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El oído opera sobre un rango de energía de aproximadamente 1013:1 (10.000.000.000:1) un rango extremadamente amplio. Como este rango tan amplio es difícil de manejar, se ha adoptado una escala logarítmica para convertir las medidas en cantidades más manejables. El sistema utilizado para medir el nivel de presión del sonido (SPL), el nivel de señal, y los cambios en el nivel de la señal es el decibelio (dB).
El decibelio aparece como una unidad adimensional, para expresar una proporción o relación entre dos energías, que pueden ser acústicas, eléctricas o mecánicas.
Las constantes acústicas de presión, intensidad y potencia sonora, en la practica no se utilizan como tales, sino referenciadas a una base de referencia. Su unidad es el decibelio y se referirán para niveles de presión, de intensidad y de potencia sonora.
¿Qué es un decibelio?
Es un unidad de la relación (cociente) entre dos potencias en escala logarítmica y multiplicada por 10. No es una unidad esencial, a pesar de su popularidad en algunos ámbitos técnicos. Es simplemente una transformación de una cantidad adimensional a una escala logarítmica. La ventaja, en operaciones a mano, es que en lugar de multiplicar, sumas, y en lugar de dividir, restas. Además, resulta útil para visualizar ciertas graficas de variables con rango de valores muy grande, porque el logaritmo amplifica las cantidades muy pequeñas y reduce las magnitudes grandes. Incluso existe un "papel logaritmo" para realizar las gráficas en logaritmos.
En términos algebraicos, la ganancia en decibelios es
Ps → es la potencia en la salida
Pe → es la potencia en la entrada.
De manera análoga se expresan atenuaciones, perdidas en enlaces, etc.
Nota, la ganancia ya se tenia como,
y como es un cociente, es adimensional, no tiene unidades. Al expresar la ganancia en decibelios, mediante una transformación que no es "lineal" como lo es el logaritmo, la unidad decibelios se introduce de manera bastante artificial, sólo para enfatizar que se está trabajando con la variable logarítmicamente modificada.
El logaritmo es una función matemática que convierte un número grande en otro más pequeño. Como aumenta exponencialmente, expresa nuestro sentido de percepción de forma más precisa que la curva lineal. El nivel de sonido en dB es 20 veces el logaritmo de la relación entre las presiones de dos sonidos.
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| Los faders de las mesas de mezclas tienen una relación logarítmica. |
El nivel de presión del sonido es la presión de la vibración sonora medida en un punto. Generalmente se mide con un medidor de presión de sonido en dB SPL (decibelios de nivel de presión sonora).
A mayor nivel de presión sonora, más alto es el sonido. El sonido más pequeño que podemos oír es de 0 dB SPL. El nivel medio de conversación es de 70 dB SPL. El nivel medio de un equipo estéreo doméstico es de 85 dB SPL. El Umbral del Dolor (tan alto que duelen los oídos) es de 125 a 130 dB SPL.
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