Decibel

Na Galipedia, a wikipedia en galego.

Chámase decibelio ou decibel (dB) á unidade empregada en Acústica e Telecomunicación para expresar a relación, en escala logarítmica, entre dúas potencias, acústicas ou eléctricas.

O decibelio, símbolo dB, é unha unidade logarítmica, décima parte do belio, que sería a unidade, aínda que non se usa por ser excesivamente grande na práctica. Unha medida de +10dB implica una intensidade sonora 10 veces maior.

Asignóuselle o nome belio na honra de Alexander Graham Bell, tradicionalmente considerado como inventor do teléfono.

[editar] Aplicacións en Acústica

O decibelio é a principal unidade de medida usada para o nivel de potencia ou nivel de intensidade do son. Nesta aplicación, a escala úsase ata os 140 dB, onde se chega ó umbral de dor.

Úsase unha escala logarítmica porque a sensibilidade que presenta o ouvido humano ás variacións de intensidade sonora segue unha escala aproximadamente logarítmica, non lineal. Por iso o belio e mailo seu submúltiplo o decibelio, son axeitados para valorar a percepción dos sons por un ouvinte. Defínese como a comparación (relación) entre dous sons porque nos estudos sobre acústica fisiolóxica viuse que un ouvinte ó que se lle fai escoitar un só son non pode dar unha indicación fiable da súa intensidade, mentres que, se se lle fai escoitar dous sons diferentes, é capaz de distinguir a diferencia de intensidade.

Unha diferencia de 3 decibelios representa o dobre de sinal, e resulta ser aproximadamente a mínima diferencia apreciable por un ouvido humano san.

Unha diferencia de 10 decibelios aparenta fisioloxicamente un sinal dobre, mais a diferencia de sonoridade é de dez veces.

Para o cálculo da sensación recibida por un ouvinte, a partir das unidades físicas, medibles, dunha fonte sonora, defínese nivel de potencia, $L W$ , (en decibelios) , relacionando a potencia da fonte de son a estudar coa potencia doutra fonte con son no umbral de audición, pola fórmula seguinte:

${L_W}= 10\times log \frac{W_1}{W_0}$ (dB)

onde W₁ é a potencia a estudar, e W₀ é a potencia umbral de audición, que expresada en unidades do SI, equivale a $10^{-12} \,\!$ vatios.

As ondas de son producen un aumento de presión no ar, co que outro xeito de medir fisicamente o son é en unidades de presión (pascales). Pode definirse o Nivel de presión, L_P, que tamén se mede en decibelios.

${L_P}= 20\times log \frac{P_1}{P_0}$ (dB)

onde P₁ é a presión de son a estudar, e P₀ é a presión umbral de audición, que expresada en unidades do SI, equivale a $2\times 10^{-5}$ Pa.

[editar] Decibelio Ponderado

O oído humano non percibe igual as distintas frecuencias e acada o máximo de percepción nas medias, de aí que para aproximar máis a unidade á realidade auditiva, pondéranse as unidades.

[editar] Aplicacións en Telecomunicación

O decibelio é talvez a unidade máis utilizada no campo das Telecomunicaciones pola simplificación que a súa natureza logarítmica posibilita á hora de efectuar cálculos con rangos de valores de potencia do sinal moi amplos.

Como relación de potencias que é, a cifra en decibelios non indica nunca o valor absoluto das dúas potencias comparadas, senón a relación entre elas.
Isto permete, por exemplo, expresar en decibelios a gañancia dun amplificador ou a perda dun atenuador sen necesidade de se referir á potencia de entrada que, en cada momento, se lles esteña aplicando.

A perda o gañancia dun dispositivo, expresada en decibelios vén dada pola fórmula:

${dB}= 10\times log \frac{P_E}{P_S}$

onde P_E é a potencia do sinal na entrada do dispositivo, e P_S a potencia á saída do mesmo.
Se hai gañancia de sinal (amplificación) a cifra en decibelios será positiva, mentres que se hai perda (atenuación) será negativa.

En Telecomunicación moitas veces utilízase como nivel de referencia o milivatio, obténdose os resultados en dB referidos a 1 mW, isto é, en dBm.

Para sumar ruídos, ou sinais en xeral, é moi importante lembrarse que ao usar unha escala logarítmica non é correcto sumar directamente valores das fontes de ruído expresados en decibelios. Así, dúas fontes de ruído de 21dB non dan 42dB senón 24dB.

Neste caso emprégase a formula:

$10\cdot \log_{10}(10^{\frac{X_1}{10}}+10^{\frac{X_2}{10}}+ ... ) =dB totais$