聲音的特質

1.頻率(Frequency)

     頻率即音波每秒振動的次數(cycle per second)簡稱cps, 1960年後為紀念物理學家Heinrich Hertz，而將cps稱為Hertz 稱HZ例如－音波每秒振動1000次，則其頻率為1000Hz。我們稱500Hz以下為低頻(Low-Frequency)，500Hz至2000Hz為中頻(Mid-Frequency)，而2000Hz以上為高頻(High-Frequency)，人耳可聽見的頻率範圍約由20Hz至20000Hz，通常在中低音量正常人耳對中頻最敏感，其次為高頻，再次為低頻。

2.強度(Intensity)

     強度即聲音音量的大小，以往皆以最大振幅為聲音的強度，但是音波的進行強度並不是一 個定值，所以現在均以Arms(Amplitude root mean square)表示音波的強度， 1 Arms=0.707Ao-p(Aero to peak amplitude)，但是因為zeroaxis 不易找，實際上較好的算法為Arms=1/3Ap-p(Peak to peak amplitude)，例如有一個聲音Ap-p是3N/㎡，則Arms等於 1N/㎡。

常用的強度單位有四種： dBSPL,dBIL,dBHL,dBSL分述如下：

(a)dBSPL(Sound Pressure Level)

0dBSPL是聽力很好的年輕人可以聽到的最小聲音，其壓力是
0.0002dyne/c㎡ (或0.00002N/㎡).dBSPL可以下列公式來計算：

dBSPL=20log P/Po (Po是reference pressure=0.0002 dyne/c㎡)

   例如：2dyne/c㎡的音壓等於多少dBSPL，可代入公式換算： 
   20 log 2/0.0002 
   = 20 log 
   = 80 dBSPL

所以80 dBSPL的音壓為0 dBSPL的音壓的倍。

日常生活中的環境聲音如表一所示：

0 dBSPL：聽力很好的年輕人可以聽到的聽力聲音 
   10 dBSPL：正常呼吸聲 
   20 dBSPL：和風吹過樹葉的聲音 
   30 dBSPL：悄悄話，耳語 
   40 dBSPL：住宅區 
   50 dBSPL：百貨公司 
   60 dBSPL：一般人說話聲 
   70 dBSPL：行駛中汽車內的聲音 
   80 dBSPL：收音機開很大聲 
   90 dBSPL：交通擁擠的時刻 
   100 dBSPL：地下鐵 
   110 dBSPL：打雷 
   120 dBSPL：狄斯可舞會 
   130 dBSPL：機關槍 
   140 dBSPL：噴射機引擎 
   180 dBSPL：火箭發射

 

日常生活中環境的音量，正常人耳120 dBSPL會覺得不舒服，140dBSPL會有痛的感覺。

(b) dBIL(Intensity Level)

以往都以dBIL為音壓的單位，但現在多已採用dBSPL, dBIL即Ratio of power,0dBIL= Watt/ ㎡(或 Watt/ c㎡)要算一個音壓是多少dBIL可用下面公式：
dBIL=10 log I/Io(Io=10-12Watt/㎡或 Watt/c㎡) 

(c) dBHL(Hearing Level)

聽力檢查器使用的單位是dBHL，其標準的訂定是找一群 18至22歲聽力很好，沒有過任何 耳朵疾病的年輕人用各種不同強度的聲音(單位為dBSPL)給他們聽，測出其平均聽力，並將 之訂為聽力檢查器的0 dBHL. ANSI 1969(American National 
Standard Instatue)的標準如表二所示：

125 Hz：0 dBHL=45.5 dBSPL 
250 Hz：0 dBHL=24.5 dBSPL 
500 Hz：0 dBHL=11.0 dBSPL 
1000 Hz：0 dBHL= .6.5 dBSPL
2000 Hz：0 dBHL= .8.5 dBSPL
4000 Hz：0 dBHL= .9.0 dBSPL 
8000 Hz：0 dBHL= .9.9 dBSPL
dBHL與dBSPL的換算

所以一個4000Hz 30 dBHL的聲音等於39 dBSPL

 

(d) dBSL(Sensation Level)

Sensation Level純粹是個體對音壓的主觀感覺，即強度減去聽閾的值，例如一個100 dBHL的 音壓一個聽閾為40 dBHL 的病人來說其Sensation Level是60 dBSL。