Περιεχόμενο
Η μονάδα ντεσιμπέλ ορίστηκε αρχικά από την Bell Labs ως πρότυπο τρόπος για να συσχετιστούν οι απώλειες ισχύος σε κυκλώματα και κέρδος σε ενισχυτές. Από τότε έχει επεκταθεί σε πολλούς κλάδους της μηχανικής, ιδιαίτερα στην ακουστική. Ένα ντεσιμπέλ συνδέει τη δύναμη ή την ένταση μίας φυσικής ποσότητας ως αναλογία προς ένα επίπεδο αναφοράς ή σε μια άλλη ποσότητα. Το ντεσιμπέλ είναι χρήσιμο επειδή διαχειρίζεται ένα μεγάλο εύρος τιμών με ένα μικρό εύρος ντεσιμπέλ. Οι αναλογίες αυτές μπορούν επίσης να εκφράζονται ως ποσοστό για να δώσουν μια ένδειξη της κλίμακας της μεταβολής της ισχύος με μια ορισμένη αλλαγή σε ντεσιμπέλ.
Ο υπολογισμός του επιπέδου ντεσιμπέλ εξαρτάται από τον τύπο της φυσικής ποσότητας που μετράται. Εάν μετράτε επίπεδα ισχύος, όπως η ακουστική ενέργεια ή η ένταση φωτός, τότε τα επίπεδα ντεσιμπέλ (LdB) είναι ανάλογα με τον λογάριθμο (βάση 10) του λόγου της ισχύος (P) σε ένα επίπεδο αναφοράς (Pref). Το ντεσιμπέλ στην περίπτωση αυτή ορίζεται ως:
LdB = 10 log (P / Pref): Σημειώστε ότι ο λογάριθμος πολλαπλασιάζεται επί 10 για την απάντηση σε dB.
Κατά τη μέτρηση του πλάτους του πεδίου, όπως τα επίπεδα ήχου ή τάσης, τότε η ισχύς μετράται αναλογικά προς το τετράγωνο του εύρους. Έτσι, η αύξηση του ντεσιμπέλ είναι τότε ο λογάριθμος του λόγου του τετραγώνου του πλάτους (Α) στο επίπεδο αναφοράς (Aref). Οι περισσότερες χρήσεις του ντεσιμπέλ σε καθημερινή βάση εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγορία.
Ldb = 10 log (Α ^ 2 / Aref ^ 2)
Δεδομένου ότι το log (A ^ 2) = 2 log (A), αυτό απλοποιείται σε:
Ldb = 20 log (Α / Aref)
Όλες οι μετρήσεις των decibel πρέπει να έχουν επίπεδο αναφοράς. Εάν μετράται η στάθμη ηχητικής πίεσης από ένα ηχείο, τότε η αναφορά είναι συνήθως το όριο της ευαισθησίας του ήχου του ανθρώπου, που δηλώνεται ως επίπεδο ηχητικής πίεσης 20 μικρο-πακάλια (0,02mPa). Ένας ήχος με αυτό το επίπεδο έχει μια μέτρηση 0 dB. Ένας ήχος με δύο φορές αυτό το επίπεδο έχει μια μέτρηση dB:
20 log (0,04 / 0,02) = 20 log 2 = 6,0 dB
Εάν μετράτε την ένταση του ήχου, αυτή είναι όλη η ισχύς που διατίθεται από μια πηγή ήχου, συμπεριλαμβανομένου του ήχου που αντανακλάται και μεταδίδεται, τότε η αύξηση του dB είναι:
10 log (0,04 / 0,02) = 3,0 dB
Αυτό επίσης το ποσό της ισχύος που απαιτείται από τον ενισχυτή εάν τα ηχεία έχουν γραμμική απόκριση. Η αύξηση της ισχύος κατά συντελεστή 4 δίνει μια αύξηση 6 dB, μια αύξηση κατά 10 φορές δίνει μια αύξηση 10 dB.
Υπολογίστε την αύξηση του ποσοστού από την αύξηση της ισχύος dB, πρώτα επιλύοντας τον τύπο ντεσιμπέλ για τον λόγο των δυνάμεων.
L = 10 log (P / Pref), το L μετράται σε dB
L / 10 = ημερολόγιο (P / Pref)
Ρ / Pref = 10 (L / 10)
Η εκατοστιαία μεταβολή θα ήταν τότε (P-Pref) (100%) / Pref = 10 ^ (L / 10). Αν η τιμή του P είναι πολύ μεγαλύτερη από την Pref, τότε απλοποιείται σε περίπου:
εκατοστιαία μεταβολή = 100% * 10 ^ (L / 10). με L σε dB.
