Decibels & niveaus
De decibel is de eenheid waar het hele vak op draait. Het lastige: het is geen gewone eenheid maar een verhouding, en hij is logaritmisch. Als je drie regels kent, kom je overal mee weg.
Waarom decibels?
Het zachtste geluid dat je kunt horen heeft een druk van ongeveer 0,00002 pascal. De pijngrens ligt rond 20 pascal. Dat is een verhouding van één op een miljoen. Met zulke getallen werken is onhandig, en bovendien hoort je oor niet lineair: van 1 naar 2 watt hoor je een even groot verschil als van 100 naar 200 watt.
De decibel lost beide problemen op. Hij drukt een verhouding logaritmisch uit, waardoor het miljoen samengeperst wordt tot een schaal van 0 tot 120 — en die schaal sluit veel beter aan bij hoe je oor werkt. De bel was te grof, dus we gebruiken tienden: decibel.
Een decibel op zichzelf betekent niets. “Zet die kanaal 3 dB harder” is duidelijk (dat is een verhouding). “Het is 95 dB” is pas duidelijk als je erbij zegt ten opzichte waarvan: dB SPL, dBu, dBFS. Vandaar al die achtervoegsels.
De twee dB-formules
Er zijn twee varianten. Welke je gebruikt, hangt af van of je met vermogen rekent of met spanning/druk (dat noemen we amplitude-grootheden).
De 20 in plaats van 10 komt doordat vermogen kwadratisch met spanning meegaat (P = U²/R). Twee keer zoveel volt is vier keer zoveel vermogen.
Je gaat van een versterker van 100 W naar één van 400 W. Hoeveel harder wordt dat?
De 3-, 6- en 10-regel
In de praktijk pak je bijna nooit je rekenmachine. Je gebruikt deze drie:
| Verandering | In dB | Wat je hoort |
|---|---|---|
| Vermogen ×2 (100 W → 200 W) | +3 dB | Net merkbaar harder |
| Vermogen ×4 | +6 dB | Duidelijk harder |
| Vermogen ×10 (100 W → 1000 W) | +10 dB | Ongeveer twee keer zo hard |
| Spanning of geluidsdruk ×2 | +6 dB | Duidelijk harder |
| Afstand tot een puntbron ×2 | −6 dB | Half zo hard in druk |
| Twee identieke bronnen samen | +3 dB | Nauwelijks merkbaar |
| Twee identieke bronnen, exact in fase | +6 dB | Duidelijk harder |
Twee keer zoveel versterkervermogen geeft maar +3 dB. Wil je écht twee keer zo hard klinken (+10 dB), dan heb je tien keer zoveel vermogen nodig. Van 500 W naar 1000 W hoor je bijna niets; je moet naar 5000 W. Daarom investeer je bij te weinig volume eerst in gevoeliger speakers (3 dB meer gevoeligheid = gratis verdubbeling van je vermogen) of in meer speakers, niet in een grotere amp.
1 dB is ongeveer het kleinste verschil dat een geoefend oor onder goede omstandigheden nog net hoort. 3 dB hoor je zeker. Dat betekent dat een fader van 0,5 dB verschuiven op een luide show vrijwel altijd zinloos is — maar 3 dB op een enkel kanaal is een grote ingreep.
Geluidsbronnen optellen
Twee gitaarversterkers van elk 100 dB samen geven geen 200 dB. Je mag decibels niet zomaar optellen; je moet eerst terug naar vermogen.
Snelle methode zonder rekenmachine — kijk naar het verschil tussen de twee niveaus:
| Verschil | Tel op bij de hoogste |
|---|---|
| 0 dB | +3,0 dB |
| 1 dB | +2,5 dB |
| 2 dB | +2,1 dB |
| 3 dB | +1,8 dB |
| 4 dB | +1,5 dB |
| 6 dB | +1,0 dB |
| 8 dB | +0,6 dB |
| 10 dB | +0,4 dB |
| > 15 dB | verwaarloosbaar |
De PA staat op 98 dB, het publiek maakt 92 dB. Wat meet de decibelmeter?
Handig om te weten als je op een gelimiteerde 103 dB(A) zit: het publiek telt mee in je meting, ook al doe je zelf niets.
Elke verdubbeling van het aantal identieke, ongecorreleerde bronnen levert +3 dB. 2 kasten = +3, 4 = +6, 8 = +9, 16 = +12 dB. Staan ze dicht bij elkaar en volledig in fase (zoals in een gestapelde subarray), dan kan het oplopen richting +6 dB per verdubbeling — dat is precies waarom een array met veel elementen zoveel meer doet dan je op basis van vermogen zou verwachten.
Afstand: de −6 dB-regel
Een puntbron straalt zijn energie uit over een steeds groter wordende bol. Twee keer zo ver betekent vier keer zoveel oppervlak, dus een kwart van de energie per m². In decibels: −6 dB.
Vuistregel: elke verdubbeling van de afstand = −6 dB.
| Afstand | Niveau (start 100 dB op 1 m) |
|---|---|
| 1 m | 100 dB |
| 2 m | 94 dB |
| 4 m | 88 dB |
| 8 m | 82 dB |
| 16 m | 76 dB |
| 32 m | 70 dB |
| 64 m | 64 dB |
De −6 dB-regel geldt voor een puntbron in de open lucht. Een line array gedraagt zich in het nabije veld als een cilinder in plaats van een bol: daar verlies je maar ongeveer −3 dB per verdubbeling van de afstand. Precies daarom gebruik je arrays in grote zalen — het verschil tussen voorste en achterste rij wordt veel kleiner. Voorbij een bepaalde afstand (afhankelijk van de lengte van de array en de frequentie) gaat hij alsnog over in −6 dB.
Binnen in een zaal geldt de regel ook maar tot de galmstraal: daarbuiten wordt het niveau bepaald door de nagalm en zakt het nauwelijks nog. Zie Akoestiek.
dB SPL, dBu, dBV, dBFS en dBA
Elke dB-soort heeft zijn eigen nulpunt. Deze tabel moet je kennen.
| Eenheid | Referentie (0 dB =) | Waarvoor |
|---|---|---|
| dB SPL | 20 µPa (gehoordrempel) | Geluid in de lucht. Wat een decibelmeter meet. |
| dB(A) | idem, maar A-gewogen | SPL gecorrigeerd voor hoe je oor hoort. Alle wetgeving gebruikt dit. |
| dB(C) | idem, C-gewogen | Vlakker in het laag. Voor bas-overlast en piekmetingen. |
| dBu | 0,775 V | Signaalniveau in professionele apparatuur. Lijnniveau = +4 dBu. |
| dBV | 1 V | Consumentenapparatuur. Lijnniveau = −10 dBV. |
| dBFS | digitale maximum | Digitale meters. 0 dBFS is het plafond; alles eronder is negatief. |
| dBm | 1 mW in 600 Ω | Oud, uit de telefonie. Kom je nog tegen in schema's. |
| dB SPL/W/m | — | Speakergevoeligheid: hoeveel dB een kast maakt met 1 W op 1 m. |
Over dBFS: waarom digitaal altijd negatief is
FS staat voor full scale. In een digitaal systeem is er een hard maximum: het hoogste getal dat je kunt opslaan. Daarboven kan niets, dus dat noemen we 0 dBFS. Alles wat je meet is daaronder en dus negatief. Ga je erover, dan krijg je clipping: de toppen worden er letterlijk afgeknipt en dat klinkt als vervorming. In analoge apparatuur loopt het niveau geleidelijker vast (“zacht” clippen); digitaal is het keihard.
Mik in een digitale mengtafel op gemiddeld −18 dBFS per kanaal, met pieken tot ongeveer −10 dBFS. Dat komt overeen met +4 dBu analoog (de EBU-afspraak) en geeft je 18 dB headroom voor die ene keer dat de zanger echt gaat. Zie gain structure.
Hoeveel volt is +4 dBu?
Wat is hoe hard?
| dB(A) | Situatie | Veilige blootstelling per dag |
|---|---|---|
| 0 | Gehoordrempel | — |
| 20 | Bladeren, ademhaling | onbeperkt |
| 40 | Stille woonkamer | onbeperkt |
| 60 | Gesprek | onbeperkt |
| 70 | Stofzuiger, drukke straat | onbeperkt |
| 80 | Verkeer dichtbij — eerste actiewaarde Arbo | 8 uur |
| 85 | Drukke bar — tweede actiewaarde: bescherming verplicht | 8 uur |
| 88 | — | 4 uur |
| 91 | Zaal tijdens soundcheck | 2 uur |
| 94 | — | 1 uur |
| 97 | Popconcert, gemiddeld | 30 min |
| 100 | Voor de PA staan | 15 min |
| 103 | Nederlandse convenantgrens (LAeq over 15 min) | 7,5 min |
| 110 | Vlak voor een sub | 1,5 min |
| 120 | Sirene, straaljager — pijngrens | direct schadelijk |
| 140 | Vuurwerk dichtbij | directe schade |
Elke 3 dB harder halveert de tijd die je er veilig kunt staan. 85 dB(A) mag 8 uur, 88 dB(A) nog 4 uur, 91 dB(A) 2 uur, 100 dB(A) nog een kwartier. Op een festivaldag van tien uur zit je dus binnen een half uur over je hele dagdosis. Gehoorbescherming is geen luxe maar de basis van je vak. Zie Veiligheid.
A-weging en meten in de praktijk
Een decibelmeter meet alle frequenties even zwaar, maar je oor niet: laag hoor je veel minder goed. Daarom bestaan wegingsfilters die de meting corrigeren.
| Weging | Wat het doet | Gebruik |
|---|---|---|
| A | Zwakt laag en zeer hoog flink af (bij 50 Hz al −30 dB) | Wetgeving, gehoorschade, zaalmetingen |
| C | Bijna vlak, alleen de uiteinden iets af | Piekmetingen, basoverlast, buurtklachten |
| Z | Geen weging, vlak | Technische metingen |
Tijdweging en middeling
- Fast (F) — meet over 125 ms. Springt mee met de muziek.
- Slow (S) — meet over 1 s. Rustiger beeld.
- LAeq — het gemiddelde niveau over een periode. Dit is waar normen op gebaseerd zijn: bijvoorbeeld LAeq,15min = het gemiddelde over een kwartier.
- LCpeak — de allerhoogste momentane piek. In de Arbowet ligt de grenswaarde op 135–140 dB(C) piek.
- LEX,8h — de dagdosis: het niveau omgerekend naar een werkdag van 8 uur.
Metingen voor een geluidsnorm doe je op een vaste, afgesproken plek in de zaal — meestal bij de FOH-positie of op een vast meetpunt, niet vlak voor de PA en niet achter de bar. Zit je op een gelimiteerde show, vraag dan vooraf waar het meetpunt zit en of er een logger meedraait. Zet zelf ook een meter neer zodat je niet voor verrassingen komt te staan.
Dynamisch bereik en headroom
Dynamisch bereik is het verschil tussen het zachtste bruikbare signaal (net boven de ruis) en het hardste (net onder de vervorming). Headroom is de ruimte die je bovenin overhoudt voordat het vastloopt.
Elke extra bit levert 6 dB extra bereik op.
Nieuwe technici zetten alles zo hard mogelijk “om ruis te vermijden”. In een 24-bit systeem is de ruisvloer zó laag dat je gerust 18 dB ruimte kunt laten. Die ruimte gebruik je als de drummer plotseling harder gaat spelen of de gitarist een solo start. Zonder headroom clip je, en clipping krijg je nooit meer weg.
• Vermogen ×2 = +3 dB · spanning of druk ×2 = +6 dB · vermogen ×10 = +10 dB
• Afstand ×2 = −6 dB (puntbron) of −3 dB (line array, nabije veld)
• Twee gelijke bronnen = +3 dB · twee gelijke, in fase = +6 dB
• Twee keer zo hard klínken = +10 dB = tien keer zoveel vermogen
• Digitaal werken op −18 dBFS gemiddeld
• +3 dB = halve blootstellingstijd