如果說影音行業(yè)存在一些必須要了解的概念，那么，聲壓級肯定是其中之一。常常和它一起出現(xiàn)的“分貝”也成為聲學(xué)領(lǐng)域非常重要的單位。有趣的是，“聲壓級”在日常交流中出現(xiàn)的頻率很低，取而代之的是“聲壓”，比如“聲壓是多少”“聲壓一樣嗎”，很多人把“聲壓”當(dāng)作“聲壓級”的縮寫，殊不知這兩個概念在本質(zhì)上截然不同，而“分貝”可以作為“聲壓級”的單位，但并不專屬于“聲壓級”。這幾個概念之間既獨立又相互聯(lián)系，而且涉及到很多物理知識和數(shù)學(xué)公式。在這篇的文章中，我們盡量以簡潔易懂的方式將它們加以區(qū)分，如果各位有進一步探究的興趣，可以查閱相關(guān)的專業(yè)書籍。
用比值來表示數(shù)以十億倍的聲壓范圍會更加簡單直觀
我們都知道，聲音是通過振動產(chǎn)生，當(dāng)聲波在空氣中傳播時，會影響空氣的疏密程度，從而改變壓強，這就是聲壓（acousticpressure），單位為帕斯卡（Pa）。而從技術(shù)定義的角度來說，“聲壓級（SPL）是指以對數(shù)尺衡量有效聲壓相對于一個基準(zhǔn)值的大小，用分貝（dB）來描述其與基準(zhǔn)值的關(guān)系。”聽起來是不是很復(fù)雜？但我們可以先從這個定義中提煉出兩個結(jié)論，一是聲壓級是聲壓的對數(shù)值，二是可用分貝來表示聲壓級。
曾經(jīng)有人做過一個實驗，先在一間房間中放置一個聲源，把它調(diào)節(jié)到一個較低的聲音，有著一個單位的聲壓，記下響度。接著逐漸增加聲壓，直到響度增加1倍，此時的聲壓為10個單位。如果把聲壓增加到10000個單位，為了使響度加倍，聲壓則必須從10000增加到100000個單位，相當(dāng)于增加了9000個單位。可以發(fā)現(xiàn)，前后兩次調(diào)整的聲壓比值都是10:1，但差值卻相差甚遠。用比值來表示數(shù)以十億倍的聲壓范圍顯然會更加簡單直觀，雖然這種比值并不完美，但是用分貝所表示的聲壓級已經(jīng)可以足夠接近。
為了模仿人類的聽覺系統(tǒng)，聲級計通常會提供A、B、C三種計權(quán)
從等響曲線可以看出，我們的聽覺靈敏度在低頻和高頻部分都衰減得比較快，而且這種衰減在較小的聲壓環(huán)境下會更加明顯
對數(shù)是用分貝表示聲壓級的基礎(chǔ)
既然如此，何不直接說“聲壓級是聲壓的比值”，而要引入對數(shù)值這個概念？原因很簡單。雖然用比值來表示比用差值更直觀，但聲壓范圍實在太大了，總是用一連串的零來表示會顯得非常累贅，而且容易出錯，不如指數(shù)來得簡潔明了，比如10000可以用指數(shù)104來表示，而指數(shù)和對數(shù)又是可以相互轉(zhuǎn)換的，104通常寫作“l(fā)og1010000=4”。對數(shù)也是用分貝表示聲壓級的基礎(chǔ)。因為從概念來看，“分貝（decibel，常用dB表示）”是量度兩個相同單位之?dāng)?shù)量比例的計量單位，不同單位有不同的計算公式，但都以對數(shù)的形式表示，比如聲壓級和分貝的計算公式：
SPL=20log10(p/pref)dB，其中p=聲壓，pref=參考聲壓。
對于空氣來說，標(biāo)準(zhǔn)的參考聲壓為20微帕斯卡，已知1帕斯卡約等于252000微帕斯卡，所以這個參考聲壓是非常小的，它是人耳在1kHz能產(chǎn)生聽覺的最低聲壓。利用分貝表示的聲壓級，能夠把較大和較小的比率壓縮到一個更加方便且易懂的范圍內(nèi)。比如0.00002Pa（20微帕斯卡）-100000Pa差距很大，但用聲壓級表示時，就會變成0-194dB。
用聲壓級來表示數(shù)以十億倍的聲壓范圍顯然會更加簡單直觀，讀取聲壓級的設(shè)備被稱為聲級計
聲級計的計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是為了模仿人類的聽覺系統(tǒng)
用來讀取聲壓級的設(shè)備被稱為聲級計。為了模仿人類的聽覺系統(tǒng)，聲級計通常會提供A、B、C三種計權(quán)。要理解這三種計權(quán)，需要對等響曲線有所了解。它的繪制同樣涉及到一個著名實驗，每一條頻響曲線都以1kHz的某個聲壓級（0dB、10dB、20dB……）為參考響度，實驗對象從不同頻率的13個聲壓級中找出和參考響度聽起來相同的一個，將這些點連接成線，便是等響曲線。為了比較清楚區(qū)分和稱呼不同的等響曲線，我們又有了“響度級”的概念，它的單位為“方（phon）”，比如，穿過1kHz處聲壓級為80dB的等響曲線被稱為80方等響曲線，或者說，80方等響曲線上的聲音響度級為80方，其它以此類推。
從等響曲線可以看出，我們的聽覺靈敏度在低頻和高頻部分都衰減得比較快，而且這種衰減在較小的聲壓環(huán)境下會更加明顯。聲級計的計權(quán)網(wǎng)絡(luò)就是為了模擬人耳的這種聽覺特點，它們能讓聲級計的讀數(shù)更加貼近聲音的相對響度。
其中A計權(quán)的頻響曲線是40方等響曲線的反轉(zhuǎn)，B計權(quán)是70方等響曲線的反轉(zhuǎn)，C計權(quán)是100方等響曲線的反轉(zhuǎn)。選擇哪種計權(quán)要根據(jù)測量對象的聲壓級大小來確定。聲壓級在20-55dB之間，選擇A計權(quán)；在55-85dB之間，選擇B計權(quán)；在85-140dB之間，選擇C計權(quán)。通常來說，A計權(quán)更加常用，用它測量時，最終的測量值會標(biāo)明dBA。由于A計權(quán)在1kHz以上是基本平直的，因此dBA與未計權(quán)讀數(shù)的差別，主要體現(xiàn)在低頻部分。假如這兩種讀數(shù)有著較大差別，表示信號有著明顯的低頻成分。需要注意的是，這些帶有簡單計權(quán)的聲壓測量，不能代替響度級的測量，只能用于比較聲壓級。
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