[음향] 데시벨(decibel) 대해

dB(Decibel) 란?

Decibel이란 전기적인 혹은 물리적인 변화에 대한 사람의 청감 변화를

수치로 나타낸 것입니다.

예를 들어 우리가 스피커의 볼륨이 높였을때, 증가된 만큼 인지할까요?

전혀 그렇치 않고 약간 증가된 느낀다고 합니다.

여기서 말하는 '약간' 어느정도일까요? 통상적으로 3dB을 음의 레벨 변화를 인지할 수 있는

최소 양으로 규정하고 있습니다.

 

물리적인 음의 크기와 인간이 느끼는 음의 크기는 다릅니다.

등청감곡선(Equal Loudness Countour) 표입니다.

음압 레벨에 따라 변화는 청각 변화를 주파수별로 나타내는 곡선이며

음악에서의 레벨 밸런스는 우리가 듣는 음압 레벨과 매우 밀접한 관게가 있습니다.

이 내용은 나중에 정리해서 알려드리겠습니다.

 

다시 Deciblel 로 넘어와서

음악을 크게 듣기 위해 스피커 볼륨을 올린다는 것은 앰프이 전기 파워를 높인다는 것과 같습니다.

전기 파워(Electric Power)란 단위 시간 당 전류가 할 수 있는 일의 양을 말하며, 단위는 와트(Watt)입니다.

레벨 변화를 데시벨 공식입니다.

예를 들어 4와트 에서 8와트로 올리면

10log(8/4) = 10log2 

= log2 = 0.3 = 10 x 0.3 = 3db 입니다.

두배 올리면 체감 레벨은 3dB증가합니다.

 

앰프의 파워량을 결정하는 요소로는 전압, 전류, 저항등을 생각 수 있는데

특히 전압은 파워량을 조절하는 결정적인 요소이기 때문에 대부분의

오디오 장비에서는 전압 데시벨로 신호의 레벨 변화량을 나타냅니다.

 

먼저 파워와 전압 관계는

 

P = 파워 V = 전압  I = 전류 = R = 저항 입니다.

 

공식에 따르면 전압을 두 배 높일 때 파워는 6dB가 증가합니다.

전기 파워를 2배 높였음에도 불구하고 우리의 체감 증가는 3dB 정도의 매우 미약한 신호입니다.

그렇다면 2배 정도로 크게 들으려면 위의 공식에 수치를 대입하여 계산하면

10dB 정도는 되어야 하며 이것을 파워(와트)로 환산하면 기존보다 10배 정도 필요합니다.

 

0db란?(Unity Gain)

0dB는 우리가 알고 있는 일반적인 제로(Zero)가 아닌 변화 없음(no change)을 말합니다.

만일 앰프의 입력 신호 레벨이 20일 때 출력 신호 역시 20이라면

앰프는 어떤 이득고 창출하지 못한 것이므로 이것을 공학적인 용어로 Unity gain(유니트 게인)이라 합니다.

쉽게 설명하면 0dB 혹은 유니트 게인이란 '신호 없음(no signal)'이 아니라

입력과 출력 사이에 레벨 변화가 없다는 것을 뜻합니다.

0dB라고 해서 신호 증폭이 젼혀 없었다고 보기 힘든 경우도 있습니다.

앰프의 입력과 출력 임피던스에 따라 게인이 변할 수 있기 때문입니다.