Что такое децибел? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

[an error occurred while processing this directive]

При измерениях чего-то (например, напряжения) мы обычно думаем в прямых единицах (в вольтах). Но иногда более предпочтительно использовать относительную шкалу. В этом случае, наиболее часто используемой единицей измерений является децибел (дБ) - мощный инструмент, приводящий в замешательство начинающих. При знании происхождения этого термина и одного простого правила, затруднения могут быть исключены, а значение величины, выраженной в децибелах, может быть понято.

Александр Грехэм Белл стал известен благодаря изобретению телефона. Менее известны его работы по определению порога слышимости. В 1890 году он основал Ассоциацию глухих и плохо слышащих, которая действует до сих пор. Он был первым ученым, который количественно определил чувство слуха и установил, что слуховая восприимчивость зависит не от реального уровня мощности звуковой волны, достигающей нашего уха, а от ее логарифма.

Белл обнаружил, что порог слышимости ребенка составляет около 10^-12 Вт/м², а уровень, при котором возникают болевые ощущения - около 10 Вт/м². Таким образом, диапазон громкости, нормально воспринимаемой человеком, составляет 13 порядков!

Исходя из полученных значений, Белл определил шкалу звуковой мощности от 0 до 13. Единицы громкости этой шкалы называются белами (последнее "л" от его фамилии было отброшено). Уровень звука тихого шепота составляет около 3 белов, а нормальной речи - около 6 белов.

Поскольку ощущение громкости базируется на логарифмической шкале уровня мощности, то преобразование между мощностью и громкостью по шкале Белла выглядит следующим образом: громкость (в белах) = log(P1/P0), где P0 - порог слышимости звука.

Следовательно, уровень звука в 4 бела соответствует звуковой мощности, равной 10⁴хP0.

Бел стал фактически стандартной единицей измерения логарифма отношения двух энергетических уровней: отношение, выраженное в белах, есть log(P1/P0), т.е. увеличение на 3 бела соответствует увеличению в 1000 раз. Если новое значение убывает, то логарифм отношения становится отрицательным. Чтобы сделать обратное преобразование необходимо 10 возвести в степень, равную белам.

Важнейшая особенность белов состоит в том, что они относятся только к отношению двух мощностей или двух энергий. Если же есть необходимость описания отношения двух амплитудных сигналов, например, напряжений, то возможно лишь опираться на отношение мощностей, ассоциированных с этими напряжениями. Мощность пропорциональна квадрату напряжения или тока: V² и I².

Отношение двух напряжений, выраженное в белах, связано с отношением их мощностей: log(P1/P0) = 2log(V1/V0). Следовательно, отношение напряжений равно V1/V0 = 10^(белы/2).

Стало достаточно общим выражать отношение в десятых долях бела или в децибелах (дБ). Отношение двух мощностей в дБ равняется 10log(P1/P0), а напряжений - 10•2log(V1/V0). Для получения отношения напряжений необходимо выполнить преобразование V1/V0 = 10^(дБ/20).

Порой достаточно мудрено определить, что считать амплитудной величиной, а что энергетической. Напряжение, ток, импеданс, напряженности электрического или магнитного полей и размахи любых волновых процессов считаются амплитудными величинами. Когда происходит измерение в децибелах, то вычисляется логарифм отношения квадратов этих величин. Энергия, мощность и интенсивность являются энергетическими величинами, и в отношении логарифма они используются непосредственно.

Например, 5% напряжения одной цепи передается в другую цепь. Отношение напряжений в этом случае равно 0,05. Для измерения в децибелах необходимо взять логарифм отношения напряжений, умножить его на 2, чтобы получить отношение в белах, а затем умножить на 10 для получения отношения в дБ: 20log(0,05) = -26 дБ связи между сигналами.

В таблице приведены некоторые, часто используемые значения в децибелах и отношения амплитуд и мощностей.

Отношение амплитуд	Отношение мощностей	Значение в дБ
0,7	0,5	-3
0,5	0,25	-6
0,3	0,1	-10
0,1	0,01	-20
0,05	0,003	-25
0,01	10-4	-40
0,001	10-6	-60

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Холодные душ излечивает от стресса 14.06.2025

Стресс сегодня стал одной из самых распространенных проблем современного общества, и поиск эффективных способов его снижения является важной задачей для науки и медицины. Несмотря на разнообразие методик, не все из них доступны или удобны в повседневной жизни. Однако ученые все чаще обращают внимание на простые и доступные методы, которые могут помочь справиться с психологическим напряжением и улучшить общее самочувствие. Одним из таких способов, доказавшим свою эффективность, является холодный душ. Холодный душ - это простой, доступный и научно обоснованный способ улучшить не только психическое, но и физическое здоровье. Он стимулирует организм, помогает справиться со стрессом, повышает концентрацию и укрепляет силу воли. Несмотря на дискомфорт, который может возникать вначале, регулярное принятие холодных душей способно стать надежным инструментом для улучшения качества жизни. Американские исследователи под руководством Анны Мейер провели серию исследований, которые подтвердили ...>>

Лошади общаются с помощью мимимки 14.06.2025

Понимание невербальных сигналов у животных становится все более важной областью исследований, поскольку именно через мимику и поведение многие виды передают свои эмоции и намерения. Лошади, как социальные и чувствительные животные, также обладают богатым репертуаром мимических движений, с помощью которых общаются друг с другом. Новые исследования раскрывают, насколько сложными и разнообразными могут быть выражения их лиц в различных социальных ситуациях. В отличие от предыдущих исследований, где изучение мимики лошадей часто проходило в искусственно созданных условиях, например, когда животным ограничивали доступ к корму, новое исследование швейцарских ученых прошло в более естественной обстановке. Используя Систему кодирования мимических движений лошадей (EquiFACS), специалисты проанализировали более 72 часов видеозаписей, чтобы подробно рассмотреть, как меняется мимика у 36 домашних лошадей в процессе разных социальных взаимодействий. Результаты показали, что лошади используют ...>>

Маргарин повышает риск старческого слабоумия 13.06.2025

Деменция, или старческое слабоумие, остается одной из самых серьезных и необратимых проблем современного здравоохранения. Несмотря на прогресс в медицине, эффективных методов лечения пока нет, поэтому особое внимание уделяется выявлению факторов риска и мерам профилактики. Среди них важную роль играют привычки питания, которые могут как снизить, так и повысить вероятность развития нейродегенеративных заболеваний. Одним из спорных продуктов, вызывающих все больше опасений, является маргарин - популярная замена сливочному маслу. Несмотря на свою распространенность, маргарин подвергается интенсивной химической обработке. По мнению Дэвида Винера, специалиста по фитнесу и здоровому образу жизни, работающего с приложением Freeletics на базе искусственного интеллекта, именно содержащийся в маргарине диацетил способен вызывать слипание белка бета-амилоида, который играет ключевую роль в патогенезе деменции и болезни Альцгеймера. Винер утверждает, что этот компонент не только способствует аг ...>>

Случайная новость из Архива Корпус ASUS ProArt PA602 11.03.2024 Компания ASUS объявляет о выпуске первого корпуса в линейке ProArt - PA602. Благодаря передней панели, 140-миллиметровому заднему вентилятору, двум 200-миллиметровым передним вентиляторам и поддержке 420-миллиметрового радиатора, он обеспечивает высочайшую производительность. ASUS ProArt PA602 разработан для упрощения процесса сборки ПК и готов к повседневному использованию благодаря функции автоматического обнаружения пыли, встроенному ШИМ-контролю на задвижке блокировки питания на передней панели ввода/вывода и широкому выбору легкодоступных USB-портов. Корпус обеспечивает лучшее всестороннее охлаждение и бесшумную работу. Его передняя панель имеет открытую решетку с 15,5 мм вентиляционными отверстиями с пористостью 45% и двумя предустановленными 200-миллиметровыми фронтальными вентиляторами. Эти вентиляторы гораздо тише стандартных 120-мм или 140-мм корпусных вентиляторов и обеспечивают аналогичный объем воздуха. Прочные вентиляторы с широким диапазоном оборотов (300-1000 об/мин) и ШИМ-управлением обеспечивают мощный воздушный поток при минимальном шуме. Предустановленный 140-миллиметровый вентилятор в задней части корпуса помогает в отводе тепла и может автоматически останавливаться при необходимости. Внутри корпуса двойные воздушные дефлекторы направляют поток воздуха туда, где он нужен. ASUS ProArt PA602 существенно упрощает и оптимизирует процесс сборки ПК, обеспечивая достаточно места для крупных компонентов. Корпус совместим с материнскими платами длиной до 12" и шириной до 10,9". Максимальная высота процессорного кулера составляет 190 мм, а верхний радиатор поддерживает модели высотой до 420 мм. Корпус поддерживает до восьми 2,5-дюймовых твердотельных накопителей и четыре отсека для 3,5-дюймовых жестких дисков. Кроме того, предусмотрена физическая фиксация кнопки включения, что предотвращает случайное нажатие.

Другие интересные новости:

▪ Сверхкомпактная сеть 4G

▪ Диабет все чаще приводит к слепоте

▪ Твердотельные накопители Kingston SSDNow E50

▪ Антибиотики в реке

▪ Блоки питания 3Logic R-Senda для мощных майнинговых ферм

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Платон мне друг, но истина дороже. Крылатое выражение

▪ статья Где проходили Олимпийские игры, на эмблеме которых год проведения был обозначен пятью цифрами? Подробный ответ

▪ статья Горничная (кастелянша). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Технические характеристики электродов отечественного производства, предназначенных для сварки углеродистых сталей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Новый KB приемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025