Decibel... cos’è?

di Michele Viola

Il decibel è... la decima parte del bel, proprio come il decimetro è la decima parte del metro. Il bel è un’unità il cui nome deriva da quell’Alexander Graham Bell che ha avviato la nota attività di ricerca (i Bell Laboratories) che ha poi portato, nei decenni non così remoti, ad alcune delle principali scoperte e invenzioni, soprattutto nel campo dell’elettronica applicata.

Il bel, come il decibel, è un modo per esprimere i rapporti (ovvero cose come ‘il doppio’, o ‘il triplo’, o ‘la metà’), e in particolare i rapporti di intensità (o di potenza, o di energia).

Il rapporto tra due livelli di potenza P₁ e P₀, in bel, è dato da:

Dato che il decibel, abbreviato dB, è 1/10 di un bel (quindi, descrivendo uno stesso livello sonoro, i decibel sono più dei bel perché sono più piccoli), il rapporto in decibel è espresso da:

Il decibel si può utilizzare anche per i rapporti di segnale (ad esempio tra tensioni elettriche, o tra pressioni); dato che le potenze sono proporzionali al quadrato dei segnali, e date le proprietà dell’operatore logaritmo che nel presente contesto non mi pare il caso di riesumare, nel caso di rapporti di segnale il calcolo dei dB prevede un fattore moltiplicativo 20 anziché 10:

In dB si possono indicare dei valori assoluti (ovvero dei valori associati ad una misura, normalmente espressi con un’unità di misura a seguire) fissando il denominatore del rapporto, ovvero il riferimento, corrispondente a ‘0 dB’. In genere, discorrendo di segnali elettrici, si aggiunge una terza lettera dopo ‘dB’ per indicare il riferimento.

dBm indica una misura di potenza, con il riferimento 0 dBm = 1 mW

dBW indica una misura di potenza, con 0 dBW = 1 W

dBV: misura di tensione; 0 dBV = 1 V

dBu: misura di tensione; 0 dBu = 1 mW su 600 Ω (cioè 0 dBu = 0,775 V)

La ‘u’ sta per ‘unloaded’, nel senso che il valore di riferimento è il livello di tensione di un generatore ideale che dissiperebbe una potenza di 1 mW su un carico di 600 Ω, ma riportato solamente alla tensione, senza più alcun riferimento al carico.

La misura in dBu è quella che si trova più di frequente nell’audio professionale. La maggior parte dei dispositivi che presentano uscite bilanciate su XLR offrono un livello di uscita nominale di +4 dBu, ovvero ‘4 dB sopra il livello di riferimento di 0,775 V’

I dispositivi più prettamente consumer, cioè, per intenderci, quelli che presentano uscite sbilanciate su RCA, nonché i vari smartphone e tablet e simili con uscita mini-jack, offrono tipicamente un livello di uscita nominale intorno a –10 dBV, cioè ‘10 dB sotto il livello di riferimento di 1 V’

Nel dominio digitale, spesso di usa dBFS, cioè ‘dB rispetto al fondo scala’. Il fondo scala digitale è il livello massimo esprimibile nel dominio numerico, corrispondente a ‘tutti 1’ in binario (o a ‘tutti F’ in esadecimale). Quindi il livello attuale non può essere che minore del fondo scala, per cui il livello espresso in dBFS è sempre un numero negativo. L’esatta corrispondenza tra i dBFS e i dBu, o dBV, dipende dal massimo livello riproducibile dallo specifico dispositivo. Di solito 0 dBFS corrisponde ad un livello compreso tra +10 dBu e +24 dBu, e questo valore è in genere riportato nelle specifiche del dispositivo, o nel manuale. Esistono anche degli standard, volendo. In Europa qualche anno fa era spesso utilizzata la raccomandazione EBU R68, che specificava −18 dBFS = 0 dBu (così 0 dBFS, che è il fondo scala, corrisponde a +18 dBu), mentre negli USA era forse più utilizzata la raccomandazione RP155 di SMPTE, che specificava invece −20 dBFS = +4 dBu (ovvero 0 dBFS = +20 dBu).

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