是
V=IR or I=V/R。嚴格來說阻抗並不等於電阻(resistance,單位也是歐姆),
因為阻抗還考慮了相位(phase,這三言兩語不好解釋清楚)。
對於直流電(direct current, DC)兩者是沒差別,但在交流電
(alternative current, AC)下就要用阻抗。因為耳機的輸入是變動的電壓訊號,
所以用阻抗來表示。既然每個時刻的電壓都不相同,那我們該用什麼電壓值?
不管什麼計算方法所得到的能量必須相同,因此有了Vrms的作為交流電在直流
的等效電壓的概念。假設有個Vp ×sin((2π/λ)t)弦波電壓訊號,
它的功率=∫([Vp ×sin((2π/λ)t)]^2/Rdt) ,積分範圍t=0~λ,須等於Vrms^2/R,
約化後得到Vrms=Vp/√2≒0.707Vp的關係式(其實只有弦波才是這樣)。
所以之後所談的V其實是Vrms。從能量(功率)的公式W(watt)=IV=V^2/R,可知
在相同的電壓下,低阻抗的耳機會獲得較大的能量。
某種程度上可以說是比較好推(容易出聲)(這中間還涉及一些觀念,以致於某
些情況下並非如此,以後再說)。
真正決定好推不好推的參數是我們接下來要談的感度。
所謂SPL是Sound pressure level的簡稱,其值=20 ×log(P/Pr),單位是dB(分貝)。
P指的是聲壓,單位是Pa(N/m^2)平方。Pr是reference sound pressure,
在空氣中常用20μPa。聲音是藉著壓縮周遭空氣形成疏密波向外傳遞,
可想而知距離音源越遠處聲壓就越小(越小聲)。那麼聲壓和距離是成二次方反比嗎?
不,聲音密度(強度)(sound intensity, J, W/m^2)才是和距離二次方反比。
聲壓和距離是一次方反比,即P正比1/r,這是在理想球面聲場的假設下。
所以三者的關係是J~P^2~1/r^2。聲壓是一種壓力,
聲音密度講的是能量,兩者不同。
請注意能量(J)和聲壓(P)的關係:能量和聲壓的平方成正比。
耳機廠商常用兩種方式來表示感度:dB SPL/V and dB/mW,
其實兩者都是一樣,也就是可互相轉換。
此處以AA上出現的問題作例子(我的算法略有不同,但都是等效的),來證明:
akg k12p的感度可表示成109dB/mW:輸入1mW,可得109的聲壓
或127 dB SPL/V:輸入1V可得127dB的聲壓,阻抗為17ohm
1.假設k12p得到1mW的電能會有多大聲,又承受幾伏特?
根據規格109dB/mW,不用說,就是109dB這麼大聲。
再用電壓和電能的關係式W=V^/R,1*10^-3=V^2/17,得到0.13V
,即此時耳機承受0.13V。
請注意127dB SPL/V是指輸入等於1V情況下輸出127dB,
並非指輸入2V輸出就有254dB(耳膜振膜一起爆XD)。
我們必須回到能量的角度來看,假設先給了k12p 0.13V的輸入電壓。剛剛的公式告訴我
們是1mW的電能。根據127dB SPL/V,如果說有1V的輸入所產生的電能
足以讓耳機轉換成127dB,那麼0.13V是多少?
因為W和V平方正比,所以0.13V給電能是1V的0.13^2,即0.0169倍。
故理論上0.13V所產生的聲音能量是1V的0.0169倍。
先前請大家留意的:(聲音)能量和聲壓的平方成正比。因此0.0169又開根號回到0.13,
所以0.13V輸入應該是1V輸入所得聲壓的0.13倍。
算式為dB=20 ×log(0.13 ×P/Pr)=20 ×log(P/Pr)+20 ×log(0.13)=
127+20 ×log(0.13)=109.27,四捨五入等於109dB與前一個算法的結果相同。
也可以用109dB/mW為基礎,用輸入電壓1V計算:
1V產生1/17W的電能,是1mW的1000/17=58.82倍,又(聲音)能量和聲壓的平方成正比,
會轉換成√58.82=7.669倍的聲壓。
dB=20*log(7.669*P/Pr)=109+20*log(7.669)=126.69四捨五入得到127dB
與127dB/1V的規格相同。
以上是解釋,真正計算:
知道輸入電壓Vin->dB=xxxdB/V+20*log(Vin)
知道輸入電能Win->db=xxxdB/mW+20*log(√Win in mW))
感度可視為耳機將電能轉換成聲能(振動)的效率,所以越高的感度的耳機
在得到相同電能下,發出的聲音會越大。
這就是為什麼老手常說感度才是好不好推的關鍵。
p.s.
以下引用自精華區,pipi5867大大的文章:
"平時所說的耳機的感度實際上是耳機的靈敏度級,它是施加於耳機上1mW的電功率時
耳機所產生的耦合於仿真耳(假人頭)中的聲壓級,1mW的功率是以頻率1000Hz時耳機的標
準阻抗為依據計算的。靈敏度的單位是dB/mW,另一個不常用的是dB/Vrms,即1Vrms電壓
施於耳機時所產生的聲壓級。靈敏度高意味著達到一定的聲壓級所需功率要小,現在
動圈式耳機的靈敏度一般都在90dB/mW以上,如果是為隨身聽選耳機,靈敏度最好在
100dB/mW左右或更高。"
(小注:mW=milliW=0.001W)
reference:
https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_pressure
https://www.andaudio.com/phpbb2/viewtopic.php?t=39363
及其他...
感謝肯忍耐 讀到這裡。
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.14.237
※ 編輯: isoho 來自: 140.112.14.237 (04/14 09:14)
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: Shakermaker (We love Kagami) 看板: Headphone
標題: Re: [討論] 解讀耳機規格:阻抗、SPL/V and dB/mW
時間: Mon Apr 14 13:21:37 2008
: → Shakermaker:所以結論是 要為mp3 player找耳機 只要管sensitivity 04/14 13:09
: → Shakermaker:阻抗可以無視 是這樣嗎 04/14 13:10
自問自答一下
阻抗應該還是重要的
我的mp3 player iRiver iFP-890
官網spec是這樣寫的:
耳機輸出
18mW(L) + 18mW(R) : (16 Ω ) (最大音量時)
12mW(L) + 12mW(R) : (32 Ω ) (最大音量時)
可見耳機阻抗升高時
隨身聽的最大輸出功率會下降
所以感度相同 阻抗不同的兩隻耳機
雖然同樣給它們1mW的功率 輸出的sound pressure level會一樣
但是隨身聽在推阻抗較高的那支時
沒辦法輸出 相同的功率(跟阻抗低的那隻比)
因此會比較難推
有錯請指正 感恩
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.26.154
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: isoho (坐在魚缸旁邊的愚人) 看板: Headphone
標題: Re: [討論] 解讀耳機規格:阻抗、SPL/V and dB/mW
時間: Mon Apr 14 17:39:30 2008
<前文恕刪>
因為在推文中有人談到
阻抗和感度到底那個才是好不好推的關鍵
用例子來說明好了。
1. 先只考慮阻抗不考慮感度:
k12p有17ohm, dt990 600ohm版,假設感度一樣。
選擇兩個阻抗差別很大的耳機,目的是要涵蓋版上大部分的耳機阻抗的範圍。
當我從k12p換接dt990時,dt990所獲得的電能會只有原來0.028倍(17/600)。
轉換成聲壓就是 -15.44(過程就不寫了XD),即聲音下降15.44dB。
2 只考慮感度而不考慮阻抗:
k12p感度為127dB/mW,240DF為88dB/mW,也盡可能涵蓋大部分的範圍。
當我從k12p換接道240DF,聲壓就會下降39dB。
耳機在感度的變動範圍不如阻抗的變動範圍,但對聲壓有更明顯的影響。
所以我才會覺得感度對於好不好推這個問題"比較"重要,
在文中我也從來沒否定阻抗的影響。
不知道對不對,大家看看吧!!
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.14.237
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: dacapo (Dacapo) 看板: Headphone
標題: Re: [討論] 解讀耳機規格:阻抗、SPL/V and dB/mW
時間: Mon Apr 14 18:31:28 2008
※ 引述《isoho (坐在魚缸旁邊的愚人)》之銘言:
: <前文恕刪>
: 因為在推文中有人談到
: 阻抗和感度到底那個才是好不好推的關鍵
: 用例子來說明好了。
: 1. 先只考慮阻抗不考慮感度:
: k12p有17ohm, dt990 600ohm版,假設感度一樣。
: 選擇兩個阻抗差別很大的耳機,目的是要涵蓋版上大部分的耳機阻抗的範圍。
: 當我從k12p換接dt990時,dt990所獲得的電能會只有原來0.028倍(17/600)。
: 轉換成聲壓就是 -15.44(過程就不寫了XD),即聲音下降15.44dB。
: 2 只考慮感度而不考慮阻抗:
: k12p感度為127dB/mW,240DF為88dB/mW,也盡可能涵蓋大部分的範圍。
: 當我從k12p換接道240DF,聲壓就會下降39dB。
: 耳機在感度的變動範圍不如阻抗的變動範圍,但對聲壓有更明顯的影響。
: 所以我才會覺得感度對於好不好推這個問題"比較"重要,
: 在文中我也從來沒否定阻抗的影響。
: 不知道對不對,大家看看吧!!
所謂推不好
是不是指某些頻率的聲音很小(相對較小,被其他頻率蓋過去)
使的整體聽起來不夠好。
然後加耳擴跟調音,可以強化耳機比較弱的頻率響應,
使的聽起來變完整。
以上是我的想法,不知道對不對@@
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◆ From: 220.131.109.132
※ 編輯: dacapo 來自: 220.131.109.132 (04/14 18:32)
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: builddreams (マッヤン) 看板: Headphone
標題: Re: [討論] 解讀耳機規格:阻抗、SPL/V and dB/mW
時間: Mon Apr 14 20:53:31 2008
※ 引述《isoho (坐在魚缸旁邊的愚人)》之銘言:
: 不管什麼計算方法所得到的能量必須相同,因此有了Vrms的作為交流電在直流
: 的等效電壓的概念。假設有個Vp ×sin((2π/λ)t)弦波電壓訊號,
^^^^^^
上面應該為 Vp x sin(2πft) 或 Vp x sin[(2π/T)t]
其中,T = 1/f ; λ = V/f (T:週期;f:頻率;λ:波長)
: 它的功率=∫([Vp ×sin((2π/λ)t)]^2/Rdt) ,積分範圍t=0~λ,須等於Vrms^2/R,
^^^^^^ 同上
: 此處以AA上出現的問題作例子(我的算法略有不同,但都是等效的),來證明:
: akg k12p的感度可表示成109dB/mW:輸入1mW,可得109的聲壓
: 或127 dB SPL/V:輸入1V可得127dB的聲壓,阻抗為17ohm
: 1.假設k12p得到1mW的電能會有多大聲,又承受幾伏特?
: 根據規格109dB/mW,不用說,就是109dB這麼大聲。
: 再用電壓和電能的關係式W=V^/R,1*10^-3=V^2/17,得到0.13V
^^^^^^^^^^應改為「電功率」 。
電壓跟電能是一樣的東西,怎麼可能變成關係式?
: ,即此時耳機承受0.13V。
: 請注意127dB SPL/V是指輸入等於1V情況下輸出127dB,
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: 我們必須回到能量的角度來看,假設先給了k12p 0.13V的輸入電壓。剛剛的公式告訴我
: 們是1mW的電能。根據127dB SPL/V,如果說有1V的輸入所產生的電能
: 足以讓耳機轉換成127dB,那麼0.13V是多少?
: 因為W和V平方正比,所以0.13V給電能是1V的0.13^2,即0.0169倍。
: 故理論上0.13V所產生的聲音能量是1V的0.0169倍。
: 先前請大家留意的:(聲音)能量和聲壓的平方成正比。因此0.0169又開根號回到0.13,
: 所以0.13V輸入應該是1V輸入所得聲壓的0.13倍。
: 算式為dB=20 ×log(0.13 ×P/Pr)=20 ×log(P/Pr)+20 ×log(0.13)=
: 127+20 ×log(0.13)=109.27,四捨五入等於109dB與前一個算法的結果相同。
: 也可以用109dB/mW為基礎,用輸入電壓1V計算:
: 1V產生1/17W的電能,是1mW的1000/17=58.82倍,又(聲音)能量和聲壓的平方成正比,
: 會轉換成√58.82=7.669倍的聲壓。
: dB=20*log(7.669*P/Pr)=109+20*log(7.669)=126.69四捨五入得到127dB
: 與127dB/1V的規格相同。
: 以上是解釋,真正計算:
: 知道輸入電壓Vin->dB=xxxdB/V+20*log(Vin)
: 知道輸入電能Win->db=xxxdB/mW+20*log(√Win in mW))
上面兩個公式看不懂在寫什麼XD
: 感度可視為耳機將電能轉換成聲能(振動)的效率,所以越高的感度的耳機
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: 這就是為什麼老手常說感度才是好不好推的關鍵。
以上稍微做些修改,有錯誤請更正 :)
PS. 其實我認為沒有必要說得這麼專業,畢竟非電子科系不太懂這些,說這麼多也無助吧
!只要告訴新手們該注意些什麼就可了 ^^"
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