为什么两个连贯的声音加起来是$+6db$？

Question

我读到两个不连贯的声音加起来$+3db$和两个相干的$+6db$告诉我这怎么不会违反能量守恒定律。

$+3分贝=$双功率

$+6分贝=$四倍功率

如果我们有一个产生1瓦声功率的声源，再加上另一个1瓦声源，我们总共有2瓦声功率，发出的声音是否连贯无关紧要，这是打破能量守恒定律之前的绝对最大限度。

请注意，两个扬声器使用固定尺寸表面的活塞运动来产生声音（所有普通扬声器），如果它们之间的距离小于波长的1/2，则相加加起来会增加6db，这是因为有效辐射表面加倍，所以效率加倍，这是一种称为相互耦合的效应。

两倍的效率+两倍的功率确实会产生+6db，但据我所知，当声源距离超过1个波长时，这并不起作用，也没有提到相干声音只有在声源靠近时才能增加+6db，它似乎被写成了无论声源的位置如何都存在的普遍规律。

Answer 1

你有几个优点，尤其是这一点：

[3 dB非相干相加]似乎被写成了一条普遍的定律，无论声源的位置如何，它都是存在的。

这绝对不是一个普遍规律。只有一个'常规'。但当我们考虑大多数声音测量是如何进行的时，这是一条有坚实基础的经验法则。

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以下是经验法则存在的直观原因。

如果我们有两个扬声器随着时间的推移，完全相同的信号我们会有一个长期不变的建设性和解构性干涉模式：

如果这两个信号不同步，然后干涉图样随时间移动。在继续之前说服自己。如果有帮助的话，想象上面的图表，但在一侧，重圆圈位于轻圆圈的位置。图表看起来会有什么不同？

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现在是振幅部分。

我制作了一个快速动画，显示了两个振幅完全相同的4赫兹波，它们彼此缓慢地进相和退相。如果你在声场中的那个点上有一个麦克风，并且红色和蓝色信号具有它们的当前相位关系，那么绿色波形就是你在一秒钟内采样的波形：

绿色波形的时间平均声压级（即。，等效声压级Leq)对于一个完整的阶段化周期来说

$$L_{eq}=L_{同相}-3.0\dB$$

或者，换言之，由于相位干扰，两个非相干（异相）源的时间平均测量值比相干（完全同相）源预计值小三分贝。

这个单调规则的效果如何取决于扬声器的位置，但对于上图来说，它对两个扬声器之间的中心区域非常有效。

Answer 2

如果您正在收听两个相干源，那么如果它们在您所在的位置处于同一相位，它们将比单独一个大+6 dB。如果它们在您所在的位置异相，那么它们抵消掉，您什么也听不到：-∞dB。不同的位置会有不同的声音强度，所以你所在位置的声音有多大并不能告诉你几波长之外的声音有多么大。

指定分贝的类型很重要。例如，一个产生100瓦功率的扬声器可以说产生20 dBW或50 dBm（分别指1 W和1 mW）。

在音频中，有时使用分贝_标准普尔，参考20微帕的声压级。分贝_标准普尔可以转换为W/m²乘以你耳膜的面积，得到你实际“听到”的功率。

例子：扬声器产生10瓦音频功率（10 dBW=40 dBm）。它扩散开来，撞到你的听力室（完美吸收，球形）的墙壁上，那里的声级是例如100分贝_标准普尔，墙吸收的功率为（乘以墙的面积，单位为m²功率（W/m）²你从dB计算得出的_标准普尔)相同的10瓦特。

现在有2个相干扬声器，每个扬声器产生10瓦特（20瓦特总计：13 dBW）。墙壁上有高达106 dB的地方_标准普尔声音和其他非常安静的地方。如果你把所有平方米墙壁吸收的所有功率加起来，大声区域吸收的功率更多，安静区域吸收的能量更少，但总功率将是20瓦。

Answer 3

首先，定义分贝（Bel x 10）很重要。分贝表示两个均匀震级之间的比值。功率、电压、SPL。。。。无论什么。。。用对数表示。当P1=130w和P2=37w时，以dB表示的比率为dB=10log130/37；分贝=5.45分贝。P1比P2高5.45dB对于P1=2w和P2=1w（双）dB=10log2/1；分贝=3.01分贝。双功率多3dB。此公式用于功率幅值对于张力幅值（电压、SPL…），我们必须使用dB=20logV1/V2。为什么？

具有功率增益总成，

Gp=10logP2/P1。知道P=V²/R（P=功率，V=电压，R=电阻）

Gp=10log（（V⁄）²/（V₁）²）/（R/R）；当然R/R=1Gp=10log（伏/伏）²Gp=20logV⁄/V₁

如果V⁄=2伏且V₁=1伏

dB=20log2/1=20log2=6,02

双电压，SPL电流。。。。始终为6dB

关于声学，总是两个相同的信号在完美条件下相加（从未发生过）会增加6dB。为此，两个信号必须具有相同的相位，这称为相干。不相干是指当没有人知道每个信号的相对相位时，可以从6dB（相同相位）或相反效果中求和能量，从而产生完全抵消（相位相差180度时）。。。两者之间的所有可能性都有可能发生。那么为什么非相干是3dB呢？是指在某些情况下采用的平均值，比如在体育场里有很多人拍手，是不可能控制的阶段。我们假设一拍可能是90dB两拍93dB我希望这能稍微澄清这个问题

Answer 4

我想试着补充一下。我认为这里对强度和压力.

在第一个问题中，您讨论了将瓦特相加，从而使总声功率增加3 dB。功率是一段时间内所做的功（以瓦特表示），强度是某个单位面积上的功率（W/m^2）。

在下一部分中，您将讨论产生声音的活塞驱动扬声器的同步运动压力波浪。压力是单位面积上的力。对于声音，我们通常用uPa（微血管）或Pa（帕斯卡）来测量。

强度与压力平方成正比(我与…成比例第2页)

因此，当您在这些之间进行比较时，您会注意到强度加倍（当转换为dB测量值时）会导出一个dBindensity=10*log10（I1/I0）方程，其中I1是入射强度，I0是参考强度。如果将某个参考信号（I0）的强度加倍，则比率为2:1，dBinsity=10*log10（2）=~3 dB。当你将其转换为压力值时，你必须记住，I与P^2成比例，这会改变方程：dBpressure=10*log10（P1^2/P0^2）-其中P1是一些入射压力，与一些参考压力相比。如果我们再对这个示例进行一些操作，您可以看到，该等式简化为：

dB压力=10*log10（P1/P0）^2

dB压力=10*2*log10（P1/P0）

dBpressure=20*log10（P1/P0）（如示例中所示，压力比为2）

dB压力=20*log10（2）=+6 dB压力

我希望这有帮助。

你可以在这里阅读更多关于为什么强度与压力平方成正比的内容：为什么声音强度与声压的平方成正比，而不仅仅与声压成正比？