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距离衰减计算器
这个距离衰减计算器是一个工具,让您分析声音如何在空气中传播。您距离声源越远,感知到的声音强度就越低。我们可以使用声音衰减公式来描述声级和距离之间的确切关系。
在本文中,我们将向您展示如何计算距离声源任何距离处的确切声级。我们还将为您提供一个经验法则来快速估算音量的下降——完全不需要使用任何计算!
什么是SPL(声压级)?
我们听到的所有声音都只不过是通过空气(或其他介质)传播的振动。这些振动对我们的耳朵施加一定的压力。
测量这种声压的方法之一是使用称为帕斯卡的常规压力单位。这种方法极其不便。为什么?我们能听到的最安静的声音——我们的听觉阈值——大约是0.00002 Pa。用千分之一帕斯卡的分数来表达声级一点也不直观。
这就是为什么,我们使用专用的声压单位称为分贝,而不是常规压力单位。分贝(dB)刻度是对数的,意味着大约3 dB的增加相当于用帕斯卡表示的压力翻倍。
当SPL以分贝给出时,我们可以估算日常声音的压力,通常在20-100 dB范围内。120或130 dB是痛觉阈值——例如,在您附近起飞的喷气式飞机将发出这种声级。
声音衰减公式
声音衰减描述了SPL如何随着距离声源距离的增加而变化。例如,您可以想象两栋房子靠近高速公路。如果您测量每栋建筑物到道路的距离和其中一栋的SPL,您将能够计算另一栋房子的声级。
其中:
• SPL₁ – 点1的声压级
• SPL₂ – 点2的声压级
• R₁ – 从声源到点1的距离
• R₂ – 从声源到点2的距离
反平方定律
现在,想象从声源到点1的距离比从声源到点2的距离小两倍。换句话说,R₁ = 0.5 × R₂。在这种情况下:
计算过程:
我们刚刚计算出,当距离声源的距离小两倍时,声压级增加6 dB。这意味着什么?
希望您记得3 dB的增加意味着声压翻倍。按照这个逻辑,6 dB的增益实际上是SPL的四倍增加。
每次您将到声源的距离减少2倍,SPL就增加4倍。
这个规则被称为反平方定律。您可以使用它来粗略估算SPL的变化,而无需实际进行任何真正的计算。不过,如果您需要确切的数字,请不要犹豫使用这个距离衰减计算器!
实际应用
3 dB规则: 3 dB规则规定,如果您将功率翻倍,您将获得大约3 dB。相反,将功率减半意味着损失大约3 dB。
6 dB规则: 6 dB规则规定,每当您与声源之间的距离翻倍时(例如,您从距离声源100英尺移动到200英尺),声音就会减少6 dB。等效地,SPL减少4倍。
声级比较: 40 dB比20 dB大100倍。同样,80 dB比60 dB大100倍。这是因为分贝刻度是对数的,10 dB的增加对应于十倍的功率。
声音传播的基本原理
声音在空气中传播时遵循物理定律。距离衰减计算器基于理想的自由声场模型,假设声音在没有障碍物的开阔空间中传播。在实际环境中,建筑物、地面反射、大气吸收等因素都会影响声音的传播。
分贝刻度的对数特性使其非常适合描述人耳对声音强度的感知。人耳对声音强度变化的感知是非线性的,对数刻度更好地反映了我们的听觉体验。
在声学工程中,理解声音如何随距离衰减对于设计音响系统、评估噪声影响和制定声学标准都至关重要。
这个计算器提供的理论值可以作为实际声学设计的起点,但在具体应用中还需要考虑环境因素的影响。
常见问题
如何计算声压级随距离的变化?
要计算两点之间的SPL变化,请按照以下步骤:1. 测量距离:从声源到点1和点2的距离。用R1和R2表示它们。2. 计算比值R2/R1。3. 取对数并将结果乘以20。4. 您得到的就是两点之间的SPL差值。
什么是3 dB规则?
3 dB规则规定,如果您将功率翻倍,您将获得大约3 dB。相反,将功率减半意味着损失大约3 dB。
什么是6 dB规则?
6 dB规则规定,每当您与声源之间的距离翻倍时(例如,您从距离声源100英尺移动到200英尺),声音就会减少6 dB。等效地,SPL减少4倍。
40 dB比20 dB大多少?
40 dB比20 dB大100倍。同样,80 dB比60 dB大100倍。这是因为分贝刻度是对数的,10 dB的增加对应于十倍的功率。
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| sourceSpl | number | 80.0 | 否 | 已知测量点的声压级,单位为分贝(dB) |
| targetDistance | number | 2.0 | 否 | 从声源到目标计算点的距离 |
| sourceDistance | number | 1.0 | 否 | 从声源到已知测量点的距离 |
| targetDistanceUnit | string | m | 否 | 目标点距离的单位 |
| sourceDistanceUnit | string | m | 否 | 源点距离的单位 |
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|
| attenuation | number | 从源点到目标点的声音衰减量,单位为分贝(dB) | |
| distanceRatio | number | 目标距离与源距离的比值 | |
| targetDistance | number | 从声源到目标计算点的距离 | |
| sourceDistance | number | 从声源到已知测量点的距离 | |
| targetSpl | number | 目标点的声压级,单位为分贝(dB) | |
| targetDistanceUnit | string | 目标点距离的单位 | |
| sourceDistanceUnit | string | 源点距离的单位 |
| 错误码 | 错误信息 | 描述 |
|---|---|---|
| FP00000 | 成功 | |
| FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例
