![]() |
ÝÍÖÈÊËÎÏÅÄÈß ÐÀÄÈÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ È ÝËÅÊÒÐÎÒÅÕÍÈÊÈ ×òî òàêîå äåöèáåë?
Ýíöèêëîïåäèÿ ðàäèîýëåêòðîíèêè è ýëåêòðîòåõíèêè / Íà÷èíàþùåìó ðàäèîëþáèòåëþ Ïðè èçìåðåíèÿõ ÷åãî-òî (íàïðèìåð,
íàïðÿæåíèÿ) ìû îáû÷íî äóìàåì â ïðÿìûõ åäèíèöàõ (â âîëüòàõ). Íî èíîãäà áîëåå
ïðåäïî÷òèòåëüíî èñïîëüçîâàòü îòíîñèòåëüíóþ øêàëó.  ýòîì ñëó÷àå, íàèáîëåå ÷àñòî
èñïîëüçóåìîé åäèíèöåé èçìåðåíèé ÿâëÿåòñÿ äåöèáåë (äÁ) - ìîùíûé èíñòðóìåíò,
ïðèâîäÿùèé â çàìåøàòåëüñòâî íà÷èíàþùèõ. Ïðè çíàíèè ïðîèñõîæäåíèÿ ýòîãî òåðìèíà è
îäíîãî ïðîñòîãî ïðàâèëà, çàòðóäíåíèÿ ìîãóò áûòü èñêëþ÷åíû, à çíà÷åíèå âåëè÷èíû,
âûðàæåííîé â äåöèáåëàõ, ìîæåò áûòü ïîíÿòî.
Àëåêñàíäð Ãðåõýì Áåëë ñòàë èçâåñòåí áëàãîäàðÿ
èçîáðåòåíèþ òåëåôîíà. Ìåíåå èçâåñòíû åãî ðàáîòû ïî îïðåäåëåíèþ ïîðîãà
ñëûøèìîñòè. Â 1890 ãîäó îí îñíîâàë Àññîöèàöèþ ãëóõèõ è ïëîõî ñëûøàùèõ,
êîòîðàÿ äåéñòâóåò äî ñèõ ïîð. Îí áûë ïåðâûì ó÷åíûì, êîòîðûé
êîëè÷åñòâåííî îïðåäåëèë ÷óâñòâî ñëóõà è óñòàíîâèë, ÷òî ñëóõîâàÿ
âîñïðèèì÷èâîñòü çàâèñèò íå îò ðåàëüíîãî óðîâíÿ ìîùíîñòè çâóêîâîé âîëíû,
äîñòèãàþùåé íàøåãî óõà, à îò åå ëîãàðèôìà. Áåëë îáíàðóæèë, ÷òî ïîðîã ñëûøèìîñòè ðåáåíêà ñîñòàâëÿåò
îêîëî 10-12 Âò/ì2, à óðîâåíü, ïðè êîòîðîì
âîçíèêàþò áîëåâûå îùóùåíèÿ - îêîëî 10 Âò/ì2. Òàêèì îáðàçîì,
äèàïàçîí ãðîìêîñòè, íîðìàëüíî âîñïðèíèìàåìîé ÷åëîâåêîì, ñîñòàâëÿåò 13
ïîðÿäêîâ! Èñõîäÿ èç ïîëó÷åííûõ çíà÷åíèé, Áåëë îïðåäåëèë øêàëó
çâóêîâîé ìîùíîñòè îò 0 äî 13. Åäèíèöû ãðîìêîñòè ýòîé øêàëû íàçûâàþòñÿ
áåëàìè (ïîñëåäíåå "ë" îò åãî ôàìèëèè áûëî îòáðîøåíî). Óðîâåíü çâóêà
òèõîãî øåïîòà ñîñòàâëÿåò îêîëî 3 áåëîâ, à íîðìàëüíîé ðå÷è - îêîëî 6
áåëîâ. Ïîñêîëüêó îùóùåíèå ãðîìêîñòè áàçèðóåòñÿ íà
ëîãàðèôìè÷åñêîé øêàëå óðîâíÿ ìîùíîñòè, òî ïðåîáðàçîâàíèå ìåæäó ìîùíîñòüþ
è ãðîìêîñòüþ ïî øêàëå Áåëëà âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì: ãðîìêîñòü (â
áåëàõ) = log(P1/P0), ãäå P0 - ïîðîã ñëûøèìîñòè çâóêà. Ñëåäîâàòåëüíî, óðîâåíü çâóêà â 4 áåëà ñîîòâåòñòâóåò
çâóêîâîé ìîùíîñòè, ðàâíîé 104õP0. Áåë ñòàë ôàêòè÷åñêè ñòàíäàðòíîé åäèíèöåé èçìåðåíèÿ
ëîãàðèôìà îòíîøåíèÿ äâóõ ýíåðãåòè÷åñêèõ óðîâíåé: îòíîøåíèå, âûðàæåííîå â
áåëàõ, åñòü log(P1/P0), ò.å. óâåëè÷åíèå íà 3 áåëà ñîîòâåòñòâóåò
óâåëè÷åíèþ â 1000 ðàç. Åñëè íîâîå çíà÷åíèå óáûâàåò, òî ëîãàðèôì
îòíîøåíèÿ ñòàíîâèòñÿ îòðèöàòåëüíûì. ×òîáû ñäåëàòü îáðàòíîå
ïðåîáðàçîâàíèå íåîáõîäèìî 10 âîçâåñòè â ñòåïåíü, ðàâíóþ áåëàì. Âàæíåéøàÿ îñîáåííîñòü áåëîâ ñîñòîèò â òîì, ÷òî îíè îòíîñÿòñÿ
òîëüêî ê îòíîøåíèþ äâóõ ìîùíîñòåé èëè äâóõ ýíåðãèé. Åñëè æå åñòü íåîáõîäèìîñòü
îïèñàíèÿ îòíîøåíèÿ äâóõ àìïëèòóäíûõ ñèãíàëîâ, íàïðèìåð, íàïðÿæåíèé, òî
âîçìîæíî ëèøü îïèðàòüñÿ íà îòíîøåíèå ìîùíîñòåé, àññîöèèðîâàííûõ ñ ýòèìè
íàïðÿæåíèÿìè. Ìîùíîñòü ïðîïîðöèîíàëüíà êâàäðàòó íàïðÿæåíèÿ èëè òîêà:
V2 è I2. Îòíîøåíèå äâóõ íàïðÿæåíèé, âûðàæåííîå â áåëàõ, ñâÿçàíî ñ
îòíîøåíèåì èõ ìîùíîñòåé: log(P1/P0) = 2log(V1/V0). Ñëåäîâàòåëüíî, îòíîøåíèå
íàïðÿæåíèé ðàâíî V1/V0 = 10(áåëû/2). Ñòàëî äîñòàòî÷íî îáùèì âûðàæàòü îòíîøåíèå â äåñÿòûõ äîëÿõ
áåëà èëè â äåöèáåëàõ (äÁ). Îòíîøåíèå äâóõ ìîùíîñòåé â äÁ ðàâíÿåòñÿ 10log(P1/P0),
à íàïðÿæåíèé - 10•2log(V1/V0). Äëÿ ïîëó÷åíèÿ îòíîøåíèÿ íàïðÿæåíèé
íåîáõîäèìî âûïîëíèòü ïðåîáðàçîâàíèå V1/V0 = 10(äÁ/20). Ïîðîé äîñòàòî÷íî ìóäðåíî îïðåäåëèòü, ÷òî ñ÷èòàòü àìïëèòóäíîé
âåëè÷èíîé, à ÷òî ýíåðãåòè÷åñêîé. Íàïðÿæåíèå, òîê, èìïåäàíñ, íàïðÿæåííîñòè
ýëåêòðè÷åñêîãî èëè ìàãíèòíîãî ïîëåé è ðàçìàõè ëþáûõ âîëíîâûõ ïðîöåññîâ
ñ÷èòàþòñÿ àìïëèòóäíûìè âåëè÷èíàìè. Êîãäà ïðîèñõîäèò èçìåðåíèå â äåöèáåëàõ,
òî âû÷èñëÿåòñÿ ëîãàðèôì îòíîøåíèÿ êâàäðàòîâ ýòèõ âåëè÷èí. Ýíåðãèÿ, ìîùíîñòü
è èíòåíñèâíîñòü ÿâëÿþòñÿ ýíåðãåòè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè, è â îòíîøåíèè
ëîãàðèôìà îíè èñïîëüçóþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî. Íàïðèìåð, 5% íàïðÿæåíèÿ îäíîé öåïè ïåðåäàåòñÿ â äðóãóþ öåïü.
Îòíîøåíèå íàïðÿæåíèé â ýòîì ñëó÷àå ðàâíî 0,05. Äëÿ èçìåðåíèÿ â äåöèáåëàõ
íåîáõîäèìî âçÿòü ëîãàðèôì îòíîøåíèÿ íàïðÿæåíèé, óìíîæèòü åãî íà 2, ÷òîáû
ïîëó÷èòü îòíîøåíèå â áåëàõ, à çàòåì óìíîæèòü íà 10 äëÿ ïîëó÷åíèÿ îòíîøåíèÿ
â äÁ: 20log(0,05) = -26 äÁ ñâÿçè ìåæäó ñèãíàëàìè.  òàáëèöå ïðèâåäåíû íåêîòîðûå, ÷àñòî èñïîëüçóåìûå çíà÷åíèÿ
â äåöèáåëàõ è îòíîøåíèÿ àìïëèòóä è ìîùíîñòåé.
Ïóáëèêàöèÿ: cxem.net
▪ æóðíàëû ß - ýëåêòðèê (ãîäîâûå àðõèâû) ▪ êíèãà Öèôðîâûå àâîìåòðû. Àôàíàñüåâ Ã.ß., Ìàëüöåâ Þ.Ñ., 1975 ▪ ñòàòüÿ Îòñàñûâàþò ëè ïèÿâêè ïëîõóþ êðîâü? ▪ ñáîðíèê Àðõèâ ñõåì è ñåðâèñ-ìàíóàëîâ ìîáèëüíûõ òåëåôîíîâ Eastcom
|