音声出力レベルの概念

質問

いまさら恥ずかしくて、知人には聞けない…系の話です。

音響機器の入出力についてです。
入出力レベルについて、「-20dB」「0dB」「+4dB」などと分類されます。
大まかにマイクレベルとラインレベルのことで良いと思いますが、
そういうものとして「理解」ではなく「覚えて」使ってきました。

改めて、よく理解していないことをちゃんと知ろうと思い、質問させていただきました。
「-20dB」「0dB」「+4dB」といった数値は、
何が何に対して「-20dB」であり、「0dB」「+4dB」なのでしょうか？

回答No.6

John_Papa · ベストアンサー

No.3です。

今帰宅したところです。
出かける前にあわてて書くと、どこかミスしてしまいます。

誤『dBVは電圧1Vを基準に置くもので、1dBV≒2dBm』
正『dBVは電圧1Vを基準に置くもので、0dBV≒2dBm』

です。dBの基準は 0 でなくてはなりません。
1V を基準にした 0dBV は、775mV 600Ωを基準にした dBmではおよそ2dBmだという事です。
マイク感度は従来 dBm の単位でしたが、最近（特に今世紀に入ってから）は dBV で表記するメーカーも出てきています。

基準とする音圧の単位 Pa は、天気予報などの気圧でお馴染みのヘクトパスカル（hPa）の100分の1で、地球大気の地表圧力は約1000hPaですので、大気圧の10万分の1になります。
http://www.geocities.jp/brabecaudio/amp/techinf2.htm
私の知っているマイクの最大入力音圧は154dBでしたから、大気圧の百分の一の圧力という事になり、凄い事だと思います。

省略される事も多いですが、音圧であることを明示的に表す為に spl（Sound Pressure Level の略）が付けられます。1Pa＝94dBspl といった具合です。
スピーカー出力の場合、dB/w/m とい表記もあります。1Wの入力、前方1mの距離で測定した音圧という意味です。

一方デジタル録音における 0dB は、全てのビットを使い切る、録音可能最大レベルという事になります。これ以上の音はクリップしてしまいデーターロスになります。
アナログ録音でもクリップレベルというのはありますが、電子回路の高級アナログミキサーでレベルメーター0dBで出力+4dBm、クリップレベルが+24dBでヘッドルームが(+24)－(+4dB)の20dB、普及型ミキサーだとクリップレベルが+20dBくらいで、ヘッドルームがやや狭くなるといった感じでしたね。
2Tr38などテープレコーダーの基準レベルが思い出せないんですが、メーター読み0dBを超えて+15dBくらいでも平気で入力できました。ただ再生してみるとテープの磁性体品質によって掛かり具合が違いますけど、+10dB前後で感じの良いリミッターが掛かっていました。
こちらを見ても、何ガウスの磁力を0dBとする、なんて載ってませんね。
http://www.jas-audio.or.jp/jas-cms/wp-content/uploads/2012/05/201205-all2.pdf
私にもわからない事が有った。

回答No.5

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

すでに解凍下さっている大先輩のJohn_Papa様がおっしゃる通りです。

『大まかにマイクレベルとラインレベル』
ではなく、全部ひっくるめて「おおまかにラインレベル」の範囲ですよぉ。

その上で厄介なのが、『dB』ダケの標記の場合、正確な規準が違うケースも混ざってしまいかねない。という点です。
このあたりを明確にするために、、、という解説も、John_Papa様が言及されている通りです。

こういうのも、参考に成りませんでしょうかねぇ。
https://blogs.yahoo.co.jp/linear_pcm0153/2008096.html

回答No.4

sirasak

ライン入出力端子レベルは、
業務用機器では+4dBu（1.23ボルト程度）、民生用機器では-10dBV（0.31ボルト程度）が用いられている。
https://www.g200kg.com/jp/docs/dic/linelevel.html　この記事によると、
-20dB(0.1V) -10dB(0.31V) 0dB(1V) +4dB(1.23V)といった数値は、
0dB(1V)基準です。

dB表示は人間の感覚が対数なので便利に使われています。
電圧3.1倍（電力10倍）違うと10dB違いで音量を2倍(sone)に感じるとのことですので、音量を4倍に聴きたければアンプ出力は100倍必要。
0.1V電圧をdB表示には　20*LOG(0.1)=-20dB
-20dBを電圧表示には 　10^(-20/20)=0.1Vで計算できます。

音圧の0dBは聴ける最小音の0.00002Pa=1/50kPa（パスカル）が基準であって
120dBは100万倍の音になります。
スピーカーに1W入力して1ｍ正面で92dBあると、
0.01Wの音が出て効率が1％とされます。

参考まで。

回答No.3

John_Papa

こんにちは。

元は、アレクサンダー・グラハム・ベルが発明した「電話」に由来します。

600Ωのインピーダンス負荷が1mWの電力を消費する電圧が基準（0dB）に決められました。100年以上の歴史があるんですね。今はほとんど無くなりましたが、メタル回線の電話線で、この0dBが使われています。

600Ω　1mW　ですので、0.774596669・・・V　約775mVです。
600Ω負荷の場合を、0dBm と「m」付きで表記する事もありますが、そのmは1mWの名残です。
他の、dBuとかdBs等がありますが、負荷を厳密に特定せずに電圧の775mVの値を引き継ぐものです。ただ、dBVは電圧1Vを基準に置くもので、1dBV≒2dBmになります。

「+4dB」は、ミキサー等のバランス出力で標準的に使われてます。
「-20dB」は所謂ラインレベルですね。家庭用オーディオ製品が大雑把にこのレベルです。
バランス→アンバランス変換時に、バランス回路の方式によって 0～6dBの違いができてしまいます。トランスを使わない最近の電子バランスでは -6dBになると思った方が良いでしょう。

マイクやスピーカーの音量を現す　0dBspl　は、音圧　20×10－6 Pa　＝20マイクロパスカルで、人間の最小可聴音圧とされています。
従って、1Pa（1パスカル）は94dBsplという事になり、マイクロフォンの感度表記に1Pa時の出力電圧が、 -53dB などと表記されます。（splは表示省略される事も多いです。）

ちなみに、1W時に、90dB/m（/m　は測定距離がスピーカーから1mという意味です）のスピーカーを100Wのアンプで鳴らすと、100Wは1Wに対して+20dBなので
90dB/m ＋ 20dB ＝ 110dB/m となり、最大110dB/m の大音量が出て来ます。
このように、音圧のdBとアンプの出力のdB同士を足し算できるで便利ですね。
音圧のdBと電圧のdBが同じ割合で推移してるからです。

回答No.2

seble

はっきり分かっているわけではありませんが、その機器の定格出力じゃないですかね？
アンプのボリュームの0dBは最大音量です。そこから下げる事でマイナスdBで表示されてますよね。100wと200wのアンプでは最大にした場合の出力も異なります。
入力であれば、入力信号に対して減衰させる数値かと。
もちろん、入出力に限っての事ですが。

回答No.1

double_triode

基準値は１ボルト（RMS）じゃないんですか？
デシベルは「基準値との比の対数表示」なので無次元量です。

私はむしろボルト表示を先に理解し，あとで「デシベルってなんじゃらほい」でしたけどね（笑）。