Thực đơn
trang chủAndroid

Đo decibel trực tuyến. Máy đo decibel cơ bản. Những gì được đo bằng decibel, đơn vị không thứ nguyên, giá trị tương đối, tính năng của chúng. Lý do sử dụng decibel

Internet có đầy những máy tính tương tự, nhưng tôi cũng muốn tự làm một cái. Tôi chắc chắn rằng tôi sẽ không làm ai ngạc nhiên khi nói rằng nó cũng hoạt động ở đây JavaScript và tất cả tải tính toán sẽ rơi vào trình duyệt của bạn. Nếu có trường trống, điều này có nghĩa là trình duyệt của bạn không hoạt động với JavaScript-ohm, và phép tính sẽ không hoạt động :(

19 Thg 12 2017 một bộ chuyển đổi đơn vị EMC đã xuất hiện. Có lẽ nó phù hợp hơn với nhu cầu của bạn?

Điều khoản sử dụngđơn giản như địa ngục. Thay đổi giá trị của bất kỳ giá trị nào và tất cả các giá trị khác sẽ được tính toán lại tự động.

Chuyển đổi tỷ lệ công suất tới và công suất phản xạ thành SWR:

Chỉ trong trường hợp, một gợi ý để sử dụng:
Tính toán lại dBµV V. dBm(dBμV đến dBm) Trong trường “Điện áp, dBμV”, nhập giá trị điện áp tính bằng decibel-microvolt. Nếu bạn có giá trị tính bằng decibel-millivolt (dBmV), chỉ cần thêm 60 dB vào giá trị đó (0 dBmV ≡ 60 dBmV). Đừng quên rằng để chuyển đổi điện áp thành điện năng, bạn cũng cần biết điện trở tải! Tính toán lại dBm V. dBµV(dBm tính bằng dBμV) Trong trường “Power, dBm”, nhập giá trị công suất tính bằng decibel-milliwatt. Nếu bạn có giá trị tính bằng decibel-watt, chỉ cần trừ đi 30 dB từ giá trị đó (0 dBW ≡ 30 dBm). Đừng quên rằng để chuyển đổi điện năng thành điện áp, bạn cũng cần biết điện trở tải! Chuyển đổi decibel theo số lần Nhập vào bảng sự thay đổi về mức tính bằng decibel và máy tính sẽ hiển thị số lần điện áp và công suất sẽ thay đổi. Máy tính không thích nó số âm, và thay thế chúng bằng những cái tích cực. Chuyển đổi thời gian thành decibel Trong bảng, hãy nhập sự thay đổi về mức điện áp hoặc công suất tín hiệu vào trường thích hợp và bạn sẽ biết nó bằng bao nhiêu decibel. Đồng thời, sự thay đổi của đại lượng thứ hai sẽ được tính toán lại. Máy tính không thích số âm và thay thế chúng bằng số dương. Trên thực tế, tăng 0,5 lần là giảm 2 lần và về mặt vật lý không có sự khác biệt. Nhưng nó rõ ràng hơn theo cách này! Chuyển đổi tỷ lệ công suất thành SWR. Nhập giá trị công suất tới và công suất phản xạ của bạn vào các trường thích hợp. Nếu thay vì các giá trị, bạn có chênh lệch của chúng, hãy nhập ngay chênh lệch này vào trường chênh lệch và bỏ qua hai trường phía trên Chuyển đổi SWR thành tỷ số công suất Nhập giá trị SWR vào trường thích hợp và máy tính sẽ tính tỷ số công suất, và với giá trị xác định P FWD sẽ nhập giá trị tương ứng P REF

Thang đo logarit và đơn vị logarit thường được sử dụng trong trường hợp cần đo một đại lượng nào đó thay đổi trong một phạm vi lớn. Ví dụ về các đại lượng như vậy là áp suất âm thanh, cường độ động đất, quang thông, các đại lượng phụ thuộc tần số khác nhau được sử dụng trong âm nhạc (các quãng nhạc), thiết bị tiếp sóng ăng-ten, thiết bị điện tử và âm học. Các đơn vị logarit cho phép bạn biểu thị các tỷ lệ của các đại lượng thay đổi trong một phạm vi rất lớn bằng các số nhỏ thuận tiện, giống như ký hiệu hàm mũ, trong đó bất kỳ số rất lớn hoặc rất nhỏ nào cũng có thể được biểu diễn dưới dạng ngắn bằng phần mũ và số mũ của nó. Ví dụ, công suất âm thanh phát ra trong quá trình phóng tên lửa Sao Thổ là 100.000.000 W hoặc 200 dB SWL. Đồng thời, công suất âm thanh của một cuộc trò chuyện rất yên tĩnh là 0,000000001 W hoặc 30 dB SWL (được đo bằng decibel so với công suất âm thanh 10⁻¹² watt, xem bên dưới).

Thực sự, đơn vị thuận tiện? Nhưng hóa ra, chúng không thuận tiện cho tất cả mọi người! Có thể nói, hầu hết những người không rành về vật lý, toán học và kỹ thuật đều không hiểu được các đơn vị logarit như decibel. Một số thậm chí còn tin rằng giá trị logarit không áp dụng cho hiện đại công nghệ kỹ thuật số, và đến thời điểm thước trượt được sử dụng để tính toán kỹ thuật!

Một ít lịch sử

Việc phát minh ra logarit đã đơn giản hóa các phép tính vì chúng có thể thay thế phép nhân bằng phép cộng, nhanh hơn nhiều so với phép nhân. Trong số các nhà khoa học có đóng góp đáng kể cho sự phát triển lý thuyết logarit, có thể kể đến nhà toán học, vật lý học và thiên văn học người Scotland John Napier, người đã xuất bản một bài luận vào năm 1619 mô tả logarit tự nhiên, giúp đơn giản hóa rất nhiều các phép tính.

Một công cụ quan trọng để sử dụng logarit trong thực tế là bảng logarit. Bảng đầu tiên như vậy được nhà toán học người Anh Henry Briggs biên soạn vào năm 1617. Dựa trên công trình của John Napier và những người khác, nhà toán học người Anh và mục sư William Oughtred của Giáo hội Anh đã phát minh ra thước trượt, được các kỹ sư và nhà khoa học (bao gồm cả tác giả này) sử dụng trong 350 năm tiếp theo cho đến khi nó được thay thế bằng máy tính bỏ túi trong thế kỷ 20. giữa những năm 1970.

Sự định nghĩa

Logarit là phép toán nghịch đảo của việc nâng lên lũy thừa. Số y là logarit của số x cơ số b

nếu sự bình đẳng được duy trì

Nói cách khác, logarit của một số cho trước là một chỉ số về lũy thừa mà một số, gọi là cơ số, phải được nâng lên để có được số đã cho. Có thể nói đơn giản hơn. Logarit là câu trả lời cho câu hỏi “Một số phải nhân với chính nó bao nhiêu lần để được một số khác”. Ví dụ, bạn phải nhân số 5 với chính nó bao nhiêu lần để được 25? Đáp án là 2, tức là

Theo định nghĩa trên

Phân loại đơn vị logarit

Đơn vị logarit được sử dụng rộng rãi trong khoa học, công nghệ và thậm chí trong các hoạt động hàng ngày như nhiếp ảnh và âm nhạc. Có đơn vị logarit tuyệt đối và tương đối.

Bằng cách sử dụng đơn vị logarit tuyệt đối biểu thị các đại lượng vật lý được so sánh với một số lượng nhất định giá trị cố định. Ví dụ: dBm (decibel milliwatt) là đơn vị công suất logarit tuyệt đối so sánh công suất với 1 mW. Lưu ý rằng 0 dBm = 1 mW. Đơn vị tuyệt đối rất tốt để mô tả kích thước duy nhất, chứ không phải tỉ số của hai đại lượng. Đơn vị đo logarit tuyệt đối của các đại lượng vật lý luôn có thể được chuyển đổi thành các đơn vị đo thông thường khác của các đại lượng này. Ví dụ: 20 dBm = 100 mW hoặc 40 dBV = 100 V.

Mặt khác, đơn vị logarit tương đốiđược sử dụng để biểu thị một đại lượng vật lý dưới dạng tỷ lệ hoặc tỷ lệ của các đại lượng vật lý khác, ví dụ như trong điện tử, trong đó sử dụng decibel (dB). Đơn vị logarit rất phù hợp để mô tả, ví dụ, hệ số truyền hệ thống điện tử, nghĩa là mối quan hệ giữa tín hiệu đầu ra và đầu vào.

Cần lưu ý rằng tất cả các đơn vị logarit tương đối đều không có thứ nguyên. Decibel, nepers và các tên khác chỉ đơn giản là những tên đặc biệt được sử dụng cùng với các đơn vị không thứ nguyên. Cũng lưu ý rằng decibel thường được sử dụng với nhiều hậu tố khác nhau, thường được nối với chữ viết tắt dB bằng dấu gạch nối, chẳng hạn như dB-Hz, một khoảng trắng, như trong dB SPL, không có bất kỳ ký hiệu nào giữa dB và hậu tố, như trong dBm, hoặc được kết thúc trong dấu ngoặc kép, như theo đơn vị dB(m2). Chúng ta sẽ nói về tất cả các đơn vị này sau trong bài viết này.

Cũng cần lưu ý rằng việc chuyển đổi đơn vị logarit sang đơn vị thông thường thường không thể thực hiện được. Tuy nhiên, điều này chỉ xảy ra trong trường hợp họ nói về các mối quan hệ. Ví dụ, mức tăng điện áp của bộ khuếch đại 20 dB chỉ có thể được chuyển đổi thành các nếp gấp, nghĩa là thành một giá trị không thứ nguyên - nó sẽ bằng 10. Đồng thời, áp suất âm thanh đo bằng decibel có thể được chuyển đổi thành pascal, vì áp suất âm thanh được đo bằng đơn vị logarit tuyệt đối, nghĩa là so với giá trị tham chiếu. Lưu ý rằng hệ số truyền tính bằng decibel cũng là một đại lượng không thứ nguyên, mặc dù nó có tên. Đó là một mớ hỗn độn! Nhưng chúng tôi sẽ cố gắng tìm ra nó.

Đơn vị biên độ và công suất logarit

Quyền lực. Được biết, công suất tỉ lệ với bình phương biên độ. Ví dụ, điện, được xác định bởi biểu thức P = U²/R. Nghĩa là, biên độ thay đổi 10 lần thì công suất thay đổi 100 lần. Tỷ lệ của hai giá trị công suất tính bằng decibel được cho bởi biểu thức

10 log₁₀(P₁/P₂) dB

Biên độ. Do công suất tỉ lệ với bình phương biên độ nên tỉ số của hai giá trị biên độ tính bằng decibel được mô tả bằng biểu thức

20 log₁₀(P₁/P₂) dB.

Ví dụ về số lượng và đơn vị logarit tương đối

  • Đơn vị chung

    • dB (decibel)- đơn vị không thứ nguyên logarit dùng để biểu thị tỷ lệ của hai giá trị tùy ý của cùng một đại lượng vật lý. Ví dụ, trong điện tử, decibel được sử dụng để mô tả sự khuếch đại tín hiệu trong bộ khuếch đại hoặc sự suy giảm tín hiệu trong cáp. Một decibel về mặt số học bằng logarit thập phân của tỷ số giữa hai đại lượng vật lý, nhân với 10 cho tỷ số công suất và nhân với 20 cho tỷ số biên độ.
    • B (màu trắng)- một đơn vị đo logarit không thứ nguyên hiếm khi được sử dụng để đo tỷ lệ của hai đại lượng vật lý cùng tên, bằng 10 decibel.
    • N (không bao giờ)- đơn vị logarit không thứ nguyên đo tỷ lệ của hai giá trị của cùng một đại lượng vật lý. Không giống như decibel, neper được định nghĩa là logarit tự nhiên để biểu thị sự khác biệt giữa hai đại lượng x₁ và x₂ bằng công thức:

      R = ln(x₁/x₂) = ln(x₁) – ln(x₂)


      Bạn có thể chuyển đổi N, B và dB trên trang “Sound Converter”.
  • Âm nhạc, âm học và điện tử

    • s = 1000 ∙ log₁₀(f₂/f₁)

  • Công nghệ anten. Thang đo logarit được sử dụng trong nhiều đơn vị không thứ nguyên tương đối để đo các đại lượng vật lý khác nhau trong công nghệ ăng-ten. Trong các đơn vị đo như vậy, thông số đo được thường được so sánh với thông số tương ứng Loại tiêu chuẩnăng ten.

  • Truyền thông và truyền dữ liệu

    • dBc hoặc dBc(sóng mang decibel, tỷ lệ công suất) - công suất không thứ nguyên của tín hiệu vô tuyến (mức phát xạ) liên quan đến mức bức xạ ở tần số sóng mang, được biểu thị bằng decibel. Được xác định là S dBc = 10 log₁₀(sóng mang P / điều chế P). Nếu giá trị dBc dương thì công suất của tín hiệu đã điều chế lớn hơn công suất của sóng mang không điều chế. Nếu giá trị dBc âm thì công suất của tín hiệu đã điều chế nhỏ hơn công suất của sóng mang không điều chế.
  • Thiết bị ghi và tái tạo âm thanh điện tử

  • Đơn vị và số lượng khác

Ví dụ về đơn vị logarit tuyệt đối và giá trị decibel với hậu tố và mức tham chiếu

  • Công suất, mức tín hiệu (tuyệt đối)
  • Điện áp (tuyệt đối)
  • Điện trở (tuyệt đối)
    • dBohm, dBohm hoặc dBΩ(decibel ohm, tỷ lệ biên độ) - điện trở tuyệt đối tính bằng decibel so với 1 ohm. Đơn vị đo lường này thuận tiện khi xem xét một phạm vi điện trở lớn. Ví dụ: 0 dBΩ = 1 Ω, 6 dBΩ = 2 Ω, 10 dBΩ = 3,16 Ω, 20 dBΩ = 10 Ω, 40 dBΩ = 100 Ω, 100 dBΩ = 100.000 Ω, 160 dBΩ = 100.000.000 Ω, v.v.
  • Âm học (mức âm thanh tuyệt đối, áp suất âm thanh hoặc cường độ âm thanh)
  • ra đa. Các giá trị tuyệt đối trên thang logarit được sử dụng để đo độ phản xạ của radar so với một số giá trị tham chiếu.

    • dBZ hoặc dB(Z)(tỷ lệ biên độ) - hệ số phản xạ tuyệt đối của radar tính bằng decibel so với đám mây tối thiểu Z = 1 mm⁶ m⁻³. 1 dBZ = 10 log (z/1 mm⁶ m³). Đơn vị này hiển thị số lượng giọt trên một đơn vị thể tích và được sử dụng bởi các trạm radar thời tiết (radar khí tượng). Thông tin thu được từ các phép đo kết hợp với các dữ liệu khác, đặc biệt là kết quả phân tích phân cực và dịch chuyển Doppler, giúp ước tính những gì đang xảy ra trong khí quyển: trời đang mưa, tuyết rơi, mưa đá hay một đàn côn trùng hay chim bay. Ví dụ: 30 dBZ tương ứng với mưa nhẹ và 40 dBZ tương ứng với mưa vừa.
    • dBη(tỷ lệ biên độ) - hệ số tuyệt đối của độ phản xạ radar của vật thể tính bằng decibel so với 1 cm²/km³. Giá trị này thuận tiện nếu bạn cần đo độ phản xạ radar của các vật thể sinh học bay, chẳng hạn như chim, dơi. Radar thời tiết thường được sử dụng để theo dõi các vật thể sinh học như vậy.
    • dB(m2), dBsm hoặc dB(m2)(decibel mét vuông, tỷ lệ biên độ) - đơn vị đo tuyệt đối diện tích tán xạ hiệu quả của mục tiêu (EPR, mặt cắt radar tiếng Anh, RCS) liên quan đến mét vuông. Côn trùng và các mục tiêu phản xạ yếu có tiết diện âm, trong khi máy bay chở khách lớn có tiết diện dương.
  • Truyền thông và truyền dữ liệu.Đơn vị logarit tuyệt đối được sử dụng để đo thông số khác nhau liên quan đến tần số, biên độ và công suất của tín hiệu truyền và nhận. Tất cả các giá trị tuyệt đối tính bằng decibel có thể được chuyển đổi thành đơn vị thông thường tương ứng với giá trị đo được. Ví dụ: mức công suất tiếng ồn tính bằng dBrn có thể được chuyển đổi trực tiếp thành miliwatt.
  • Các đơn vị logarit tuyệt đối khác. Có rất nhiều đơn vị như vậy thuộc các ngành khoa học và công nghệ khác nhau, và ở đây chúng tôi chỉ đưa ra một số ví dụ.
    • Thang độ lớn trận động đất Richter chứa các đơn vị logarit thông thường (logarit thập phân được sử dụng) được sử dụng để ước tính cường độ của trận động đất. Theo thang đo này, cường độ của một trận động đất được định nghĩa là logarit thập phân của tỷ số giữa biên độ của sóng địa chấn với biên độ rất nhỏ được chọn tùy ý đại diện cho cường độ 0. Mỗi bậc của thang Richter tương ứng với sự gia tăng của cường độ biên độ dao động gấp 10 lần.
    • dBr(decibel so với mức tham chiếu, biên độ hoặc tỷ lệ công suất, được đặt rõ ràng) - đơn vị đo tuyệt đối logarit của bất kỳ đại lượng vật lý nào được chỉ định trong ngữ cảnh.
    • dBSVL- vận tốc dao động của các hạt tính bằng decibel so với mức tham chiếu 5∙10⁻⁸ m/s. Tên này xuất phát từ tiếng Anh. mức vận tốc âm thanh - mức tốc độ âm thanh. Tốc độ dao động của các hạt trong môi trường còn được gọi là tốc độ âm và xác định tốc độ chuyển động của các hạt trong môi trường khi chúng dao động so với vị trí cân bằng. Giá trị tham chiếu 5∙10⁻⁸ m/s tương ứng với vận tốc dao động của các hạt tạo ra âm thanh trong không khí.

Khi đo các thông số của thiết bị vô tuyến, người ta thường phải xử lý các giá trị tương đối được biểu thị bằng decibel [dB]. Decibel thể hiện cường độ âm thanh, điện áp, mức tăng dòng điện hoặc công suất, mất truyền hoặc suy giảm tín hiệu, v.v.

Decibel là một đơn vị logarit phổ quát. Sử dụng rộng rãi Việc trình bày các giá trị tính bằng dB có liên quan đến sự tiện lợi của thang logarit và trong tính toán, decibel tuân theo quy luật số học - chúng có thể được cộng và trừ nếu các tín hiệu có hình dạng giống nhau.

Có một công thức để chuyển đổi tỷ số của hai điện áp thành số decibel (một công thức tương tự áp dụng cho dòng điện):

Ví dụ: nếu tín hiệu đầu ra U2 có mức gấp đôi U1 thì tỷ lệ này sẽ là +6 dB (Ig2=0,301). Nếu U2>U1 là 10 lần thì tỷ số tín hiệu là 20 dB (Ig10=1). Nếu U1>U2 thì dấu của tỷ số thay đổi âm 20 dB.

Ví dụ, trong một máy phát đo, bộ suy giảm để làm suy giảm tín hiệu đầu ra có thể có mức chia độ tính bằng dB. Trong trường hợp này, để chuyển đổi một giá trị từ decibel sang giá trị tuyệt đối, kết quả sẽ thu được nhanh hơn nếu bạn sử dụng bảng đã tính sẵn. 6; 1. Nó có độ phân giải 1 dB (khá đủ trong hầu hết các trường hợp) và phạm vi giá trị 0...-119 dB.

Bàn 6.1 có thể được sử dụng để chuyển đổi mức suy giảm decibel của bộ suy hao thành mức điện áp đầu ra. Để dễ sử dụng bảng, cần đặt mức điện áp 1 V (rms hoặc biên độ) ở đầu ra máy phát trong trường hợp không có suy hao (0 dB tại bộ suy hao). Trong trường hợp này, giá trị mong muốn tương ứng của điện áp đầu ra sau khi thiết lập mức suy giảm nằm ở giao điểm của đồ thị ngang và dọc (các giá trị tính bằng decibel được cộng theo số học).

Điện áp đầu ra trong bảng được biểu thị bằng microvolt (1 µV = 10-6 V). TÔI

Sử dụng bảng này, không khó để giải quyết vấn đề nghịch đảo - sử dụng điện áp cần thiết, xác định mức suy giảm tín hiệu nào sẽ được đặt trên bộ suy giảm tính bằng decibel. Ví dụ, để đạt được điện áp 5 μV ở đầu ra của máy phát, như có thể thấy trong bảng, bạn sẽ cần đặt mức suy giảm thành 100 + 6 = 106 dB trên bộ suy giảm. Tỷ số công suất của hai tín hiệu tính bằng decibel được tính theo công thức:

Công thức tính công suất là hợp lệ với điều kiện trở kháng đầu vào và đầu ra của thiết bị là như nhau, điều này thường được thực hiện trong các thiết bị tần số cao để tạo điều kiện cho chúng khớp với nhau.

Để xác định công suất, bạn có thể sử dụng bảng tính toán. 6.2

Thường khi công dụng thực tế dB, điều quan trọng là phải biết giá trị tuyệt đối của tỷ số giữa hai đại lượng, tức là bao nhiêu lần điện áp hoặc công suất ở đầu ra lớn hơn ở đầu vào (hoặc ngược lại). Nếu tỷ số của hai đại lượng được chỉ định: K=U2/U1 hoặc K=P2/P1 thì bạn có thể sử dụng bảng. 6.3 để chuyển đổi một giá trị từ dB sang lần (K) và ngược lại.

Ví dụ, khuếch đại ăng-ten cung cấp khuếch đại công suất tín hiệu 28 dB. Từ cái bàn Hình 6.3 cho thấy tín hiệu được khuếch đại 631 lần.

Văn học: I.P. Shelestov - Đài phát thanh nghiệp dư sơ đồ hữu ích, quyển 3.

decibel

decibel- đơn vị logarit của mức độ, độ suy giảm và mức tăng.

Giá trị được biểu thị bằng decibel về mặt số học bằng logarit thập phân của tỷ số không thứ nguyên của một đại lượng vật lý với đại lượng vật lý cùng tên, lấy làm giá trị ban đầu, nhân với mười:

Ở đâu Một dB- giá trị tính bằng decibel, MỘT- đo đại lượng vật lý, MỘT 0 là giá trị được lấy làm cơ sở.

Decibel là một đơn vị không thứ nguyên được sử dụng để đo tỷ lệ của các đại lượng nhất định - “năng lượng” (công suất, năng lượng, mật độ dòng điện, v.v.) hoặc “công suất” (dòng điện, điện áp, v.v.). Nói cách khác, decibel là giá trị tương đối. Không phải tuyệt đối, chẳng hạn như watt hoặc volt, mà là tương đối như bội số (“chênh lệch ba lần”) hoặc tỷ lệ phần trăm, nhằm đo tỷ lệ (“tỷ lệ mức”) của hai đại lượng khác và thang logarit được áp dụng cho tỷ lệ kết quả.

Ký hiệu tiếng Nga của đơn vị “decibel” là “dB”, ký hiệu quốc tế là “dB” ( sai:db,db).

Decibel không phải là đơn vị chính thức trong hệ đơn vị SI, mặc dù Hội nghị chung về Cân nặng và Đo lường cho phép sử dụng nó mà không hạn chế khi kết hợp với SI, và Cục Cân nặng và Đo lường Quốc tế khuyến nghị đưa nó vào hệ thống này.

So sánh với các đơn vị logarit khác

Tên sự giảm bớt tương ứng
thay đổi
đúng giờ		 chuyển đổi thành...
dB B Np Xm
decibel dB, dB ≈1,26 () 1 0,1 ≈0,115 −0,25
trắng B, B 10 10 1 ≈1,15 −2,5
neper Np, Np ≈2,72 ( ) ≈8,686 ≈0,8686 1 ≈−1,086
thuộc về sao
kích cỡ		 Xm ≈0,398 () −4 −0,4 ≈−0,921 1

Lĩnh vực sử dụng

Decibel được sử dụng rộng rãi trong bất kỳ lĩnh vực công nghệ nào đòi hỏi phải đo các đại lượng khác nhau về phạm vi rộng: trong kỹ thuật vô tuyến, công nghệ ăng-ten, trong hệ thống truyền thông tin, quang học, âm học (mức âm lượng được đo bằng decibel), v.v. Do đó, bằng decibel, người ta thường đo dải động (ví dụ: dải âm lượng của âm thanh của nhạc cụ), độ suy giảm của sóng khi truyền trong môi trường hấp thụ, hệ số khuếch đại và nhiễu của bộ khuếch đại.

Decibel không chỉ được sử dụng để đo tỷ số giữa các đại lượng vật lý bậc hai (năng lượng: công suất, năng lượng) và bậc một (điện áp, dòng điện). Decibel có thể đo tỷ lệ của bất kỳ đại lượng vật lý nào và cũng có thể sử dụng decibel để biểu thị đại lượng tuyệt đối (xem mức tham khảo).

Chuyển sang decibel

Mọi thao tác với decibel đều được đơn giản hóa nếu bạn tuân theo quy tắc: giá trị tính bằng dB là 10 logarit thập phân của tỷ số giữa hai đại lượng năng lượng cùng tên. Mọi thứ khác là hệ quả của quy tắc này. “Năng lượng” - đại lượng bậc hai (năng lượng, công suất). Liên quan đến chúng, sức căng và lực dòng điện(“phi năng lượng”) - số lượng đặt hàng đầu tiên ( P ~ bạn²), phải được chuyển đổi chính xác thành năng lượng ở một số giai đoạn tính toán.

Đo lường đại lượng "năng lượng"

dB ban đầu được sử dụng để ước tính tỷ lệ năng lực và theo nghĩa thông thường, quen thuộc, giá trị được biểu thị bằng dB hàm ý logarit của tỷ số của hai năng lực và được tính theo công thức:

,

Ở đâu x- giá trị đo bằng dB; P 1 /P 0 - tỷ lệ giá trị của hai lũy thừa: có thể đo lường được P 1 đến cái gọi là hỗ trợ P 0, nghĩa là mức cơ sở, được lấy làm mức 0 (có nghĩa là mức 0 tính bằng đơn vị dB, vì trong trường hợp công suất bằng nhau P 1 = P 0 logarit của nhật ký tỷ lệ của chúng ( P 1 /P 0) = 0).

Theo đó, việc chuyển đổi từ tỷ số dB sang tỷ số công suất được thực hiện theo công thức:

,

Ở đâu x- giá trị đo bằng dB. Quyền lực P 1 có thể được tìm thấy với công suất tham chiếu đã biết P 0 theo biểu thức

.

Đo các đại lượng “phi năng lượng”

Theo quy tắc (xem ở trên) các đại lượng “phi năng lượng” phải được chuyển đổi thành đại lượng năng lượng. Vì vậy, theo định luật Joule-Lenz hoặc . Vì thế, , ở đâu R 1 - mức kháng cự được xác định điện áp thay đổi bạn 1, một R 0 - điện trở tại đó điện áp tham chiếu được xác định bạn 0 .

Nói chung, điện áp bạn 1 và bạn 0 có thể được ghi ở các điện trở có kích thước khác nhau ( R 1 không bằng R 0). Điều này có thể xảy ra, chẳng hạn như khi xác định mức tăng của bộ khuếch đại có điện trở đầu ra và điện trở đầu vào khác nhau hoặc khi đo tổn hao trong một thiết bị phù hợp biến đổi điện trở. Vì vậy, trong trường hợp tổng quát

Giá trị tính bằng decibel = .

Chỉ trong một trường hợp cụ thể (rất phổ biến), nếu cả hai điện áp bạn 1 và bạn 0 được đo ở cùng điện trở ( R 1 = R 0), bạn có thể sử dụng biểu thức ngắn

Giá trị tính bằng decibel = .

Decibel “công suất”, “điện áp” và “dòng điện”

Từ quy tắc (xem ở trên), dB chỉ là “theo công suất”. Tuy nhiên, trong trường hợp bình đẳng R 1 = R 0 (đặc biệt, nếu R 1 và R 0 - cùng điện trở hoặc nếu tỷ lệ điện trở R 1 và R 0 vì lý do này hay lý do khác không quan trọng), họ nói về “điện áp” và “dòng điện” dB, ngụ ý các biểu thức:

Điện áp DB = ; dòng điện dB = .

Để chuyển từ “điện áp dB” (“dòng điện dB”) sang “công suất dB”, cần xác định rõ điện trở (dòng điện) được ghi tại điện trở nào (bằng hoặc không bằng nhau). Nếu như R 1 không bằng R 0 , bạn nên sử dụng biểu thức cho trường hợp chung(xem ở trên).

Ví dụ tính toán

Chuyển đến dB

Đặt giá trị công suất P 1 lớn hơn 2 lần giá trị công suất ban đầu P 0 , sau đó

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

nghĩa là công suất tăng thêm 3 dB nghĩa là công suất tăng gấp 2 lần.

Đặt giá trị công suất P 1 nhỏ hơn 2 lần so với giá trị công suất ban đầu P 0 , nghĩa là P 1 = 0,5 P 0 . Sau đó

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

tức là giảm công suất đi 3 dB tức là giảm công suất đi 2 lần. Tương tự:

  • công suất tăng 10 lần: 10 log(P 1 /P 0) = 10 log(10) = 10 dB, giảm 10 lần: 10 log(P 1 /P 0) = 10 log(0,1)= −10 dB;
  • tăng 1 triệu lần: 10 lg(P 1 /P 0) = 10 lg(1.000.000) = 60 dB, giảm 1 triệu lần: 10 lg(P 1 /P 0) = 10 lg(0,000001) = −60 dB .

Chuyển đổi từ dB sang "raz"

Thay đổi "thời gian" cho sự thay đổi đã biết tính bằng dB ( biểu tượng"dB" trong các công thức dưới đây) được tính như sau:

Chuyển đổi tỷ số công suất sang dB:
10000 100 10 ≈ 4 ≈ 2 ≈ 1.26 1 ≈ 0.79 ≈ 0.5 ≈ 0.25 0.1 0.01 0.0001
40dB 20dB 10dB 6dB 3dB 1dB 0dB −1 dB −3 dB −6dB −10 dB −20 dB −40 dB

Chuyển đổi từ dB sang công suất

Để làm được điều này, bạn cần biết giá trị của mức công suất tham chiếu P 0. Ví dụ: với P0 = 1 mW và mức thay đổi đã biết là +20 dB:

thứ ba

Chuyển đổi từ dB sang điện áp (dòng điện)

Để làm được điều này, bạn cần biết giá trị của mức điện áp tham chiếu bạn 0 và xác định xem điện áp được ghi ở cùng điện trở hay sự khác biệt về giá trị điện trở không quan trọng đối với vấn đề đang được giải quyết. Ví dụ, cung cấp R 0 = R 1 đã cho bạn 0 = 2 V và điện áp tăng thêm 6 dB:

≈ 4 V.

Các phép tính với decibel có thể được thực hiện trong đầu: thay vì nhân, chia, lũy thừa và căn bậc, phép cộng và trừ các đơn vị decibel được sử dụng. Để làm điều này, bạn có thể sử dụng các bảng tỷ lệ (2 bảng đầu tiên là gần đúng):

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

Từ đây, phân tách “các giá trị phức tạp hơn” thành các giá trị “tổng hợp”, chúng ta nhận được:

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

v.v., cũng như:

13 dB = 10 dB + 3 dB → 10 2 = 20 lần, 20 dB = 10 dB + 10 dB → 10 10 = 100 lần, 30 dB = 3 (10 dB) → 10³ = 1 1000 lần

Việc cộng (trừ) các giá trị dB tương ứng với phép nhân (chia) của chính các tỷ số. Giá trị dB âm tương ứng với tỷ lệ nghịch đảo. Ví dụ:

  • giảm công suất 40 lần → con số này là 4·10 lần hoặc −(6 dB + 10 dB) = −16 dB;
  • mức tăng công suất lên 128 lần là 2 7 hoặc 7·(3 dB) = 21 dB;
  • điện áp giảm 4 lần tương đương với công suất giảm (giá trị bậc hai) 42 = 16 lần; cả ở R 1 = R 0 tương đương với mức giảm 4·(−3 dB) = −12 dB.

Lý do sử dụng decibel

Có một số lý do để sử dụng decibel và sử dụng logarit thay vì tỷ lệ phần trăm hoặc phân số:

Huyền thoại

Đối với các đại lượng vật lý khác nhau thì như nhau giá trị số , thể hiện trong decibel, Có thể kết hợp cấp độ khác nhau tín hiệu (hay đúng hơn là chênh lệch mức độ). Do đó, để tránh nhầm lẫn, các đơn vị đo lường “cụ thể” như vậy được biểu thị bằng các chữ cái giống nhau “dB”, nhưng có thêm chỉ số - ký hiệu được chấp nhận chung cho đại lượng vật lý được đo. Ví dụ: dBV (decibel so với volt) hoặc dBµV (decibel so với microvolt), dBW (decibel so với watt), v.v. Phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế IEC 27-3, nếu cần chỉ ra giá trị ban đầu thì giá trị của nó được đặt trong ngoặc đơn phía sau ký hiệu giá trị logarit, ví dụ, đối với mức áp suất âm thanh: L P (re 20 µPA) = 20 dB; L P (tham chiếu 20 µPa) = 20 dB

Mức tham chiếu

Decibel được sử dụng để xác định tỷ lệ của hai đại lượng. Nhưng không có gì đáng ngạc nhiên khi decibel còn được dùng để đo giá trị tuyệt đối. Để làm điều này, chỉ cần thống nhất mức nào của đại lượng vật lý đo được sẽ được lấy làm mức tham chiếu (0 dB có điều kiện).

Nói đúng ra, phải xác định rõ ràng đại lượng vật lý nào và giá trị chính xác của nó được sử dụng làm mức tham chiếu. Mức tham chiếu được chỉ định dưới dạng phần bổ sung theo sau ký hiệu "dB" (ví dụ: dBm) hoặc mức tham chiếu phải rõ ràng trong ngữ cảnh (ví dụ: "dB re 1 mW").

Trong thực tế, các mức tham chiếu và chỉ định đặc biệt sau đây dành cho chúng là phổ biến:

  • dBm(Tiếng Nga dBm) - mức tham chiếu là công suất 1 mW. Công suất thường được xác định ở mức tải định mức (đối với thiết bị chuyên nghiệp - thường là 10 kOhm đối với tần số dưới 10 MHz, đối với thiết bị tần số vô tuyến - 50 Ohm hoặc 75 Ohm). Ví dụ, " Công suất ra tầng khuếch đại là 13 dBm"(nghĩa là công suất giải phóng ở tải danh định cho tầng khuếch đại này là 20 mW).
  • dBV(Tiếng Nga dBV) - điện áp tham chiếu 1 V ở tải định mức (đối với thiết bị gia dụng- thường là 47 kOhm); ví dụ: mức tín hiệu tiêu chuẩn cho thiết bị âm thanh tiêu dùng là −10 dBV, tức là 0,316 V ở tải 47 kΩ.
  • dBuV(Tiếng Nga dBµV) - điện áp chuẩn 1 µV; Ví dụ, " độ nhạy của máy thu vô tuyến, được đo ở đầu vào ăng-ten - −10 dBµV ... trở kháng danh định của ăng-ten - 50 Ohm».

Mối quan hệ giữa điện áp tính bằng dBu và vôn, watt và dBm. Điện áp giảm 0,775 Vrms trên tải 600 ohm dẫn đến mức tiêu tán công suất trung bình là 1 mW (0 dBm) trên tải đó. Họ nói rằng trong trường hợp này mức tín hiệu là 0 dBu

Bằng cách tương tự, các đơn vị đo lường tổng hợp được hình thành. Ví dụ, mức mật độ phổ công suất dBW/Hz là dạng tương tự “decibel” của đơn vị đo W/Hz (công suất được giải phóng ở tải định mức trong dải tần rộng 1 Hz có tâm ở tần số xác định). Mức tham chiếu trong trong ví dụ này là 1 W/Hz, nghĩa là đại lượng vật lý “mật độ công suất quang phổ”, kích thước của nó “W/Hz” và giá trị “1”. Do đó, bản ghi “-120 dBW/Hz” hoàn toàn tương đương với bản ghi “10 −12 W/Hz”.

Trong trường hợp khó khăn, để tránh nhầm lẫn, chỉ cần chỉ rõ mức tham chiếu là đủ. Ví dụ, ghi lại −20 dB (so với 0,775 V ở 50 ohm) loại bỏ sự giải thích kép.

Các quy tắc sau đây là hợp lệ (hệ quả của các quy tắc cho các hành động với số lượng thứ nguyên):

  • bạn không thể nhân hoặc chia các giá trị “decibel” (điều này là vô nghĩa);
  • tổng các giá trị “decibel” tương ứng với việc nhân các giá trị tuyệt đối, trừ các giá trị “decibel” tương ứng với việc chia các giá trị tuyệt đối;
  • phép tính tổng hoặc trừ các giá trị "decibel" có thể được thực hiện bất kể kích thước "ban đầu" của chúng. Ví dụ: phương trình 10 dBm + 13 dB = 23 dBm là đúng, hoàn toàn tương đương với 10 mW · 20 = 200 mW và có thể hiểu là “bộ khuếch đại có mức tăng 13 dB làm tăng công suất tín hiệu từ 10 dBm lên 23 dBm .”

Khi chuyển đổi các mức công suất (dBW, dBm) thành các mức điện áp (dBV, dBµV) và ngược lại, cần xét đến điện trở tại đó xác định công suất và điện áp:

  • Nguồn điện áp:
    • dBµV = dBm + 107
    • dBµV = dBW + 137
    • dBV = dBm - 13
    • dBV = dBW + 17
  • Điện áp đến nguồn:
    • dBm = dBµV - 107
    • dBm = dBV + 13
    • dBW = dBµV - 137
    • dBW = dBV - 17
  • Nguồn điện áp:
    • dBµV = dBm + 108,75
    • dBµV = dBW + 138,75
    • dBV = dBm - 11,25
    • dBV = dBW + 18,75
  • Điện áp đến nguồn:
    • dBm = dBµV - 108,75
    • dBm = dBV + 11,25
    • dBW = dBµV - 138,75
    • dBW = dBV - 18,75

\\ Samara

Decibel (dB) được coi là đơn vị cơ bản để tất cả các nhà thiết kế ngành viễn thông so sánh hiệu suất của thiết bị. Nhưng dB là gì? Và lợi thế về hiệu suất mà biên độ vài decibel thực sự mang lại là gì? Câu trả lời có thể được tìm thấy trong nguồn gốc của thuật ngữ này. Lần đầu tiên được sử dụng để đo cường độ âm thanh, đơn vị decibel được đặt theo tên của Alexander Graham Bell.

Decibe?l - Đơn vị logarit của mức độ, độ suy giảm và mức tăng.

Decibel là một phần mười của màu trắng, nghĩa là một phần mười logarit của tỷ lệ không thứ nguyên của một đại lượng vật lý với đại lượng vật lý cùng tên, được coi là bản gốc

Decibel là một đơn vị không thứ nguyên được sử dụng để đo tỷ lệ của các đại lượng nhất định - “năng lượng” (công suất, năng lượng, mật độ dòng điện, v.v.) hoặc “công suất” (dòng điện, điện áp, v.v.). Nói cách khác, decibel là một giá trị tương đối. Không tuyệt đối, chẳng hạn như watt hoặc volt, nhưng tương đối, chẳng hạn như bội số ("chênh lệch ba") hoặc tỷ lệ phần trăm, nhằm đo tỷ lệ ("tỷ lệ mức") của hai đại lượng khác và thang logarit được áp dụng cho tỷ lệ kết quả .

Ký hiệu tiếng Nga cho đơn vị “decibel” là “dB”, ký hiệu quốc tế là “dB” (sai: db, db). Decibel tương tự như đơn vị bel (B, B) và neper (Np, Np) và tỷ lệ thuận với chúng.

Decibel không phải là đơn vị chính thức trong hệ đơn vị SI, mặc dù Hội nghị chung về Cân nặng và Đo lường cho phép sử dụng nó mà không hạn chế khi kết hợp với SI, và Phòng Cân đo Quốc tế khuyến nghị đưa nó vào hệ thống này.

Lĩnh vực sử dụng

Decibel được sử dụng rộng rãi trong bất kỳ lĩnh vực công nghệ nào yêu cầu đo các đại lượng khác nhau trong phạm vi rộng: trong kỹ thuật vô tuyến, công nghệ ăng-ten, hệ thống truyền thông tin, quang học, âm học (mức âm lượng được đo bằng decibel), v.v. Vì vậy, người ta thường đo bằng decibel phạm vi năng động(ví dụ: dải âm lượng của một nhạc cụ), độ suy giảm của sóng khi truyền trong môi trường hấp thụ, hệ số khuếch đại và nhiễu của bộ khuếch đại.

Decibel không chỉ được sử dụng để đo tỷ số giữa các đại lượng vật lý bậc hai (năng lượng: công suất, năng lượng) và bậc một (điện áp, dòng điện). Decibel có thể được sử dụng để đo tỷ lệ của bất kỳ đại lượng vật lý nào và cũng có thể được sử dụng để biểu thị đại lượng tuyệt đối (xem mức tham chiếu).

Làm thế nào để thay đổi thành decibel?

Mọi thao tác với decibel đều được đơn giản hóa nếu bạn tuân theo quy tắc: giá trị tính bằng dB là 10 logarit thập phân của tỷ số giữa hai đại lượng năng lượng cùng tên. Mọi thứ khác là hệ quả của quy tắc này. “Năng lượng” - đại lượng bậc hai (năng lượng, công suất). Liên quan đến chúng, điện áp và dòng điện (“phi năng lượng”) là các đại lượng bậc nhất (P ~ U?), phải được chuyển đổi chính xác thành năng lượng ở một giai đoạn tính toán nào đó.

Đo lường đại lượng "năng lượng"

Ban đầu, dB được sử dụng để ước tính tỷ lệ công suất và theo nghĩa thông thường, quen thuộc, giá trị được biểu thị bằng dB giả định logarit của tỷ số hai công suất và được tính theo công thức:

trong đó P1/P0 là tỷ lệ giữa các giá trị của hai công suất: P1 đo được với cái gọi là P0 tham chiếu, nghĩa là giá trị cơ sở, được lấy làm mức 0 (nghĩa là mức 0 tính bằng đơn vị dB, vì trong trường hợp hai lũy thừa P1 = P0 thì logarit của tỉ số của chúng là lg(P1/ P0) = 0).

Theo đó, việc chuyển đổi từ tỷ số dB sang tỷ số công suất được thực hiện theo công thức

P1/P0 = 10 (0,1 · giá trị tính bằng dB),

và công suất P1 có thể được tìm thấy với công suất tham chiếu đã biết P0 bằng biểu thức

P1 = P0 · 10 (0,1 · giá trị tính bằng dB) .

Đo các đại lượng “phi năng lượng”

Theo quy tắc (xem ở trên) các đại lượng “phi năng lượng” phải được chuyển đổi thành đại lượng năng lượng. Vì vậy, theo định luật Joule-Lenz, P = U?/R hay P = I? R.

Kể từ đây,

Trong đó R1 là điện trở tại đó xác định được điện áp thay đổi U1 và R0 là điện trở tại đó xác định được điện áp tham chiếu U0.

Trong trường hợp chung, điện áp U1 và U0 có thể được ghi ở các điện trở có kích thước khác nhau (R1 không bằng R0). Điều này có thể xảy ra, chẳng hạn như khi xác định mức tăng của bộ khuếch đại có điện trở đầu ra và điện trở đầu vào khác nhau hoặc khi đo tổn hao trong một thiết bị phù hợp biến đổi điện trở. Vì vậy, trong trường hợp tổng quát

giá trị tính bằng decibel = .

Chỉ trong một trường hợp cụ thể (rất phổ biến), nếu cả hai điện áp U1 và U0 được đo ở cùng một điện trở (R1 = R0), bạn mới có thể sử dụng biểu thức ngắn gọn

giá trị tính bằng decibel = .

Decibel “công suất”, “điện áp” và “dòng điện”

Từ quy tắc (xem ở trên), dB chỉ là “theo công suất”. Tuy nhiên, trong trường hợp đẳng thức R1 = R0 (cụ thể, nếu R1 và R0 có cùng điện trở hoặc nếu tỷ số giữa các điện trở R1 và R0 không quan trọng vì lý do này hay lý do khác), chúng ta nói về “điện áp” dB và “theo dòng điện”, ngụ ý các biểu thức:

điện áp dB =

dòng điện dB =

Để chuyển từ “điện áp dB” (“dòng điện dB”) sang “công suất dB”, cần xác định rõ điện trở (dòng điện) được ghi tại điện trở nào (bằng hoặc không bằng nhau). Nếu R1 không bằng R0 thì nên sử dụng biểu thức cho trường hợp tổng quát (xem ở trên).

khi ghi công suất, sự thay đổi +1 dB (+1 dB “công suất”) tương ứng với mức tăng công suất là? 1,259 lần, sự thay đổi là? 3,01 dB tương ứng với việc giảm một nửa công suất, trong khi

Chuyển đổi từ dB sang "raz"

Để tính toán sự thay đổi “theo thời gian” từ sự thay đổi đã biết tính bằng dB (“dB” trong các công thức bên dưới), bạn cần:

Cho quyền lực:

;

đối với điện áp (dòng điện):

Chuyển đổi từ dB sang công suất

Để làm được điều này, bạn cần biết giá trị của mức công suất tham chiếu P0. Ví dụ: với P0 = 1 mW và mức thay đổi đã biết là +20 dB:

Chuyển đổi từ dB sang điện áp (dòng điện)

Để làm điều này, bạn cần biết giá trị của mức điện áp tham chiếu U0 và xác định xem điện áp được ghi ở cùng một điện trở hay sự khác biệt về giá trị điện trở không quan trọng đối với vấn đề đang được giải quyết. Ví dụ: với điều kiện R0 = R1, xác định U0 = 2 V và mức tăng điện áp là 6 dB:

Với một số kỹ năng, bạn hoàn toàn có thể thực hiện các thao tác với decibel trong đầu. Hơn nữa, nó thường rất thuận tiện: thay vì nhân, chia, lũy thừa và trích rút các nghiệm, bạn có thể quản lý bằng cách cộng và trừ các đơn vị “decibel”.

Để làm điều này, sẽ rất hữu ích nếu bạn nhớ và học cách sử dụng một bảng đơn giản:

1 dB - 1,25 lần,

3 dB - 2 lần,

10dB - 10 lần.

Từ đây, phân tách “các giá trị phức tạp hơn” thành các giá trị “tổng hợp”, chúng ta nhận được:

6 dB = 3 dB + 3 dB - 2 2 = 4 lần,

9 dB = 3 dB + 3 dB + 3 dB - 2 2 2 = 8 lần,

12 dB = 4 (3 dB) - 24 = 16 lần

v.v., cũng như:

13 dB = 10 dB + 3 dB - 10 2 = 20 lần,

20 dB = 10 dB + 10 dB - 10 10 = 100 lần,

30 dB = 3 · (10 dB) - trong 10? = 1000 lần

Việc cộng (trừ) các giá trị dB tương ứng với phép nhân (chia) của chính các tỷ số. Giá trị dB âm tương ứng với tỷ lệ nghịch đảo. Ví dụ:

giảm công suất đi 40 lần là 4·10 lần hay? (6 dB + 10 dB) = ?16 dB;

tăng công suất lên 128 lần là 27 hoặc 7·(3 dB) = 21 dB;

điện áp giảm 4 lần tương đương với công suất giảm (giá trị bậc hai) 4? = 16 lần; cả hai với R1 = R0 đều tương đương với mức giảm 4·(?3 dB) =?12 dB.

Tại sao lại sử dụng decibel?

Tại sao lại sử dụng decibel và tính toán bằng logarit, nếu về nguyên tắc, bạn có thể sử dụng các tỷ lệ phần trăm hoặc phân số quen thuộc hơn để giải quyết vấn đề? Có một số lý do cho việc này:

  • Bản chất của sự biểu hiện những thay đổi trong các cơ quan cảm giác của con người và động vật trong quá trình của nhiều quá trình vật lý và sinh học không tỷ lệ với biên độ của ảnh hưởng đầu vào mà tỷ lệ với logarit của ảnh hưởng đầu vào (động vật hoang dã sống theo logarit). ). Do đó, việc đặt thang đo dụng cụ và thang đo đơn vị nói chung theo thang logarit là điều khá tự nhiên, bao gồm cả việc sử dụng decibel. Ví dụ, thang đo tần số bằng nhau trong âm nhạc là một thang logarit như vậy.
  • Sự tiện lợi của thang đo logarit trong trường hợp trong một nhiệm vụ cần phải thực hiện đồng thời với các đại lượng không khác nhau ở vị trí thập phân thứ hai mà khác nhau nhiều lần và hơn nữa, khác nhau bởi nhiều bậc độ lớn (ví dụ: nhiệm vụ chọn hiển thị đồ họa các mức tín hiệu, dải tần số máy thu sóng vô tuyến và các thiết bị tái tạo âm thanh khác, tính toán tần số để điều chỉnh bàn phím đàn piano, tính toán quang phổ trong quá trình tổng hợp và xử lý sóng âm thanh và ánh sáng hài hòa khác, hiển thị đồ họa về tốc độ trong du hành vũ trụ, hàng không, vận tải tốc độ cao, Hiển thị đồ họa các biến khác có sự thay đổi trên một phạm vi giá trị rộng là rất quan trọng...).
  • Thuận tiện trong việc hiển thị và phân tích các đại lượng thay đổi trong phạm vi rất rộng (ví dụ - mô hình bức xạ ăng-ten, biểu đồ biến động tỷ giá hối đoái trong năm,...).

Huyền thoại

Đối với các đại lượng vật lý khác nhau, cùng một giá trị số được biểu thị bằng decibel có thể tương ứng với các mức tín hiệu khác nhau (hay đúng hơn là chênh lệch mức). Do đó, để tránh nhầm lẫn, các đơn vị đo lường “cụ thể” như vậy được biểu thị bằng các chữ cái giống nhau “dB”, nhưng có thêm chỉ số - ký hiệu được chấp nhận chung cho đại lượng vật lý được đo. Ví dụ: “dBV” (decibel so với một volt) hoặc “dBμV” (decibel so với microvolt), “dBW” (decibel so với một watt), v.v. Theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 27-3, nếu cần chỉ ra giá trị ban đầu, giá trị của nó được đặt trong ngoặc sau khi ký hiệu giá trị logarit, ví dụ đối với mức áp suất âm: LP (re 20 µPA) = 20 dB; LP (tham chiếu 20 µPa) = 20 dB

Mức tham chiếu

Decibel được sử dụng để xác định tỷ lệ của hai đại lượng. Nhưng không có gì đáng ngạc nhiên khi decibel còn được dùng để đo các giá trị tuyệt đối. Để làm điều này, chỉ cần thống nhất mức nào của đại lượng vật lý đo được sẽ được lấy làm mức tham chiếu (0 dB có điều kiện).

Nói một cách chính xác, phải xác định rõ ràng đại lượng vật lý nào và giá trị cụ thể nào của nó được sử dụng làm mức tham chiếu. Mức tham chiếu được chỉ định là "tiện ích bổ sung" theo sau các ký hiệu "dB" (ví dụ: "dBm") hoặc mức tham chiếu phải rõ ràng trong ngữ cảnh (ví dụ: "dB re 1 mW").

Trong thực tế, các mức tham chiếu và chỉ định đặc biệt sau đây dành cho chúng là phổ biến:

dBm (dBm tiếng Nga) - mức tham chiếu là công suất 1 mW. Công suất thường được xác định ở mức tải định mức (đối với thiết bị chuyên nghiệp - thường là 10 kOhm đối với tần số dưới 10 MHz, đối với thiết bị tần số vô tuyến - 50 Ohm hoặc 75 Ohm). Ví dụ: “công suất đầu ra của tầng khuếch đại là 13 dBm” (nghĩa là công suất giải phóng ở tải định mức cho tầng khuếch đại này là 20 mW)..

dBV (dBV của Nga) - điện áp tham chiếu 1 V ở tải định mức (đối với thiết bị gia dụng - thường là 47 kOhm); ví dụ: mức tín hiệu tiêu chuẩn cho thiết bị âm thanh tiêu dùng là ?10 dBV, nghĩa là 0,316 V ở tải 47 kΩ.

dBuV (tiếng Nga dBµV) - điện áp tham chiếu 1 µV; ví dụ: “độ nhạy của máy thu vô tuyến, được đo ở đầu vào ăng-ten - ? 10 dBµV ... điện trở danh định của ăng-ten là 50 Ohms.”

dBu - điện áp tham chiếu 0,775V, tương ứng với công suất 1 mW ở tải 600?; ví dụ: mức tín hiệu được tiêu chuẩn hóa cho thiết bị âm thanh chuyên nghiệp là +4dBu, tức là 1,23V.

dBm0 (tiếng Nga dBm0) - công suất tham chiếu tính bằng dBm tại điểm có mức tương đối bằng 0. " Mức độ tuyệt đối công suất tương ứng với 1 mW tại điểm của đường truyền có mức 0"

dBFS (Thang đo đầy đủ trong tiếng Anh - “thang đo đầy đủ”) - điện áp tham chiếu tương ứng với thang đo đầy đủ của thiết bị; ví dụ: “mức ghi là ?6dBfs.” Đối với tuyến tính mã kỹ thuật số mỗi bit tương ứng với 6dB và mức ghi tối đa có thể là 0dBFS.

dBSPL (Mức áp suất âm thanh trong tiếng Anh - “mức áp suất âm thanh”) - áp suất âm thanh tham chiếu 20 μPa, tương ứng với ngưỡng nghe; ví dụ: "âm lượng 100dBSPL".

dBPa - áp suất âm thanh tham chiếu thang âm lượng 1Pa hoặc 94dB dBSPL; ví dụ: “đối với âm lượng 6dBPa, bộ trộn được đặt thành +4dBu và điều khiển ghi được đặt thành 3dBFS và độ méo lên tới 70dBc.”

dBA, dBB, dBC, dBD - mức tham chiếu được chọn theo đặc tính tần số"bộ lọc trọng lượng" theo đường cong âm lượng bằng nhau (xem Bối cảnh).

dBc (dBc tiếng Nga) - tham chiếu là mức bức xạ ở tần số sóng mang (sóng mang tiếng Anh) hoặc mức sóng hài cơ bản trong phổ tín hiệu. Ví dụ về cách sử dụng: “Mức bức xạ giả của máy phát vô tuyến ở tần số hài bậc hai là? 60 dBc” (nghĩa là công suất của bức xạ giả này nhỏ hơn công suất của sóng mang 1 triệu lần) hoặc “mức độ méo là? 60 dBc.”

dBi (dBi tiếng Nga) - decibel đẳng hướng (decibel so với bộ phát đẳng hướng). Đặc trưng cho hệ số định hướng (cũng như độ lợi) của ăng-ten so với hệ số định hướng của bộ phát đẳng hướng. Theo nguyên tắc, trừ khi có quy định cụ thể, đặc tính khuếch đại của anten thực được cho tương ứng với khuếch đại của bộ phát đẳng hướng. Nghĩa là, khi họ nói với bạn rằng mức tăng của ăng-ten là 12 decibel, nghĩa là 12 dBi.

dBd (tiếng Nga dБд) - decibel so với máy rung nửa sóng (“so với lưỡng cực”). Đặc trưng hệ số định hướng (cũng như độ lợi) của ăng-ten so với hệ số định hướng của máy rung nửa sóng đặt trong không gian trống. Vì hệ số định hướng của bộ rung nửa sóng được chỉ định xấp xỉ bằng 2,15 dBi, nên 1 dBd = 2,15 dBi.

Bằng cách tương tự, các đơn vị đo lường tổng hợp được hình thành. Ví dụ, mức mật độ phổ công suất dBW/Hz là dạng tương tự “decibel” của đơn vị đo W/Hz (công suất được giải phóng ở tải định mức trong dải tần rộng 1 Hz có tâm ở tần số xác định). Mức tham chiếu trong ví dụ này là 1 W/Hz, nghĩa là đại lượng vật lý “mật độ công suất quang phổ”, kích thước của nó “W/Hz” và giá trị “1”. Như vậy, bản ghi “-120 dBW/Hz” hoàn toàn tương đương với bản ghi “10?12 W/Hz”.

Trong trường hợp khó khăn, để tránh nhầm lẫn, chỉ cần chỉ rõ mức tham chiếu là đủ. Ví dụ: bản ghi ?20 dB (so với 0,775 V ở tải 50 Ohm) sẽ loại bỏ việc diễn giải kép.

Các quy tắc sau đây là hợp lệ (hệ quả của các quy tắc cho các hành động với số lượng thứ nguyên):

bạn không thể nhân hoặc chia các giá trị “decibel” (điều này là vô nghĩa);

tổng các giá trị “decibel” tương ứng với việc nhân các giá trị tuyệt đối, trừ các giá trị “decibel” tương ứng với việc chia các giá trị tuyệt đối;

phép tính tổng hoặc trừ các giá trị "decibel" có thể được thực hiện bất kể kích thước "ban đầu" của chúng. Ví dụ: phương trình 10 dBm + 13 dB = 23 dBm là đúng, hoàn toàn tương đương với 10 mW · 20 = 200 mW và có thể hiểu là “bộ khuếch đại có mức tăng 13 dB làm tăng công suất tín hiệu từ 10 dBm lên 23 dBm .”

Bạn nên sử dụng dấu trừ một cách cẩn thận, vì cái giá phải trả cho một sai sót khi thực hiện các thao tác đăng nhập bằng decibel không phải là “hai lần” mà là “nhiều bậc độ lớn”. Ví dụ: từ mục nhập “mức đầu vào - 10 dBm”, không rõ liệu chúng ta đang nói về “+10 dBm” hay “âm 10 dBm”. Tùy theo tình huống, tốt hơn nên viết: “mức đầu vào +10 dBm”, “mức đầu vào: 10 dBm”, “mức đầu vào trừ 10 dBm”.

Âm lượng. Mức độ tiếng ồn và nguồn của nó

Đặc tính vật lý của âm lượng là mức áp suất âm thanh, tính bằng decibel (dB). “Tiếng ồn” là sự kết hợp lộn xộn của các âm thanh.

Âm thanh có âm trầm và Tân sô cao có vẻ yên tĩnh hơn các tần số tầm trung có cùng cường độ. Khi tính đến điều này, độ nhạy không đồng đều

tai người nghe được âm thanh tần số khác nhauđược điều chế bằng bộ lọc tần số điện tử đặc biệt, dẫn đến việc chuẩn hóa

các phép đo, cái gọi là mức âm thanh tương đương (trọng lượng năng lượng) với kích thước dBA (dB(A), nghĩa là với bộ lọc “A”).

Một người có thể nghe được âm thanh có âm lượng từ 10 - 15 dB trở lên. Dải tần số tối đa mà tai người có thể nghe được là từ 20 đến 20.000 Hz. Tốt hơn

người ta nghe thấy âm thanh có tần số 3-4 kHz (phổ biến trong điện thoại và radio trên băng tần MW và LW). Theo tuổi tác, phạm vi thính giác của âm thanh

thu hẹp, đặc biệt đối với âm thanh tần số cao, giảm xuống 18 kilohertz hoặc thấp hơn.

Nếu không có vật liệu hấp thụ âm thanh (thảm, tấm che đặc biệt) trên tường của cơ sở, âm thanh sẽ to hơn do lặp đi lặp lại.

phản xạ (tiếng vang, nghĩa là tiếng vang từ tường, trần nhà và đồ nội thất), điều này sẽ làm tăng độ ồn lên vài decibel.

Thang đo tiếng ồn (mức âm thanh, decibel):

0 Không thể nghe thấy gì

5 Hầu như không nghe được

10 Tiếng lá xào xạc lặng lẽ gần như không thể nghe thấy

15 Bạn hầu như không thể nghe thấy tiếng lá xào xạc

20 Tiếng thì thầm của một người gần như không nghe được (1m).

25 Thì thầm một người đàn ông (1m)

30 Tiếng thì thầm lặng lẽ, tiếng tích tắc của đồng hồ treo tường.

Tiêu chuẩn cho khu dân cư vào ban đêm, từ 11 giờ đêm đến 7 giờ sáng.

35 Cuộc trò chuyện bị bóp nghẹt khá dễ nghe

40 Giọng nói bình thường khá dễ nghe.

Định mức cho khu dân cư là từ 7 đến 23 giờ.

45 Cuộc trò chuyện bình thường khá dễ nghe

50 Cuộc hội thoại nghe rõ ràng, máy đánh chữ

55 Nghe rõ ràng Bình thường đối với cơ sở văn phòng loại A (theo tiêu chuẩn Châu Âu)

60 Ồn ào Bình thường cho văn phòng

65 Nói chuyện ồn ào (1m)

70 cuộc trò chuyện ồn ào (1m)

75 Ồn ào la hét, cười lớn (1m)

80 Tiếng hét rất ồn, xe máy có ống giảm thanh.

85 Tiếng hét rất ồn, xe máy có ống giảm thanh

90 Tiếng la hét rất ồn ào, toa tàu chở hàng (cách bảy mét)

95 Toa tàu điện ngầm rất ồn (7m)

100 Dàn nhạc cực kỳ ồn ào, toa tàu điện ngầm (không liên tục), tiếng sét

Áp suất âm thanh tối đa cho phép đối với tai nghe của người chơi (theo tiêu chuẩn Châu Âu)

105 Cực kỳ ồn ào trên máy bay (cho đến những năm 1980)

110 Trực thăng cực kỳ ồn ào

115 Máy phun cát cực ồn (1m)

120 Chiếc búa khoan gần như không thể chịu nổi (1m)

125 Hầu như không thể chịu nổi

130 Ngưỡng đau của máy bay khi bắt đầu

135 Chấn động

140 Tiếng sốc vỏ máy bay phản lực cất cánh

145 Vụ phóng tên lửa Contusion

150 Chấn động, chấn thương

155 Chấn động, chấn thương

160 Sóng xung kích, chấn thương từ máy bay siêu thanh

Ở mức âm thanh trên 160 dB, có thể thủng màng nhĩ và phổi, hơn 200 - tử vong

Mức âm thanh tối đa cho phép (LAmax, dBA) cao hơn mức “bình thường” 15 decibel. Ví dụ, đối với phòng khách của căn hộ chung cư thì có thể chấp nhận được.

Mức âm thanh cố định vào ban ngày là 40 decibel và mức tối đa tạm thời là 55.

Tiếng ồn không nghe được - âm thanh có tần số nhỏ hơn 16-20 Hz (siêu âm) và hơn 20 KHz (siêu âm). Rung động tần số thấp 5-10 hertz có thể gây ra

cộng hưởng của các cơ quan nội tạng và ảnh hưởng đến chức năng não. Rung động âm thanh tần số thấp làm tăng cơn đau nhức ở xương và khớp

đau ốm. Nguồn hạ âm: ô tô, xe ngựa, sấm sét, v.v. Rung động tần số cao gây nóng mô. Hiệu quả phụ thuộc vào

sức mạnh của âm thanh, vị trí và tính chất của nguồn phát ra nó.

Tại nơi làm việc, mức âm tương đương tối đa cho phép đối với tiếng ồn ngắt quãng là: mức tối đaâm thanh không được vượt quá 110

dBA và đối với tiếng ồn xung - 125 dBAI. Cấm ở lại dù chỉ trong thời gian ngắn ở những khu vực có mức áp suất âm thanh trên 135 dB bất cứ lúc nào.

dải quãng tám.

Tiếng ồn do máy tính, máy in, máy fax phát ra trong phòng không có vật liệu tiêu âm có thể vượt quá mức 70 db. Vì thế không

nơi làm việc được đặt.

Bạn có thể giảm độ ồn nếu sử dụng vật liệu hấp thụ tiếng ồn làm vật trang trí trong phòng và rèm làm bằng vải dày. Họ cũng sẽ giúp

nút tai chống ồn.

Khi xây dựng các tòa nhà và công trình, phù hợp với các yêu cầu, công nghệ và quy trình cách âm hiện đại, nghiêm ngặt hơn.

những vật liệu có thể cung cấp bảo vệ đáng tin cậy khỏi tiếng ồn.

Đối với hệ thống báo cháy: mức áp suất âm thanh của tín hiệu âm thanh hữu ích do còi báo động cung cấp tối thiểu phải đạt 75 dBA tại

khoảng cách 3 m tính từ còi báo động và không quá 120 dba tại bất kỳ điểm nào trong cơ sở được bảo vệ (khoản 3.14 của NPB 104-03).

Còi báo động năng lượng cao và tiếng hú của tàu - tạo ra âm thanh hơn 120-130 decibel.

Các tín hiệu đặc biệt (còi báo động và tiếng kêu vang - Air Horn) lắp trên phương tiện dịch vụ được quy định bởi GOST R 50574 - 2002. Mức âm thanh

áp suất của thiết bị phát tín hiệu khi phát ra âm thanh đặc biệt. tín hiệu ở khoảng cách 2 mét dọc theo trục còi không được thấp hơn:

116 dB(A) - khi lắp bộ phát âm thanh trên nóc xe;

122 dBA - khi lắp đặt bộ tản nhiệt trong khoang động cơ của xe.

Thay đổi tần số cơ bản phải từ 150 đến 2000 Hz. Thời lượng chu kỳ là từ 0,5 đến 6,0 giây.

Còi của phương tiện dân dụng, theo GOST R 41.28-99 và Quy tắc số 28 của UNECE, phải tạo ra âm thanh liên tục và đơn điệu với mức độ

áp suất âm thanh không quá 118 decibel. Đây là giá trị tối đa cho phép đối với báo động ô tô.

Nếu một cư dân thành phố, quen với tiếng ồn liên tục, thấy mình hoàn toàn im lặng trong một thời gian (ví dụ: trong một hang động khô ráo, nơi có mức độ tiếng ồn -

dưới 20 db), thì anh ta có thể bị trầm cảm thay vì nghỉ ngơi.

Thiết bị đo âm thanh đo mức âm thanh, tiếng ồn

Để đo mức tiếng ồn, người ta sử dụng máy đo mức âm thanh (trong hình), được sản xuất tại sửa đổi khác nhau: hộ gia đình (giá gần đúng - 3-4

t.r., dải đo: 30-130 dB, 31,5 Hz - 8 kHz, bộ lọc A và C), công nghiệp (tích hợp, v.v.) Các mô hình phổ biến nhất:

SL, quãng tám, svan. Máy đo tiếng ồn phạm vi rộng được sử dụng để đo tiếng ồn hạ âm và siêu âm.

Tiếp xúc kéo dài với mức tiếng ồn trên 80-90 decibel có thể dẫn đến mất thính lực một phần hoặc toàn bộ. Điều tương tự có thể xảy ra

thay đổi bệnh lý trong hệ thống tim mạch và thần kinh. Chỉ những âm thanh có âm lượng lên tới 35 dB mới an toàn.

Phản ứng khi tiếp xúc với tiếng ồn mạnh và kéo dài là “ù tai” - ù tai, “tiếng ồn trong đầu”, có thể phát triển thành

mất thính lực tiến triển. Điển hình đối với những người trên 30 tuổi, cơ thể suy nhược, căng thẳng, lạm dụng rượu bia,

hút thuốc. Trong trường hợp đơn giản nhất, nguyên nhân gây ra tiếng ồn trong tai hoặc giảm thính lực có thể là do nút ráy tai trong tai, có thể được chuyên gia y tế loại bỏ dễ dàng.

(bằng cách rửa hoặc chiết xuất). Nếu dây thần kinh thính giác bị viêm, nó có thể được điều trị tương đối dễ dàng và không cần bác sĩ. Tiếng ồn xung - thêm

trường hợp nặng (hẹp mạch máu do xơ vữa động mạch hoặc khối u, cũng như trật đốt sống cổ).

Để bảo vệ thính giác của bạn:

Không tăng âm lượng trong tai nghe của người chơi nhằm mục đích át đi tiếng ồn bên ngoài (trong tàu điện ngầm hoặc trên đường phố). Đồng thời, nó tăng

bức xạ điện từ tới não từ loa tai nghe;

Ở nơi ồn ào, hãy sử dụng nút tai mềm chống ồn hoặc tai nghe nhét trong tai. Chúng phải được “may đo” riêng cho vừa tai;

Trong khuôn viên sử dụng vật liệu cách âm, thân thiện với môi trường để giảm tiếng ồn;

Khi lặn dưới nước, để tránh thủng màng nhĩ, hãy thổi kịp thời (thổi qua tai trong khi bịt mũi hoặc

cử động nuốt). Ngay sau khi lặn, bạn không thể lên máy bay. Khi nhảy dù, bạn cũng cần cân bằng áp suất kịp thời để

không bị chấn thương khí áp. Hậu quả của chấn thương khí áp: tiếng ồn và ù tai (ù tai chủ quan), giảm thính lực, đau tai, buồn nôn và

chóng mặt, trong trường hợp nặng - mất ý thức.

Khi bị cảm lạnh sổ mũi, khi mũi và xoang hàm bị tắc, áp suất thay đổi đột ngột là không thể chấp nhận được: lặn (áp suất thủy tĩnh - 1)

khí quyển trên 10 mét độ sâu ngâm trong nước, nghĩa là: hai lúc mười, ba lúc 20 m, v.v.), nhảy dù (0,01 atm trên 100 m.

chiều cao tăng nhanh);

Cho đôi tai của bạn được nghỉ ngơi

Kỹ thuật cân bằng áp lực hai bên màng nhĩ: nuốt, ngáp, xì mũi kín. Pháo binh, sản xuất

bắn - há miệng hoặc dùng lòng bàn tay bịt tai lại.

Các nguyên nhân thường gặp gây mất thính lực: nước vào tai, nhiễm trùng (bao gồm cả cơ quan hô hấp), chấn thương và khối u, hình thành nút ráy tai và

sưng tấy khi tiếp xúc với nước, tiếp xúc lâu với môi trường ồn ào, chấn thương khí áp do thay đổi áp suất đột ngột, viêm tai giữa

Viêm tai giữa (tích tụ chất lỏng phía sau màng nhĩ).