Купил усилитель вдвое мощнее, а громче стало еле-еле. Знакомо? Виноваты децибелы: в автозвуке ими меряют громкость, чувствительность, уровни в процессоре и графики АЧХ, и почти про каждый такой дБ ходит свой миф. Ниже самые живучие мифы и простой счёт: что на деле значат +3, +6 и +10 дБ.
Для мощности: дБ = 10 × lg(P₁/P₀)
Для напряжения и звукового давления: дБ = 20 × lg(U₁/U₀)
Где с децибелами чаще всего путаются?
«Децибел - это единица громкости» неправда
Децибел - способ сравнить две величины. Сами по себе «90 дБ» ничего не значат, пока не сказано, относительно чего. Отсюда целое семейство «децибелов»:
- dB SPL: звуковое давление относительно порога слышимости (20 мкПа).
- dBFS: уровень цифрового сигнала относительно максимума (0 dBFS).
- dBV и dBu: напряжение относительно 1 В и 0,775 В.
- dB на графике АЧХ: относительный уровень, без привязки.
Видишь в характеристике «дБ», сначала выясни, какой именно. Все эти шкалы собраны в статье «Шкалы dB: SPL, dBFS, dBV и dBu».
«Поставил усилитель вдвое мощнее, стало вдвое громче» неправда
Двойная мощность даёт всего +3 дБ, едва заметную прибавку. Чтобы на слух стало «вдвое громче», нужно около +10 дБ, то есть мощность ×10.
| Изменение | Что означает |
|---|---|
| 1 дБ | Порог заметности изменения громкости |
| +3 дБ | Мощность ×2, едва заметно громче |
| +6 дБ | Напряжение/давление ×2, мощность ×4 |
| +10 дБ | Мощность ×10, субъективно примерно «вдвое громче» |
| +20 дБ | Напряжение ×10, мощность ×100 |
«Два динамика по 90 дБ вместе дают 93 дБ»
Смотря как они играют. Я сам когда-то принял эту цифру на веру от уважаемых людей, а потом пересчитал. Если два источника играют один сигнал в фазе, складываются давления, а не мощности: 90 + 90 дБ дают 96 дБ. Плюс 3 дБ получается, когда сигналы не связаны между собой, например два разных шума. С тех пор проверяю советы калькулятором, даже если их даёт чемпион.
«Разная чувствительность значит, что динамик надо менять»
Чаще всего нет. Возьмём пару из каталога: твитер ESB 9.1T-28 с 91,5 дБ (1 Вт/1 м) и СЧ динамик ESB 9.4m с 87,6 дБ. Разница 3,9 дБ: чтобы СЧ динамик сыграл так же громко, ему нужно примерно в 2,5 раза больше мощности. Звучит серьёзно, но на деле обычно просто опускают уровень ВЧ на те же ~4 дБ. Делается это в процессоре или гейном усилителя.
«У этого динамика 94,5 дБ, а у того 91,5, значит первый громче»
Проверь условия. У того же ESB 9.1T-28 в паспорте две цифры: 91,5 дБ при 1 Вт/1 м и 94,5 дБ при 2,83 В/1 м. Динамик один. Просто 2,83 В на номинальные 4 Ом дают около 2 Вт, а двойная мощность и есть те самые +3 дБ. Сравнивай чувствительности только в одинаковых условиях, подробнее в статье про SPL.
Пара вопросов, которые прилетают после разговора о децибелах.
Для мощности отношение равно 10 в степени дБ/10, для напряжения и звукового давления 10 в степени дБ/20. Например, +6 дБ по напряжению дают ×2, а по мощности ×4; −10 дБ по мощности означают ×0,1. В процессоре и на графиках АЧХ почти всегда речь о напряжении или давлении, значит, считай через 20.
Усилитель 100 Вт против 50 Вт на той же акустике даёт всего около +3 дБ, потому что 10 × lg(100/50) ≈ 3,0 дБ. Это едва заметная прибавка. Чтобы получить +10 дБ, которые слух воспринимает примерно как «вдвое громче», мощность нужна в 10 раз больше: 500 Вт вместо 50. Поэтому запас по мощности в SQ ценят за отсутствие клиппинга, а не за громкость. Выбирать есть из чего в разделе усилителей.
Отметка −3 дБ на графике АЧХ означает, что мощность на этой частоте упала вдвое, а напряжение примерно до 0,71 от исходного. По этой точке обычно указывают частоту среза фильтра и границы рабочего диапазона динамика. Сравнивая два графика, смотри, по какому уровню производитель мерил диапазон: −3 дБ или −10 дБ дают совсем разные цифры.
Уровни в звуковом процессоре отрицательные, потому что их обычно считают в dBFS, от цифрового максимума 0 dBFS вниз. Выше нуля цифровой сигнал подняться не может и начинает срезаться, поэтому −6 dB на канале значит «вдвое ниже максимума по напряжению», а не «тише нормы». Подробно про шкалы SPL, dBFS, dBV и dBu есть в отдельной статье.
Уровень звука на открытом пространстве падает примерно на 6 дБ при каждом удвоении расстояния до источника, потому что давление убывает обратно пропорционально расстоянию: 20 × lg(2) ≈ 6 дБ. В салоне машины отражения от стёкол и обивки сильно сглаживают эту зависимость, а на низах её перекрывает усиление салона. Поэтому чувствительность динамика всегда приводят к 1 м.
С децибелами ты будешь работать постоянно на шаге «Настройка системы»: уровни каналов, усиление и срезы эквалайзера, всё в дБ. Полезно помнить, что шаг в 1 дБ уже заметен, а 3 дБ означают вдвое больше мощности. Как эти +3 дБ за удвоение мощности выглядят при выборе усилителя, показано в статье про эффективность системы и мощность усилителей.
Путаешься, какие «дБ» у тебя в процессоре и в паспорте? Спроси в Telegram-чате, там это объясняли уже не раз.
Источники
- IEC 60027-3: Logarithmic quantities and units
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- В. К. Иофе, В. Г. Корольков, М. А. Сапожков, «Справочник по акустике», 1979
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- И. А. Алдошина, «Основы психоакустики» (цикл статей, журнал «Звукорежиссёр», 1999–2000)
См. также: SPL, АЧХ, Кривые равной громкости.