Il valore in "dB" rappresentato nei grafici.

Dedicato a chi si avvicina all'alta fedetà
(per i cavi c'è una sezione dedicata)
Rispondi
Messaggio
Autore
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Il valore in "dB" rappresentato nei grafici.

#1 Messaggio da TomCapraro »

Dunque, sulla questione "dB" rappresentata nei grafici ci sarebbe da fare un chiarimento.
Cerco di farlo condensando il tutto in poche, ma chiare, righe.
Il decibel è un decimo di Bell. Il Bell è l'unità di misura del Livello. Il Livello è il logaritmo in base 10 del rapporto di due grandezze omogenee di cui una (ad denominatore) è presa come riferimento. Quindi Livello = 10 log (V/Vref) in dB
Innanzitutto il valore "dB" non significa nulla poiché non fa riferimento a nessun valore.
Al termine "dB" va associato al valore di riferimento che può spaziare tra il milliwatt (dBm) il watt (dBW) il microVolt (dBµV) il Volt (dBV)
Poi ci sarebbe anche il dBu, che è il riferimento dei sistemi analogici che vede una tensione pari a 0,775 volt rms con valore 0dBu, ed infine le nostre (abituali ma spesso fuorvianti) rappresentazioni del massimo valore registrabile in digitale, lo 0dbfs.
Per concludere la sagra del "dB" ci sarebbe anche il valore relativo (dBr) che sarebbe il valore "adeguato" (tramite calibrazione) dei sistemi di misura (come stereophile ad esempio) in relazione alla massima ampiezza registrabile in digitale.
Il valore dBr rimane comunque fuori dalla reale tensione di uscita di un ipotetico apparecchio.
Facciamo un esempio, due DAC con tensioni di uscita di 2,65rms e 3,60rms, entrambi, nonostante venga adeguato il valore della rappresentazioni in dBr/0dBfs, mostreranno ampiezza di segnale spettrale identico ma...con valore di tensione reale diverso, visto che con un segnale di riferimento a 0dBfs il primo caccia 2,65 volt e il secondo 3,60 volt.

Diamo una breve spiegazione partendo dal dBm
dBm (a volte dBmW o decibel-milliwatt) è un'abbreviazione del rapporto di potenza in decibel (dB) della potenza misurata riferita a un milliwatt (mW). Viene utilizzato in reti radio, microonde e fibre ottiche come misura conveniente di potenza assoluta a causa della sua capacità di esprimere valori molto grandi e molto piccoli in breve forma.

Il dBW
Il rapporto di potenza in decibel (dB) della potenza misurata riferito ad un watt (W).

Il dBµV
tensione dBμV rispetto a 1 microvolt.

Il dBV
tensione dBV rispetto a 1 volt.

I grafici mostreranno un esempio unito anche alla rappresentazione del valore teorico del rumore di quantizzazione, che vede una relazione tra i punti misurati della FFT e l'ampiezza mostrata del rumore, questa formula viene espressa qui, con P che è il numero di punti 10Log(P/2)
Questo poichè, il piano teorico sotto il rumore di quantizzazione cambia ampiezza in base al numero di punti impostato nella FFT dell'analizzatore.

Per comodità ho scelto la rappresentazione in dBV, quindi 0dBV = 1volt di tensione.

Primo grafico, segnale fornito al DAC pari a -90dBfs. 24bit/96khz
La reale rilevazione in tensione (visto che il dac produce una tensione rms inferiore ai 2volt, è pari a -84,23dBV, con piano del rumore a -129,3dbV e con punti FFT 65536.
Adesso, senza alcun riferimento di "calibrazione", risaliamo all'ipotetico valore che mostrerebbe uno strumento con scala in dBr pesata A con riferimento allo 0dBfs digitale, tipo stereophile con il suo AP2700.

-84,23dBV equivalgono a -101dBr relativi allo 0dBfs.
-129,3dBV equivalgono a -146dBr relativi allo 0dBfs.

Immagine

Adesso mostriamo l'esempio di cui parlavamo prima relativo ai punti della FFT, quindi senza toccare nulla sulla tensione d'ingresso, che rimane riprodotta sempre da quel segnale a -90dBfs, cambiamo sull'analizzatore il numero di punti e lo portiamo (prima 65536) a 1.048.576
Come si evince l'ampiezza del segnale rimane invariata, quindi -84,23dBV, di contro scende, come preannunciato, il piano del rumore che si porta a -141,4dBV
-141,4dBV corrispondono a -158dBr relativi allo 0dBfs.

Immagine

Infine andiamo a fare la "prova del nove" che sarebbe quella di mostrare il livello rilevato in dBV, e confrontarlo con la tensione rms all'uscita del DAC con stavolta un segnale campionato alla massima ampiezza possibile, quindi 0dBfs.
+5,81dBV è il valore rilevato nel picco massimo del tono a 1khz, magari prima, quando la situazione "dB" era meno chiara, avreste pensato ad un segnale distorto.
Il fatto è che per raggiungere il valore di 0dBfs bisogna arrivare a +16,99dBV, che sarebbero a sua volta +18dBu, quindi con +5,81dBV l'AP2700 mostrerebbe un valore pari a -11,17dBr.

Immagine

+5dBV corrisponderebbero ad un valore di tensione pari a 1,95 volt rms.
Perfettamente e matematicamente rilevati.

Immagine
saluti, Tom
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Il valore in "dB" rappresentato nei grafici.

#2 Messaggio da TomCapraro »

Visto che il calcolo è semplicissimo posto anche come trasformare in due secondi i valori di dBu e dBV in valore di tensione RMS

dBu to volt = 10^(dBu misurati/20) x 0.775

dBV to volt = 10^(dBV misurati/20) x 1
saluti, Tom
Rispondi

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 15 ospiti