El oído opera sobre un rango de energía de aproximadamente 1013:1 (10.000.000. 000.000:1)- un rango extremadamente amplio. Porque para nosotros trabajar sobre semejante rango se hace difícil, ha sido adoptada una escala logarítmica que comprime las mediciones a figuras más manejables.

El sistema usado para la medición de nivel de presión sonora ( SPL ), nivel de señal, y cambios en el nivel de señal es el decibel o dB. Para llegar a un entendimiento del decibel, primero vamos a examinar los logaritmos y la escala logarítmica. El logaritmo es una función matemática que reduce valores numéricos grandes a números pequeños, más manejables. Porque se incrementa exponencialmente, lo expresa a nuestro sentido de la percepción más precisamente que una curva lineal.

El logaritmo de un valor es el número que cuando es aplicado a 10 como un 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 número en forma exponencial, y el exponente es el logaritmo. Por ejemplo, el número 10.000 es 104 en forma exponencial, luego su logaritmo es 4.

log 2 = .3
log 1 = 0
log 10 = 1
log 100 = 2
log 1000 = 3

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

NIVEL DE PRESIÓN 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 de sonido en dB SPL - decibeles de nivel de presión sonora .

A niveles más altos de presión sonora, más fuerte es el sonido. El sonido más débil que podemos oír, el umbral de la audición, es 0 dB SPL. Una conversación común a 30 cm. es igual a 70 dB SPL. El nivel promedio de audición de audio hogareño ronda los 85 dB SPL. El umbral del dolor ( nivel tan fuerte que duelen los oídos ) va de los 120 a los 140 dB SPL.

El nivel de presión sonora es 20 veces el logaritmo de el radio de dos presiones de sonido:

dB SPL = 20 log P / P ref

donde:
P es la presión sonora medida en pascales,
P ref es una referencia de presión sonora - 20 micro-pascales (20 µPA) - el umbral de la audición.

NIVEL DE SEÑAL
El nivel de señal se mide tambien en dB. El nivel en decibeles es 10 veces el logaritmo de el radio de dos niveles de potencia:

dB = 10 log P / P ref

donde:
P es la potencia medida en watts,
P ref es una referencia de potencia en watts.
En los últimos tiempos se ha vuelto común el uso de el decibel al referirse a radios de voltaje como ser:

dB = 20 log V / V ref

donde:
V es el voltaje medido,
V ref es una referencia de voltaje.

Esta expresión es matemáticamente igual a la previa, porque potencia es equivalente a la cuadratura del voltaje dividida por la resistencia del circuito.

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

dBm: decibeles referidos a un miliwatt.
dBu o dBv: decibeles referidos a 0.775 volt. ( se usa dBu preferentemente ).
dBV: decibeles referidos a 1 volt.

Si medimos potencia de señal, la unidad de decibel a usar es el dBm.

dBm = 10 log P / P ref

donde:
P es la potencia medida,
P ref es la potencia de referencia, 1 miliwatt.

Por ejemplo, si convertimos 0.01 watt a dBm:
dBm = 10 log p/P ref = 10 log 0.01/0.001 = 10
Luego, 0.01 watt es 10 dBm ( 10 decibeles sobre 1 miliwatt ).

Ahora, si convertimos 0.001 watt en dBm:
dBm = 10 log P / P ref
= 10 log 0.001 / 0.001
= 0
Luego, 0 dBm = 1 miliwatt.

Cualquier voltaje a través de cualquier resistencia que resulte en 1 miliwatt es 0 dBm.

0 dBm = V2 / R
= 1 miliwatt

donde:
V es el voltaje en volts,
R es la resistencia del circuito en ohms.

Por ejemplo, 0.775 volts en 600 ohms es 0 dBm. 1 volt en 1000 ohms es 0 dBm.

Algunos voltímetros están calibrados en dBm. La lectura del medidor en dBm es exacta solo cuando se mide a través de 600 ohms. Para una medición precisa en dBm, se mide el voltaje y la resistencia del circuito y luego se calcula:

dBm = 10 log (V2 / R) / 0.001

Otra unidad de medición es la llamada dBu o dBv. La misma significa decibeles referidos a 0.775 volts. La figura ?0.775 volt? viene de 0dBm. 0dBm = 0.775 volts en 600 ohms, donde 600 ohms solía ser un standard de impedancia para conexiones de audio. Por consiguiente:

dBu = 20 log V / V ref

donde V ref = 0.775 volt.
El nivel de señal se mide tambien en dBV, o decibeles referidos a 1 volt.

La ecuación para esto es:
dBV = 20 log V / V ref
donde V ref = 1 volt.

Por ejemplo, si convertimos 1 milivolt a dBV:

dBV = 20 log V / V ref
= 20 log 0.001 / 1
= - 60

Luego 1 milivolt = - 60 dBV (60 decibeles debajo de 1 volt). Ahora convirtamos 1 volt a dBV, como sigue:

dBV = 20 log 1 / 1
= 0

Luego, 1 volt = 0 dBV.

Para convertir dBV a voltaje se usa la formula:

Volts = 10 a la (dBV / 20)

GRACIAS POR LEER ESTA GUIA !!

Cesar Tejerina

Bs.As. Sound