Bruke omformeren "Nivåer i dBm (dBm eller dBmW), dBV (dBV), watt og andre enheter. Lær mer om lydnivå. Støtte for verneutstyr i arbeidstilstand

Legg igjen en kommentar 6,950

Hvor rart det kan virke, spiller lyder utenfor det menneskelige ørets hørsel en stor rolle i ulike kunnskapsfelt. Forskere, bevæpnet med metodene for moderne datateknologi og elektronikk, klarte ikke bare å dechiffrere slike naturlige lyder, men også å sette dem til tjeneste for menneskeheten.

For eksempel, i land som er utsatt for destruktive tsunamier (Japan, Filippinene, Malaysia, Thailand og Indonesia og andre), har et helt nettverk av varslingsstasjoner for slike hendelser blitt utplassert. I tillegg til stasjonære kystseismiske stasjoner som registrerer infralydene fra jordskjelv under vann, er et helt nettverk av autonome sensorer utplassert, som er i fri flyt og koblet til informasjonsbehandlingssentre via satellittkommunikasjon. Og det er håp om at tragedier som tsunamien i 2004 som rammet hundretusenvis av mennesker i Sør-Asia, så vel som Fukushima-tragedien i 2011, ikke vil bli gjentatt. Selv om vi ennå ikke er i stand til å kontrollere undergrunnsstyrkene, og vi ikke kan unngå materielle tap i nær overskuelig fremtid, må og kan vi i det minste minimere antallet menneskelige tap.

Infralyder brukes med hell av geofysikere for å studere egenskapene og egenskapene til jorden og dens individuelle komponenter - skorpen, mantelen og kjernen. En svært økonomisk metode for å lete etter mineraler, blant annet som det er nødvendig å skille ut spesielt verdifulle forekomster av olje og naturgass, er seismisk leting. Siden en tredjedel av oljen som produseres nå kommer fra offshore-produksjon, og offshore uoppdagede reserver overstiger de på land, har mer og mer oppmerksomhet den siste tiden blitt rettet mot leting av havbunnen. Ved hjelp av moderne datateknologier for behandling av det reflekterte og brutte infrasoniske signalet er det mulig å få 2D- og 3D-bilder av avsetninger og vurdere utsiktene for videre utvikling.

Infrasonisk overvåking er en integrert del av den overordnede overvåkingen av overholdelse av implementeringen av den omfattende kjernefysiske testforbudsavtalen, sammen med seismisk, kjemisk og radiologisk overvåking. Infralydovervåking er praktisk for å oppdage atomeksplosjoner på grunn av det faktum at infralyd er i stand til å reise lange avstander med liten eller ingen spredning.

Og mens ødeleggelsen av murene i Jeriko på grunn av lyden av trompeter forblir en bibelsk myte (som fra moderne vitenskaps synspunkt er fullt mulig, det er nok bare å oppnå full resonans på infralyd), gjør historisk vitenskap det ikke stå stille, er det ganske mulig at vi vil være i stand til å finne materielle bevis på kunnskap gamle mennesker.

Historiereferanse

Den første offisielle observasjonen av infralyd ble gjort under det massive utbruddet av Krakatoa-vulkanen i Sunda-stredet i 1883. Eksplosjonskraften til vulkanen tilsvarte en atombombeeksplosjon på 200 megatonn, som er fire ganger kraften til testen av Sovjetunionen av AN602 hydrogenluftbombe (russisk navn - produkt 202, engelsk betegnelse -RDS-202, kallenavnet "Big Ivan") med en kapasitet på mer enn 50 megatonn (russisk vanlig navnet Tsar Bomba, i analogi med Tsar Cannon og Tsar Bell) 30. oktober 1961 på atomprøvestedet på øya Novaya Zemlya. Sjokkbølgen fra eksplosjonen av vulkanen sirklet kloden tre ganger, under dens påvirkning ble glassvinduer knust innenfor en radius på hundrevis av kilometer, lydene fra utbruddet ble hørt i Perth (Vest-Australia, en avstand på over 3000 kilometer) og på øya Rodrigues, som ligger nær øya Mauritius (en avstand på over 4800 kilometer).

Interessen for lyder utenfor rekkevidden av menneskelig hørsel, og relaterte fysiske og psykofysiske fenomener, begynte å dukke opp etter hvert som vitenskaper som radioteknikk og elektronikk dukket opp og utviklet seg. Paradoksalt nok ble de regnet av verkene til fysikere fra forskjellige land på slutten av 1800- og begynnelsen av 1900-tallet i et helt annet bølgelengdeområde - radioområdet. De inkluderer fortjent slike fremragende vitenskapsmenn som Heinrich Rudolf Hertz, Alexander Stepanovich Popov og Guglielmo Marconi.

Et nøkkelmoment i studiet og genereringen av både lydlyd og infralyd og ultralyd var oppfinnelsen av elektroniske forsterkere. I begynnelsen dukket det opp kretsløp basert på vakuumrør, utviklingen som vi skylder en hel galakse av bemerkelsesverdige oppfinnere. Tilbake i 1883 var T. A. Edison den første som oppdaget effekten av ledning i et vakuum. Så, i 1904, var D. A. Fleming den første som praktisk talt brukte Edison-effekten for å konvertere AC til DC (strømretting) ved å bruke en to-elektrode lampe (diode). I 1906 introduserte Lee de Forest en tredje elektrode i lampen - et kontrollgitter, etter å ha mottatt et triodeforsterkerelement. I 1912 ble den første selvoscillatoren opprettet på grunnlag av den. Senere, basert på oppfinnelsen av transistorer, og deretter integrerte kretser, ble det laget mer avanserte og økonomiske kretser for å forsterke og generere lavfrekvente elektriske signaler. Toppen av denne prosessen kan betraktes som utviklingen av digitale metoder for å analysere og syntetisere lyd av ethvert tenkelig område ved hjelp av moderne datateknologi, som til og med lydvisualiseringsmetoder egner seg til.

Som alltid var militæringeniører foran resten i denne delen. De lærte ikke bare å bestemme plasseringen av fiendtlige artilleribatterier ved hjelp av infralyd fra skuddene deres fra lukkede posisjoner, men lærte også å oppdage gjenstander skjult under vann i form av en ny type våpen (ubåter), ved å bruke, i tillegg til infralyd, lyd og ultralyd (hydroecholocation). Spesialiteten til en akustisk ingeniør har blitt en uunnværlig egenskap i både marine- og bakkestyrker.

infralyd. definisjon og fysikk av fenomener

Infralyd inkluderer lyder med frekvenser under frekvensene som oppfattes av menneskelig hørsel, det vil si med en frekvens under 20 Hz; den nedre grensen for infralyd er konvensjonelt antatt å være 1 millihertz, men i praksis vurderes den nedre grensen på 0,1 Hz oftere.

Når infralyd forplantes i ulike medier, følger generelt akustikklovene, det vil si at den er i stand til å dempe, reflektere og bryte. Men det er noen forskjeller:

  • for menneskelig oppfatning gjennom kroppsvibrasjoner, må infralyd ha en høyere oscillasjonsamplitude sammenlignet med lydbølger i det hørbare området;
  • infralyd beveger seg mye lenger i luften, da det er svakt absorbert av atmosfæren;
  • på grunn av den store bølgelengden er infralyd, i større grad enn vanlig lyd, preget av diffraksjonsfenomener (omsluttende hindringer).

I naturen oppstår infralyd under jordskjelv, lynnedslag, vulkanutbrudd, sterk vind, under stormer og orkaner. Til sjøs er en økning i den infrasoniske bakgrunnen et sikkert tegn på en forestående storm; det samme gjelder for snøskred.

Dyres oppfatning av infralyder

Det er ganske naturlig at i dyrelivet er de mest følsomme for virkningen av infralyder store dyr: hvaler, elefanter, flodhester, neshorn, sjiraffer, okapier, krokodiller, løver og tigre. De oppfatter ikke bare infralyd, men genererer den også perfekt på grunn av størrelsen på organene deres. Hvaler og elefanter bruker vellykket infralydsignaler for å kommunisere med sin egen type, og rekkevidden til slik kommunikasjon på land kan nå hundrevis av kilometer under gunstige forhold for forplantning av infralyd. Rovdyr beskytter dermed jaktterritoriet sitt mot inngrep i det fra fremmede av deres egen art, selv om stolthetens habitat ikke overstiger en radius på 10 kilometer. Når det gjelder hvaler, kan kommunikasjonsrekkevidden til og med være flere tusen kilometer! Det er mulig at effekten av langdistansepassasje brukes i åpent hav på grunn av dannelsen av en slags infralydforplantningskanal på grunn av temperaturforskjellen, forskjellen i hydrostatisk trykk og forskjellen i saltholdighet i overflate- og dypvann. Prinsippet for drift av denne kanalen ligner prinsippet for informasjonsoverføring over en fiberoptisk kabel, der lysstråler også forplanter seg på grunn av total intern refleksjon.

Teknogen generering av infralyd

Siden byggingen av de første megalittiske strukturene (husk Stonehenge!) har menneskeheten ubevisst blitt en menneskeskapt infralydgenerator, som bygger forskjellige bygninger for økonomiske, boliger og religiøse behov, hvis kamre (rom, haller, ovner og peiser med skorsteiner) fungerte som en slags infralydresonatorer og passive generatorer under påvirkning av vinden. Med utviklingen av naturkrefter har mennesker blitt en stadig mer aktiv generator av infralyd. De første enhetene var vann og vindmøller, selv om deres infralydintensitet ikke var så stor, ga den likevel en viss mystisk effekt. Ikke uten grunn, i alle legender fra forskjellige folk, er yrket som en møller, så vel som yrket som en smed, tvunget av hans uniforme hammerslag for å forårsake infralyd, omgitt av legender med negative konnotasjoner. De direkte etterkommerne av disse enhetene er nå trykkledninger til vannkraftverk, vindkraftgeneratorer og mekaniske hammere av titaniske dimensjoner.

I produksjon er kilden til infralyd også tunge maskiner, hvor det er en stempelbevegelse av store masser (for eksempel stempelkompressorer), vifter og klimaanlegg, turbiner og vibrasjonsplattformer og annet utstyr. Jetmotorer fra fly sender også ut infrasoniske bølger. Med utviklingen av dampkraft og den massive introduksjonen av kraftverk på skip, begynte vi å generere infralyd ikke bare på land, men også til sjøs.

I dag er hovedkildene til menneskeskapt støyforurensning i havet skip, luftkanoner for seismisk utforskning av mineraler på bunnen av hav og hav, offshore bore- og produksjonsplattformer for olje- og gassproduksjon, samt sonarer, både militære og sivil. Atomeksplosjoner er også kilder til infralyd, og infralyd fra dem kan forplante seg langs en atmosfærisk bølgeleder i tusenvis av kilometer.

Biologer slår ikke urimelig alarm, og tilskriver masseutsettinger av hvaler til land på grunn av menneskeskapte infralyder, lyder og ultralyder generert av oss. Etter deres mening slår vi rett og slett dyr ut av kurs med lyden vår, og forårsaker feil i navigasjonssystemene deres. Nå når støyforurensningen av havet i infralydfrekvensbåndet sin maksimale intensitet, og overgår den akustiske forurensningen ved andre frekvenser med tusen ganger.

Påvirkningen av infralyd på mennesker

Menneskekroppen og dens psyke påvirkes av infralyd på grunn av det faktum at det stimulerer det vestibulære apparatet, og også på grunn av det faktum at nesten alle menneskelige organer har resonansfrekvenser i området 8-20 Hz:

  • 20–30 Hz (hoderesonans);
  • 18 Hz og 40–100 Hz (øyeresonans);
  • 0,5–13 Hz (resonans av det vestibulære apparatet);
  • 4–6 Hz (hjerteresonans);
  • 2–3 Hz (mageresonans);
  • 2–4 Hz (tarmresonans);
  • 6–8 Hz (nyresonans);
  • 2–5 Hz (håndresonans).

Spredningen i verdier forklares av spredningen av antropometriske data blant menneskehetens representanter.

Det antas at infrasoniske vibrasjoner av selv lav intensitet forårsaker symptomer som ligner på hjernerystelse (kvalme, tinnitus, synsforstyrrelser). Svingninger i gjennomsnittlig intensitet kan forårsake "non-food" diaré og hjernedysfunksjon med de mest uventede konsekvenser. Det antas at infralyd med høy intensitet, som medfører resonans, fører til forstyrrelse av funksjonen til nesten alle indre organer, død er mulig på grunn av hjertestans eller ruptur av blodkar.

Enda mer interessante effekter produseres av infralyd på den psyko-emosjonelle tilstanden til mennesker som har vært utsatt for det. Slik sett er et storstilt eksperiment utført av en gruppe engelske forskere over et publikum på 700 mennesker i London konsertsalen Purcell Room (Purcell Room), som ble invitert til å lytte til en musikalsk konsert i to deler, veiledende. Hver av avdelingene besto av fire verk, to av dem ble blandet med infralyd med en frekvens på 17 Hz med lav intensitet i den originale forestillingen, i den andre delen ble infralyd blandet inn i to andre verk. Lytterne ble bedt om å beskrive følelsene sine, og en betydelig del av respondentene (22 %) bemerket uvanlige opplevelser: angst, rastløshet, ekstrem tristhet, følelser av avsky og frykt, frysninger langs ryggraden og en følelse av trykk i brystet. på tidspunktet for infralydsignalet.

En ekstremt merkelig effekt av infralyd ved en frekvens på 18,98 Hz på en person var oppdagelsen av en visuell effekt av den engelske forskningsingeniøren Vic Tandy på begynnelsen av 80-tallet av forrige århundre. Tandy satt oppe sent i laboratoriet og la gjentatte ganger merke til med perifert syn utseendet til en formløs grå flekk, som forsvant når hodet ble snudd i hans retning. Som en ivrig sverdmann la han også merke til at når du polerte en griper holdt i en skrustikke, skalv tuppen merkbart. Ved å anta tilstedeværelsen av infralyd i rommet fra vibrasjonene fra griperen (bladet på griperen spilte rollen som en mottaker-opptaker), undersøkte han laboratorierommet og fant ut at infralyd virkelig var tilstede - kilden var en nylig installert eksos. fan. Det maksimale infrasoniske signalet ble notert like over Tandys arbeidsbord og frekvensen var nær resonansfrekvensen til øyeeplet på 18 Hz, bestemt av NASA. Arbeid i denne retningen ble oppsummert av V. Tandy i artikkelen "Ghosts from the machine", publisert i 1998. Deretter, på invitasjon fra paranormale etterforskere, var han involvert i arbeidsgrupper for å undersøke kjelleren på turistsenteret i Coventry i 2001 og Warwick Castle i 2004. I begge tilfeller ble det registrert et høyt nivå av infralyd. Så utseendet til spøkelser i engelske slott har et fullstendig materiell grunnlag!

"Phantom" infralyd

På en enda mer overraskende måte påvirker "fantom" infralyd en person. Faktum er at på grunn av den binaurale hørselseffekten som er iboende hos mennesker og de fleste høyerestående dyr, evaluerer menneskehjernen lydkilden etter frekvens, fase og signalintensitet, og beregner retningen til lydkilden i henhold til disse funksjonene, inkludert faseforskjellen på lydvibrasjoner som kommer inn i høyre og venstre øre. Som et resultat, når høyre og venstre hørekanal utsettes for nære frekvenser med en forskjell som ligger innenfor grensene for lydoppfatning, oppstår "fantom" fornemmelser av oppfattelse av lyden av "hoved"-tonen når du lytter til høyere frekvenser ( harmoniske). I dette tilfellet oppstår en "fantom" oppfatning av den grunnleggende frekvensen, selv om den ikke er til stede i det hele tatt i det originale signalet. For eksempel, hvis det ene øret hører et signal med en frekvens på 550 Hz, og det andre med en frekvens på 570 Hz, så oppfatter hjernen (det vil si som om den hører) en tilleggsfrekvens på 20 Hz, som er forskjellen mellom disse to frekvensene. Det skal bemerkes at dette ikke er den vanlige summen av to sinusformede signaler med forskjellige frekvenser, som et resultat av at slag blir observert. Summen skjer i hjernen, ikke i luften! Og lyden dannes ikke i luften, men i hjernen til lytteren.

Noen ganger hører en person lavfrekvente lyder som ikke eksisterer i virkeligheten. Dette skyldes det faktum at hjernen utsetter lyden for seriøs prosessering, og legger til frekvenser som ikke er i lydene. Dette fenomenet er mye brukt i teknologi. Et eksempel er en telefonkanal begrenset til et bånd på 300-3000 Hz. Ikke desto mindre bestemmer vi alle trygt kjønnet til stemmen på telefonen, selv om for representanter for det "sterke" kjønn er den karakteristiske stemmefrekvensen 150 Hz. Hjernen vår, denne mest avanserte datamaskinen for øyeblikket, bedrar oss!

Situasjonen er enda verre (og kanskje bedre) når to signaler med liten frekvensforskjell som ligger i infralydområdet kommer til høyre og venstre øre. Dette kan skyldes det faktum at den elektriske aktiviteten til den menneskelige hjernen har flere biorytmer knyttet til tilstanden. Noen av disse EEG-rytmene er omtalt nedenfor.

  • Betabølger: de raskeste, karakteristiske for tilstanden våkenhet, konsentrasjon og kognisjon. Overskuddet deres er ledsaget av angst, frykt og panikk. Avhengig av graden av tilstanden, kan den variere innen 14–42 Hz. Svake nivåer av betabølger er statistisk korrelert med depresjon, dårlig selektiv oppmerksomhet og dårlig hukommelse.
  • Alfabølger: Hjernens biorytmer bremses ned til frekvenser på 8-13 Hz. Deres dominerende tilsvarer tilstanden av fred, evnen til å oppfatte ny informasjon. I denne tilstanden produserer hjernen den største mengden endorfiner og enkefaliner - "legemidler" av egen produksjon.
  • Theta-bølger: Elektroencefalogramsignaler i området 4–8 Hz. I dyrestudier blir thetabølger registrert ved hjelp av elektroder implantert i hjernen. For menneskelig forskning limes elektroder til hodet. Menneskelige studier viser at thetabølger er assosiert med REM-søvn og overgangen fra søvn til oppvåkning, så vel som den avslappende tilstanden til våkenhet.
  • Deltabølger: overgangen til søvnig eller bevisstløs tilstand, den elektriske aktiviteten i hjernen bremses ned til frekvenser under 4 Hz og har høy amplitude. Assosiert med dyp søvn.
  • Det er også gamma-hjernebølger som oppstår når man løser oppgaver som krever maksimal oppmerksomhet. Siden deres typiske frekvens (40 Hz) ligger utenfor det betraktede området, vil vi begrense oss til å nevne dem. Merk at denne listen er langt fra uttømmende.

Halssangen til tibetanske munker og gregoriansk korsang er basert på disse effektene. På grunn av de nesten umerkelige beatene i fremføringen, provoserer de en tilstand av entusiasme opp til ekstase hos takknemlige lyttere. Og nå annonserer medisinske sjarlataner dem som et universalmiddel for å lindre angsttilstander i psyken, og tilbyr "beroligende" musikk uten medisinsk kontroll.

Fra synspunktet til forfatteren av denne artikkelen, en radioingeniør, informatiker, beryktet ateist og materialist, er den menneskelige hjernen en svært selektiv mottaker med mange inngangspunkter, dessuten koblet til en superdatamaskin med sine egne inn, hvis algoritmer ikke fullt ut reflekterer den objektive virkeligheten.

Erfaring med infralyddeteksjon

Utstyr

I hverdagen vår er det alltid infralyder, hvor hovedgeneratoren er vifter og luftkondisjoneringskanaler. I prinsippet, for å demonstrere infralyd, er en lavhastighetsvifte tilstrekkelig som en infralydgenerator. Som infralydmottaker kan du bruke en subwoofer-høyttaler i invertert modus, koblet til opptakeren gjennom en forforsterker med lavt støynivå og et høyfrekvent cutoff-filter, siden alle typiske akustiske mikrofoner reagerer dårlig på infralyd på grunn av sin lille størrelse. Som infralydopptaker kan du bruke et digitalt eller analogt oscilloskop eller en lydopptaksenhet. Lydopptaksresultatene for vindusklimaanlegg og gulvvifte er vist i grafene.

Disse to grafene viser den innspilte lyden fra en gulvvifte. Den nedre grafen viser spektrogrammet (frekvensspekter - frekvens vs. tid vs. frekvens vs. frekvens vs. frekvens på et bestemt tidspunkt). Til høyre for denne grafen er hvordan fargen endres fra svart til hvit avhengig av amplituden til signalet. Amplituden er i desibel i forhold til full skala. 0 dBFS tilsvarer maksimalt mulig signalnivå for dette opptakssystemet.

Desibel

Desibel- logaritmisk enhet av nivåer, dempinger og forsterkninger.

Verdien uttrykt i desibel er numerisk lik desimallogaritmen til det dimensjonsløse forholdet mellom den fysiske mengden og den fysiske mengden med samme navn, tatt som den første, multiplisert med ti:

hvor En dB- verdi i desibel, EN- målt fysisk mengde, EN 0 er verdien tatt som grunnlag.

En desibel er en dimensjonsløs enhet som brukes til å måle forholdet mellom visse mengder - "energi" (kraft, energi, strømflukstetthet, etc.) eller "effekt" (strøm, spenning, etc.). Med andre ord er en desibel en relativ verdi. Ikke absolutt, som for eksempel en watt eller volt, men den samme relative, som en multiplisitet ("trefoldsforskjell") eller prosent, designet for å måle forholdet ("forholdet mellom nivåer") av to andre størrelser, og en logaritmisk skala brukes på det resulterende forholdet.

Den russiske betegnelsen for enheten "desibel" er "dB", den internasjonale er "dB" ( ikke riktig: db, db).

Desibelen er ikke en offisiell enhet i SI-systemet av enheter, selv om beslutningen fra General Conference on Weights and Measures tillater bruk av den uten begrensninger i forbindelse med SI, og International Bureau of Weights and Measures anbefalte at den ble inkludert i dette systemet. .

Sammenligning med andre logaritmiske enheter

tittel reduksjon tilsvarer
endring
i tide		 konvertering til...
dB B Np X m
desibel dB, dB ≈1,26 () 1 0,1 ≈0,115 −0,25
hvit B, B 10 10 1 ≈1,15 −2,5
neper Np, Np ≈2,72 ( ) ≈8,686 ≈0,8686 1 ≈−1,086
fantastisk
omfanget		 X m ≈0,398 () −4 −0,4 ≈−0,921 1

Bruksområder

Desibel er mye brukt innen ethvert teknologifelt som krever måling av mengder som varierer over et bredt spekter: i radioteknikk, antenneteknologi, i informasjonsoverføringssystemer, i optikk, akustikk (lydvolumnivået måles i desibel), etc. Det er derfor vanlig å måle i desibel dynamisk område (for eksempel lydstyrkeområdet til et musikkinstrument), demping av en bølge når den forplanter seg i et absorberende medium, forsterknings- og støytall til en forsterker.

Desibel brukes ikke bare til å måle forholdet mellom fysiske mengder av andre orden (energi: kraft, energi) og første orden (spenning, strømstyrke). I desibel kan du måle forhold av alle fysiske størrelser, og du kan også bruke desibel for å representere absolutte verdier (se referansenivå).

Overgang til desibel

Alle operasjoner med desibel forenkles hvis du følger regelen: verdien i dB er 10 desimallogaritmer av forholdet mellom to energimengder med samme navn. Alt annet er en konsekvens av denne regelen. "Energi" - mengder av andre orden (energi, kraft). I forhold til dem er spenningen og styrken til den elektriske strømmen ("ikke-energi") førsteordens mengder ( P ~ U²), som må konverteres riktig til energi på et tidspunkt i beregningene.

Måling av "energi"-mengder

dB ble opprinnelig brukt til å estimere forholdet kapasiteter, og i kanonisk, kjent forstand, innebærer verdien uttrykt i dB logaritmen til forholdet mellom to kapasiteter og beregnes med formelen:

,

hvor x- verdi målt i dB; P 1 /P 0 - forholdet mellom verdiene til de to potensene: målbare P 1 til den såkalte støttende P 0 , det vil si grunnnivået, tatt som nullnivået (som betyr nullnivået i enheter av dB, siden i tilfelle av potenslikhet P 1 = P 0 er logaritmen til forholdet deres lg( P 1 /P 0) = 0).

Følgelig utføres overgangen fra dB til effektforhold i henhold til formelen:

,

hvor x- verdi målt i dB. Makt P 1 kan finnes med en kjent referansestyrke P 0 etter uttrykk

.

Måling av "ikke-energi"-mengder

Det følger av regelen (se ovenfor) at "ikke-energetiske" mengder skal omgjøres til energiske. Så, i henhold til Joule-Lenz-loven eller. Derfor, hvor R 1 - motstand, som den variable spenningen bestemmes på U 1, og R 0 - motstand som referansespenningen ble bestemt på U 0 .

Generelt, spenning U 1 og U 0 kan registreres ved forskjellige motstander ( R 1 er ikke lik R 0). Dette kan for eksempel være når man skal bestemme forsterkningen til en forsterker som har forskjellige utgangs- og inngangsimpedanser, eller når man måler tap i en matchende enhet som transformerer motstander. Derfor, i den generelle saken

Verdi i desibel = .

Bare i et spesielt (veldig vanlig) tilfelle, hvis begge spenningene U 1 og U 0 ble målt ved samme motstand ( R 1 = R 0), kan du bruke det korte uttrykket

Verdi i desibel = .

Desibel "ved kraft", "etter spenning" og "etter strøm"

Det følger av regelen (se over) at dB kun er "i kraftmessig". Men ved likestilling R 1 = R 0 (spesielt hvis R 1 og R 0 - samme motstand, eller hvis forholdet mellom motstander R 1 og R 0 av en eller annen grunn, det spiller ingen rolle) de snakker om dB "etter spenning" og "etter strøm", som betyr uttrykkene:

DB spenning = ; dB over strøm = .

For å gå fra "dB for spenning" ("dB for strøm") til "dB for strøm", er det nødvendig å tydelig definere hvilke spesielle motstander (lik eller ikke lik hverandre) spenningen (strømmen) ble registrert på. Hvis R 1 er ikke lik R 0 , bør man bruke uttrykket for det generelle tilfellet (se ovenfor).

Regneeksempler

Overgang til dB

La verdien av potens P 1 bli 2 ganger større enn startverdien av potens P 0, da

10 log(P 1 /P 0) = 10 log(2) ≈3,0103 dB ≈ 3 dB,

det vil si at en økning i effekt med 3 dB betyr en økning på 2 ganger.

La effektverdien P 1 bli 2 ganger mindre enn den opprinnelige effektverdien P 0 , det vil si P 1 = 0,5 P 0 . Deretter

10 log(P 1 /P 0) = 10 log(0,5) ≈ −3 dB,

det vil si at en reduksjon i effekt med 3 dB betyr en reduksjon i effekt med 2 ganger. På samme måte:

  • effektøkning med 10 ganger: 10 lg (P 1 / P 0) = 10 lg (10) = 10 dB, reduser med 10 ganger: 10 lg (P 1 / P 0) = 10 lg (0,1) \u003d -10 dB ;
  • 1M økning: 10 lg(P 1 /P 0) = 10 lg(1 000 000) = 60 dB, 1M reduksjon: 10 lg(P 1 /P 0) = 10 lg(0,000001) = −60 dB.

Går fra dB til "tider"

Endringen "i tider" fra en kjent endring i dB (symbol "dB" i formlene nedenfor) beregnes som følger:

Konvertering av effektforholdet til dB:
10000 100 10 ≈ 4 ≈ 2 ≈ 1.26 1 ≈ 0.79 ≈ 0.5 ≈ 0.25 0.1 0.01 0.0001
40 dB 20 dB 10 dB 6 dB 3 dB 1 dB 0 dB -1 dB -3 dB -6 dB -10 dB -20 dB -40 dB

Går fra dB til Power

For å gjøre dette må du vite verdien av referanseeffektnivået P 0 . For eksempel, med P 0 = 1 mW og en kjent endring på +20 dB:

tirs

dB til spennings (strøm) overgang

For å gjøre dette må du vite verdien av referansespenningsnivået U 0 og avgjør om spenningen ble registrert med samme motstand, eller for problemet som skal løses, er forskjellen i motstandsverdier ikke viktig. For eksempel gitt R 0 = R 1, gitt U 0 = 2 V og spenningsøkning med 6 dB:

≈ 4 V.

Operasjoner med desibel kan utføres mentalt: i stedet for å multiplisere, dividere, eksponensere og trekke ut roten, brukes addisjon og subtraksjon av desibelenheter. For å gjøre dette kan du bruke tabellene over forholdstall (de første 2 er omtrentlige):

1 dB → 1,25 ganger, 3 dB → 2 ganger, 10 dB → 10 ganger.

Herfra, ved å dekomponere "mer komplekse verdier" til "sammensatt", får vi:

6 dB = 3 dB + 3 dB → 2 2 = 4 ganger, 9 dB = 3 dB + 3 dB + 3 dB → 2 2 2 = 8 ganger, 12 dB = 4 (3 dB) → 2 4 = 16 ganger

etc., samt:

13 dB = 10 dB + 3 dB → 10 2 = 20 ganger, 20 dB = 10 dB + 10 dB → 10 10 = 100 ganger, 30 dB = 3 (10 dB) → 10³ = i 1000 ganger

Å legge til (subtrahere) verdier i dB tilsvarer å multiplisere (dele) selve forholdene. Negative dB-verdier tilsvarer inverse forhold. For eksempel:

  • 40 ganger effektreduksjon → dette er 4 10 ganger eller −(6 dB + 10 dB) = −16 dB;
  • en effektøkning på 128 ganger er 2 7 eller 7 (3 dB) = 21 dB;
  • spenningsreduksjon med 4 ganger tilsvarer effektreduksjon (andre ordens verdier) med 4² = 16 ganger; begge kl R 1 = R 0 tilsvarer en reduksjon på 4 (−3 dB) = −12 dB.

Grunner til å bruke desibel

Det er en rekke grunner til å bruke desibel og operere med logaritmer i stedet for prosenter eller brøker:

Konvensjoner

For forskjellige fysiske mengder til det samme numerisk verdi uttrykt i desibel, kan tilsvare forskjellige signalnivåer (eller rettere sagt, nivåforskjeller). Derfor, for å unngå forvirring, er slike "spesifiserte" måleenheter merket med de samme bokstavene "dB", men med tillegg av en indeks - den generelt aksepterte betegnelsen på den målte fysiske mengden. For eksempel dBV (desibel i forhold til en volt) eller dBμV (desibel i forhold til en mikrovolt), dBW (desibel i forhold til en watt), osv. I samsvar med den internasjonale standarden IEC 27-3, angi om nødvendig startverdien , dens verdi er plassert i parentes etter angivelsen av den logaritmiske verdien, f.eks. for lydtrykknivå: LP (re 20 µPA) = 20 dB; LP (ref. 20 µPa) = 20 dB

referansenivå

Desibelen brukes til å bestemme forholdet mellom to mengder. Men det er ikke noe overraskende i at desibel også brukes til å måle absolutte verdier. For å gjøre dette er det tilstrekkelig å avtale hvilket nivå av den målte fysiske mengden som skal tas som referansenivå (betinget 0 dB).

Strengt tatt må det være entydig definert hvilken fysisk mengde og hvilken verdi av den som brukes som referansenivå. Referansenivået er spesifisert som et additiv etter symbolene "dB" (f.eks. dBm), eller referansenivået skal være klart fra konteksten (f.eks. "dB re 1 mW").

I praksis er følgende referansenivåer og spesielle betegnelser for dem vanlige:

  • dBm(russisk dBm) - referansenivået er effekten på 1 mW. Strøm bestemmes vanligvis ved en nominell belastning (for profesjonelt utstyr - vanligvis 10 kOhm for frekvenser mindre enn 10 MHz, for radiofrekvensutstyr - 50 Ohm eller 75 Ohm). For eksempel, " utgangseffekten til forsterkertrinnet er 13 dBm”(det vil si at effekten som frigjøres ved nominell belastning for dette forsterkertrinnet er 20 mW).
  • dBV(russisk dBV) - referansespenning 1 V ved nominell belastning (for husholdningsapparater - vanligvis 47 kOhm); for eksempel er det standardiserte signalnivået for forbrukerlydutstyr −10 dBV, eller 0,316 V i en 47 kΩ belastning.
  • dBuV(russisk dBuV) - referansespenning 1 μV; for eksempel, " radiomottakerfølsomhet målt ved antenneinngangen - -10 dBuV ... nominell antenneimpedans - 50 Ohm».

Sammenheng mellom spenning i dBu med volt, watt og dBm. Et spenningsfall på 0,775 Vrms over en belastning på 600 ohm resulterer i et gjennomsnittlig effekttap på 1 mW (0 dBm) over den lasten. Det sies at i dette tilfellet er signalnivået 0 dBu

Sammensatte måleenheter dannes ved analogi. For eksempel er effektspektraltetthetsnivået dBW/Hz "desibel"-ekvivalenten til enheten W/Hz (effekten som forsvinner ved en nominell belastning i en båndbredde på 1 Hz sentrert på en spesifisert frekvens). Referansenivået i dette eksemplet er 1 W / Hz, det vil si den fysiske størrelsen "spektral effekttetthet", dens dimensjon er "W / Hz" og verdien er "1". Dermed er oppføringen "-120 dBW / Hz" fullstendig ekvivalent med oppføringen "10 −12 W / Hz".

I tilfelle vanskeligheter, for å unngå forvirring, er det nok å spesifisere referansenivået eksplisitt. For eksempel oppføringen -20dB (i forhold til 0,775V inn i 50Ω belastning) utelukker dobbelttolkning.

Følgende regler er gyldige (en konsekvens av reglene for håndtering av dimensjonale mengder):

  • du kan ikke multiplisere eller dividere "desibel"-verdier (dette er meningsløst);
  • summeringen av "desibel" -verdier tilsvarer multiplikasjonen av absolutte verdier, subtraksjonen av "desibel" -verdier tilsvarer delingen av absolutte verdier;
  • summering eller subtraksjon av "dcibel"-verdier kan utføres uavhengig av deres "opprinnelige" dimensjon. For eksempel er ligningen 10 dBm + 13 dB = 23 dBm korrekt, helt ekvivalent med 10 mW 20 = 200 mW, og kan tolkes som "en forsterker med en forsterkning på 13 dB øker signaleffekten fra 10 dBm til 23 dBm ".

Når du konverterer effektnivåer (dBW, dBm) til spenningsnivåer (dBV, dBμV) og omvendt, er det nødvendig å ta hensyn til motstanden som effekt og spenning bestemmes ved:

  • Strøm til spenning:
    • dBμV = dBm + 107
    • dBμV = dBW + 137
    • dBV = dBm - 13
    • dBW = dBW + 17
  • Spenning til strøm:
    • dBm = dBuV - 107
    • dBm = dBV + 13
    • dBW = dBμV - 137
    • dBW = dBV - 17
  • Strøm til spenning:
    • dBμV = dBm + 108,75
    • dBμV = dBW + 138,75
    • dBV = dBm - 11,25
    • dBW = dBW + 18,75
  • Spenning til strøm:
    • dBm = dBuV - 108,75
    • dBm = dBV + 11,25
    • dBW = dBμV - 138,75
    • dBW = dBV - 18,75

Når man måler parametrene til radioutstyr, må man ofte forholde seg til relative verdier uttrykt i desibel [dB]. Desibel uttrykker intensiteten til lyd, forsterkningen av et trinn i spenning, strøm eller effekt, overføringstap eller signaldempning, etc.

Desibelen er en universell logaritmisk enhet. Den utbredte bruken av å representere verdier i dB skyldes bekvemmeligheten av en logaritmisk skala, og i beregninger overholder desibel aritmetikkens lover - de kan legges til og trekkes fra hvis signalene har samme form.

Det er en formel for å konvertere forholdet mellom to spenninger til desibel (en lignende formel er også gyldig for strømmer):

For eksempel, hvis utgangssignalet U2 har et nivå som er dobbelt så høyt som U1, vil dette forholdet være +6 dB (Ig2=0,301). Hvis U2>U1 er 10 ganger, er signalforholdet 20 dB (Ig10=1). Hvis U1>U2, endres fortegnet for forholdet med minus 20 dB.

Så, for eksempel, i en målegenerator, kan attenuatoren for å dempe utgangssignalet kalibreres i dB. I dette tilfellet, for å konvertere en verdi fra desibel til en absolutt verdi, vil et resultat oppnås raskere hvis du bruker den allerede beregnede tabellen. 6; 1. Den har en oppløsning på 1 dB (som er nok i de fleste tilfeller) og en rekkevidde på 0 ... -119 dB.

Tab. 6.1 kan brukes til å oversette attenuator-desibelen til et utgangsspenningsnivå. For enkel bruk av tabellen vil det være nødvendig å stille inn spenningsnivået på 1 V (effektiv eller amplitude) ved generatorutgangen i fravær av demping (0 dB ved demperen). I dette tilfellet er den tilsvarende ønskede verdien av utgangsspenningen etter innstilling av dempningen i skjæringspunktet mellom de horisontale og vertikale grafene (verdier i desibel legges til aritmetisk).

Utgangsspenningsverdien i tabellen er angitt i mikrovolt (1 μV = 10-6 V). Jeg

Ved å bruke denne tabellen er det ikke vanskelig å løse det omvendte problemet - med den nødvendige spenningen, bestem hvilken signaldempning som skal settes på desibelen i desibel. For å få 5 μV ved utgangen til spenningsgeneratoren, som det fremgår av tabellen, vil det for eksempel være nødvendig å sette dempningen på demperen til 100 + 6 = 106 dB. Forholdet mellom styrkene til to signaler i desibel beregnes ved hjelp av formelen:

Formelen for strøm er gyldig forutsatt at inngangs- og utgangsmotstandene til enheten er de samme, noe som ofte gjøres i høyfrekvente enheter for å lette deres matching med hverandre.

For å bestemme kraften kan du bruke den beregnede tabellen. 6.2

Ofte, i praktisk bruk av dB, er det også viktig å vite den absolutte verdien av forholdet mellom to størrelser, dvs. hvor mange ganger utgangsspenningen eller effekten er større enn inngangen (eller omvendt). Hvis forholdet mellom to mengder er angitt: K = U2 / U1 eller K = P2 / P1, kan du bruke tabellen. 6.3 for å konvertere verdien fra dB til ganger (K) og omvendt.

Så for eksempel gir en antenneforsterker signalforsterkning i kraft med 28 dB. Fra Tabell. 6.3 kan man se at signalforsterkningen utføres med 631 ganger.

Litteratur: I.P. Shelestov - Nyttige ordninger for radioamatører, bok 3.

osv., så forholdet D F (\displaystyle D_(F)) to verdier av kraftmengden F (\displaystyle F)

D F = 20 lg ⁡ F 1 F 0 . (\displaystyle D_(F)=20\lg (\frac (F_(1))(F_(0))).)

Det følger at en økning i effektverdien med 1 dB betyr at den øker i 10 0 , 05 (\displaystyle 10^(0.05))≈ 1.122 ganger.

Desibelen refererer til enheter som ikke er inkludert i International System of Units (SI), men i henhold til vedtak fra International Committee of Measures and Weights er det tillatt å bruke uten begrensninger i forbindelse med SI-enheter. Hovedsakelig brukt innen telekommunikasjon, akustikk, radioteknikk.

Encyklopedisk YouTube

    1 / 2

    ✪ Hva er desibel

    ✪ EdEra: Hva er en desibel?

Undertekster

Historie

Spredningen av desibelen stammer fra metodene som brukes for å kvantifisere signaltap (demping) i telegraf- og telefonlinjer. Tapsenheten var opprinnelig en mil med standardkabel (m.s.c.). 1 m.s.c. er forholdet mellom signalstyrkene ved en frekvens på 800 Hz i de to endene av en kabel som er 1 mile (omtrent 1,6 km) lang, med en distribuert motstand på 88 ohm (per sløyfe) og en distribuert kapasitans på 0,054 mikrofarad. Dette forholdet mellom krefter konvertert til lydvibrasjoner var nær den minste merkbare lydstyrkeforskjellen mellom de to signalene til den gjennomsnittlige lytteren. Standard kabelmil var imidlertid frekvensavhengig og kunne ikke være en gyldig enhet for kraftforhold.

Definisjon

Desibel brukes vanligvis til å måle eller uttrykke forholdet mellom lignende energimengder, slik som kraft, energi, intensitet, strømflukstetthet, effektspektraltetthet, etc., samt effektmengder, som spenning, strøm, feltstyrke, lyd trykk etc. Ofte er en av verdiene til forholdet (i nevneren) den generelt aksepterte startverdien (eller referanseverdien). Da kalles forholdet, uttrykt i desibel nivå tilsvarende fysisk mengde (for eksempel effektnivå, spenningsnivå osv.).

Energimengder

Eksempler på forhold
med energi- og kraftmengder
D (\displaystyle D) P 1 / P 0 (\displaystyle P_(1)/P_(0)) F 1 / F 0 (\displaystyle F_(1)/F_(0))
40 dB 10000 100
20 dB 100 10
10 dB 10 ≈ 3,16
6 dB ≈ 4 ≈ 2
3 dB ≈ 2 ≈ 1,41
1 dB ≈ 1,26 ≈ 1,12
0 dB 1 1
-1dB ≈ 0,79 ≈ 0,89
-3 dB ≈ 0,5 ≈ 0,71
-6 dB ≈ 0,25 ≈ 0,5
-10 dB 0,1 ≈ 0,32
-20 dB 0,01 0,1
-40 dB 0,0001 0,01

Holdning D P (\displaystyle D_(P)) to verdier av energimengden P (\displaystyle P) Og P 0 (\displaystyle P_(0)), uttrykt i desibel, bestemmes av formelen:

D P = 10 log ⁡ P 1 P 0 . (\displaystyle D_(P)=10\lg (\frac (P_(1))(P_(0))).) P 1 P 0 = 10 0 , 1 D P (\displaystyle (\frac (P_(1))(P_(0)))=10^(0,1D_(P))) 00 eller 00 P 1 = P 0 ⋅ 10 0 , 1 D P . (\displaystyle P_(1)=P_(0)\cdot 10^(0,1D_(P)).)

Tvinge mengder

Energimengder er proporsjonale med kvadratene av kraftmengder. For eksempel, i en elektrisk krets, kraften P (\displaystyle P), spredt til varme ved en belastning med motstand R (\displaystyle R) ved spenning U (\displaystyle U), bestemmes av formelen:

P \u003d U 2 R. (\displaystyle P=(U^(2) \over R).)

Derav forholdet mellom de to verdiene:

P 1 P 0 = U 1 2 R 1 R 0 U 0 2. (\displaystyle (P_(1) \over P_(0))=(U_(1)^(2) \over R_(1))(R_(0) \over U_(0)^(2)).)

Det logaritmiske forholdet i et bestemt tilfelle, med R 1 = R 0 (\displaystyle R_(1)=R_(0)):

10 lg ⁡ P 1 P 0 = 10 lg ⁡ (U 1 U 0) 2 = 20 lg ⁡ U 1 U 0 . (\displaystyle 10\lg (P_(1) \over P_(0))=10\lg (\left((U_(1) \over U_(0))\right))^(2)=20\lg (U_(1)\over U_(0)).)

Dermed krever bevaring av numeriske verdier i desibel når du går fra et effektforhold til et spenningsforhold ved samme belastning at følgende forhold tilfredsstilles:

D P = D U , (\displaystyle D_(P)=D_(U),) 00 hvor0 D U = 20 lg ⁡ U 1 U 0 . (\displaystyle D_(U)=20\lg (U_(1) \over U_(0)).) U 1 U 0 = 10 0 , 05 D U (\displaystyle (\frac (U_(1))(U_(0)))=10^(0.05D_(U))) 00 eller 00 U 1 \u003d U 0 ⋅ 10 0, 05 D U . (\displaystyle U_(1)=U_(0)\cdot 10^(0.05D_(U)).)

Definisjon av enheten bel

Bel (russisk betegnelse: Б; internasjonal: B) uttrykker forholdet mellom to potenser som desimallogaritmen til dette forholdet.

Sammenligning av logaritmiske enheter

Enhet Betegnelse Endring i energi
verdier i … ganger		 Kraftskifte
verdier i … ganger		 Konvertere til…
dB B Np
desibel dB, dB 10 10 (\displaystyle (\sqrt[(10)](10))) ≈ 1,259 10 20 (\displaystyle (\sqrt[(20)](10))) ≈ 1,122 1 0,1 ≈0,1151
hvit B, B 10 10 (\displaystyle (\sqrt(10))) ≈ 3,162 10 1 ≈1,151
neper Np, Np e 2 ≈ 7,389 e ≈ 2,718 ≈8,686 ≈0,8686 1

applikasjon

Desibel er mye brukt i teknologiområder der det er påkrevd å måle eller representere mengder som varierer over et bredt område: i radioteknikk, antenneteknologi, i informasjonsoverføringssystemer, automatisk regulering og kontroll, i optikk, akustikk (nivå-lydstyrke-lyden) måles i desibel), etc. Så i desibel er det vanlig å måle eller indikere det dynamiske området (for eksempel lydstyrkeområdet til et musikkinstrument), dempningen av en bølge under forplantning i et absorberende medium, dempningen koeffisient for en radiofrekvenskabel, forsterknings- og støytallet til en forsterker.

Akustikk

Lydtrykk er en kraftmengde, og lydintensitet proporsjonal med kvadratet av lydtrykk er en energimengde. For eksempel, hvis lydstyrken til en lyd (subjektivt bestemt av dens intensitet) har økt med 10 dB, betyr dette at lydintensiteten har økt med 10 ganger, og lydtrykket med omtrent 3,16 ganger.

Bruken av desibel for å indikere lydstyrken skyldes menneskets evne til å oppfatte lyd i et veldig stort spekter av endringer i dens intensitet. Bruken av en lineær skala er praktisk talt upraktisk. I tillegg, basert på Weber-Fechner-loven, er følelsen av lydstyrken til en lyd proporsjonal med logaritmen til dens intensitet. Derav bekvemmeligheten av den logaritmiske skalaen. Området for lydtrykkverdier fra minimumsterskelen for menneskelig hørsel (20 μPa) til maksimum, som forårsaker smerte, er omtrent 120 dB. For eksempel betyr utsagnet «lydstyrken til lyden er 30 dB» at lydens intensitet er 1000 ganger terskelen til menneskelig hørsel.

For å uttrykke lydstyrken brukes enhetene fon og søvn også, og tar hensyn til frekvensen og den subjektive følsomheten til en person.

Brukbarhet av desibel

Først av alt bør desibelens bekvemmelighet sammenlignet med enheten bel bemerkes. For praktiske anvendelser viste bel-en seg å være en for stor enhet, ofte med en brøkliste av verdien av en logaritmisk verdi. Bekvemmelighetene som er oppført nedenfor er på en eller annen måte forbundet med bruken av ikke bare desibel, men den logaritmiske skalaen og logaritmiske verdier generelt.

  • Naturen til visningen i sanseorganene til mennesker og dyr av endringer i løpet av mange fysiske og biologiske prosesser er ikke proporsjonal med amplituden til inngangseffekten, men med logaritmen til inngangseffekten (se Weber-Fechner-loven ). Denne funksjonen gjør bruken av logaritmiske skalaer, logaritmiske størrelser og deres enheter ganske naturlig. For eksempel er en slik skala den musikalske liketempererte frekvensskalaen.
  • Den logaritmiske skalaen gir en visuell grafisk representasjon og forenkling av analysen av en mengde som varierer over et meget bredt område (eksempler - antennestrålingsmønster, frekvensrespons (AFC) til et automatisk kontrollsystem). Det samme gjelder overføringsfrekvenskarakteristikkene til elektriske filtre (se logaritmisk amplitude-fase frekvens-karakteristikk). I dette tilfellet er formen på kurven forenklet og det er mulig å bruke en stykkevis lineær tilnærming, der nedgangen i frekvensresponsen har dimensjonen dB/tiår eller dB/oktav. Det forenkler analysen av frekvensresponsen til filtre som består av seriekoblede lenker med uavhengige frekvensresponser. Det bør bemerkes at plotting av grafer på en logaritmisk skala krever en viss ferdighet (se logaritmisk papir).
  • Den logaritmiske representasjonen av noen relative verdier forenkler i noen tilfeller matematiske operasjoner med dem, spesielt multiplikasjon og divisjon erstattes av addisjon og subtraksjon. For eksempel, hvis den indre forsterkningen til seriekoblede forsterkere er uttrykt i desibel, blir den totale forsterkningen funnet som summen av de indre forsterkningene.

Referansemengder og nivåbetegnelser

Hvis en av verdiene til forholdet (i nevneren) er den generelt aksepterte innledende (eller referanse) verdien X ref , da kalles forholdet uttrykt i desibel nivå(noen ganger kalt absolutt nivå) av den tilsvarende fysiske mengden X og betegne L X (fra engelsk. nivå).

I samsvar med gjeldende standarder, om nødvendig, angi startverdien, verdien er plassert i parentes etter angivelsen av den logaritmiske verdien. For eksempel nivå L P lydtrykk P kan skrives: L P (ref. 20 µPa) = 20 dB, og med internasjonale betegnelser - L P (re 20 µPa) = 20 dB ( re- forkortelse for engelsk. referanse). Det er tillatt å angi verdien av startverdien i parentes etter nivåverdien, for eksempel: 20 dB (ref. 20 μPa). En kort form brukes også, for eksempel nivå L W effekt W kan skrives: L W (1 mW) = 30 dB, eller L W = 30 dB (1 mW). Verdien "1" av den opprinnelige verdien kan utelates, for eksempel, L W = 30 dB (mW). Det vil si at hvis bare dimensjonen til den opprinnelige verdien er angitt i parentes, og verdien til verdien ikke er angitt, antas det at den er lik "1". Spesiell notasjon er mye brukt for å forkorte notasjonen, for eksempel: L B = 30 dBm. Oppføringen betyr at effektnivået er +30 dB re 1 mW, dvs. effekten er 1 W.

Spesielle betegnelser

Noen spesielle betegnelser er gitt, som i en ekstremt kort form indikerer verdien av den innledende (referanse) verdien, i forhold til hvilken det tilsvarende nivået er bestemt, uttrykt i desibel. For følgende referanseverdier refererer elektrisk spenning til dens rms (effektive) verdi.

  • dBW(russisk dBW) - referanseeffekt 1 W. For eksempel tilsvarer et effektnivå på +30 dBW en effekt på 1 kW.
  • dBm(russisk dBm) - referanseeffekt 1 mW.
  • dBm0(russisk dBm0) - referanseeffekt 1 mW. Betegnelsen brukes i telekommunikasjon for å indikere det absolutte effektnivået, redusert til det såkalte nullpunktet relative nivået.
  • dBV(russisk dBV) - referansespenning 1 V.
  • dBuV eller dBµV(russisk dBuV) - referansespenning 1 μV.
  • dBu(russisk dBc) - referansespenning 0 , 600 (\displaystyle (\sqrt(0,600)))≈ 0,775 V, tilsvarende en effekt på 1 mW ved en belastning på 600 ohm.
  • dBrn- Referansespenningen tilsvarer den termiske støyeffekten til en ideell motstand med motstand R (\displaystyle R) lik 50 ohm ved romtemperatur i et frekvensbånd på 1 Hz: V-støy = 4 k BTR = 9 ⋅ 10 − 10 [ V ] (\displaystyle V_(støy)=(\sqrt (4k_(B)TR))=9\cdot 10^(-10)\venstre[(\tekst (V))\høyre]). Denne verdien tilsvarer et spenningsnivå på -61 dBμV eller et effektnivå på -168 dBm.
  • dBFS(fra engelsk fullskala - "full skala") - referansesignalet (effekt, spenning) tilsvarer fullskalaen til analog-til-digital-omformeren.
  • dB SPL(fra

Ganske ofte i populær radioteknisk litteratur, i beskrivelsen av elektroniske kretser, brukes måleenheten - desibel (dB eller dB).

Når du studerer elektronikk, er en nybegynner radioamatør vant til slike absolutte måleenheter som Ampere (strøm), Volt (spenning og EMF), Ohm (elektrisk motstand) og mange andre, ved hjelp av hvilke en eller annen elektrisk parameter kvantifiseres (kapasitans, induktans, frekvens).

Som regel er det ikke vanskelig for en nybegynner radioamatør å finne ut hva en ampere eller volt er. Alt er klart her, det er en elektrisk parameter eller mengde som må måles. Det er et innledende referansenivå, som tas som standard i formuleringen av en gitt måleenhet. Det er et symbol for denne parameteren eller verdien (A, V). Faktisk, så snart vi leser inskripsjonen 12 V, forstår vi at vi snakker om en spenning som for eksempel ligner spenningen til et bilbatteri.

Men så snart det er en inskripsjon, for eksempel: spenningen har økt med 3 dB eller signaleffekten er 10 dBm (10 dBm), er mange mennesker forvirret. Som dette? Hvorfor er spenning eller effekt nevnt, og verdien er angitt i noen desibel?

Praksis viser at ikke mange nybegynnere radioamatører forstår hva en desibel er. La oss prøve å fjerne den ugjennomtrengelige tåken over en så mystisk måleenhet som desibelen.

En måleenhet kalt Bel ble først brukt av ingeniører ved Bell Telephone Laboratory. En desibel er en tiendedel av en Bel (1 desibel = 0,1 Bel). I praksis er desibel mye brukt.

Som allerede nevnt er desibelen en spesiell måleenhet. Det er verdt å merke seg at desibelen ikke er en del av det offisielle SI-systemet med enheter. Men til tross for dette fikk desibelen anerkjennelse og tok en sterk plass sammen med andre måleenheter.

Husk at når vi ønsker å forklare en endring, sier vi at den for eksempel har blitt 2 ganger lysere. Eller for eksempel falt spenningen 10 ganger. Samtidig setter vi en viss referanseterskel, i forhold til hvilken en endring skjedde med 10 eller 2 ganger. Ved hjelp av desibel måles også disse «tidene», kun i logaritmisk skala.


For eksempel tilsvarer en endring på 1 dB en endring i energiverdien på 1,26 ganger. En endring på 3 dB tilsvarer en 2-dobbel endring i energimengden.

Men hvorfor bry seg med desibel når forholdstall kan måles i tider? Det finnes ikke noe sikkert svar på dette spørsmålet. Men siden desibel brukes aktivt, er det absolutt berettiget.

Det er fortsatt grunner til å bruke desibel. La oss liste dem opp.

En del av svaret på dette spørsmålet ligger i den såkalte Weber-Fechner lov. Dette er en empirisk psykofysiologisk lov, det vil si at den er basert på resultatene av ekte, ikke teoretiske eksperimenter. Dens essens ligger i det faktum at enhver endring i noen mengder (lysstyrke, volum, vekt) føles av oss, forutsatt at disse endringene er logaritmiske.


Graf over avhengigheten av følelsen av lydstyrke av styrken (kraften) til lyden. Weber-Fechner lov

Så for eksempel reduseres følsomheten til det menneskelige øret med økende lydvolum. Det er derfor, når du velger en variabel motstand, som er planlagt brukt i volumkontrollen til en lydforsterker, er det verdt å ta med en eksponentiell avhengighet av motstanden på rotasjonsvinkelen til kontrollknappen. I dette tilfellet vil lyden i høyttaleren øke jevnt når du dreier glidebryteren for volumkontroll. Volumkontrollen vil være lineær, siden den eksponentielle avhengigheten til volumkontrollen kompenserer for den logaritmiske avhengigheten til hørselen vår og totalt blir lineær. Når du ser på bildet vil dette bli tydeligere.


Avhengigheten av motstanden til en variabel motstand på rotasjonsvinkelen til motoren (A-lineær, B-logaritmisk, V-eksponentiell)

Her er grafer over avhengigheten av motstanden til variable motstander av forskjellige typer: A - lineær, B - logaritmisk, C - eksponentiell. Som regel indikerer innenlandsproduserte variable motstander hvilken avhengighet den variable motstanden har. Digitale og elektroniske volumkontroller er basert på de samme prinsippene.

Det er også verdt å merke seg at det menneskelige øret oppfatter lyder hvis kraft avviker med hele 10.000.000.000.000 ganger! Dermed skiller den høyeste lyden seg fra den roligste lyden som ørene våre kan fange opp med 130 dB (10 000 000 000 000 ganger).

Den andre grunnen til den utbredte bruken av desibel er den enkle beregningen.

Enig i at det er mye lettere å bruke små tall som 10, 20, 60,80,100,130 (de mest brukte tallene når man regner i desibel) i beregninger sammenlignet med tall 100 (20 dB), 1000 (30 dB), 1000 000 ( 60 dB), 100 000 000 (80 dB), 10 000 000 000 (100 dB), 10 000 000 000 000 (130 dB). En annen fordel med desibel er at de enkelt summeres opp. Hvis du utfører beregninger i tider, må tallene multipliseres.

For eksempel, 30 dB + 30 dB = 60 dB (i tider: 1000 * 1000 = 1000.000). Jeg synes dette er klart.

Desibel er også veldig praktisk for grafisk plotting av ulike avhengigheter. Alle grafer som antennemønstre, amplitude-frekvenskarakteristikker til forsterkere utføres ved bruk av desibel.

desibel er dimensjonsløs måleenhet. Vi har allerede funnet ut at desibelen faktisk viser hvor mange ganger en verdi (strøm, spenning, effekt) har økt eller redusert. Forskjellen mellom desibel og tider er kun at målingen skjer på en logaritmisk skala. For på en eller annen måte å utpeke den og tilskrive betegnelsen dB . På en eller annen måte, når man vurderer, må man gå fra desibel til tider. Du kan sammenligne bruk av desibel med alle måleenheter (ikke bare strøm, spenning osv.), siden desibelen er en relativ, dimensjonsløs størrelse.

Hvis "-"-tegnet er spesifisert, for eksempel, -1 dB, da ble verdien av den målte mengden, for eksempel kraft, redusert med 1,26 ganger. Hvis det ikke er plassert noe skilt foran desibel, snakker vi om en økning, en økning i størrelse. Dette er verdt å vurdere. Noen ganger, i stedet for "-"-tegnet, snakker de om demping, en reduksjon i gevinsten.

Overgang fra desibel til tider.

I praksis må man som oftest gå fra desibel til tider. Det er en enkel formel for dette:

Merk følgende! Disse formlene brukes for de såkalte "energi"-mengdene. som energi og kraft.

m = 10 (n / 10), der m er forholdet i ganger, n er forholdet i desibel.

For eksempel er 1dB lik 10 (1dB / 10) = 1,258925…= 1,26 ganger.

Like måte,

    ved 20dB: 10 (20dB / 10) = 100 (100x forstørrelse)

    ved 10dB: 10 (10dB / 10) = 10 (10x økning)

Men alt er ikke så enkelt. Det er også fallgruver. For eksempel er signaldempningen -10 dB. Deretter:

    ved -10dB: 10 (-10dB / 10) = 0,1

    Hvis effekten reduseres fra 5 W til 0,5 W, er effektreduksjonen -10 dB (10 ganger reduksjon).

    ved -20dB: 10 (-20dB / 10) = 0,01

    Det er likt her. Når effekten reduseres fra 5 W til 0,05 W, i desibel, vil effektfallet være -20 dB (en nedgang på 100 ganger).

Dermed, ved -10 dB, ble signaleffekten redusert med 10 ganger! Videre, hvis vi multipliserer den opprinnelige signalverdien med 0,1, vil vi få verdien av signaleffekten ved dempning på -10 dB. Det er derfor verdien 0,1 er angitt uten "tider", som i de foregående eksemplene. Vurder denne funksjonen når du erstatter desibelverdier med "-"-tegnet i disse formlene.

Overgang fra tid til desibel kan gjøres ved å bruke følgende formel:

    n = 10 * log 10 (m), hvor n er verdien i desibel, m er forholdet i ganger.

    For eksempel vil en effektøkning på 4 ganger tilsvare en verdi på 6,021 dB.

    10 * log 10 (4) = 6,021 dB.

Merk følgende! Å regne om forholdstallene til slike mengder som Spenning Og strømstyrke det er litt forskjellige formler:

(Strøm og spenning er de såkalte "effekt"-mengdene. Derfor er formlene forskjellige.)

    For å gå til desibel: n = 20 * log 10 (m)

    For å gå fra desibel til tider: m = 10 (n / 20)

n er verdien i desibel, m er forholdet i ganger.

Hvis du har nådd disse linjene, så tenk på at du har tatt enda et betydelig skritt i å mestre elektronikk!



© Copyright 2017, https://qzoreteam.ru