Sekalaiset

DeciBel dB: Kaavat Yhtälöt ja laskelmat

DeciBel dB: Kaavat Yhtälöt ja laskelmat

DeciBel, dB käyttää logaritmista asteikkoa kahden suureen vertailemiseen. Se on kätevä tapa verrata kahta fyysistä suuruutta, kuten sähköteho, voimakkuus tai jopa virta tai jännite.

DeciBel käyttää kymmenen peruslogaritmia, ts. Matematiikassa yleisesti käytettyjä logaritmeja. Logaritmisen asteikon avulla deciBel pystyy vertaamaan määriä, joiden välillä voi olla valtava suhde.

DeciBel, dB tai deci-Bel on itse asiassa kymmenesosa Belistä - yksikkö, jota käytetään harvoin.

Lyhenne desibelistä on dB - isoa kirjainta "B" käytetään merkitsemään Beliä perusyksikkönä.

DeciBel-sovellukset

DeciBel, dB: ää käytetään laajalti monissa sovelluksissa. Sitä käytetään monenlaisissa mittauksissa tekniikan ja tieteen alueilla, erityisesti elektroniikassa, akustiikassa ja myös ohjausteoriassa.

Tyypillisesti deciBel, dB: ää käytetään vahvistusvahvistusten, komponenttihäviöiden (esim. Vaimentimet, syöttölaitteet, sekoittimet jne.) Määrittelemiseen, samoin kuin joukko muita mittauksia, kuten kohinaluku, signaali-kohinasuhde ja monia muita.

Logaritmisen mittakaavansa vuoksi deciBel pystyy edustamaan kätevästi erittäin suuria suhteita hallittavissa olevissa numeroissa sekä tarjoamaan kyvyn suorittaa suhteiden kertolasku yksinkertaisella summauksella ja vähennyksellä.

DeciBelia käytetään laajalti äänenvoimakkuuden tai äänenpainetason mittaamiseen. Tätä varten äänellä tarkoitetaan 0,0002 mikrobaarin painetta, joka vastaa kuulokynnyksen standardia.

Kuinka deciBel saapui

Televiestinnän alusta lähtien on ollut tarve mitata suhteellisten signaalivoimakkuuksien tasot, jotta menetys ja voitto voidaan nähdä.

Alkuperäisissä tietoliikennejärjestelmissä käytettiin menetystä, joka tapahtui maililla standardikaapelia 800 Hz: n taajuudella.

Tämä ei kuitenkaan ollut erityisen tyydyttävä menetelmä häviötasojen tai suhteellisen signaalinvoimakkuuden määrittämiseksi, ja kun radio- ja muut elektroniikkaan perustuvat sovellukset alkoivat tarvita jonkinlaista standardiyksikköä vertailua varten, Bel otettiin käyttöön 1920-luvulla. Tämä sai nimensä skotlantilaiselta Alexander Graham Belliltä, ​​jolle alun perin luotettiin puhelimen keksintö.

Tässä järjestelmässä yksi Bel vastasi signaalin tason kymmenkertaista nousua. Kun se otettiin käyttöön, Belin todettiin olevan liian suuri useimmille haastajille, joten deciBelia käytettiin sen sijaan. Tämä on nyt yleisesti hyväksytty standardi.

DeciBel-kaava tehon vertailuihin

Perusmuoto deciBel-laskelmissa on tehotason vertailu. Kuten voidaan odottaa, se on kymmenen kertaa lähdön logaritmi jaettuna tulolla. Kerrointa kymmenen käytetään, koska käytetään deciBelejä eikä Bels.

DeciBel-kaava tai tehoyhtälö on annettu alla:

NdB=10Hirsi10(P2P1)

Missä:
Ndb on kahden tehon suhde desibeleinä, dB
P2 on lähtötehotaso
P1 on tulotehotaso

Jos P2: n arvo on suurempi kuin P1, tulos annetaan vahvistuksena ja ilmaistaan ​​positiivisena arvona, esim. + 10dB. Tappion ollessa kyseessä deciBel-yhtälö palauttaa negatiivisen arvon, esim. -15dB. Tällä tavalla positiivinen määrä deciBelejä tarkoittaa voittoa, ja jos on negatiivinen merkki, se tarkoittaa tappiota.

Käytä deciBel-teholaskinta

DeciBel-kaavat jännitteelle ja virralle

Vaikka deciBeliä käytetään ensisijaisesti tehotasojen vertailuna, voidaan käyttää myös deciBel-virtayhtälöitä tai deciBel-jänniteyhtälöitä edellyttäen, että impedanssitasot ovat samat. Tällä tavalla jännite- tai virtasuhde voidaan liittää tehotason suhteeseen.

Jännitemittauksia käytettäessä deciBel-kaavan muunnos on helppo tehdä, koska teho = jännite neliöimällä vastus:

NdB=10Hirsi10(V22V12)

Ja tämä voidaan ilmaista yksinkertaisemmin

NdB=20Hirsi10(V2V1)

Missä:
Ndb on kahden tehon suhde desibeleinä, dB
V2 on lähtöjännitetaso
V1 on tulojännitetaso

On mahdollista suorittaa samanlainen muunnos kaavalle virran käyttämiseksi. Teho = virta, joka on neliö resistanssin mukaan, ja siksi deciBel-virran yhtälöstä tulee:

NdB=10Hirsi10(Minä22Minä12)

Ja tämä voidaan ilmaista yksinkertaisemmin

NdB=20Hirsi10(Minä2Minä1)

Missä:
Ndb on kahden tehon suhde desibeleinä, dB
I2 on lähtövirran taso
I1 on tulovirran taso

Jännite- ja virta-deciBel-kaavat erilaisille impedansseille

Desibelinä dB on kahden teho- tai intensiteettitason vertailu, kun virtaa ja jännitettä käytetään, mittausten impedanssien on oltava samat, muuten tämä on sisällytettävä yhtälöihin.

Nd=20Hirsi10(V2V1)+10Hirsi10(Z1Z2)

Missä:
Ndb on kahden tehon suhde desibeleinä, dB
V2 on lähtöjännitetaso
V1 on tulojännitetaso
Z2 on lähtöimpedanssi
Z1 on tuloimpedanssi

Tällä tavalla on mahdollista laskea tehosuhteet pisteillä, joiden impedanssitaso on erilainen, signaalien välillä desibeleinä joko jännite- tai virtamittausten avulla. Tämä voi olla erittäin hyödyllistä mitattaessa vahvistimen tehotasoja, joiden impedanssitasot voivat olla hyvin erilaiset tulossa ja lähdössä. Jos jännite- tai virtalukemat otetaan, tätä kaavaa voidaan käyttää oikean tehovertailun aikaansaamiseksi desibeleinä.

DeciBel-lyhenteet

DeciBeliä käytetään monilla alueilla äänistä radiotaajuusskenaarioihin. Kaikissa näissä se tarjoaa erittäin hyödyllisen tavan verrata kahta signaalia.

Vastaavasti e deciBel-lyhenteessä on monia muunnelmia, eikä aina ole ilmeistä, mitä ne tarkoittavat. Alla on taulukko deciBel-lyhenteistä:

DeciBel-lyhenneMerkitys / käyttö
dBA"A" - painotettu äänenpaineen tai äänenvoimakkuuden mittaus.
dBcSignaalin taso mitattavan kantoaallon mukaan - käytetään yleensä antamaan väärät päästöt ja melu
dBdAntennin vahvistus viittaamalla puoliaaltodipoliin vapaassa tilassa
dBFSTaso suhteessa täysimittaiseen lukemaan
dBiAntennien vahvistus suhteessa isotrooppiseen lähteeseen, so. Joka säteilee tasaisesti kaikkiin suuntiin.
dBmTehotaso suhteessa 1 mW
dBVTaso suhteessa 1 volttiin
dBµVTaso suhteessa 1 mikrovolttiin
dBWTehotaso suhteessa 1 wattia

DeciBelia käytetään laajalti monilla elektroniikan ja äänenmittauksen alueilla. Se tarjoaa erittäin hyödyllisen tavan vertailla erilaisia ​​tasoja, jotka voivat vaihdella valtavasti. Logaritmisesti perustuen deciBel pystyy vastaamaan monien suuruusluokkien muunnelmiin eksymättä valtavaan määrään nollia. Tällä tavoin se on ihanteellinen tapa verrata eri arvoja.


Katso video: Understanding Sound Pressure Level SPL and the Decibel Scale dB (Lokakuu 2021).