浅谈关于声压与响度

流氓兔就是我

声压
我们都听过一个有趣的说法：

如果森林中的一棵树倒下了，但没有人听到它倒下所发出的声音，那么它发出声音了吗？

我们可以将这个问题在音响工程方面进行改述：

如果一个声学传输系统只有发送声信号，而没有接收声信号，那么声音信号存在吗？

这是个很有意思的问题，涉及人耳听觉机理。对于声音接收的研究包括客观和主观两个方面。客观如声音接收的机制；主观如人们的一些听音经验。而相对于主观方面的绝对感觉，我们更关心相对的感觉，例如，我们并不关心在3KHZ时，人耳耳道会有一个共振峰值。这个峰值的存在对于所有的听众都是相同的。没有哪个扩声系统的设计和优化者会考虑这种非线性的因素。相反，我们更倾向于关注那些使一个听众体验不同于其他听众的因素。

声压必定是首当其冲的一个。不均匀的覆盖对于一个优秀的音响系统来说是“致命”的。可幸的是，现代音响技术和设备发展迅猛无比。许多可细调角度到“无微不至”的线阵列音箱如雨后春笋出现。在这方面，合和自然不落下风。

我们今天的主人公是声压，它有一个宿敌叫做本底噪声。它会限制我们所要重现声音的动态范围，更为重要的是它会限制我们听觉系统的能力。

例如一个室内的演出，本底噪声大约会到达50dB或远远超过我们听阈的最小值。 产生噪声的原因很多，中央空调系统、人们咳嗽、窃窃交谈等等。

因此一个系统能产生最大声压级的能力至关重要，它必须要在最小限度的失真条件下抵达一个满意的工作状态，并且使它的本底噪声低于前面所说的嘈杂场所。

如果这些条件都达到了，那么听众感知到的将会是节目素材本身，而不是声学系统。

在描述声音特性时，通常采用声压级的峰值和有效值这两个不同的参量。而它们二者之比称为峰值因素。如连续的正弦波信号峰值因素为3dB，我们经常使用的粉红噪声测试信号是12dB。

这个的意义在哪呢？一个声学系统会保持它最大的峰值因素直到它达到了过载点。即我们俗称的峰值限制或削波。使用压缩器可以降低全部信号的声压级水平（不仅仅是峰值），因此如何控制好系统峰值和有效值趋于一致，是动态范围好坏的关键手段。

响度
测量声压级dB SPL是一件很简单的事，但它并不直接与我们对于响度的感觉相对应。响度是人们对于声音强弱感觉的一种表达。然而大家往往忽略另一种响度感知的体验：声压级过高引起的人耳不适。

当人耳感觉到声压级过高时，我们的听觉肌肉——鼓膜张肌会收缩。这导致鼓膜绷紧，降低了听觉的灵敏度。当听觉肌肉未能放松时，人耳的动态范围将会受到限制，并且我们对于峰值因素的感知也会受到影响。

因此高声压级的信号不宜持续太久。

如果现场调音师能考虑到人耳听觉肌肉的这一生理特征，混音时使声音更加动态的起伏，那么就有可能使混出来的音乐高潮迭起。这对于调音师或听众来说，都是一件明智的事情。

也许大家对响度的感知还是模糊。

通常情况下，15dB以下的声环境，人耳的感觉为寂静，30dB以下的声环境为安静，120dB以上的声环境为烦躁，130dB的声场可使人耳有痒的感觉，140dB的声场可使人耳产生疼痛感。

另外，声波的强度在大于100dB以上时，人耳便将进入一种饱和状态。此时，纯音声波的听音感觉类似于复音，而复音的听感则类似于噪音，从而使此时的听感趋于饱满和坚硬。

最后，对于人耳与信噪比方面的关系，简要提一下：

人耳对于信噪比的可察觉阈值为66dB，而70dB则可满足最高要求。

信噪比在60dB时，除噪声集中于某个窄频带外，一般察觉不到；在50-60dB左右时，可明显察觉。46dB的信噪比一般人可以容忍，而35dB的信噪比则可使人产生厌烦感，30dB以下则开始影响正常听音。

【信噪比计算方法为10lg（Ps/Pn）其中Ps和Pn分别为信号和噪声的有效功率】