소음레벨 합성
소음레벨 합성은 여러 음원의 음압 레벨을 하나의 전체 소음 레벨로 구하는 것이다. 데시벨은 로그 눈금이라 값을 그냥 더하면 안 된다. 에너지를 더한 뒤 다시 로그로 바꾼다. 위상 관계가 없는 비간섭성 음원이라면 이 식으로 전체 음압 레벨 L을 구한다. 먼저 음원별 레…
주요 장면
대본
1. 정의
소음레벨 합성은 여러 음원의 음압 레벨을 하나의 전체 소음 레벨로 구하는 것이다.
데시벨은 로그 눈금이라 값을 그냥 더하면 안 된다. 에너지를 더한 뒤 다시 로그로 바꾼다.
위상 관계가 없는 비간섭성 음원이라면 이 식으로 전체 음압 레벨 L을 구한다.
2. 에너지 합산 절차
먼저 음원별 레벨을 에너지 값으로 바꾼다. 음압의 제곱이 음파의 에너지에 비례하기 때문이다.
그다음 에너지 값을 모두 더하고, 다시 로그를 취해 dB 값으로 되돌린다.
동일 음원이면 개별 값에 10 log n만 더하면 된다.
3. 동일 음원 합성
같은 크기의 음원이 n개면 식이 간단해진다. L = L1 + 10 log n 이다.
음원 수가 두 배가 되면 3dB 증가한다. 2대는 +3, 4대는 +6, 8대는 +9dB다.
예를 들어 60 dB(A) 펌프 4대는 60 + 10 log 4 = 66.02, 약 66 dB(A)다.
60 dB(A) 펌프 4대를 240 dB(A)로 더하면 틀린 답이다.
4. 레벨 차가 큰 경우
두 음원의 레벨 차가 10 dB 이상이면 합성 레벨은 큰 쪽 값과 거의 같아진다.
예를 들어 60 dB과 50 dB이 합쳐지면 결과는 약 60.4 dB이다.
작은 음원은 합성에 거의 기여하지 않는다. 그래서 지배적인 큰 음원부터 줄이는 것이 효과적이다.
5. 확인 문제
1번 정답은 큰 쪽 레벨이다. 작은 음원은 합성에 거의 기여하지 않기 때문이다.
이제 동일 음원 공식을 직접 적용해 보자.
6. 정리
확인 문제의 정답은 9 dB다. 8대는 2배가 세 번 된 것이므로 약 9 dB 높다.
정리하자. dB 값은 산술합이 아니라 에너지 합으로 구한다.
동일 음원은 10 log n을 더하고, 레벨 차가 크면 큰 쪽 값이 지배한다.
답안에서는 dB 산술합 실수와 dB 단위 혼용을 피한다.