음압이란 음파가 매질속을 지날 때 매질의 각 질점에서 발생하는 압력의 변화량을 말한다. 음압은 공기중에서는 마이크로폰, 수중에서는 하이드로폰으로 측정할 수 있다. 단위는 파스칼(Pa) 등으로 표시한다.

음압 레벨은 음압과 기준 음압과의 비율을 로그 규모로 표현한 것을 말한다. 단위는 데시벨(dB)을 쓴다.

음압 레벨(sound pressure levelLp은 음압과 기준 음압 pref과의 비율을 로그 규모로 표현한 것을 말하며, 이 때 음압은 실효값(root mean square)을 쓴다.

L_p=10 \log_{10}\left(\frac{{p_{\mathrm{{rms}}}}^2}{{p_{\mathrm{ref}}}^2}\right) =20 \log_{10}\left(\frac{p_{\mathrm{rms}}}{p_{\mathrm{ref}}}\right)

기준 음압은 공기 중의 음파일 경우 pref = 20 µPa를 쓰는데, 이는 1kHz에서의 최소 가청치를 기준으로 한 것이다.

음압 레벨의 단위는 데시벨(dB)을 사용하며, 음압 레벨임을 밝혀주기 위해 dB (SPL) · dBSPL · dBSPL 등의 표기를, 특별히 기준 음압을 밝혀줄 때에는 dB re 20 µPa · dB (20 µPa) 등의 표기를 쓴다.

(출처: http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%8C%EC%95%95)


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Sound pressure level (SPL) or sound level Lp is a logarithmic measure of the effective sound pressure of a sound relative to a reference value. It is measured in decibels (dB) above a standard reference level.

where pref is the reference sound pressure and prms is the rms sound pressure being measured.

Sometimes variants are used such as dB (SPL), dBSPL, or dBSPL. These variants are not recognized as units in the SI.


The unit dB (SPL) is often abbreviated to just "dB", which can give the erroneous impression that a dB is an absolute unit by itself. The commonly used reference sound pressure in air is pref = 20 µPa (rms), which is usually considered the threshold of human hearing (roughly the sound of a mosquito flying 3 m away). Most sound level measurements will be made relative to this level, meaning 1 pascal will equal 94 dB SPL. In other media, such as underwater, a reference level of 1 µPa is more often used.


Ears detect changes in sound pressure. Human hearing does not have a flat spectral sensitivity (frequency response) relative to frequency versus amplitude. Humans do not perceive low- and high-frequency sounds as well as sounds near 2,000 Hz, as shown in the equal-loudness contour. Because the frequency response of human hearing changes with amplitude, three weightings have been established for measuring sound pressure: A, B and C. A-weighting applies to sound pressures up to 55 dB SPL, B-weighting applies to sound pressures between 55 and 85 dB SPL, and C-weighting is for measuring sound pressure above 85 dB SPL.


(출처: http://en.wikipedia.org/wiki/Sound_pressure_level#Sound_pressure_level)


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데시벨(decibel, )은 전기공학이나 진동·음향공학 등에서 사용되는 무차원의 단위이다. 

데시벨은 국제단위계(SI)에서 'SI와 함께 쓰지만, SI에 속하지 않는 단위'로 규정되어 있다.

데시벨은 소리의 어떤 기준 전력에 대한 전력 비의 상용로그 값을 벨(bel)으로서, 그것을 다시 10분의 1배(=데시[d])한 변환이다.벨(bel)의 10분의 일이란 의미에서 데시벨[dB]이며, 벨이 상용에서는 너무 큰 값이기에 그대로 쓰기는 힘들기 때문에 통상적으로는 데시벨을 이용한다. 소리의 강함(음압 레벨, SPL)·전력 등의 비교나 감쇠량 등을 에너지 비로 나타낼 때에도 사용된다. 

어떤 기준치 A에 대하여 B의 데시벨 값 B

L_B = 10 \log_{10}\frac{B}{A}[dB]

이 된다. 

연산 증폭기 등의 증폭기의 입력 및 출력 전압비(이득, gain)을 나타내는 단위로도 사용하며, 다음 환산식에 적용하여 구한다.

G = 20 \log_{10}\frac{y}{x}[dB]

(단, G:데시벨로 환산한 입력/출력비 x:입력, y:출력)

(출처: http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8D%B0%EC%8B%9C%EB%B2%A8)


[예제]
출력이 입력의 2배인 경우: 20 log2 = 20 x 0.301 = 6dB
출력이 입력의 4배인 경우: 20 log(2x2) = 20 x (log2 + log2)= 20 x 0.602 = 12dB
출력이 입력의 1/2배인 경우: 20 log2-1 = -1 x 20 x 0.301 = -6dB

출력과 입력이 같은 경우: 20 log1 = 20 x 0 = 0dB


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주파수(周波數, frequency) 

주기적인 현상이 단위시간 동안 몇 번 일어났는지를 뜻하는 말이며, 단위로는 Hz를 쓴다. 

1 Hz는 1초에 1번 주기적인 현상이 일어나는 것이고, 2 Hz는 1초에 2번 주기적인 현상이 일어나는 것이다. 


샘플링 주파수(sampling frequency) = 샘플링 레이트(sampling rate

이산적(discrete)인 신호를 만들기 위해 연속적 신호에서 얻어진 초당 sampling 횟수를 정의한다. 단위는 Hz를 쓴다. 


[0dBFS의 1KHz Sine 파의 8KHz로 샘플링]

0dBFS: 16bit Linear PCM에서 가능한 가장 큰 Sine 파. Peak 값은 32767, -32768

1KHz: 한 주기가 0.001초

8KHz sampling: 1KHz 싸인파의 경우, 한 주기에 8번 sampling함.


[주파수 analysis]

0dBFS의 1KHz Sine 파를 8KHz로 샘플링 데이터를 주파수 분석하면 위와 같은 결과를 얻을 수 있다.

주파수 1Khz인 지점에서 Peak가 형성되며, Peak 값은 0dBFS이다.


나이키스트-섀넌 표본화 정리는 신호의 완전한 재구성은 표본화 주파수가 표본화된 신호의 최대 주파수의 두 배보다 더 클 때, 혹은 나이키스트 주파수가 표본화된 신호의 최고 주파수를 넘을 때 가능하다고 말한다. 더 낮은 샘플링 레이트가 사용되었을 경우 원래의 신호 정보가 완전히 복원되지 못할 수 있다. .[1] 예를 들어, 신호가 100 Hz의 상위 대역폭을 가졌을 때 200 Hz보다 큰 표본화 주파수는 에일리어싱을 피하고, 이론적으로는 완전한 재구성이 가능하다. 인간의 가청 주파수의 범위는 20Hz에서 20kHz이다.[2]
이 대역폭에서 표본화 정리를 만족시키는 최소 샘플링 레이트는 40kHz이다. 컴팩트 디스크에 사용되는 44.1kHz 샘플링 레이트는 이것 혹은 다른 기술적 이유때문에 채택된 것이다.

(출처: http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%83%98%ED%94%8C%EB%A7%81_%EB%A0%88%EC%9D%B4%ED%8A%B8)


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dBFS: "decibels relative to full scale".


PCM 처럼 최대 가능한 peak level을 가진 digital system에서의 데시벨 

(It is an abbreviation for decibel amplitude levels in digital systems

which have a maximum available peak level; like PCM encoding.)


Peak levels: 0 dBFS가 최대값이며, 따라서 모든 측정값은 음수값을 가진다.

(0 dBFS is assigned to the maximum possible level. All peak measurements will be negative numbers.)


16bit Linear PCM ( = 16bit PCM, Pulse Code Modulation)

 가장 일반적이고 많이 사용되며 기본이 되는 디지털 음성(Voice) 포맷

 값의 범위 : -32768 ~ +32767


 cf. 8bit PCM : μ law PCM, A-law PCM

 cf. DPCM (Differential PCM) : 앞의 포본 값과의 차이 값만 저장하는 방식

 cf. ADPCM (Adaptive Differential PCM): 차이 값을 차등하여 저장하는 방식 


아래 글에 0 dBFS 예제 파형 그림이 있습니다.



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두산백과

DAB

[ digital audio broadcasting ]
요약
지상파를 이용하여 콤팩트디스크와 같은 수준의 고음질, 문자 그래픽동화상까지 전송이 가능한 오디오 방송이다. 일반적으로 지상파 방송을 가리키지만, 넓게는 위성과 지상망을 동시에 활용해 멀티미디어 유료방송을 실시하는 위성 DAB도 포함한다.

기존의 AM방송이나 FM방송과 같은 단순한 오디오 서비스를 뛰어넘어 콤팩트디스크(CD) 수준의 고품질 음성은 물론,문자·그래픽·동화상까지 전송이 가능한 오디오 방송을 말한다. 일반적으로는 지역적으로 무료 방송을 실시하는 지상파 방송을 가리키지만, 넓게는 위성과 지상망을 동시에 활용해 멀티미디어 유료 방송을 실시하는 위성 DAB도 포함된다.

지상파를 이용한 DAB는 이미 유럽과 미국에서는 일반화된 서비스로, 미국은 인 밴드 온 채널(IBOC:In Band on Channel) 방식을, 유럽은 아웃 오브 밴드(Out of Band) 방식인 유레카147을 표준으로 선택해 서비스를 제공하고 있다. 즉 유럽에서는 1987년부터 개발을 시작해 1995년 유럽 표준을 확정하고, 같은 해 서비스에 들어간 영국을 비롯해 프랑스·독일·스웨덴 등에서 서비스를 실시하고 있다. 

미국도 1990년대 초부터 연구를 시작해 2002년 10월 승인을 거쳐 로스앤젤레스·뉴욕 등 대도시를 중심으로 방송 서비스를 추진하고 있으며, 캐나다도 1999년부터 서비스를 개시하였다.

미국 방식과 유럽 방식의 차이점은, 미국의 DAB가 기존의 아날로그방송을 디지털로 전환해 아날로그방송과 디지털방송을 동시에 실시하는 반면, 유럽의 DAB는 신규사업자와 기존의 사업자가 새롭게 DAB 시장에 진입하는 신규 서비스라는 점이 다르다.

한국은 유럽의 유레카147을 국가 표준으로 확정하고 2003년까지 수도권을 대상으로 지상파 DAB 서비스를 실시할 예정으로 있으나, 2002년 12월 현재 기존의 라디오방송사업자에게 디지털 전환용으로 할당할지 아니면 별도의 신규 사업자를 허가할지에 대해서는 확정되지 않은 상태다.

DAB의 장점은 ① 저렴한 가격에 다양한 멀티미디어 정보 서비스가 가능하고 ② 주파수 대역 할당에 따라 이동체 방송용으로도 활용할 수 있으며 ③ 부가적인 데이터 전송 서비스를 통해 새로운 수익원을 창출할 수 있고 ④ 수신기 시장에 새로운 활력소를 제공함으로써 막대한 산업 효과를 거둘 수 있다는 점 등이다.

출처: [네이버 지식백과] DAB [digital audio broadcasting] (두산백과) http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1221108&cid=40942&categoryId=31759


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