SPL 与瓦特：现场音频应使用哪种测量单位？

50215940

和许多人一样，我在高中和大学时也参加过乐队。我个人的首选乐器是贝斯吉他，现在仍然是，这意味着我一直在寻找更大的贝斯放大器和音箱（说到放大器，我们贝斯手往往是设备迷）。当我开始考虑购买一台新放大器时，我所有弹吉他的朋友都分享了这一普遍接受的真理：扬声器的瓦数越高，声音越大。这个建议的问题在于它是错误的。

这种误解已经蔓延到了专业音响领域，人们认为功率越高的扬声器声音就越响。为了更好地了解实际情况以及如何更好地理解扬声器的响度，我们通过 HARMAN 专业音视系统扬声器首席工程师Charles Sprinkle进行了一些澄清。

很多时候，人们在选择扬声器时，会遇到两个不同品牌的两个扬声器，而且它们的功率相同。人们认为两个扬声器的音量输出（称为声压级 (SPL)）相同，但事实并非如此。为什么会这样？他们如何知道哪个扬声器能产生他们应用所需的 SPL？
我经常被问到关于瓦数的问题，这种问题基于一个错误的假设，即两个扬声器的瓦数相同，它们的响度也相同，但事实并非如此。业界也参与了这场瓦数之争，但这对我来说毫无意义，因为比较两个扬声器的瓦数就好比说“这是一辆速度更快的赛车，因为它耗油更多。”你可以有两个扬声器，一个 300W，另一个 600W。仅从理论上讲，你可能会认为 600W 扬声器的响度是它的两倍，但只要灵敏度相差 3.01 dB，300W 扬声器的响度就会比 600W 扬声器大。问题不在于扬声器使用了多少电量。我们应该看它的性能如何。这样才能确保你买到符合你需求的扬声器。

JBL-VTX-Linkin-Park-照片来源
那么，如果瓦数不是正确的测量单位，那它是什么呢？他们应该关注什么？
您应该参考的测量值为“最大声压级”。这也可以分为最大连续声压级和峰值声压级。连续声压级是使用 IEC 噪声输入时系统在全输出时的平均声压级。峰值声压级是系统完全推入压缩器/限制器时的瞬时峰值压力水平。

这个 SPL 是如何测量的以及它到底意味着什么？
SPL 代表声压级。它是声输出的主要客观测量单位，以 20 微帕斯卡为基准，以分贝 (dB) 为单位。这对大多数人来说可能显得晦涩难懂，但当我们比较常见的参考值时，其含义就变得更加明显。例如，1 米远处的对话语音为 60 分贝，电影的参考级别为 85 分贝，1 米远处的电锯为 110 分贝。（持续暴露于 90dB 以上的 SPL 可能会导致永久性听力损伤。）

我们在一个较大的消声空间中测量最大 SPL，因此测量结果不受房间影响。扬声器放在地面上，指向 2 米外的校准 SPL 计。IEC 噪声输入扬声器，并记录 SPL。SPL 级别从将计和扬声器放在地板上时增加 6dB，由于 2 米的距离而降低 6dB，结果相当于 1 米的消声测量。测量采用“C”加权。


那么瓦数又如何呢？
再次强调，瓦数根本没有意义。我可以将 100 瓦的功率放入灯泡中，但它根本不会发出任何声音（或者不应该发出声音）。为什么我们要用这个来形容扬声器？实际上，让我先用灯泡类比一下……这将有助于我说明我的观点。您可以购买一个 100 瓦的白炽灯泡，它会产生 1600 流明。LED 灯泡可能会以 15 瓦的功率产生相同数量的光。我认为流明是相关的计量单位，因为它代表产生的光量。当然，如果您将灯泡用作室内加热器，您可能会不同意。消耗的功率与产生的光之间的关系称为效率。扬声器中消耗的功率与产生的声音之间存在类似的关系，但并不那么简单。

为什么说它更加复杂呢？
这有点奇怪，因为音乐不是纯正弦波，扬声器也不是简单的电阻器。灯泡获得简单的正弦波电压，基本上是电阻性的，所以数学很简单。您可能会认为音乐是一种非常复杂的信号，但扬声器的阻抗并不像您想象的那么简单。由于大多数扬声器的构造方式，阻抗会随频率而变化。因此，举个例子，8 欧姆扬声器的阻抗可以在 6 欧姆到 20 欧姆或更高之间变化。这意味着给定的功率输入将在不同频率下产生明显不同的 SPL。这不利于比较。扬声器通常经过调整以在特定输入电压下产生给定的 SPL，这时您会看到频率响应图（希望是平滑的平坦曲线）。电压输入和 SPL 输出之间的关系称为电压灵敏度。

我们可以使用电压灵敏度作为测量数字吗？
当然，但您还需要放大器的最大电压才能达到最大 SPL。既然我们可以直接测量 SPL，为什么用户还要进行计算呢？

那么，当我查看这些 SPL 等级时，我该如何解读它们并将它们应用到我的应用程序中？
归根结底，这取决于您的系统需要多大的音量。例如，在演播室应用中，用户可能希望正常聆听时为 85 dB，再加上另外 20 dB 的动态余量。这相当于聆听位置的峰值声压级为 105 dB。聆听位置很重要，因为当距离扬声器的距离增加一倍时，声音的声压级会下降 6 dB，这意味着在 1 米处产生 110 dB 的扬声器在 2 米处只能产生 104 dB，在 4 米处只能产生 98 dB。因此，如果安装人员知道扬声器的最大声压级额定值以及扬声器与聆听位置的距离，他们就可以确定扬声器是否满足连续声音（在此示例中为 85 dB）和峰值（105 dB）的要求

]当然，这只是性能的几个指标之一。您需要考虑扬声器的 SPL 能力，但您还应该考虑扬声器的最低频率（扬声器带宽能力的最低频率）、失真水平、动态和覆盖模式，更不用说轴上和轴外测量的连续性。为应用选择合适的扬声器需要考虑很多因素，这就是为什么最好尽可能咨询音响工程师以确保您获得最佳匹配。