음향기기 출력 레벨표기법
음향 신호의 입출력을 표기할 때에는 dBm 또는 dBu(dBv), dBV 등을 사용한다. 이러한 다양한 표기 방법은 모두 기준점을 0dB으로 하는 정의 방법에 따른 것이다.
-dBm은 1mW(1/1000W)를 기준으로 하며, odBm=1mW이다.
-dBu는 dBv라고도 한다.
이는 0.775V의 전압을 기준으로 하며, 0dBu = 0.775V이다. 0.775V는 600Ω 에 1mW의 전력을 가했을 때의 전압에 해당된다. 결국 dBm과 같은 값을 갖게 되는 것이다.
600Ω의 수치는 현재도 사용되는 벨 회사의 구형 전화 시스템에서 비롯된 것이다. 따라서 현재 대부분의 음향 기기에는 dBu로 출력을 표기하도록 되어있다.
- dBV는 1V의 전압을 기준으로 하며, 0dBV=1V이다.
dBv(dBu)와 혼동하면 안 된다. dBV는 임피던스와는 무관한 값으로 모든 전압의 비교에 쓰이기 때문이다.
dBV가 1V를 기준으로 하기 때문에 기억하기 쉬우며, 이는 통상적으로 방송 전문 프로용의 기자재 등의 출력 표기에서 사용되었다. 하지만, 이는 dBv(dBu)와 혼동하기 쉽고 실제 음향 기기에는 600Ω의 기술을 사용하는 등의 여러 이유로 IEC(International Electrotechnical Commision)와 NAB(The National Association of Broadcasters)에서 dBu로 통일하여 사용하도록 결정되었다.
다음은 dBV와 전압을 비교하고 다시 dBu로 환산한 표이다. dBu는 dBV값에 2.2를 더하면 된다. 여기에서 기억해야 할 점은, 음압에서 2배의 차이는 3dB이었으나 전압에서의 2배의 차이는 2배의 차이는 6dB가 된다는 점이다.
현재 PA 시스템의 음향 기기에서 표준적으로 사용하는 정격 입출력 라인 레벨은 –10dBV 또는 +4dBu이다. 이 레벨은 소리의 찌그러짐 없이 신호 대 잡음비(signal-to-noise raito)를 극대화해서 가장 이상적으로 음향기기를 운용할 수 있는 레벨을 나타낸다.
이 레벨과 음향 신호가 찌그러지기 시작하는 최고 레벨 사이를 헤드룸(Headroom)이라고 한다. 이것은 마치 자동차에서 안전하고 효율적인 운행 속도와 최고 속도가 있는 것과 같은 이치이다.
전문가용 기기에서는 +4dBu의 정격 입출력 레벨의 밸런스 형 음향 신호를 사용하고, 아마추어급 및 가정용 기기는 –10dBV의 언밸런스 형 음향 신호를 사용한다. 참고로 방송 전문용 기기는 +6dBV의 밸런스 형 음향 신호를 사용하고 있다.
[참고 자료: dB와 dBm]
dB(decibel:데시벨, 디비)
dB는 기본적으로 이득(gain)의 단위이다. 전력과 전압, 전류의 이득을 계산할 때 다른 계산식이 되므로 이를 구분하면 되고, 계산식은 아래와 같다. 예를 들어 입력이 1W이고 출력이 100W인 증폭기가 있다고 하면 100배의 증폭기인 셈이다. 이를 dB로 나타내면 10log 100/1 = 20dB (log100 = log102는 2이다.)가 된다 이번에는 100W입력하여 15W가 나오는 감쇄기가 있다고 하면 log15/100 = -8.2dB (log0.15 = -0.823임)가 된다. 증폭이 되면 +dB가 되고, 감쇠가 되면 -dB가 된다. 예를 들어, 4배의 이득을 가진 안테나가 있다고 하자. 이를 dB로 나타내려면 10log4 (log4 = 0.6)가 되어서 6dB의 이득을 가진 안테나가 된다. 곧, 전력 이득 4배는 6dB가 되는 셈이다.
전력이득 dB = 10log (출력전력/입력전력)
전압이득 dB = 20log (출력전압/입력전압)
전류이득 dB = 20log (출력전류/입력전류)
역으로 dB를 이득으로 계산하려면,
- (출력전력/입력전력) = 10dB/10
- (출력전압/입력전압) = 10dB/20
- (출력전류/입력전류) = 10dB/20이 된다.
아래 그림은 어느 블록 다이러그램에서 전체 전력이득을 계산하는 보기로서, 증폭기는 +dB가 되고 감쇠기는 -dB가 되며, 전체 이득은 37dB(입력전력의 5000배의 출력)이 됨을 나타낸다.
dB는 위에서처럼 log를 사용하여 계산이 되는데 10배의 이득은 쉽게 계산이 되지만 10의 배수가 아닌 이득을 dB로 계산 할 때는 대수표나 공학용 계산기가 있어야 가능하다. 보다 손 쉬운 활용을 위해 배율을 dB로 환산한 것을 표로 나타내면 다음과 같다.
dBm(decibel milliwatt, 데시벨 밀리와트, 디비엠)
dBm은 전력의 단위로서 1mW를 기준 0dBm으로 한 전력의 표시법이다.
임피던스 50Ω에서 1mW의 전력을 0dBm이라고 정의한다. 이 dBm은 주로 소신호 증폭기의 출력, 무선기기를 다루는 무선주파발진기(RF generator), 써비스 모니터(AF, RF signal generator, receiver, spectrum analyzer, wattmeter, 변조도계, 주파수편차 등이 하나의 측정기 내에 장치되어 있는 계측장비)등에서 주로 사용이 되고 있으며, 반도체의 규격표상에서도 메이커에 따라 mW를 사용하지 않고 이 dBm을 사용하고 있기도 하다.
계산 방법은 1mW 배수에 의한 전력 5mW는 (10log5/1) dBm으로 log5가 0.698이므로 6.98dBm이 된다.
*dBm -> Watt 환산표 (소출력 표시에 주로 사용, 0 dBm은 50Ω, 1.00mW)
|
1 dBm<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /><?xml:namespace prefix = o /><?xml:namespace prefix = o /><?xml:namespace prefix = o /><?xml:namespace prefix = o /> |
1.25 mW |
11 dBm |
12.58 mW |
|
|
|
2 dBm |
1.58 mW |
12 dBm |
15.84 mW |
|
|
|
3 dBm |
1.99 mW |
13 dBm |
19.95 mW |
|
|
|
4 dBm |
2.51 mW |
14 dBm |
25.11 mW |
|
|
|
5 dBm |
3.16 mW |
15 dBm |
31.62 mW |
|
|
|
6 dBm |
3.98 mW |
16 dBm |
39.11 mW |
|
|
|
7 dBm |
5.01 mW |
17 dBm |
50.11 mW |
|
|
|
8 dBm |
6.30 mW |
18 dBm |
63.09 mW |
|
|
|
9 dBm |
7.94 mW |
19 dBm |
79.43 mW |
|
|
|
10 dBm |
10.0 mW |
20 dBm |
100.0 mW |
|
|
|
21 dBm |
125.8 mW |
31 dBm |
1.25 W |
41 dBm |
12.5 W |
|
22 dBm |
158.4 mW |
32 dBm |
1.58 W |
42 dBm |
15.8 W |
|
23 dBm |
199.5 mW |
33 dBm |
1.99 W |
43 dBm |
19.9 W |
|
24 dBm |
251.1 mW |
34 dBm |
2.51 W |
44 dBm |
25.1 W |
|
25 dBm |
316.2 mW |
35 dBm |
3.16 W |
45 dBm |
31.6 W |
|
26 dBm |
398.1 mW |
36 dBm |
3.98 W |
46 dBm |
39.8 W |
|
27 dBm |
501.1 mW |
37 dBm |
5.01 W |
47 dBm |
50.1 W |
|
28 dBm |
630.9 mW |
38 dBm |
6.39 W |
48 dBm |
63.9 W |
|
29 dBm |
794.3 mW |
39 dBm |
7.94 W |
49 dBm |
79.4 W |
|
30 dBm |
1000.0 W |
40 dBm |
10.0 W |
50 dBm |
100.0 W |
[자료제공 : HL1NF 김도형 연구위원 (KARL지 1999년 8월호에서 발췌]
[자료제공 : HL1NF 김도형 연구위원 (KARL지 1999년 8월호에서 발췌]
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