Decibel
Unità fuori SI ammessa · grandezza: livello, un rapporto logaritmico
01 · Definizione
Un decibel non misura nulla da sé. Dice quante volte una grandezza supera un’altra — e pretende che quest’altra venga nominata.
Un livello di potenza vale dieci logaritmi decimali del rapporto: L = 10 lg(P/P₀) decibel. Per le grandezze il cui quadrato è proporzionale alla potenza — pressione, tensione, corrente — il fattore raddoppia: L = 20 lg(F/F₀). Da qui la regola che sorprende il profano: raddoppiare la potenza dà 3 dB, raddoppiare l’ampiezza ne dà 6. L’unità è adimensionale e non appartiene al SI, ma vi è ammessa accanto al bel e al neper. Il valore di riferimento è parte obbligatoria della notazione: senza «rispetto a 20 µPa» o «rispetto a 1 mW» un numero in decibel non significa nulla.
L’orecchio abbraccia suoni con un rapporto di uno a mille miliardi in intensità. Scriverlo linearmente è scomodo, e l’ascolto è comunque logaritmico: rapporti uguali si sentono come passi uguali. La seconda ragione è tecnica — le attenuazioni lungo una catena di amplificatori e linee si moltiplicano, mentre in decibel si sommano e basta.
02 · Conversione
Scrivi un livello e la scheda lo dispiega in rapporti
Tutte le righe della tabella descrivono un solo e medesimo rapporto, scritto in altro modo. Il bel è dieci volte più grande del decibel, il neper conta col logaritmo naturale e vive nella teoria dei circuiti, e le percentuali riescono comode quando il rapporto è vicino all’unità.
I decibel di sorgenti distinte non si sommano aritmeticamente. Due macchine uguali da 60 dB danno 63 dB, non 120: a raddoppiare è la potenza, non il livello. Perché suoni due volte più forte servono circa dieci decibel in più — cioè dieci volte la potenza.
| Unità | Nome | Valore | Dove si incontra |
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Ordini di grandezza
scala di pressione sonora, riferimento 20 µPa04 · Strumenti di misura
Con che cosa si misurano i decibel
Un microfono a condensatore, un filtro di ponderazione A, C o Z e una media nel tempo. La classe 1 tiene una tolleranza di frazioni di decibel alle frequenze medie.
Si infila sul microfono e fornisce i 94 decibel di riferimento — esattamente un pascal di pressione sonora. Senza questa verifica prima della misura, i numeri del fonometro non hanno peso.
In radiotecnica l’asse verticale è sempre in dBm: zero significa un milliwatt. Un ricevitore di telefonia mobile lavora da −50 a −110 dBm — sei ordini di grandezza di potenza su un solo schermo.
Conta non da una soglia fisica, ma dalla norma uditiva a ciascuna frequenza. Zero dB HL è la mediana di un orecchio giovane e sano, ed è per questo che la scala può diventare negativa.
05 · Regole di scrittura
d minuscola, B maiuscola, il riferimento è obbligatorio
La B maiuscola c’è perché il bel porta il nome di Alexander Bell; la d minuscola è il prefisso «deci». Fra il numero e l’unità va uno spazio. Il simbolo non ha plurale: 20 dB, mai 20 dBs. I prefissi non si applicano al decibel: il chilodecibel non esiste, ci sono solo mille decibel — cosa che in pratica non capita mai.
Le forme dBm, dBA, dBi e dBFS contraddicono le regole del SI: al simbolo di un’unità non si devono aggiungere lettere che precisino la grandezza. I metrologi propongono di mettere il riferimento fra parentesi dopo il numero, ma i settori si tengono la forma breve, e le norme la tollerano.
06 · Unità vicine
Le tre unità di livello descrivono un medesimo rapporto, ma prendono logaritmi diversi. Il bel è decimale e grosso, il decibel ne è il decimo ed è il cavallo da tiro, il neper è naturale e comodo nella matematica dei transitori.
I valori di riferimento sono fissati da norme distinte: 20 µPa per il suono in aria, 1 mW per la potenza a radiofrequenza, 0,7746 V per l’audio di studio e il fondo scala del convertitore per il digitale.
07 · Sezione storica
Le unità da cui è nato il decibel
L’attenuazione di un miglio di cavo telefonico a 800 hertz. Una misura fisica fino in fondo: per sapere quanto una linea avesse perso, la si confrontava con una bobina di filo.
Il primo tentativo di staccare l’unità da un pezzo di cavo: un puro rapporto di potenze con logaritmo decimale. Coincise numericamente con il futuro decibel.
Porta il nome di Alexander Bell. Si rivelò troppo grosso: quasi tutte le differenze pratiche stavano in pochi bel e nelle loro frazioni, così entrò in uso la decima parte.
Porta il nome di John Napier, l’inventore dei logaritmi. Conta in base e ed è perciò naturale nelle equazioni di attenuazione, ma scomodo nei rapporti di prova.
Il decibel non è un’unità di grandezza ma un modo di scrivere un rapporto
A rigore il rapporto di due potenze è adimensionale, e il suo valore vale uno moltiplicato per un numero. L’Ufficio internazionale dei pesi e delle misure riconosce bel, decibel e neper come unità di rapporti logaritmici, con una riserva: non appartengono al SI e si usano solo con un riferimento dichiarato. Di qui tutto il disordine dei suffissi. La pratica ingegneristica ha attaccato una lettera al simbolo — dBm, dBA, dBi, dBFS — e ognuna di queste forme sottintende il proprio valore di riferimento, benché le regole del sistema vietino di aggiungere alcunché a un’unità. Mentre i metrologi discutono, i settori usano i suffissi da settant’anni, e non c’è con che cosa sostituirli: l’alternativa esige precisazioni ingombranti a ogni riga di un verbale.
Catalogo · unità di misura
Una scheda per ogni grandezza
Sette unità di base del SI, ventidue derivate con nome proprio e le unità fuori SI senza cui non se la cavano né la tecnica né la vita di ogni giorno. Ognuna ha la sua scheda: definizione, conversione, strumenti, regole di scrittura. In 36 lingue.
Unità fuori SI
apri la scheda del decibelUnità di base del SI
il decibel è adimensionale: non contiene unità di baseUnità derivate SI con nome proprio
in terracotta quelle i cui rapporti si contano in decibelLingua della scheda
36 lingue. Il simbolo ha e le formule non si traducono — sono gli stessi ovunque; si traducono il testo, le misure agrarie locali e le regole di scrittura.