Zawartość
Jednostka decybelowa została pierwotnie zdefiniowana przez Bell Labs jako standardowy sposób na powiązanie strat mocy w obwodach i wzmocnienia we wzmacniaczach. Od tego czasu został rozszerzony na wiele gałęzi inżynierii, zwłaszcza akustycznych. Decybel wiąże moc lub intensywność wielkości fizycznej jako stosunek do poziomu odniesienia lub do innej wielkości. Decybel jest przydatny, ponieważ zarządza się dużym zakresem wartości przy niewielkim zakresie liczb w decybelach. Te stosunki można również wyrazić jako procent, aby dać wskazanie skali zmiany mocy z pewną zmianą w decybelach.
Obliczenie poziomu decybeli zależy od rodzaju mierzonej wielkości fizycznej. Jeśli mierzysz poziomy mocy, takie jak energia akustyczna lub natężenie światła, wówczas poziomy decybeli (LdB) są proporcjonalne do logarytmu (podstawa 10) stosunku mocy (P) do poziomu odniesienia (Pref). W tym przypadku decybel jest zdefiniowany jako:
LdB = 10 log (P / Pref): Zauważ, że logarytm jest mnożony przez 10 dla odpowiedzi w dB.
Podczas pomiaru amplitudy pola, takiego jak poziomy dźwięku lub napięcia, moc jest mierzona proporcjonalnie do kwadratu amplitudy. Zatem wzrost decybeli jest wówczas logarytmem stosunku kwadratu amplitudy (A) do poziomu odniesienia (Aref). Większość zastosowań decybeli na co dzień należy do tej kategorii.
Ldb = 10 log (A ^ 2 / Aref ^ 2)
Ponieważ log (A ^ 2) = 2 log (A), upraszcza to:
Ldb = 20 log (A / Aref)
Wszystkie pomiary w decybelach muszą mieć poziom odniesienia. Jeśli mierzone są poziomy ciśnienia akustycznego z głośnika, wówczas odniesienie jest zwykle granicą wrażliwości ludzkiego dźwięku, wyrażoną jako poziom ciśnienia akustycznego wynoszący 20 mikrokasali (0,02 mPa). Dźwięk o tym poziomie ma pomiar 0 dB. Dźwięk z dwukrotnością tego poziomu ma pomiar dB:
20 log (0,04 / 0,02) = 20 log 2 = 6,0 dB
Jeśli mierzysz intensywność dźwięku, czyli całą moc dostępną ze źródła dźwięku, w tym dźwięk odbity i przesyłany, wówczas wzrost dB wynosi:
10 log (0,04 / 0,02) = 3,0 dB
To także ilość mocy potrzebnej wzmacniaczowi, jeśli głośniki mają charakterystykę liniową. Wzrost mocy o współczynnik 4 daje wzrost o 6 dB, wzrost o współczynnik 10 daje wzrost o 10 dB.
Oblicz procentowy wzrost od wzrostu mocy dB, rozwiązując najpierw wzór decybeli dla stosunku mocy.
L = 10 log (P / Pref), L jest mierzone w dB
L / 10 = log (P / Pref)
P / Pref = 10 ^ (L / 10)
Zmiana procentowa wynosiłaby wtedy (P-Pref) (100%) / Pref = 10 ^ (L / 10). Jeśli wartość P jest znacznie większa niż Pref, wówczas upraszcza to w przybliżeniu:
zmiana procentowa = 100% * 10 ^ (L / 10); z L w dB.
