Comprensione dei decibel (parte 1)

Cosa misura il Decibel o db (parte 1)

I decibel sono ampiamente utilizzati nell'audio e spesso fraintesi. Questi articoli forniscono una comprensione pratica dell'uso dei decibel nel lavoro audio. Ma prima, alcune domande e risposte di base sui decibel.

Che cos'è un decibel?

Un decibel è un decimo di Bel, un'unità di livello, che prende il nome da Alexander Graham Bell. Un Bel è un'unità molto grande, quindi viene utilizzato il prefisso deci (un decimo). Un decibel usa una scala logaritmica, non una scala lineare come volt o watt - vedi sotto.

Non esiste un livello assoluto chiamato decibel. Un decibel esprime un rapporto. È relativo a qualcosa. Sfortunatamente, ciò a cui è relativo spesso non viene menzionato quando si afferma una lettura in decibel. Ad esempio, la linea fuori dal mixer potrebbe essere a -10dB, questo di solito significa che è 10dB sotto 0dB.

Perché decibel?

Quindi perché usare un decibel? Potresti aver notato che il controllo del volume sulla maggior parte degli amplificatori HiFi è contrassegnato in decibel, così come i segni sui controlli di livello del mixer. Questo perché la nostra gamma di udito è così vasta, che per usare una scala lineare dovremmo usare cifre comprese tra 0 e 1.000.000!

I decibel non sono lineari

Un segreto per comprendere i decibel è notare che i decibel non sono lineari. Un altro esempio di relazione non lineare è tra il lato di un quadrato e l'area di un quadrato.

il decieble non è lineare come il lato e l'area quadratiIn questo esempio, puoi vedere che aumentare la misurazione laterale non ha un aumento equivalente dell'area, ma un aumento maggiore. Inoltre, un raddoppio della lunghezza del lato non raddoppia l'area: è molto più del doppio! Questo è un esempio di relazione non lineare: in questo caso, un piccolo aumento del lato si riferisce a un diverso aumento dell'area. I decibel sono simili. Una piccola variazione in decibel si riferisce a una diversa variazione nel rapporto tra i due livelli confrontati.

I decibel esprimono un rapporto

Quando parliamo di livelli audio, osserviamo tensioni o ampiezze delle onde sonore. (Nota: le misurazioni di potenza (come le differenze di potenza in un amplificatore) usano una formula simile ma diversa). Ma senza entrare nelle formule ecc., Dobbiamo accettare il seguente riassunto dei rapporti lineari di tensioni e decibel. (Non sto mostrando le formule o i calcoli perché penso che la maggior parte delle persone li salti comunque, e se ti piacciono le formule qualsiasi motore di ricerca ti darà quante ne vuoi)

Ci sono alcuni punti interessanti evidenziati da questa tabella:

  • Raddoppiare la tensione (x2) modifica l'uscita di 6 dB (vedere gli esempi seguenti)
  • Quelli facili da ricordare sono x10 = 20dB, x100 = 40dB e x1000 = 60dB

Per coloro che vogliono vedere altri rapporti e valori di decibel, puoi usare questa semplice calcolatrice. Altrimenti, salta semplicemente la calcolatrice e leggi gli esempi seguenti per capire come vengono usati i decibel.

 

Esempio unoComprensione dei Decibel - controllo del mixer: aumenti il ​​volume su un mixer o amplificatore di 6 dB: questo in realtà raddoppia la tensione che apparirà sull'uscita (perché 6 dB è un fattore 2 - vedi tabella). Quindi, potremmo dire che il livello è ora + 6dB. Cioè, rispetto a quale era il livello, ora è 6 dB più alto. Ricorda che i decibel sono sempre relativi a qualcosa, in questo caso, a quello che era prima di raddoppiare (aggiunto 6dB a) il livello.

Esempio due : stesso scenario, ma questa volta abbassiamo il volume di 6 dB. Ciò significa che dimezziamo la tensione (perché 6 dB è un fattore 2). Quindi, potremmo dire che l'output ora è -6dB (al di sotto di quello che era prima).

Questi esempi mostrano anche che è possibile avere decibel positivi e negativi. Se la tensione è + 6 dB, ha una dimensione doppia rispetto a prima. Se è -6dB, allora è la metà delle dimensioni di prima.

So che può essere difficile, ma resta con me qui, alcuni altri esempi dovrebbero aiutare.

Diciamo che abbiamo un microfono che emette 1 millivolt (cioè un millesimo di volt) quando parliamo in esso. Colleghiamo questo microfono a un preamplificatore (ingresso microfono su una videocamera o un mixer) che ha un guadagno di 60 dB. Dalla tabella sopra, vediamo che 60 dB è uguale a un rapporto lineare di 1000. Pertanto, un preamplificatore con un guadagno di 60 dB amplifica il nostro segnale di livello del microfono da 1 mV di un fattore 1000, dandoci un livello di 1.000 millivolt o 1 volt. Ecco, ora abbiamo un segnale che è a livello di linea.

Di conseguenza, potremmo dire che il livello del segnale del microfono è -60 dB rispetto al livello della linea amplificata. Cioè, l'ingresso è il 1000 di quello che è l'uscita del preamplificatore.

In pratica, la maggior parte dei microfoni produrrà circa 10 millivolt (quando parlato direttamente in), quindi il segnale deve solo essere amplificato di un fattore 100 per renderlo fino a 1 volt (0,01 x 100 = 1,0). La tabella sopra ci dice che un fattore 100 è 40dB.

La maggior parte dei preamplificatori microfonici dovrebbe amplificare il segnale di almeno 40 dB (x100) e alcuni amplificheranno fino a 60 dB (x1000). La maggior parte dei mixer ha un controllo del guadagno nella parte superiore di ciascun canale. Questo ti permetterà di variare il guadagno del preamplificatore, per adattarsi meglio al livello di input.

Alcune videocamere (semi-professionali o professionali) avranno un interruttore che consente di cambiare il guadagno tra il guadagno di 40 dB, 50 dB o 60 dB per il preamplificatore. L'altro modo per affermare questo è dire che l'ingresso è selezionato per livelli di -40dB, -50dB o -60dB. Ricorda solo che è tutto relativo e maggiore è il numero, maggiore è l'amplificazione.

Dai un'occhiata al manuale dell'HiFi, del mixer o della videocamera e scopri quale livello il tuo microfono si sta aspettando. Se ne stai aggiungendo di più, probabilmente causerà distorsione.

Se, ad esempio, stai cercando di collegare un nastro mixer (scheda PA), nell'ingresso del tuo microfono, cosa devi considerare? Bene, prima dobbiamo sapere quale sarà probabilmente il livello di uscita. Diciamo che le specifiche dicono che il tape out (line out) è -10dBV o 316 millivolt e l'ingresso del tuo microfono sta cercando -50dBV (o 3,16 millivolt). Qui è dove i decibel lo rendono facile. Abbiamo un livello di -10dB e dobbiamo portarlo a -50dB, facile, usare un attenuatore da 40dB per ridurre il livello. È più facile che calcolare il rapporto tra 316mV e 3,16mV (che quando lo si calcola capita di arrivare a un rapporto lineare di 100 o un rapporto logaritmico di 40dB).

Ancora una volta, un attenuatore di 40 dB indica un rapporto, in questo caso il rapporto tra il segnale in ingresso e il segnale in uscita è 40 dB o un fattore di 100. In altre parole, l'uscita è al centesimo dell'ingresso. Se vuoi guardare altri rapporti di guadagno o attenuazione della tensione o decibel, gioca con il mio calcolatore Decibel per l'audio

I decibel rendono i calcoli facili, ma può essere difficile da capire.

Nell articolo Comprensione dei decibel (parte 2) vedremo come leggere le specifiche sui decibel, prima di esaminare alcune applicazioni del mondo reale.

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