dBFS

dBFS
다른 용도는 DBFS(동음이의)를 참조하십시오.
디지털 파형의 클리핑. 빨간색 선은 전체 스케일을 나타내며, 파형은 하드 클리핑 전후에 표시된다(회색 및 검은색 윤곽).

풀 스케일에 상대적인 데시벨(dBFS 또는 dB FS)은 정의된 최대 피크 레벨을 갖는 펄스 코드 변조(PCM)와 같은 디지털 시스템의 진폭 레벨에 대한 측정 단위다. 단위는 과부하(dBO) 대비 dBov 및 데시벨 단위와 유사하다.[1]

0 dBFS 레벨은 가능한 최대 디지털 레벨에 할당된다.[2] 예를 들어 최대 레벨의 50%에 도달하는 신호의 레벨은 -6dBFS로 풀 스케일보다 6dB 낮다. RMS(root manage square) 측정에는 규칙이 다르지만 최대값보다 작은 모든 피크 측정은 음수 수준이다.

0dBFS에서 샘플이 포함되지 않은 디지털 신호는 샘플 간에 보간되는 신호 재구성 프로세스로 인해 아날로그 형태로 변환해도 클립할 수 있다.[3] 이는 세심한 디지털-아날로그 컨버터 회로 설계를 통해 방지할 수 있다.[4] 실제 샘플 간 피크 레벨의 측정은 dBTP 또는 dB TP("데시벨 진정한 피크")로 표기된다.[5][6]

RMS 수준

피크 측정은 시스템의 소음 성능을 검증하거나 오디오 [7]녹음의 소음을 측정하는 데 유용하지 않기 때문에, 예를 들어 RMS 측정은 종종 대신 RMS 측정을 사용한다.

는 파형보다는 특정한 진폭에dBFS에 할당하도록 사인파의 RMS와 첨두 측정치는 같은 결과를 생산해 내는 반면 다른 이들은 기준 레벨을 선택하기 때문에 엔지니어 RMS은 피크 값−3 dB미만의 수학적 정의에 따르는 모호성에 대한 잠재력에 존재한다.[8][9][10][11][12]

dB FS 또는 dBFS 단위는 AES 표준 AES17-1998,[13] IEC 61606 [14]및 ITU-T recs에 정의되어 있다. P.381과[15] P.382는 풀 스케일 사인파의 RMS 값이 0 dB FS로 지정되도록 한다.[16] 즉, 전면 사각파는 RMS 값이 +3dB FS임을 의미한다.[17][18] 이 협약은 울프슨과[19] 시러스 로직[20] 디지털 마이크 사양 등에 사용된다.

dBov 단위는 ITU-T G.100.1 전화 표준에 정의되어 있어 전면 사각파의 RMS 값이 0 dBov로 지정된다.[21][22] 가능한 dBov 측정은 모두 음수이며, 사인파는 클리핑 없이 -3 dBov보다 큰 RMS 값으로 존재할 수 없다.[21] 이 장치는 아날로그 시스템과 디지털 시스템 모두에 적용할 수 있다.[21] 이 협약은 ITU의 LUFS 음소음 단위의 기초가 되며,[23] 사운드 포저와[10] 유포닉스 미터,[24] 아날로그 디바이스 디지털 마이크 사양[25]("dBFS"라고도 한다)에도 사용된다.

동적 범위

디지털 시스템의 측정된 동적 범위(DR)는 RMS 노이즈 플로어에 대한 풀 스케일 신호 레벨의 비율이다. 이론적 최소 소음층은 정량화 소음으로 인해 발생한다. 이것은 보통 - 사이의 균일한 무작위 변동으로 모델링된다. ½LSB 및 +1⁄2 LSB. (특정 신호만 균일한 랜덤 변동을 생성하므로 이 모델은 일반적으로 정확하지만 항상 정확하지는 않다.)[26]

동적 범위는 풀 스케일 사인파의 RMS 레벨을 기준으로 측정되므로 dBFS에서 동적 범위와 이 정량화 노이즈의 수준은 동일한 공식(반전 기호를 사용하더라도)으로 추정할 수 있다.

n 값은 시스템 분해능(비트 단위) 또는 시스템 분해능에서 1비트를 뺀 값(측정 오류)과 같다. 예를 들어 16비트 시스템의 이론적 최소 노이즈 플로어는 풀 스케일 사인파에 비해 -98.09 dBFS이다.

실제 컨버터에서는 샘플링 전에 신호에 디더더가 추가된다. 이렇게 하면 불균일 수량화 오류의 효과는 제거되지만 최소 소음 층은 증가한다.

역사

1950년대부터 활자화면에 dB라는 문구가 등장했고,[27][28][29] 1977년부터 dBFS라는 용어가 사용됐다.[30]

데시벨(dB)은 국제 단위계(SI)의 단위와 함께 사용이 허용되지만 dBFS는 그렇지 않다.[31]

아날로그 레벨

dBFS는 표준 AES-6id-2006에 따라 아날로그 레벨에 대해 정의되지 않는다. 디지털 수준과 아날로그 수준 간에 변환되는 단일 표준은 없으며, 대부분 서로 다른 장비의 기능 때문이다. 또한 과표본의 양은 너무 낮은 값이 유의한 오차를 갖는 변환에 영향을 미친다. 변환 수준은 해당 장비의 일반적인 헤드룸 및 신호 대 잡음 수준에 대한 최선의 절충안으로 선택된다. 예:[32][33][34]

  • EBU R68은 대부분의 유럽 국가에서 사용되며 +18 dBu를 0 dBFS로 지정한다.
  • 유럽에서 EBU는 -18 dBFS가 정렬 레벨과 동일하다고 권고한다.
    • 영국 방송사, 정렬 수준은 0 dBu(PPM 4 또는 -4 VU)로 측정됨
    • 미국 SMPTE 표준은 -20 dBFS를 정렬 레벨로 정의한다.
  • Post & Film의[clarification needed] 유럽 및 영국 보정은 -18 dBFS = 0 VU이다.
  • 미국의 설비에서는 0 dBFS에 +24 dBu를 사용한다.
  • American and Australian Post: −20 dBFS = 0 VU = +4 dBu.
  • 일본, 프랑스 및 다른 일부 국가에서는 변환기를 0 dBFS에서 +22 dBu에 대해 보정할 수 있다.
  • BBC 규격: -18 dBFS = PPM "4" = 0 dBu
  • 독일 ARD 및 스튜디오, PPM +6 dBu = -10(-9) dBFS. +16(+15) dBu = 0 dBFS. VU 없음.
  • 벨기에 VRT: 0dB(VRT 참조) = +6dBu, -9dBFS = 0dB(VRT 참조), 0dBFS = +15dBu.

참고 항목

참조

  1. ^ M. Thurston, A; H. Pearce, T; D. Higman, M; Hawksford, Malcolm (1993-01-01), Bandpass Sigma Delta A-D Conversion, pp. 259–281, ISBN 9781441951311, retrieved 2018-07-27, In all cases the reference power level used for measurements will be the overload point of the converter in question, and figures will be quoted in dBO.
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  3. ^ Nielsen, Søren H.; Lund, Thomas. "0dBFS+ Levels in Digital Mastering" (PDF). TC Electronic A/S. Denmark. inter-sample peaks may be considerably higher than 0dBFS.
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외부 링크