Децибелы: что значит +6 дБ и откуда берутся dBu и dBFS
Децибел — отношение, а не громкость. Две формулы, четыре шкалы и одна таблица, после которых «+3», «−6» и «−18 dBFS» перестают быть заклинаниями.
Децибел — это отношение, а не единица громкости
Децибел (дБ) показывает, во сколько раз одна величина больше другой, и записывает это на логарифмической шкале. Поэтому «+6 дБ» без указания, к чему, ничего не значит. Если сказано «на 6 дБ громче фейдера» — это про сравнение. Если сказано «−18 dBFS» — это уже точка на шкале с нулём, привязанным к максимуму цифры.
Для мощности: 10·lg(P₂/P₁). Для напряжения и звукового давления — 20·lg(U₂/U₁), потому что мощность пропорциональна квадрату напряжения. Из этого вытекают три числа, которые стоит запомнить: +3 дБ — удвоение мощности (напряжение растёт в 1,41 раза), +6 дБ — удвоение напряжения (мощность в 4 раза), +10 дБ — рост мощности ровно в десять раз.
Шпаргалка: дБ ↔ разы
| Изменение, дБ | Напряжение (×) | Мощность (×) |
|---|---|---|
| +20 | 10 | 100 |
| +10 | 3,16 | 10 |
| +6 | 2 | 4 |
| +3 | 1,41 | 2 |
| +1 | 1,12 | 1,26 |
| 0 | 1 | 1 |
| −3 | 0,71 | 0,5 |
| −6 | 0,5 | 0,25 |
| −20 | 0,1 | 0,01 |
| −40 | 0,01 | 0,0001 |
Удобство в том, что в цепочке усилителей децибелы просто складываются. Предусилитель +30 дБ, затем фейдер −10 дБ, затем мастер +6 дБ — суммарно +26 дБ.
dB SPL, dBu, dBV, dBFS: четыре «нуля»
dB SPL — уровень звукового давления, ноль по стандарту 20 микропаскалей в воздухе. Это то, что показывает шумомер. dBu — напряжение относительно 0,775 В; 0,775 В дают 1 мВт на 600 Ом — наследие телефонных линий; сама шкала от нагрузки не зависит. dBV — напряжение относительно 1 В. Профессиональный линейный уровень +4 dBu — это 1,228 В, бытовой −10 dBV — 0,316 В. Подробнее про разъёмы и уровни — в статье про XLR, джек и TRS.
Формула для перевода: U = 0,775 · 10(dBu/20) вольт.
dBFS: цифровой потолок
В цифровом звуке ноль выбран сверху: 0 dBFS — максимальный уровень, который можно записать. Все остальные значения отрицательные. Выше нуля — клиппинг: волна срезается. Из-за интерполяции между сэмплами цифровой сигнал, у которого ни один сэмпл не дошёл до нуля, всё равно может клиповать при выходе на ЦАП; для этого придумали измерение true peak.
Динамический диапазон — около 6,02 дБ на бит: 16 бит дают около 96 дБ, 24 бита — около 144 дБ. Для полномасштабного синуса к этому добавляют 1,76 дБ (98 и 146 дБ). Больше запаса — больше свободы: на 24 битах не нужно записывать «в красное», пики в середине шкалы — нормально. Про уровни записи и громкость трека читайте в статье про уровень записи и LUFS, а замерить их можно в приборе для громкости.
Фейдер, нулевая отметка и «минус бесконечность»
На фейдере пульта 0 дБ — единичное усиление: сигнал проходит без изменения. Выше нуля — усиление, ниже — ослабление, нижний край шкалы — «−∞», то есть полная тишина. Шкала на фейдере неравномерная: логарифм плохо ложится на линейку.
Практический вывод для сведения: меняйте уровень в дБ, а не «на глаз». Подвинули на −3 дБ — мощность упала вдвое. Подвинули на −6 дБ — напряжение упало вдвое.
Децибелы и слух: почему дБ — это ещё не громкость
Громкость на слух не совпадает с дБ. Кривые равной громкости показывают, что человек чувствительнее всего к диапазону примерно 2–4 кГц, а на краях диапазона слух хуже. Два тона с одинаковым уровнем в дБ, но на разных частотах, звучат по-разному громко. Поэтому для оценки громкости трека используют LUFS: они учитывают частотную чувствительность слуха, а не только размах волны. О том, как слух измеряют, — в тесте слуха.
Частые вопросы
Что такое децибел простыми словами? +
Это логарифмическая запись отношения двух величин: мощностей, напряжений или давлений. Само по себе «дБ» ничего не измеряет, нужно знать, с чем сравниваем.
Во сколько раз это +6 дБ? +
Напряжение вырастает вдвое, мощность вчетверо.
Чем dBu отличается от dBV? +
Разной точкой отсчёта: 0 dBu — это 0,775 В, а 0 dBV — это 1 В.
Почему dBFS всегда отрицательные? +
Ноль отсчитывается от максимального цифрового уровня; всё, что тише, получает минус.
Сколько дБ динамического диапазона у 16 и 24 бит? +
Примерно 96 дБ и 144 дБ: около 6,02 дБ на каждый бит. Для полномасштабного синуса прибавляют ещё 1,76 дБ (98 и 146 дБ).
Логарифм придумали, чтобы не писать нули. А в звуке он оказался удобен ещё и тем, что слух тоже считает не линейкой.
- Звукорежиссёр, музыкант, электронщик из Петербурга.
- Более 20 лет в музыке: дрим-поп, эмбиент, электроника.
- Рассказываю о фишках и техниках при создании музыки.
- Помогаю подобрать музыкальный сетап без переплат.
- Собираю аналоговые гитарные педали.
Вопросы — в Telegram.