Різне

DeciBel дБ: Формули рівнянь та розрахунків

DeciBel дБ: Формули рівнянь та розрахунків

У deciBel, дБ використовується логарифмічна шкала, заснована на порівнянні двох величин. Це зручний спосіб порівняння двох фізичних величин, таких як електрична потужність, інтенсивність, навіть струм або напруга.

У deciBel використовуються базові десять логарифмів, тобто ті, що зазвичай використовуються в математиці. Використовуючи логарифмічну шкалу, deciBel може порівнювати величини, які можуть мати великі співвідношення між ними.

ДециБел, дБ або Деци-Бел насправді становить десяту частину Бел - одиниця, яка використовується рідко.

Абревіатура для deciBel - dB - велика буква "B" використовується для позначення Bel як основної одиниці.

Додатки DeciBel

ДециБел, дБ широко використовується у багатьох додатках. Він використовується в широкому спектрі вимірювань в технічній та науковій сферах, особливо в електроніці, акустиці, а також в теорії управління.

Зазвичай deciBel, дБ використовується для визначення коефіцієнтів посилення підсилювача, втрат компонентів (наприклад, аттенюаторів, живильників, змішувачів тощо), а також безлічі інших вимірювань, таких як показник шуму, відношення сигнал / шум та багато інших.

Зважаючи на свій логарифмічний масштаб, deciBel здатний зручно представляти дуже великі співвідношення з точки зору керованих чисел, а також надаючи можливість виконувати множення коефіцієнтів простим додаванням і відніманням.

ДециБел широко використовується для вимірювання інтенсивності звуку або рівня звукового тиску. Для цього звук відноситься до тиску 0,0002 мкм, що відповідає стандарту для порогу слуху.

Як прибув deciBel

З початку телекомунікацій виникла необхідність вимірювати рівні відносної потужності сигналу, щоб було видно втрати та посилення.

Оригінальні телекомунікаційні системи використовували втрати, що сталися в милі стандартного кабелю на частоті 800 Гц.

Однак це не був особливо задовільним методом визначення рівнів втрат або відносної потужності сигналу, і оскільки радіо- та інші електронні додатки почали потребувати використання якоїсь стандартної одиниці для порівняння, Bel був представлений в 1920-х роках. Це отримало свою назву від шотландця Олександра Грем Белла, якому спочатку приписували винахід телефону.

За допомогою цієї системи один Bel дорівнював десятикратному збільшенню рівня сигналу. Після введення Bel виявилося занадто великим для більшості користувачів, тому замість нього було використано deciBel. Зараз це стандарт, який був прийнятий універсально.

Формула DeciBel для порівняння потужності

Найбільш базовою формою для розрахунків deciBel є порівняння рівнів потужності. Як і слід було очікувати, це десятикратний логарифм виходу, поділений на вхід. Коефіцієнт десять використовується, оскільки використовуються децибели, а не Белс.

Формула deciBel або рівняння для потужності наведено нижче:

NдБ=10журнал10(P2P1)

Де:
Ndb - це відношення двох потужностей, виражених у децибелах, дБ
Р2 - рівень вихідної потужності
Р1 - рівень вхідної потужності

Якщо значення P2 більше, ніж P1, тоді результат подається як коефіцієнт посилення і виражається як позитивне значення, наприклад + 10 дБ. Там, де є збиток, рівняння deciBel поверне від’ємне значення, наприклад -15 дБ. Таким чином, позитивна кількість децибелів означає виграш, а там, де є негативний знак, це означає втрату.

Використовуйте наш калькулятор потужності deciBel

Формули DeciBel для напруги та струму

Хоча deciBel використовується переважно як порівняння рівнів потужності, рівняння струму deciBel або рівняння напруги deciBel також можуть бути використані за умови, що рівні імпедансу однакові. Таким чином, відношення напруги або струму може бути пов'язане з коефіцієнтом рівня потужності.

Використовуючи вимірювання напруги, легко зробити перетворення формули deciBel, оскільки потужність = напруга в квадраті на опір:

NдБ=10журнал10(V22V12)

І це можна виразити простіше як

NдБ=20журнал10(V2V1)

Де:
Ndb - це відношення двох потужностей, виражених у децибелах, дБ
V2 - рівень вихідної напруги
V1 - рівень вхідної напруги

Можна здійснити подібне перетворення для формули для використання струму. Потужність = струм у квадраті на опір, і тому рівняння струму Децибеля стає:

NдБ=10журнал10(Я22Я12)

І це можна виразити простіше як

NдБ=20журнал10(Я2Я1)

Де:
Ndb - це відношення двох потужностей, виражених у децибелах, дБ
I2 - рівень вихідного струму
I1 - рівень вхідного струму

Формули напруги та струму deciBel для різних імпедансів

Як децибел, дБ - це порівняння двох рівнів потужності або інтенсивності, коли використовуються струм і напруга, імпеданси для вимірювань повинні бути однаковими, інакше це потрібно врахувати у рівняннях.

Nd=20журнал10(V2V1)+10журнал10(Z1Z2)

Де:
Ndb - це відношення двох потужностей, виражених у децибелах, дБ
V2 - рівень вихідної напруги
V1 - рівень вхідної напруги
Z2 - вихідний опір
Z1 - вхідний опір

Таким чином можна розрахувати коефіцієнти потужності в децибелах між сигналами в точках, що мають різні рівні імпедансу, використовуючи вимірювання напруги або струму. Це може бути дуже корисним при вимірюванні рівнів потужності на підсилювачі, які можуть мати дуже різні рівні імпедансу на вході та виході. Якщо зняти показники напруги або струму, то за цією формулою можна забезпечити правильне порівняння потужності з точки зору децибел.

Абревіатури DeciBel

ДециБел використовується в багатьох областях, від аудіо до радіочастотних сценаріїв. У всьому з них він забезпечує дуже корисний засіб порівняння двох сигналів.

Відповідно, існує багато варіантів абревіатури e deciBel, і не завжди може бути очевидно, що вони означають. Таблиця скорочень deciBel наведена нижче:

Абревіатура DeciBelЗначення / використання
дБА"А" зважений звуковий тиск або вимірювання інтенсивності звуку.
дБсРівень сигналу з посиланням на вимірювану несучу - зазвичай використовується для визначення рівнів фальшивих випромінювань та шуму
дБдПосилення антени з посиланням на напівхвильовий диполь у вільному просторі
дБФСРівень із посиланням на повномасштабне читання
дБіКоефіцієнт посилення антени з посиланням на ізотропне джерело, тобто таку, яка випромінює однаково у всіх напрямках.
дБмРівень потужності відносно 1 мВт
дБВРівень з посиланням на 1 вольт
дБµВРівень з посиланням на 1 мікровольт
дБВРівень потужності відносно 1 Вт

ДециБел широко використовується в багатьох областях електроніки та вимірювання звуку. Це забезпечує дуже корисний засіб порівняння різних рівнів, які можуть коливатися у величезному діапазоні. Заснований на логарифмічній основі, deciBel здатний враховувати варіації багатьох порядків, не гублячись у величезній кількості нулів. Таким чином, це ідеальний спосіб порівняння різних значень.


Перегляньте відео: Decibels Explained (Може 2021).