听觉

术语

• SPL: sound pressure level. 声压
• dBA: decibels of sound pressure level measured using the a-weighting network。分贝。
• Sound dose: The total quantity of sound received by the human during a specified period. In the context of the WHO-ITU Global standard, it is the same as sound exposure. The unit of (sound) dose is Pa²h.

分贝 (dB)

参考:

分贝每增加 10 dB, 代表声压上升10倍。

参考音量分贝(正常成人听觉):

• 0－20 很静、几乎感觉不到；
• 20－40安静、犹如轻声絮语；
• 40－60 普通室内谈话；
• 60－70 吵闹

消费电子设备的音量调节是功放(amplifier)的输出功率(?): 0% - 100%。

人耳可以分辨1-2dB的音量差异。

安全音量

耳朵中的耳毛细胞将震动转化为电信号传输给大脑，它是不可再生的。随着年龄增长，耳毛细胞会不断死亡，从而导致听力下降。

​如果长时间或处于较大音量的声音环境中，会加速耳毛细胞的死亡。从而造成暂时性的听力损伤、听音不清或者耳鸣，听音时间过长的话，损伤可能就无法恢复了。

安全音量的标准取决于音量大小和接触时间2个因素。与使用的收音设备类型（入耳耳机、头戴耳机、音箱等）没有直接关系。

世界卫生组织(WHO)建议的安全标准(来源: Safe Listening Devices and Systems - A WHO-ITU standard)：

Equal energy principle: this is the assumption that the total effect of sound on ear and hearing is proportional to the total amount of sound energy received by the ear, irrespective of the distribution of that energy in time. According to this principle, equal amounts of sound energy are expected to cause equal amounts of sound-induced permanent threshold shift regardless of the distribution of the energy across time.

In practical terms this implies that listening to lower volumes for long periods of time can have the same impact as listening to very loud volumes for a short duration: for example, listening to a 100 dB sound for 16 minutes will have the same impact as listening to an 80 dB sound for 40 hours. Based on this principle, “dose” of sound energy is defined as the squared A-weighted sound pressure, pA, integrated over the exposure time T=t2-t1.

• Mode 1 WHO standard level for adults: this will apply 1.6 Pa²h per 7 days as the
  reference exposure (derived from 80 dBA for 40 hours a week).
• Mode 2 WHO standard level for sensitive users (e.g. children): this will apply 0.51
  Pa²h per 7 days as the reference exposure (derived from 75 dB for 40 hours a week).

Mode 1 适用于成年人，根据这种标准的不同音量的每周安全听音时间（音量单位是 dB(A) SPL）：

• 107 dB: 4.5 minutes
• 104 dB: 9.5 minutes
• 101 dB： 18.75 minutes
• 98 dB: 37.5 minutes
• 95 dB: 75 minutes
• 92 dB: 2.5 hours
• 89 dB: 5 hours
• 86 dB: 10 hours
• 83 dB: 20 hours
• 80 dB: 40 hours
• 75 dB: 127 hours

音量每增加 3dB 相当于声压增加一倍，所以安全暴露时间减半。一般认为暴露于 <80 dB 的声音中应该不会影响听力。

耳机的实际音量

iOS 13+ 的 "Health" app 可以自动(推算)连接的(有线或蓝牙)耳机实时音量(dB(A) SPL)。

一般耳机60%音量以下就不会超过80dB。

参考数据(来源于网上数据)

AirPod Pro 的最大音量 105-110 dB. 音量调到 9-10 格时是 ~85 dB。

有人测试了 iPhone 的 3.5mm 接口每格音量对应的是多少电压输出 (iphone 共 16 格音量)

• 0 格： 0.0780 mV RMS 也就是 78 uV RMS ；
• 1 格： 1.8330 mV RMS 也就是 1833 uV RMS ；
• 2 格： 2.8438 mV RMS 也就是 2844 uV RMS ；
• 3 格： 4.0296 mV RMS 也就是 4030 uV RMS ；
• 4 格： 6.4908 mV RMS 也就是 6491 uV RMS ；
• 5 格： 10.0776 mV RMS 也就是 10078 uV RMS ；
• 6 格： 15.9610 mV RMS 也就是 15961 uV RMS ；
• 7 格： 22.4891 mV RMS 也就是 22489 uV RMS ；
• 8 格： 35.7530 mV RMS 也就是 35753 uV RMS ；
• 9 格： 55.8912 mV RMS 也就是 55891 uV RMS ；
• 10格： 87.9534 mV RMS 也就是 87953 uV RMS ；
• 11格： 0.124892 V RMS 也就是 124892 uV RMS ；
• 12格： 0.196781 V RMS 也就是 196781 uV RMS ；
• 13格： 0.310888 V RMS 也就是 310888 uV RMS ；
• 14格： 0.493788 V RMS 也就是 493788 uV RMS ；
• 15格： 0.700097 V RMS 也就是 700097 uV RMS ；
• 16格： 1.096682 V RMS 也就是 1096682 uV RMS , 所谓的 0dB V .

不同耳机在给定 RMS 时输出的实际音量 (dB) 是固定的。例如 Beyerdynamic DT990 250 ohm 只需要 0.26V (260mV) rms 就能输出 80 dB 以上的声压。 所谓"难推"的耳机在同样的 RMS 输入下的输出声压更小。