Decibeis : O que é dB? Entenda o decibel aplicado no audio profissional : Blog

Seja em nossa DAW (Digital Audio Workstation), nas especificações de um amp ou microfone, num equipamento em nosso home studio, já lidamos com ele. Mesmo assim, pouca gente entende de fato sua importância. Poucos sabem, mas os decibeis são na verdade a décima parte de um Bel (por isso "deci"), unidade criada na época da Bell Labs, empresa de telefonia de Graham Bell, para medir perdas em linhas de transmissão. Como nossas utilizações são em ordem de grandeza muito menores, o decibel foi adotado para maior praticidade. Hoje, vamos entender quais os diferentes tipos de decibel e suas aplicações práticas. Dessa forma, mais do que simplesmente esclarecer o tema, você terminará mais apto a gravar e mixar com melhores resultados. Comecemos, então, esclarecendo a natureza do decibel. Vamos lá?

Decibel de ponta a ponta

Esse é o resumo rápido do que você precisa saber sobre decibel, caso só queira lembrar:

Não existe só um tipo de decibel
O dB não tem uma unidade embutida. Isso significa que ela por si só não representa nada. Ele está sempre aplicado em alguma área do conhecimento (tensão/voltagem, pressão sonora, etc) e quem define isso é o que vem escrito depois dele (Ex: dBFS, dBSPL, dBv, dBu, etc)
Decibeis são relativos. O dB sempre está comparando algo a uma unidade de referência. Sendo assim:
Todo tipo de dB tem uma unidade de referência.
Decibeis são uma unidade comparativa. Quando se fala em dB, está se falando em comparação. Se você fala que algo tem/está com X decibéis, você já está comparando duas coisas. ( no caso, o seu número atual com a unidade de referência da escala que está usando)
Qualquer valor de dB equivale a um valor REAL na unidade que o dB está comparando.

Se você não faz ideia do que está escrito aí em cima, fique calmo! Passemos à explicação mais profunda do que significam, exatamente, essas afirmações. E comecemos pela progressão.

Tipos de decibeis mais comuns

São eles e o que são usados para comparar:

dBSPL: Pressão sonora (Pascal)
dBu: Tensão elétrica (Volts)
dBv: Tensão elétrica (Volts)
dBVU: Tensão elétrica (Volts)
dBFS: Bits
dBw: Potência (Watts)

Onde encontramos cada tipo de dB

Vamos explicar mais pra frente o que é cada tipo de decibel Mas segue uma lista de lugares muito comuns e que vemos decibel:

dBSPL: Tabelas comparando o volume em diferentes situações do nosso cotidiano; decibelímetros, recomendação de nível de volume para mixagem; campeonatos automotivos de SPL.
dBu: Nível de linha de equipamentos profissionais, escala do fader da mesa de som, potenciômetro de alguns amplificadores de potência.
dBv: Nível de linha de equipamentos semi-profissionais ou vintage. É muito usado em cálculos, pela facilidade da referência em 1V.
dBVU: Mostrador de ponteiro do seu equipamento analógico ou periférico externo.
dBFS: Nível de gravação da interface de áudio; volume em que está o canal da DAW
dBw: Amplificadores de potência (dBw ou dBu), atenuadores de saída de amplificadores de potência.

Todos esses tipo de decibel são diferentes, pois estão representando diferentes unidades. A única coisa em comum entre eles é que todos estão comparando valores com as respectivas unidades de referência.

Escala de decibeis SPL junto de diversas situações do cotidiano. Lembre-se que são aproximações.

Qual a unidade de cada um dos decibeis ?

Um valor em dB sempre é traduzível em um valor real na unidade que você está comparando. Lembra que falamos que cada um dos decibeis tem um ponto de referência comparação? Aqui vamos ver qual é esse ponto para cada um dos dB. Uma informação importantíssima: A referência é sempre o ponto de 0dB! Ou seja, Se naquela devida escala de dB tivermos 0dB, teremos exatamente o valor de referência. Sendo assim, podemos falar que o 0dB é o ponto de calibração, ou o ponto de partida da escala. Aqui são eles:

dBSPL: 0dBSPL = 20μPa, ou 20 Micro Pascais. Pascal é a unidade internacional para pressão sonora.
dBu: 0dBu = 0,775V, ou 0,775 Volts. Ele, na forma de +4 dBU (1,23V), representa o nível de linha de equipamentos profissionais.
dBv: 0dBv = 1V. Ele, na forma de -10 dBV (0,316V), representa o nível de linha de equipamentos semi-profissionais. Além disso, é usado por facilitar os cálculos já que tem referência em 1V, ao invés dos 0,775 do dBu.
dBVU: Ele varia, pois não é padronizado. Leia mais no parágrafo abaixo!
dBFS: 0dBFS significa que todos os bits ocupados. Quantos bits isso são vai depender da bit depth em que está seu projeto. Isso significa que passou de 0dB, clippou! (distorceu)
dBW: 0dB = 1W, ou 1 Watt.

Por que tantos tipos de dB?

Essa pergunta é similar a "Por que criamos o "Litro" se já temos o "Metro"?". dB é só o método de comparação, mas continuamos precisando identificar qual o assunto e qual a unidade usada. É como se falássemos que que tal pessoa é "dez vezes mais" que a outra. Mas ela é dez vezes mais "o que"? Rápida, esperta, preguiçosa, alta, magra? Sem a indicação do tipo de dB, não conseguimos saber o que estamos comparando.

Por que usamos dB?

Se todo valor em dB pode ser traduzido num valor real na unidade que estamos comparando, bem... porque não usamos a o valor absoluto direto? Belíssima pergunta! E essa resposta se dá em duas partes:

A unidade que estamos comparando é muito ruim de trabalhar pois é muito pequena ou muito grande
Essa unidade não é intuitiva se compararmos valores brutos. Isso acontece porquê o fenômeno/unidade que estamos comparando escala logaritmicamente e não linearmente

Exemplo em Pascal (linear)

O nível de pressão sonora de duas pessoas conversando está em volta de 50dB (agora você sabe que esse dB é o SPL!). 50dBSPL equivale, aproximadamente, a 0.006324555 Pascais.
Uma rua com tráfego intenso está ali nos seus 85dB. Isso equivale a 0.355655882 Pa.
Uma Sirene está nos 120db. Isso equivale a 20 Pa.

Se fizermos as contas, veremos que as diferenças estão por volta de:

Sirene e uma rua com com tráfego intenso: 19,644344118 Pa de diferença. Arredondando: 19,6 Pa
Rua com tráfego intenso e Pessoas conversando: 0,349331327 Pa de diferença. Arredondando: 0,3 Pa
Sirene e pessoas conversando: 19,993675445 Pa de diferença. Arredondando: 19,9 Pa

Análise

Fazendo isso, as comparações e os valores se tornam ou muito rápido altos (perto dos 20), ou muito baixos (menores que 1). Mas nós sabemos intuitivamente que isso é muito mais linear. Que a diferença de pessoas conversando para uma rua com tráfego intenso existe mas seria mais ou menos a mesma coisa da rua com tráfego para a sirene. No entanto, os números dizem a diferença entre a sirene e a rua movimentada é 65 vezes maior do que a diferença entre pessoas falando e uma rua movimentada. Algo errado, não? Isso se dá pois, para nós seres humanos, a percepção da diferença entre algumas grandezas e fenômenos que encontramos no mundo não funciona linearmente, e sim logaritmicamente. Medimos a altura de pessoas em centímetros. Pegamos a altura de uma, subtraimos pela altura da outra, temos a diferença entre as suas alturas. Subtrair linearmente centímetros quando estamos falando de alturas de pessoas é bastante prático. Agora, quando estamos falando de pressão sonora, usar subtrações lineares não é nada prático. O exemplo que fizemos acima com Pascals seria o equivalente a "subtrair a altura de uma pessoa pela da outra" mas no âmbito da pressão sonora. Vimos, no entanto, que ele não parece nada prático. É aqui que o decibel vem para salvar. O dB é justamente isso: Ao invés de fazermos uma comparação linearmente, estamos fazendo logaritmicamente. Ao invés de compararmos as unidades, comparamos os decibeis das unidades.

Exemplo em dBSPL (logarítmico)

Vejamos como seria como seria o exemplo acima, em decibeis:

Duas pessoas conversando: 50dB SPL
Rua com tráfego barulhento: 85dB SPL
Sirene: 120dB SPL

Diferenças:

Entre a rua e as pessoas conversando: 35dB SPL
A sirene e a rua barulhenta: 35dB SPL
A sirene e as pessoas conversando: 60dB SPL

Muito melhor, não? Esses números representativos e essas diferenças fazem muito mais sentido com nossa percepção do fenômeno, não? Curiosidade: Essa percepção sensorial se dá pois a audição humana também é logarítmica, então percebemos mudanças logaritmicas como se elas fossem lineares.

dBVU - Decibeis em seu periférico de áudio

VU significa "Volume Units", ou "unidades de volume". Se seu compressor, equalizador ou outro periférico tem uma escala de ponteiro, seja para medir saída ou medir entrada, é bem possível que esse medidor seja um VU. VU é mais do que um medidor de ponteiro, ele tem que seguir algumas regras de calibragem e de "demora" para o ponteiro cair, principalmente. Essas regras permitem que o VU seja uma boa tradução da força do sinal. O dB VU é a escala que é usada nesse mostrador de ponteiro. "0 dB VU" normalmente indica o começo da zona "vermelha" do ponteiro.

0dB VU em termos simples

Não existe um padrão quanto à comparação de dB VU para uma unidade real, como volts. Cada fabricante define o seu "0dB" no VU como desejar.

Ele indica um pouco abaixo do ponto de saturação do equipamento, para que o sinal e o ponteiro possam adentrar um pouco a área vermelha sem distorcer.
O ponto ótimo de trabalho do equipamento, onde mais ou menos você deve deixar o sinal entrando para que os picos não distorçam e o equipamento consiga trabalhar dinamicamente
A tensão nominal da entrada ou saída do equipamento. Por exemplo, se é um equipamento com entrada de linha, o nível de linha é padronizado em equipamentos profissionais em 1,23 volts. Esse 1,23 volts pode equivaler ao 0dB do VU, para que você saiba que, ao bater no 0VU você tem exatamente 1,23volts, que é o valor adequado para o sinal de linha. O equipamento pode ter Headroom, e nesse caso aceita passar do 0dB sem distorcer.
Um pouco abaixo do nível de entrada ou saída do aparelho. Isso acontece em equipamentos que o 1,23 volts é praticamente o máximo que ele aguenta sem distorcer (ou seja, quase não tem Headroom). Fabricantes fazem isso para que você trabalhe seguramente porém abaixo dos 1,23v, e só chegue nesse valor nos picos que vão para a área vermelha do VU.

0dB VU em termos técnicos

Em termos técnicos, o 0dB VU normalmente será um dos seguintes valores:

+4dBu (1,23v)
0dBU (0,775v)
-10dBV (0,316v)

Na prática, é fácil: Está usando um periférico? Calibre o sinal médio da entrada e saída para o 0VU e deixe que os picos avancem um pouquinho para a área vermelha, mas jamais colando no final da escala por excesso.

Decibeis em DAWs - dB FS

É o dB de dentro da DAW. Ele é o único que vai de -∞ (menos infinito) até 0. Todos os outros normalmente partem de zero e só trabalham em valores positivos ou partem do zero e trabalham nos arredores, tanto na porção negativa quanto na positiva. Quando você chega no 0dB do seu meter, todos os seus bits estão preenchidos e não tem mais para onde subir. Como o computador não consegue criar mais bits, qualquer coisa a partir do 0dB é distorção. Como isso era muito agressivo, as DAWs com o tempo passaram a "Fingir" um 0dBFS que na verdade não é 0, ainda tem uma folguinha. Sendo assim, mesmo se você bater em 0, a DAW ainda consegue lidar um pouquinho sem distorcer. Mas não conte com isso nem trabalhe dessa maneira, não deixe nunca bater em zero!

Logic Pro 9 e a escala indo até 0dBFS