Calculadora de Rango Dinámico por Profundidad de Bits | Rango Dinámico, SNR y Tensión LSB

Convierte la profundidad de bits PCM y la tensión de referencia en rango dinámico, SNR ideal, número de niveles de cuantización, tensión de 1 LSB y ruido de cuantización RMS en una sola vista. Las preselecciones de CD, DAT, estudio y 32 bits en coma flotante asocian cada resultado a un formato real con un toque.

💡 Sobre esta herramienta

Si estás aprendiendo audio digital, la pregunta "¿cuánto mejora el rango dinámico al subir de bits?" aparece una y otra vez. La teoría es corta: el rango dinámico es 20·log10(2^N) dB y la SNR ideal es 6,02·N + 1,76 dB. Pero pasar esas fórmulas a tensiones LSB y suelos de ruido a mano se vuelve tedioso cuando solo quieres entender el concepto.

Con solo la profundidad de bits y la Vref, la herramienta muestra el rango dinámico, la SNR de cuantización y el número de niveles en tres tarjetas grandes, y completa la tensión de 1 LSB, el ruido de cuantización RMS, la amplitud entera con signo máxima y la tensión de fondo de escala en una rejilla de detalle. La tensión LSB cambia sola entre V / mV / µV / nV, así que un paso de 24 bits sigue siendo legible. Las preselecciones van del audio telefónico de 8 bits a los buses de 32 bits en coma flotante de una DAW, ideales para comparar formatos lado a lado mientras estudias.

🧐 Preguntas Frecuentes

¿Cuánto rango dinámico aporta cada bit? Aproximadamente 6,02 dB por bit. Pasar de 16 a 24 bits añade 8 bits, es decir, unos 48 dB más de margen frente al suelo de cuantización.

¿De dónde sale el "+1,76 dB" de la fórmula de SNR? Es el término de corrección para una onda senoidal a fondo de escala: la relación entre el valor RMS del seno y el RMS de un error de cuantización de distribución uniforme. La expresión completa, 6,02·N + 1,76 dB, es el techo ideal que fija solo la profundidad de bits.

¿Por qué el ruido de cuantización RMS es 1 LSB / √12? Es la desviación estándar de un error que se asume uniforme en ±0,5 LSB. Es el caso ideal sin dithering; los conversores reales suman dither y ruido analógico del circuito.

¿Por qué 32 bits en coma flotante da un rango dinámico tan enorme? La herramienta aplica la misma fórmula entera 20·log10(2^N), así que 32 bits da cerca de 192,66 dB. Esa es la cifra del modelo entero; la coma flotante real gana rango con su exponente, así que la fórmula en realidad lo subestima. Interpreta ese número como un indicador de margen para el procesado interno, no como una especificación literal de conversor.

¿Qué valor pongo en Vref? La tensión de pico a fondo de escala. Si no conoces el valor de tu conversor, déjalo en 1 V y lee la tensión LSB como una cifra relativa.

📚 La regla de los 6 dB por bit

Detrás de toda esta calculadora hay una sola idea que conviene memorizar: cada bit añade unos 6 dB. Viene de que un bit duplica el número de niveles (2^N), y duplicar la amplitud equivale a 20·log10(2) ≈ 6,02 dB. Por eso 16 bits dan unos 96 dB y 24 bits unos 144 dB. Entender esta regla permite estimar de cabeza el rango dinámico de cualquier formato sin abrir una calculadora, y ayuda a ver por qué el salto de profundidad importa más en la grabación y la mezcla —donde se necesita margen para mover ganancias— que en la reproducción final, donde el oído y la sala suelen ser el límite antes que los bits.