dBFS (dB Full Scale) 란 무엇인가

dBFS (dB Full Scale)

긴 아날로그의 세계를 지나서 이제 디지털의 세계로 들어가 보겠습니다.
Full Scale은 말 그대로 어떤 오디오 시스템이 클립핑(Clipping)이6 발생하기 직전까지 사용할 수 있는 최대 신호의 크기를 의미합니다. 모든 오디오 시스템은 전기를 공급하여 동작하며 내부의 파워서플라이 설계에 따라 취급할 수 있는 신호의 크기가 정해져 있습니다. 그 신호의 크기를 넘어가면 클립핑이 발생합니다.

dBFS는 디지탈 오디오 신호에 특히 더 중요하게 사용되는 개념입니다. 디지탈 오디오에서 신호는 숫자로 변환되고 다시 그 숫자가 실제의 아날로그 신호로 바뀝니다. 쉽게 생각해서 1부터 10까지 표현할 수 있는 디지털 오디오 시스템은 11보다 큰 크기의 아날로그 신호를 녹음할 수도 재생할 수도 없습니다. 자릿수를 넘어가면서 즉시 복구될 수 없는 클립핑이 생기는 것입니다. 이 시스템의 Full Scale은 10입니다. 반대로 100까지 표현할 수 있는 시스템에서 신호를 10만큼만 인가해서 녹음하면 나머지 90만큼의 자리수를 사용하지 않는 것이므로 100만큼의 충분한 다이나믹 레인지를 갖기 어렵습니다.
우리가 잘 아는 16비트 오디오 시스템과 24비트 오디오 시스템을 기준으로 Full Scale의 다이나믹 레인지를 알아보겠습니다. 16비트 시스템과 24비트 시스템에서 표현할 수 있는 숫자의 갯수는 다음과 같습니다.

 

 

그러면 이 숫자들로 표현할 수 있는 이론적인 다이나믹 레인지는 어떻게 될까요. dB로 계산해 봅시다.

 

24비트 시스템은 이론적으로 144 dB에 이르는 높은 다이나믹 레인지를 가질 수 있습니다. 단, 24비트를 넘어서는 단 한개의 비트도 녹음될 수 없으며 다시 복구 될 수는 없습니다. 반대로 24비트 시스템에서 신호를 너무 작게 녹음해서 8비트만 쓴다고 가정하면 다이나믹레인지가 급격하게 떨어질 것입니다.
따라서 디지털 오디오 시스템에서는 dBFS을 충분히 사용해서 녹음하되 최대 값을 넘으면 안됩니다.
dBFS는 시스템이 가지는 가장 큰 신호(가장 큰 숫자)를 0dBFS로 규정합니다. 그러므로 입력되는 신호들은 모두 0dBFS보다 작아야 하고 -10dBFS와 같이 음의 dB형태로 쓰이게 됩니다.
dBFS는 또한 일반적으로 Sine Wave를 기준으로 최대치를 봅니다만 경우에 따라서 사각파(Squre Wave)를 기준으로 하기도 하며 이 경우 같은 시스템이라도 서로 다른 dBFS 값을 보여줍니다.
dBFS는 신호를 눈으로 확인하는 Peak Meter와도 밀접한 관계가 있고 디지털 오디오 시스템 전반에 걸쳐서 에서 매우 중요한 개념입니다.

 

 

출처 : http://audio-probe.com/documentation/db%EB%9E%80-%EB%AC%B4%EC%97%87%EC%9D%B8%EA%B0%80/

dB(decibel) 란 무엇인가? (dBV, dBu, dBSPL, dBFS)