聲學測量術語表:常見詞條與定義
本術語表彙總聲學測量、聽力健康、職業噪音相關的常見術語,用通俗語言定義,並交叉連結到本站其它頁面的深度內容。讀 科學頁、工作場所標準頁 或任何預設你熟悉這些詞彙的技術文件時,把這頁當快查表用。
A
A 加權(dBA)
施加在聲壓級測量上的頻率加權濾波器,近似人耳在中等響度下的響應。A 加權大幅衰減低頻(50 Hz 處約 −30 dB),6 kHz 以上輕微衰減,1 – 5 kHz 這段最敏感的範圍近乎平坦。幾乎每個現代噪音標準 — NIOSH REL、OSHA PEL、WHO 社區指南、ISO 1996、歐盟 2003/10 — 都規定 A 加權。詳見 頻率加權。
聲學外傷(Acoustic trauma)
由單次高強度暴露(通常是爆炸、近距離槍聲或工業事故)造成的突發性、嚴重聽力損失。與漸進性 NIHL 不同,機制是機械破壞而非毛細胞代謝耗竭。損傷可能包括鼓膜破裂、聽骨鏈脫位,以及耳蝸損傷。
行動級(Action level)
職業法規下,觸發聽力保護方案強制啟動的暴露等級。OSHA 29 CFR 1910.95 的行動級是 85 dBA / 8 h TWA(PEL 是 90 dBA,但 85 dBA 起就強制做聽力檢測和勞工訓練)。歐盟 2003/10/EC 有兩個行動值:較低 80 dBA、較高 85 dBA。詳見 工作場所標準。
AGC(自動增益控制)
多數消費麥克風和錄音鏈路裡都有的信號處理特性,自動調整輸入增益以維持目標錄音電平。AGC 對通話和隨手錄音有用,但對聲級測量是有害的 — 它讓實際 SPL 與數位取樣值之間的關係隨時間變化、不再線性。本站瀏覽器分貝儀向系統請求 autoGainControl: false;消費裝置對這個標誌的尊重程度差別大,這是 校正 必須按裝置做的原因之一。
ANSI S1.4
聲級計性能與校正要求的美國標準。國際對應版本是 IEC 61672‑1。兩者都定義 Class 1(精密,公差 ±1 dB)和 Class 2(通用,公差 ±2 dB)兩個性能等級。多數職業合規儀器是 Class 2。
聽力圖(Audiogram)
以聽閾對頻率繪製的圖表,用來描述一個人的聽力。在隔音室裡由聽力計生成。OSHA 29 CFR 1910.95 要求職業暴露超過 85 dBA 行動級的勞工,在初次暴露前做基線、之後每年隨訪。NIHL 的經典簽名是 4 kHz 處的「凹口」 — 即便其它頻段還正常時也會出現。
B
背景噪音(Background noise)
測量位置上,目標聲源不在時存在的環境聲壓級。要讓測量有效,背景應至少比目標低 10 dB(聲源至少比背景高 10 dB)。低 6 – 10 dB 時需要修正;低於 6 dB 時測量不可靠。
基底膜(Basilar membrane)
耳蝸內部承載感覺毛細胞的膜。它的機械調諧把頻率映射到位置:高頻在卵圓窗附近的底部振動,低頻在頂部振動。底部損傷是 NIHL 的早期特徵,因為底部承受最高的聲學應力。
C
C 加權(dBC)
相對平坦的頻率加權,用於峰值測量和低頻內容主導的聲源(演唱會、低音砲、雷擊、煙火)。31.5 Hz 到 8 kHz 幾乎平坦,兩端只衰減幾分貝。報告等級時永遠要標加權:寫「100 dBC」,而不是「100 dB」。
耳蝸(Cochlea)
內耳裡把聲壓轉為神經信號的螺旋狀液體器官,大約 15,000 個感覺毛細胞排在基底膜上。哺乳動物的耳蝸毛細胞不再生,這是為什麼噪音損傷是永久性的。詳見 聽力健康。
D
分貝(dB)
表達兩個值之間比例的對數單位,聲學裡用於聲壓級(SPL)、聲強、聲功率。分貝在 SI 意義上不是單位,需要參考值才有意義。聲壓的標準參考是 20 µPa(1 kHz 處的聽覺閾值),公式是 L = 20 × log10(p / 20 µPa)。詳見 分貝刻度。
dBA、dBC、dBZ
施加 A、C 或 Z(零、平)加權的分貝聲壓級。同一物理聲音在不同加權下數字不同。報告測量時永遠說明用了哪種加權。
dB FS(滿刻度)
數位音訊刻度,0 dB FS 等於最大可表示取樣值。DAW 和音訊製作裡用。沒有把已知聲壓映射到已知取樣值的參考校正時,不能直接和 dB SPL 比較。
dB SPL(聲壓級)
以 20 微帕(20 µPa) 空氣壓強變化為參考的分貝值。環境與職業聲學的預設刻度。聲級計上看到的數字預設就是 dB SPL,除非顯式說明。
動態範圍(Dynamic range)
系統能處理的最響信號與最弱信號之比。健康人耳的動態範圍約 120 dB(從 0 dB SPL 聽覺閾值到約 120 dB SPL 痛感閾值)。聲級計通常涵蓋 25 – 130 dB SPL。
E
等響曲線(Equal-loudness contour)
在頻率‑SPL 圖上,將被感知為等響的頻率‑SPL 組合連成的曲線。ISO 226:2003 標準化,最早由 Fletcher 和 Munson 1933 測定。這些曲線解釋了 A 加權為什麼是這個形狀,以及為什麼 A 在中等響度下最準。
交換率(Exchange rate)
安全暴露時長減半所需的分貝增量。NIOSH 和多數國際標準用 3 dB(聲能等效:每多 3 dB,聲能翻倍)。OSHA 出於歷史原因用 5 dB。交換率是 OSHA PEL 與 NIOSH REL 之間最大的實務差異之一。
F
FFT(快速傅立葉變換)
把時域信號變成頻域表示的高效演算法。本站 儀器 中的視覺化器對每窗口麥克風取樣做 FFT,顯示各頻段的幅度。FFT 頻段解析度 = 取樣率 / FFT 大小 — 48 kHz 信號、每窗 2048 取樣,每段跨 23.4 Hz。
自由場(Free field)
理想聲學環境,無反射面 — 聲音從聲源向外不受阻傳播。消音室是其近似(完美程度有限),開闊戶外空間次之。自由場裡平方反比律成立:點聲源距離翻倍,SPL 下降 6 dB。
頻率(Frequency)
週期信號每秒完成的完整振盪數,單位 赫茲(Hz)。健康年輕人可聽範圍 20 Hz 到 20 kHz。20 Hz 以下叫次聲;20 kHz 以上叫超聲。
H
毛細胞(Hair cell)
耳蝸裡的感覺細胞,把基底膜的機械運動轉為神經信號。哺乳動物每耳約 15,000 個:3,500 個內毛細胞(實際轉換器)和 12,000 個外毛細胞(機械放大器)。噪音損傷的毛細胞不再生。
聽力保護方案(HCP, Hearing Conservation Program)
職業噪音標準下,暴露超過行動級時必須執行的一組活動。包括監測、聽力檢測、護聽器、訓練、檔案管理。完整拆解在 工作場所標準頁。
赫茲(Hz)
頻率的 SI 單位:每秒多少週期。1 Hz = 每秒一週;1 kHz = 1,000;20 kHz = 20,000。
聽覺過敏(Hyperacusis)
對普通聲壓級的耐受降低 — 別人聽起來舒適的響度,你感到不適。常和耳鳴、噪音損傷相關;有時是潛在神經狀況的症狀。
I
IEC 61672‑1
聲級計性能與校正的國際標準。定義 Class 1(精密,±1 dB)與 Class 2(通用,±2 dB)兩個性能類別。職業與環境噪音的合規儀器必須 IEC 61672‑1 認證。
Impulse 加權(I)
時間加權:35 ms 攻擊,1500 ms 衰減,設計用來捕捉短暫的響事件。脈衝性聲源(槍聲、敲擊、氣球爆裂)用,某些標準在顯著脈衝下的職業測量也要求用它。
ISO 1996
環境噪音測量的國際標準。兩部分:1996‑1 涵蓋術語與量;1996‑2 涵蓋現場測量程序。社區噪音地圖、交通噪音研究、多數環境影響評估的參考。
L
LAeq
A 加權等效連續聲壓級 — 在測量週期內輸送總聲能等同於實際可變信號的穩態 SPL。形式上:LAeq,T = 10 × log10((1/T) × integral(10^(LA(t)/10) dt))。幾乎所有現代職業與社區噪音標準裡使用的能量等效量。
Lden
歐盟社區噪音地圖用的 24 小時加權均值。傍晚噪音 +5 dB 罰,夜間 +10 dB 罰。WHO 2018 道路交通指南值是 53 dB Lden(室外)。
Leq
等效連續聲壓級 — 與 LAeq 同義,但不指明頻率加權。最常以 LAeq(A 加權)或 LCeq(C 加權)出現。
L10、L50、L90
變化噪音的統計描述符。L10 是測量週期內被超過 10 % 時間的等級(「典型峰值」);L50 是中位數;L90 是被超過 90 % 時間的等級(「背景」)。社區噪音裡,Leq 單獨不能呈現事件分布時,這幾個有用。
Lmax、Lpeak
單事件最大值。Lmax 是測量期間最高的時間加權等級(用 Fast / Slow / Impulse);Lpeak 是最高的瞬時未加權取樣值,捕捉時間加權會平掉的極短峰值。
對數刻度(Logarithmic scale)
相等增量對應相等比例(不是相等差)的刻度。分貝刻度是對數刻度;+10 dB 在刻度任何位置都是聲強 10 倍。對數刻度把寬廣的範圍壓縮成可用數字,而且大致匹配人類對許多感官量(響度、亮度、音高)的感知方式。
M
麥克風(全向 vs 指向)
把空氣壓強轉為電信號的換能器。全向麥克風各方向靈敏度相同;指向性麥克風(心形、超心形、槍式)在軸外靈敏度降低。聲級計通常用全向,這樣讀數取決於麥克風位置的實際 SPL,而不取決於麥克風指向哪裡。手機麥克風通常是指向性的或帶軟體波束成形,這是 校正 必須按裝置做的原因之一。
N
NIHL(噪聲性聽力損傷)
由響聲暴露引起的永久性感音神經性聽力損失,可以是幾年間的逐步累積(慢性 NIHL)或單次高強度事件(聲學外傷)。僅次於年齡相關退化的第二大感音神經性聽力損失原因。幾乎完全可預防;目前不可逆。詳見 聽力健康頁。
NIOSH REL(建議暴露限值)
NIOSH 建議的職業噪音暴露限值:85 dBA / 8 小時 TWA,3 dB 交換率。比 OSHA PEL 更具保護性。是非美國雇主、以及踐行最佳實踐聽力保護的美國雇主的事實國際標準。
NRR(降噪比)
聽力護具上標註的衰減量(分貝),源自 ANSI S3.19 的實驗室測量。實戰衰減通常低於標稱 NRR;OSHA 建議泡棉塞 NRR 打 50 % 折,耳罩 NRR 打 25 % 折,作為實際暴露計算依據。現代佩戴檢測系統能在使用者實際耳朵裡測衰減。
O
OSHA PEL(允許暴露限值)
OSHA 監管的職業噪音暴露限值:90 dBA / 8 小時 TWA,5 dB 交換率。條文見 29 CFR 1910.95;1983 年至今未變。85 dBA 行動級起強制啟動聽力保護方案。詳見 工作場所標準。
P
帕斯卡(Pa)
壓力的 SI 單位:每平方公尺一牛頓。大氣壓約 101,325 Pa。聽覺閾值約 20 µPa(0.00002 Pa)。痛感閾值約 20 Pa。
Phon
響度級的單位,定義為被感知與某 1 kHz 純音同響時該 1 kHz 純音的 SPL。任何頻率 60 phon 的純音聽起來與 1 kHz 60 dB SPL 純音同響。與 sone 不同,sone 是按線性刻度衡量感知響度的單位。
R
混響時間(RT60)
聲源停止後,房間裡聲音衰減 60 dB 所需的時間。標準化為 RT60。混響時間越短,語音清晰度越好;ANSI S12.60 建議教室 RT60 0.6 秒。客廳典型 0.3 – 0.6 秒;大教堂可超過 5 秒。
S
Sone
感知響度的線性單位。1 sone = 40 phon(1 kHz 40 dB SPL 純音);2 sone = 50 phon(聽感翻倍);4 sone = 60 phon。設備響度規格(暖通、廚房電器)裡用,因為對感知線性的度量比對數 dB 更直觀。
聲壓級(SPL, Sound Pressure Level)
聲壓測量的分貝值,以 20 µPa 為參考。永遠以 dB 表達;通常進一步標註加權(dBA / dBC / dBZ)和時間加權(Fast / Slow / Impulse)。
STS(標準聽閾位移,Standard Threshold Shift)
相對基線聽力圖,在 2、3、4 kHz 上平均位移 10 dB 或以上的閾值變化。STS 是 OSHA 聽力保護方案下需要隨訪的觸發條件:重新調整護聽器、複測、考慮把勞工調離高噪聲區。
T
聽覺閾值(Threshold of hearing)
健康年輕人在某頻率下能偵測的最低聲壓級。約定上定義為 1 kHz 處 0 dB SPL(對應 20 µPa 壓力)。在極低和極高頻率上更高(更不敏感) — 見等響曲線。
時間加權(Fast / Slow / Impulse)
對壓力平方信號施加的指數平均,在 SPL 顯示前完成。Fast 用 125 ms 時間常數 — 多數測量的預設。Slow 用 1 s — 穩態環境用。Impulse 用 35 ms 攻擊和 1500 ms 衰減 — 瞬態事件用。
耳鳴(Tinnitus)
在沒有外部聲源的情況下感知到聲音(嗡鳴、嘶鳴、鈴聲)。常出現在聲學暴露之後;慢性耳鳴多數情況下伴隨可測量的聽力損失。CDC 估計美國 5000 萬人有耳鳴。
TWA(時間加權平均)
勞工在班次中可變噪音暴露的 8 小時能量等效。在 OSHA 5 dB 交換率下:TWA = 16.61 × log10(D/100) + 90;在 NIOSH 3 dB 交換率下:TWA = 10 × log10(D/100) + 85。每個職業噪音標準裡的合規相關量。
Z
Z 加權(零 / 平)
10 Hz 到 20 kHz 平響應。取代了較早的「線性」或「未加權」叫法,後者各廠家定義不一致。研究、儀器核驗,以及任何加權會引入不必要失真的測量場景下使用。在 IEC 61672‑1 中定義。
如果你要查的術語沒在這裡,通常要麼在 科學頁(技術概念)裡,要麼在 聽力健康頁(醫學和生理概念)裡。對照表 把這裡很多術語和真實世界的聲音等級連起來。