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4第1章正弦、幅度与频率
的大1倍"要比说"信号A的幅度比信号B的大30mV"有益得多。对于任何形式的幅度度量(比如RMS或峰值)都是如此。为了让比较变得容易,我们经常用分贝(decibel)这一对数单位来表示幅度。若信号的幅度为a(峰值或RMS),则定义分贝(dB)级d为:
d=20·1g(a/a0)
式中ao是一个参考幅度。根据这种定义,如果我们将信号功率提升为原来的10倍(即幅度提升为原来的√10倍),那么对数将增加1/2,因此分贝值将增加10。幅度变为原先的2倍对应的是增加6.02dB;功率翻倍对应的是增加3.01dB。图1.3给出了线性幅度与用分贝表示的幅度之间的关系。
幅度
分贝>
图1.3幅度的分贝尺度与线性尺度之间的关系。线性幅度为1时对应的是0dB仍旧用an表示参考幅度,若一个信号的线性幅度小于an,则其幅度的分贝数为负数:
an/10为-20dB,ao/100为-40dB,依此类推。线性幅度为0是要比任何用dB描述的幅度值都要小的,因此它对应的dB值为-。o。
在数字音频中,假设硬件允许的最大幅度值为1,则选用ao=105=0.00001
作为参考幅度是很方便的,因为这样一来最大的可能幅度就是100dB,而OdB在任何合理的听音电平下可能都是安静到无法听出的。这是很合宜的,因为人类听觉系统的动态范围一个响到足以致残的声音与安静得听不见的声音之间的比率--大约就是100dB。幅度与声音在听觉上的响度有关系,但并非严格的对应。一般而言,两个具有相同峰值幅度或RMS幅度的信号根本不必具有同样的响度。但若将一个信号放大3dB,则确实可以让这个声音更响一"级"。人类听觉系统(以及其他感官)的这种推测上的对数特征是众所周知的,这也部分地解释了为什么分贝是如此有用的一种表示幅度的尺度【RMW02,pp.99】。
幅度与音乐上的强弱(Dynamic)也呈一种不严格的对应关系。把强弱看成是对用力大