Decibelios

[Alf]

Copio aquí un correo de Luis García que puede ser un hilo interesante.

Alf

""DECIBELIOS:

Nos encontramos muy a menudo db y mas db por todos lados. Hay bastante confusión y lió porque mide cosas diferentes: Presión sonora, potencia o voltaje son los ejemplos aquí comentados. Además es una medida relativa, siempre es respecto a algo, y a veces depende a su vez de valores de resistencias por ejemplo. Por desgracia se habla siempre en db de cosas diferentes, habría que acompañar siempre respecto a que, pero por lo menos se intenta explicar respecto a que cosas puede ser y luego cada uno que intente interpretar lo que lea. Espero aclarar algo y no complicarlo más. Vamos a ello.

Db es una medida relativa respecto a algo. Es decir siempre es una comparación con algo y se corresponde a una escala logarítmica porque parece que el hombre nota las diferencias de manera logarítmica y otra es porque los logaritmos se suman en lugar de multiplicar por lo que es más fácil trabajar.
Un VUmetro se encarga de hacer medidas relativas.


***Medida de presión sonora: Db Decibelios o belios.

Es la primera que se utilizó. Se la Inventó Alexander Graham Bell para medir intensidad de sonido. La unidad belio era muy grande por lo que se emplea el decibelio. Creo que 0 db es el umbral de silencio, y por ejemplo 90 db la intensidad sonora que produce un altavoz que tenga esa sensibilidad a un metro de distancia si se aplica un vatio. (Esto me lo corrijan plis..) ""

[aAaAaA]

DECIBELIOS:
Se la Inventó Alexander Graham Bell para medir intensidad de sonido.

Un poco Off-Topic.

Es curioso el porque unas medidas se "españolizan" y otras no.

Un BELL decimos que es un BELIO, de la misma forma que un JULE decimos que es un JULIO, pero en cambio con una sí es la traducción y la otra no, es una españolización

¿Por qué decimos NEWTON?.

No son preguntas que busquen respuestas, estaba filosofando en voz alta.

No obstante Luis, cuando se está definiendo un dB creo que ya se está haciendo en referencia a algo que no es natural, es decir, si 0 dB es silencio absoluto, no es definitorio el decir que 90 dB es la presión conseguida por un altavoz con esa sensibilidad (90 dB de nuevo) alimentándolo con 1 W y midiendo a 1 metro.

¿En base a qué se hace la escala de presiones sonoras para decir que 120 dB es el sonido de un avión y cosas similares?.

Es decir, ¿cuales son esas bases de referencia que están fuera del campo de la electrónica?.

Saludos.

[luisggarcia]

***Medida de potencia: dbw Dbm:

Se puede medir db de potencia comparando respecto a otra. Hemos dicho que se mide con un Vumetro (este no es más que un medidor de voltios por lo que para pasar a potencia (P=V*I=V*V/R) la potencia de referencia y la medida será para una resistencia asociada a la potencia de referencia y a la medida. Para audio a nivel profesional en instalaciones que se interconecten muchos equipos a largas distancias, se suele trabajar en balanceado y con impedancia de salida y de entrada de los equipos a 600 Om. Así nos olvidamos de la resistencia pues es siempre la misma.

La potencia para dbw es un vatio y para dbm un milivatio que es la potencia que hay en una resistencia de 600 Oh a 0.775 volt. 0.001= 0.775*0.775/600

La fórmula que se emplea para medidas relativas db respecto a 1 milivatio sería:

Db = 10 log ( potencia en milivatios/1mw.)

Si hacéis los cálculos veréis que una señal de 1 milivatio es 0 db. = 0 dbm (relativa a un milivatio, dbm es solo cuando esta ajustado el indicador de manera que si marca 0 es 1 milivatio) y en general db como para presión sonora.

Se ajusta toda la instalación de manera que los equipos tengan la misma impedancia y sensibilidad, y por tanto los Vumetros midan todos lo mismo.

Esto permite que todos los equipos tengan la misma sensibilidad y se ajuste el volumen en toda la cadena con un tono a 0 db de 600 hz o de 1 khz. De esta manera no hay cliping o recorte ni un nivel excesivamente bajo en una parte de la cadena y nos olvidamos de los problemas de sinergia.

Toda una instalación se ajusta para una impedancia y un nivel de referencia. Por ejemplo una instalación que tenga un emisor cerca para mejorar la relación de la señal respecto al ruido puede emplear como nivel de línea +4 db (esto quiere decir que cuando el VUmetro marque 0 db la señal será de 1,23 vol sobre 600 Oh. Todo el mundo ve y trabaja con los Vumetros a 0 db y se olvida de lo demás.

Respecto a la impedancia hay estudios de grabación donde prima la calidad que se emplean otras impedancias como puede ser 110 oh y 80 oh que dan una mayor calidad musical pues les afecta menos la capacidad de los cables a largas distancias, por ejemplo 60 oh en la ABC (televisión Americana) y no se baja más porque se trabajaría con corrientes excesivas y con problemas de oscilaciones.

Respecto a 0 db en los VUmetros hay centros que trabajan a 0 dbm (VU=0 a 1 mw.) 0 a +8 dbm (VU=0 a 6,3 mw.) como ha comentado Audiopreciso.

Normalmente los equipos profesionales permiten perfectamente trabajar sin recorte a incluso +20 db (ya estoy hablando tranquilamente db sin hablar de referencias, espero que se entienda por ahora que es potencia respecto a 1 mw
20 db = 10 log (pot./0.001)

Se tiene que tener en cuenta que un VUmetro mide el valor máximo integrando o haciendo una media durante un tiempo de 300 ms, a diferencia de un picómetro que mide durante 1 ms o 0,1 ms lo que se acerca más al valor real máximo o de “pico” y que viene a ser unos 9 db más.

[Audiopreciso]

Una aclaración.
El silencio absoluto no existe se considera el 0 db como el nivel de referencia del umbral de audición de nuestro oído. Y está por encima de la presión mínima atmosférica.

La medida de referencia en presión es 0 NP =10 elevado a -12 Pascales

El pascal es la referencia de presión atmosférica de referencia. por lo tanto, si queremos una similitud con los logaritmos deberemos de expresarlos en base a ellos, por tanto la magnitud seria esta:

NP= 20 log Pe/presión de referencia.

Las presiones sonoras se suelen expresar con relación a nuestra fisiología auditiva y es por esto que se le añade la letra A. dB(A)
No es ni mas ni menos que una ponderación o filtro que se le asocia a la medida. Existen varios tipos A, B y C depende de la aplicación y el entorno de la medida el asociar uno o otro. Por ejemplo, el tipo C que es el de menor filtrado, se aplica en aviónica fundamentalmente puesto que se considera que la fuente de sonido tendrá un amplio espectro de emisión en frecuencias.
Por tanto es imprescindible tomar el mayor numero de información de intensidad sonora para predecir el riesgo.

Espero aclare todavía aún más el tema de los debe´s

Un saludo,

[luisggarcia]

***Medidas de voltios Dbu:

Si os habéis fijado dbm está referido a una impedancia para poder referirse a potencia lo cual es un engorro. Normalmente medimos voltios y desconocemos la impedancia de entrada, o varía de uno a otro amplificador.

En equipos domésticos se trabaja con distancias de cables cortas. (Explicación al final) lo que permite trabajar con impedancias altas que al ser la corriente prácticamente despreciable hay menor ruido térmico. Al ser despreciable la corriente nos fijaremos en los voltios que es lo que mide un VUmetro. Es decir en realidad mide corriente. El VUmetro es en realidad un galvanómetro, es decir un sistema mecánico que desplaza la aguja en función de la cantidad de corriente que circule por la bobina. Pero se mueve con poca corriente y es prácticamente un cortocircuito por lo que al poner una resistencia en serie fijamos el valor del voltaje para el que habrá una corriente que marque los 0 db mediante esa resistencia shunt.

Veamos como ejemplo lo que inició el Hilo sobre el VUmetro: Tenemos un previo inversor que actúa sobre un amplificador y en esa salida se pone un medidor VUmetro.

En este caso la impedancia no está estandarizada unas veces el amplificador tendrá una impedancia de entrada de 10 kOh. Y en otro caso por ejemplo de 100 kOh.

Supongamos en este caso que medimos la entrada del amplificador con un polímetro en Oh. y nos da 100 kOh. También supongamos que la alimentación del previo es +-18 vol. y que recorta a +- 15 voltios. Es decir aunque le pidamos más ganancia no puede salir una señal de más de 15 voltios (15 vol.=25 dbu).

Un VUmetro mide 9 db menos del valor de los picos (25-9=16db), más o menos, y si el fondo de escala es +4 db, el valor de referencia 0 db del medidor será mínimo -14 db, que dejamos en 15 db del voltaje máximo (25-15=10db). (obsérvese que volvemos a hablar de db igual que para presión sonora o para potencia, para ser precisos en este caso es -15 db respecto al voltaje máximo. Si lo diéramos respecto a 0,775 vol. como referencia serían 10dbu).

Luego el voltaje en la salida del previo inversor para el que marcará 0 db el VUmetro debería ser según mis cálculos de 2,5 vol. La resistencia Shunt deberá ser la adecuada para que el medidor marque 0 db puestos en serie y con un voltaje de 2,5 vol (2,5v.=10dbu).

Los cálculos de dbu repasando son:

dbu=20log(V/0,775)

Todo esto es más fácil calcularlo en db pues se suma o resta. Vemos que esto es independiente de la impedancia de entrada del amplificador pero de todas maneras volviendo a dbm sería para una resistencia de 100 kOm. una potencia de: 10 log (2,7*2,7/100.000/0,001) = -11,37 dbm.

Se pueden hacer los mismos cálculos para que no recorte el amplificador y así ajustaríamos el VUmetro para que no recorte este. Por ejemplo si la alimentación del amplificador es de +-40 vol supongamos que recorta a +-37 vol.

33,5dbu=20log(37/0,775)

Si por ejemplo el amplificador tiene una ganancia de 20 db el VUmetro estará ajustado a 0 db

33,5db-20db-15db=-1,5dbu= 0,65vol


(Comentario final al respecto) Recordar que el voltaje de un ruido blanco caerá a la mitad en la frecuencia f=1/(2*pi*R*C) respecto de una frecuencia mucho menor como si de un filtro paso bajo de primer orden se tratase.

R es la impedancia de entrada y C la capacidad del cable.

Para entender esta fórmula supongamos un buen cable de capacidad 25 pF. por metro y una frecuencia de corte de 200 kHz. para que lo que afecte a 20 kHz sea despreciable.

En una instalación profesional de 600 Oh. permitirá 53 metros.
En una doméstica de 100 kOh. permitirá 32 cm.

Supongo que me he pasado un poco. Espero que el que se lo lea, que si es capaz de aguantar esto y enterarse es porque sabe, que me corrija los errores pues está hecho muy deprisa.

[luisggarcia]

Puede que os parezcan complicados los db´s. Pero se puede hablar alegremente de db sin estar especificando si es presión sonora, potencia o voltaje. En realidad es que da igual. Si un amplificador amplifica 20 db lo hace tanto en potencia como en voltaje o presión sonora, por lo que se pueden mezclar tranquilamente estos términos entre si. Y en todo momento sabiendo que amplificador o altavoces pasar a valores reales de voltios, potencia o presión sonora.

En el rollo anterior he ido poniendo ejemplos aclaratorios, pero supongo que os habréis perdido. Imaginaros que quitamos todos los valores de potencia voltaje y resistencia. No es maravilloso, nos quedamos con db, o sea números enteros +20db –1,5db y quitamos 100 kOh. 600 Oh. 0,775 vol 0,65 vol 37 vol. 6,3 mW. Y por cierto no veas si son cifras decimales pequeñas, es horrible 0,02450 vol. con lo bonito que queda –30 db.

Vamos hacia delante en la cadena de audio sumando db o hacia atrás restando db y podemos llegar a cualquier valor en cualquier punto fácilmente. Es una medida con la que se entiende mejor el efecto que producirá al oído, pues no es lo mismo subir de 0,5 a 1,5 voltios o de 20 a 21 vol.

Nos vale como medida de calidad si la comparamos respecto al ruido en la relación de la señal al ruido. Y no te tienes que preocupar de si se habla de voltios vatios o presión sonora, en realidad es todo lo mismo. Vamos que se hace todo relativo, independiente del amplificador, altavoces,

Es sencillo y vale pa todo.

Espero hayas entendido algo sobre db y haberte convencido de la ventaja de los db.

[pptronic]

Hola.

Pues para ser BASIC-HIFI no está mal.

Espero que no se abra nunca el apartado ADVANCED-HIFI porque tendré que estudiar ruso para entender algo.

Saludos.

PD: De todas formas, interesante y muy agradecido a los ingenieros por trartar (sin conseguirlo del todo) de sacarme de mi ignorancia absoluta.

[Audiopreciso]

PD: De todas formas, interesante y muy agradecido a los ingenieros por trartar (sin conseguirlo del todo) de sacarme de mi ignorancia absoluta.

A ver, Don José, qué es lo que no entiende de los beneplácitos deBe´s.

Pregunte ahora o calle para siempre

Un abrazo,

[ferusso]

Hola

Muy interesante toda la explicación a nivel técnico y por todas las aclaraciones y conversiones entre los diferentes valores y equivalencias.
Desde ya agradecido a todos por este hilo.
Continuo con el tema de los vúmetros y la equiparación de niveles de ganancia/sensibilidad, etcv. El caso es que yo hace algún tiempo trabajando con equipos diferentes: fuentes con indicadores a agujas y consola por leds, usabamos para empatar con el tono de 1Khz las agujas a 0dB y los leds a -12dBs. Supongo por el tema de la balística (la velocidad que tiene uno y otro). El caso es que si se empataban ambos a 0dB y uno se guiába por la consola con leds picando a +3, +5dBs en el vúmetro (aguja del grabador quedaba muy bajo. Si subiámos para que el promedio en las agujas esté entre -7/-5 en la consola trabajábamos siempre en la zona roja y haciendo tope en la escala a +20db.
Quería saber si esta forma de empatar vúmetros a agujas con vúmetros de leds es correcta o también hay otros detalles en la cuestión a considerar....... como las frecuencias de los tonos (a bajas frec. las agujas se comportan como limpiaparabrisas, je)
Saludos

[Audiopreciso]

Hola ferusso,

Deduzco, que el termino "empatar" se refiere a igualar, ¿cierto?.

La balística de un vúmetro es muy distinta a un picómetro.
El primero tiene como misión representar una media o integración de la dinámica musical. El picómetro indica los picos y de ahí, que no indiquen lo mismo ante una señal musical.

Si miden una señal continua, caso de un tono simple, cada uno estará representando un nivel distinto dentro de su escala.

Dependiendo del tipo de instrumento, es decir, si es un vúmetro USA, Francés, Nórdico, etc... el punto que indique el RTL (Referencia del Nivel Test) podrá cambiar. En los picómetros ocurre lo mismo.

Por tanto, necesitas saber qué tipo de balística tiene y cual será el nivel RTL que tenga que mostrar.

Como ejemplo...

Para una señal RTL de 0dBu (0.77voltios RMS), estándar 0Vu = 4dBu

-El vúmetro Español indicará -4Vu
-El Frances +2VU
-El USA 0Vu.

En un picómetro para señales digitales mostrará -24 dBfs.
En uno de señales analógicas mostrará -13dB
Si fuese estándar EBU indicaría TEST.
Si fuese Nordico -6dB.
Si fuese de la BBC mostraría el valor 4.

*Todos estos datos se refieren al tipo de instrumentos destinados a trabajar con señales de audio de tipo profesionales.


Un saludo,

[ferusso]

Hola Audiopreciso

Gracias por tu respuesta.
Y yo que pensaba que del lado pro iva a estar todo estandarizado.
Bueno el caso que me presentas es con referencia a esos 0,775 volts electricos de una señal de 1Khz y el resultado que marcarán estos diferentes vúmetros y picómetros. Suponiendo que tengo variedad de estos equipos con sus diferencias ¿Cómo igualas o trabajas con los dBs en definitiva? Quiero decir, lo dejás así (con los 0.775 volts que cada uno de lo que tenga que marcar con esto según tu especificación) el resultado será igual en todos los equipos aunque sólo sigas con la vista a uno sólo de ellos.
Digo supongamos una consola con picómetro analógico (-13dB) y una grabadora de CDs con un picómetro -6db (cambiamelo si es un disparate) y queremos grabar a un narrador (puros picos) sin clipping luego podemos reprocesarlo, etc. ¿Cuando en la consola llegue a marcar 0db en la grabadora de CD ocurrirá lo mismo? (No incluyo los VU, supongo porque no sirven para cuidar el clipping en el digital)

Otra punto, los dB que marcan los procesadores de audio como soudforge, cooledit, etc. ¿Son dbs intrínsecos a la señal virtual?, quiero decir se manejan como picómetros luego al conectarlos a otros equipos debo calibrar estos y con qué nivel 0dB 1Khz en el ordenador a un digital debe mostrar -24dBs y en uno USA 0dBs por ejemplo
Saludos

[Audiopreciso]

Quiero decir, lo dejás así (con los 0.775 volts que cada uno de lo que tenga que marcar con esto según tu especificación) el resultado será igual en todos los equipos aunque sólo sigas con la vista a uno sólo de ellos.

Si tienes claro la balística de cada uno con mirar el último (grabador) sobra.

Digo supongamos una consola con picómetro analógico (-13dB) y una grabadora de CDs con un picómetro -6db (cambiamelo si es un disparate) y queremos grabar a un narrador (puros picos) sin clipping luego podemos reprocesarlo, etc. ¿Cuando en la consola llegue a marcar 0db en la grabadora de CD ocurrirá lo mismo? (No incluyo los VU, supongo porque no sirven para cuidar el clipping en el digital)

Es como jugar a matemáticas... veras:

de -13dB a 0dB van 13, ¿No?. Pues sumas esos 13 a la señal que tenías cuando marcaba el mezclador los -13db. Este nivel será el máximo que tengas en ese instante y si ese nivel, satura la grabadora..., un problema.

Una grabadora de Cd es un equipo digital, por tanto, su instrumento es un picometro y suele ser el máximo indicado, 0dBfs. Nuevamente debes de conocer la relación del RTL, es decir, cuantos voltios RMS tengo, cuando, me marca esos -6dBfs. No se deben de mezclar las balísticas de los distintos países, salvo, que tengas muy claro sus relaciones y equivalencias.

Otra punto, los dB que marcan los procesadores de audio como soudforge, cooledit, etc. ¿Son dbs intrínsecos a la señal virtual?,

Si representan, el valor de una señal analógica en valor digital tiene que ver con su relación en analógico a cuan digital. Si representan, una señal digital es el propio nivel digital. El 0dbfs, equivale al (Full) máximo nivel digital, a partir de ahí, hacia abajo.

Insisto, tienes que tener muy claro el RTL, así como, la relación de nivel máximo del equipo, a qué equivale. El resto, sumar y restar.

Un saludo,