EL DECIBEL

El nivel mínimo de percepción auditiva es de 0,00002 N/m2 y el nivel máximo que se puede soportar sin peligro de daño inmediato y que generalmente se lo denomina  umbral del dolor es de 20 N/m2. De esto se deduce que el oído opera sobre un rango  aproximado de 1.000.000 de unidades.

Debido al rango tan extendido y a la respuesta logarítmica del oído, obligaron al uso de relaciones logarítmicas, siendo generalmente el decibel la unidad utilizada.

El decibel o dB es la unidad usada para la medición de nivel de presión sonora (SPL), nivel de señal etc. y carece de unidades ya que se trata de una relación y en este caso nos referimos no a la magnitud, sino a su nivel, por lo tanto dicha expresión no tiene valor, a menos que se especifique el valor de la magnitud tomada como referencia, aunque éstas normalmente están estandarizados.

El logaritmo es una función matemática que reduce valores numéricos grandes a números pequeños, mas manejables y además se incrementa exponencialmente de la misma forma que la respuesta del oído, la cual no es lineal.

El logaritmo en base decimal de un valor es el numero que cuando es aplicado a 10 como exponente, produce ese valor como resultado. El logaritmo de el valor 2 simplemente debe ser memorizado o buscado en una tabla de logaritmos, pero cuando el valor es un potencial entero de 10,  el valor logarítmico se encuentra fácilmente. Simplemente se escribe el numero en forma exponencial y el exponente es el logaritmo. Por ejemplo, el numero 10.000 es igual a 104 en forma exponencial, luego su logaritmo es 4.

Ejemplos

Log 2 = 0,3

Log 1 = 0

Log 10 = 1

Log 100 = 2

Los valores logarítmicos son negativos para potencias de 10 que son menores a 1. Por ejemplo

Log 0,1 = -1

Log 0,01 = -2

Log 0,001 = -3

PRESION SONORA Y POTENCIA SONORA

NIVEL DE PRESION SONORA

El nivel de presión sonora es el nivel de vibración del sonido medido en un punto en el espacio. Se mide usualmente con un medidor de nivel sonoro (decibelimetro) en dB SPL (sound pressure level).

A niveles mas altos de presión sonora, mas " fuerte" es el sonido. El sonido mas débil que podemos oír es 0 dB SPL (umbral de audición) y el nivel mas fuerte va de los 120 a 140 dB SPL (umbral del dolor).

El nivel promedio de audio hogareño es 85 dB SPL.

dB SPL = 20 log. P / P ref.

Donde:

P es la presión sonora medida en Pascales

P ref. es la presión mínima que el oído puede percibir y es igual a ( 20  PA).

NIVEL DE SEÑAL

El nivel de señal tambien se mide en dB.

dB  = 10 log. P / P ref.

Donde:

P es la potencia medida en watts.

P ref. es la potencia en watts tomada como referencia.

Casos Particulares

Si P = 2 P ref.  entonces reemplazando en la formula   dB SPL = 10 log. 2   por lo tanto dB  = + 3

Si duplicamos la potencia, la ganancia obtenida es de 3 dB .

Marcelo E. Iacovino

iacovino@fibertel.com.ar

Si P = 1/2 P ref.  entonces reemplazando en la formula   dB SPL = 10 log. 0,5   por lo tanto dB  = - 3

Si reducimos la potencia a la mitad, tendremos una caída  de 3 dB .

En los últimos tiempos se ha vuelto común el uso del decibel al referirse a radios de voltaje como ser:

dB  = 20 log. V / V ref.

Donde:

V es el voltaje medido.

V ref. es la referencia en Volts. 

El nivel de señal en decibeles puede expresarse de varias formas: dBm, dBu, dBv y dBV.

 dBm : La potencia de referencia es igual a 1 miliwatt.

 dBu o dBv : El voltaje de referencia es 0,775 volts.

 dBV : El voltaje de referencia es 1 volt.