Децибелы в паспорте усилителя: как сравнивать модели
В паспорте усилителя написано «шум −90 дБ», у колонок «чувствительность 89 дБ», у входа «0 дБВ». Разбираем, что за этими числами стоит и как переводить их в понятные разы и вольты.
Содержание
Децибелы в паспорте усилителя переводят в разы по двум формулам: по мощности дБ = 10 · lg(P₂ / P₁), по напряжению дБ = 20 · lg(U₂ / U₁). Запомните три числа: +3 дБ — вдвое больше мощности, +6 дБ — вдвое больше напряжения, +20 дБ — в 10 раз по напряжению.
Главное правило: децибел — относительная единица. «−90 дБ» без указания, относительно чего и как измерено, ничего не значит.
Децибел показывает, во сколько раз одна величина больше другой, только в логарифмической шкале. Отсюда и путаница: цифры без условий сравнивать нельзя.
Ниже — формулы и таблица перевода, разные «нули» (дБВ, дБu, дБ SPL), что смотреть в паспорте усилителя, чувствительность колонок с расчётом на расстоянии и ошибки.
Зачем это нужно
Слух реагирует на изменение громкости не линейно, а примерно логарифмически, поэтому звуковики и считают в децибелах. Для покупателя и сборщика усилителя это единственный способ сравнить две модели по шуму, искажениям, чувствительности и разделению каналов.
Три правила перевода
Формулы простые, и их стоит запомнить.
- По мощности.дБ = 10 · lg(P₂ / P₁).
- По напряжению и току.дБ = 20 · lg(U₂ / U₁). Множитель 20 потому, что мощность пропорциональна квадрату напряжения.
- Обратный перевод.По напряжению отношение = 10^(дБ / 20), по мощности = 10^(дБ / 10).
| дБ | Во сколько раз по мощности | Во сколько раз по напряжению |
|---|---|---|
| 3 | примерно 2 | примерно 1,41 |
| 6 | примерно 4 | примерно 2 |
| 10 | 10 | примерно 3,16 |
| 20 | 100 | 10 |
| 40 | 10 000 | 100 |
| 60 | 1 000 000 | 1000 |
Практическая память: +3 дБ — вдвое больше мощности, +6 дБ — вдвое больше напряжения, +10 дБ — по ощущению вдвое громче. Отрицательное значение — то же самое в обратную сторону: −20 дБ по напряжению означает в десять раз меньше.
Не нужно считать на бумаге: калькулятор децибел переводит отношения в дБ и обратно.
Какие бывают «нули»
| Обозначение | Относительно чего | Где встречается |
|---|---|---|
| дБ | отношение двух величин, ноль не задан | усиление, подавление |
| дБВ (dBV) | 1 В | линейные входы и выходы бытовой техники |
| дБu (dBu) | 0,775 В | профессиональная техника |
| дБм (dBm) | 1 мВт | радиоприёмники, измерения |
| дБ SPL | порог слышимости по звуковому давлению (20 мкПа) | громкость, чувствительность колонок |
| дБFS | максимальный уровень цифрового сигнала | цифровые устройства, ЦАП |
Нулевые уровни у дБВ и дБu разные: 0 дБВ — это 1 В, а 0 дБu — 0,775 В. Разница 20 · lg(1 / 0,775) ≈ 2,2 дБ, поэтому не смешивайте их, когда согласуете аппаратуру.
Перевод уровней в вольты
Напряжение по уровню: U = U₀ · 10^(дБ / 20), где U₀ — «ноль» шкалы.
- −10 дБВ.1 В · 10^(−10 / 20) ≈ 0,316 В — типичный бытовой линейный уровень.
- +4 дБu.0,775 В · 10^(4 / 20) ≈ 1,228 В — типичный профессиональный уровень.
- 0 дБВ.1 В; 0 дБu — 0,775 В.
- Разница.+4 дБu и −10 дБВ отличаются по напряжению в 1,228 / 0,316 ≈ 3,9 раза, то есть примерно на 11,8 дБ.
Подключать «профессиональный» выход к бытовому входу напрямую нужно с учётом этой разницы: сигнал будет сильнее, чем рассчитывает вход.
Что смотреть в паспорте усилителя
Пять параметров стоит проверять в паспорте, и у каждого есть условия измерения.
- Отношение сигнал/шум (SNR).«−90 дБ» значит: шум слабее максимального сигнала в миллиард раз по мощности (по напряжению примерно в 31 600 раз). Проверьте условия: относительно номинальной мощности или 1 Вт, с взвешивающим фильтром или без.
- Искажения (THD).Часто пишут в процентах, иногда в децибелах: 0,1 % — это −60 дБ по напряжению, 0,01 % — −80 дБ.
- Разделение каналов.Чем больше дБ, тем меньше один канал «проникает» в другой.
- Диапазон частот.Обязательно «в пределах ±3 дБ» или «±1 дБ»: без допуска цифра ничего не говорит.
- Входная чувствительность.Напряжение, при котором усилитель выдаёт номинальную мощность, в вольтах или в дБВ.
При разных условиях измерения цифры несопоставимы.
Чувствительность колонок
Чувствительность акустики записывают в дБ SPL при мощности 1 Вт на расстоянии 1 м. Удвоение мощности добавляет 3 дБ: колонка с чувствительностью 87 дБ при 1 Вт даёт около 90 дБ при 2 Вт и около 93 дБ при 4 Вт.
Поэтому колонка на 90 дБ при той же громкости требует усилитель в 2 раза слабее, чем колонка на 87 дБ. Это важнее, чем «ещё 10 Вт у усилителя».
Уровень на другом расстоянии: SPL = S + 10 · lg(P) − 20 · lg(r).
Здесь S — чувствительность (1 Вт, 1 м), P — мощность в ваттах, r — расстояние в метрах (свободное поле, без отражений от стен).
Пример (условный): S = 88 дБ, P = 10 Вт, r = 3 м: 88 + 10 − 9,5 ≈ 88,5 дБ. Подбор частоты раздела для многополосной системы — в материале расчёт кроссовера.
Типовые ошибки
- Сравнение SNR разных производителей.«−90 дБ» и «−80 дБА»: у второго применён взвешивающий фильтр, условия отличаются.
- Путаница дБВ и дБu.Разница 2,2 дБ, а у типичных уровней +4 дБu и −10 дБВ — около 12 дБ.
- «100 Вт вдвое громче 50 Вт».На слух это около +3 дБ, едва заметная разница.
- Сложение децибел как процентов.3 дБ плюс 3 дБ — это 6 дБ, то есть вчетверо по мощности.
- Вера цифре без условий измерения.Без нагрузки, частоты и фильтра число не сравнить.
- Забыть про расстояние.Чувствительность задана на 1 м; на 3 м уровень на 9,5 дБ ниже.
Короткий вывод
Децибелы нужны, чтобы понимать паспорт, а не чтобы пугаться. Запомните: 3 дБ — вдвое по мощности, 6 дБ — вдвое по напряжению, 20 дБ — в десять раз по напряжению; смотрите, относительно чего даны значения, и сравнивайте модели только при одинаковых условиях.
Усилители на микросхемах, о которых говорится в разделе, — в обзоре усилители НЧ на микросхемах.
Частые вопросы
Как перевести децибелы в разы?
По напряжению: отношение = 10^(дБ / 20), по мощности: 10^(дБ / 10). Например, 6 дБ по напряжению — вдвое, по мощности — вчетверо.
В калькуляторе децибел это считается автоматически.
Чем дБВ отличается от дБu?
0 дБВ — это 1 В, 0 дБu — 0,775 В. Разница около 2,2 дБ. Бытовой уровень −10 дБВ — 0,316 В, профессиональный +4 дБu — 1,228 В.
Между ними почти 12 дБ, поэтому согласуйте входы и выходы.
Что значит чувствительность колонки 90 дБ?
Колонка даёт 90 дБ звукового давления при мощности 1 Вт на расстоянии 1 м. На 3 м при той же мощности уровень ниже на 20 · lg(3) ≈ 9,5 дБ.
Чем выше чувствительность, тем меньше мощность усилителя нужна для той же громкости.
Что лучше: SNR −90 дБ или −80 дБА?
Сравнивать можно только при одинаковых условиях. «дБА» — с взвешивающим фильтром, который учитывает чувствительность слуха и обычно улучшает цифру.
Сравнивайте значения с одинаковыми условиями. Если в паспорте усилителя, в том числе российского, условий измерения нет, цифры сравнивать нельзя.
Насколько громче усилитель 100 Вт, чем 50 Вт?
Примерно на 3 дБ: 10 · lg(100 / 50) ≈ 3 дБ. Это едва заметная разница на слух.
Чтобы стало вдвое громче по ощущению, нужно примерно +10 дБ, то есть десятикратная мощность.
