電平與響度的測量

2006-05-26 中國國際廣播電臺王澤祥王鑫依馬獅網

    電平在廣播、電視、音響系統中，至關重要。它是測量系統工作狀態的客觀參數，電平值的正確選擇決定著整個系統的質量優劣。因此，正確認識和準確理解電平是十分重要的。
    響度是人耳聽覺對聲音強弱的主觀感受。是對聲音響到什么程度的主觀衡量，用宋值（Sone）來表示，屬于主觀量，理論上無法測。而響度級方值（Phon）屬于客觀量，可以測（但并不與人耳能感覺到的響度成正比）。雖與聲壓級（dB）、響度級方值（Phon）之間有密切聯系，卻又不是一個簡單的線性關系。要通過“等響曲線”（參見圖1）和“響度與響度級關系曲線”（參見圖2）綜合描述。
    在廣播、電視、音響系統中，習慣上用電平來進行各種客觀的測量，同用分貝（dB）作為單位。它與聲壓級（dB）、響度級方值（Phon）和響度宋值（Sone）之間有聯系，但不是一一對應的關系，情況較為復雜?，F分別敘述之。
    值得注意的是：電平與響度不能混為一談，更不能等同起來。

一. 電平
    在廣播、電視、音響系統中，有兩個概念需要澄清。即：“級”和“分貝”的含義。在聲學中，對某個量的級來說，都是建立在對數基礎上的。即：對這個量與同類基準量的比值取對數。其中：
    級的類別通常在前面加詞冠來說明，如：聲壓級和響度級（含電平、磁平）等。
    電平，眾所周知，分為兩種。一是絕對電平，一是相對電平。
    1.絕對電平=20㏒（V2/V0）dBm
    式中：V2為某測量電壓；V0為其基礎值電壓
    而絕對“零”分貝的電平，是指：
    功率為P0=1mW；電壓為V0=0.775Vrms；電流為I0=1.228mA；阻抗為Z0=600?時的分貝值。稱做絕對“零”分貝電平。用0dBm表示。
    常用的絕對電平單位有：dBm、dBu、dBv、dBr和dBFS等{詳情請參閱本刊2005年12月12期第74頁《現代音響系統中的電平及其測量》——編者注}。
    2.相對電平是指某一測量點與某基準值的比較（如：功率、電壓、電流等）。
    電平在廣播、電視、音響系統中，是專門用來測量和校正各種設備、系統等規定的電平值的。測量信號，使用的頻率都是簡諧信號（20Hz至20kHz的音頻信號），通常以1kHz為參考頻率。常用的測量儀器是“音頻電壓表”或“電平表”。而節目信號的測量要用“標準音量表”或稱“節目音量表”（VU表）。
    關于標準音量表，有專門的行業標準。如，GY/Z2－79《音量表技術條件》。其中，對技術參數和具體要求是這樣描述的：本技術條件的規定適用于監測語言、音樂節目的電平測量。其動特性為：
    （1）上升時間：當以0VU、1kHz的簡諧信號突然加到儀表上時，指針由0上升到0VU的99%處所需時間，應為300±30ms，指針從100%降到1%所需的時間也應是300±30ms；
    （2）整流器：采用全波整流接法，當測量非平衡信號源時正反接法應給出相同指示。整流系數應為1.2±0.2。
    關于聲音廣播節目電平的測量，國際無線電咨詢委員會和國際電報電話咨詢委員會在[報告292-5中]指出，多年來一直在考慮“在錄音、放音和有線或無線傳輸方面，應當用什么方法和什么設備來控制電平？”
    表1列出了由國際電報電話咨詢委員會、歐洲廣播聯盟，國際廣播電視組織和國際電工委員會當前建議的、一些儀表的基本特性。
    [報告292-5]中提出的術語有：
    1.dBm0s
    dBm0s用來描述測試或校正信號的電平。對于廣播系統校正信號應當根據一個頻率為1kHz的簡諧信號來規定。
    2.0dBm0s
    0dBm0s的電平相當于所涉及系統的額定校正電平，而比廣播組織之間互聯點上所允許的最高電平低8dB到10dB（注：我國廣播電臺常選擇9dB）。
    在廣播中，實際的做法是校正電平相當于廣播發射機最大容許調制的40%到32%——如果不壓縮和（或）予加重。
    上述8到10dB（40%到32%）計入了不同國家所設定的節目峰值電平。在國際節目交換中，這種描述是可以接受的。
    3.測試或校正信號是相對于0dBm0s信號，以dB量度的信號電平，例如：-10dBm0s。
    在我國廣播系統中，當前都是由各廣播中心以測試或校正信號（即1kHz）、電平為+4dBu送至總局調度中心。調度中心再將此信號送至各自的發射中心，作為測試或校正信號?，F代新型的發射機要求輸入電平為±10dBu均能滿足需要。
　
二. 響度與“ 宋（Sone）”
    響度是人耳聽覺對聲音強弱的感覺。
    響度可以用三種基本方法來評價：
    1.由一定數量具有正常聽力的試聽者主觀判別，當作為基準的1kHz的純音的響度調到試聽者認為（判明）達到（等于）要求判別的聲音響度時，即可進行評價。這時稱做判別響度。
    2.通過對噪聲的1/3倍頻帶或倍頻譜分析的結果進行計算后求出。
    3.通過某種程度上可代表人耳的儀器來測量（如：“響度測量儀”）。
    響度的單位是“宋（Sone）”?！八巍笔且粋€無量綱單位。定義為：一個頻率為1kHz，聲壓級為聽者聽閾以上40dB的純音的響度把它規定為1宋，響度的標度是一個主觀度量。它是這樣建立的：使2宋的響度建立在以40dB聲壓級為1宋的基準聲的兩倍上；4宋是1宋的四倍等等。對于一個正常的聽音者，聲壓級提高10dB的變化等價于響度加倍，對于大約低于300Hz的低頻聲其響度隨聲壓級的改變稍微大一些。