Децибел

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Децибел - означение dB е една десета част от Бел, логаритмична безразмерна величина за измерване отношението на мощности. По принцип могат да се измерват всички видове величини (стигащо до абсурди): Hz->dBHz, °C->dB°C и т.н. Тоест, това е величина сродна на „пъти“ и проценти. С известно изменение и допълнение на дефиницията - дефиниране на нивото „0 dB“ - в децибели може да се мери мощност, напрежение, нива на звук и електромагнитен сигнал. Децибелът се използува предимно в електрониката и акустиката. Наречен е в чест на Александър Бел, изобретателят на телефона.

Съдържание 1 Дефиниция 1.1 Затихване и усилване 2 Практическо приложение 2.1 Условни означения 2.2 Ниво при нула dB

[редактиране] Дефиниция

Оригиналната дефиниция на децибел е:

децибели =

Примери: Нека мощноста P₂ е 2 пъти по-голяма от мощността P₁, тогава

10 log₁₀(P₂/P₁) = 10 log₁₀ 2 = 3 dB,

т. е. изменение на мощноста с 3 dB означава увеличаването и 2 пъти. Ако обаче мощноста P₂ е наполовина от мощноста P₁, тогава получаваме -3 dB.

Аналогично, ако изменението на мощността е 10 пъти:

10 log₁₀(P₂/P₁) = 10 log₁₀ 10 = 10 dB,

а за 1000 пъти:

10 log₁₀(P₂/P₁) = 10 log₁₀ 1000 = 30 dB,

[редактиране] Затихване и усилване

Видяхме, че, ако мощността е двойна спрямо референтната, децибелите са 3. Това може да се произнесе като „Ниво +3 децибела“ или „Усилване 3 децибела“. Когато мощността е наполовина, имаме -3 dB. Това респективно може да се произнесе като „Ниво -3 децибела“ или „Затихване 3 децибела“. Тоест: думата „затихване“ означава отрицателни децибели. От физическа гледна точка е важно да се спомене, че когато говорим за усилване (почти) винаги разбираме внасянето на допълнителна енергия - т.е. допълнителен източник на енергия, а при затихване - отделяне на енергия т.е. топлина (в частност (недопустимо) прегряване)!

[редактиране] Практическо приложение

В радиоелектрониката много често се използва единицата децибел-при сравняване на напрежения, токове, мощности, звуков интензитет и др. Например в децибели се изразяват коефициентите на усилване, звуковият интензитет, шумовете и др., като във всички случаи се сравнява колко пъти една величина е по-голяма от друга(децибел по определение е логаритмична единица за отношение на едноименни величини)Тъй като децибелите са логаритмична мярка, те по точно изразяват особеностите на слуха при възприемането на звукове. Понеже децибелът не е абсолютна величина, а е мярка за отношение, то се правят някои допълнителни договорки, за да не става объркване. При всички случаи, ако се каже: Усилване с 5 dB или затихване (на сигнала) с 15 dB е ясно за какво става въпрос, защото се говори за отношение. В този ред на мисли, дименсията dB се явява безразмерна величина!

[редактиране] Условни означения

Понастоящем dB без допълнителен индекс се използува в акустиката като единица за ниво на звуковото налягане.

За други величини след dB се добавя буква, уточняваща условията на измерване. Тази буква се отнася най-вече до референтната стойност служеща за 0dB. В противен случай тълкуванието е нееднозначно.

[редактиране] Ниво при нула dB

Нарича се също и опорно или референтно ниво.

Децибелите са мярка за отношение, затова те не се мерят непосредствено, а се изчисляват. Затова е важно коя е началната стойност, спрямо която сравнаваме - нивото при 0 dB. Примери;

• dBW - за 0 dB е приета мощност 1 W
• dBm - за 0 dB е приета мощност 1 mW
• dBi - за 0 dB е прието усилването на анизотропният излъчвател, съответната антена се сравнява със него.
• dBc - за 0 dB е приета мощността на основния сигнал. В dBc се мери мощността на хармоничните (целочислено кратните) на този основен сигнал.

В акустиката за 0 dB се приема границата на чуваемост на човешкия слух, или 10^-12 W/m² за честота 1 kHz. Един децибел е минимално различимата разлика във силата на звука. Изразяването силата на звука в децибели, а не във W/m² е по-нагледно, защото ухото възприема разликите в силата на звука като логаритмични.