Chuyển đổi giá trị từ decibel sang giá trị và công suất tuyệt đối. Máy đo decibel cơ bản. Những gì được đo bằng decibel, đơn vị không thứ nguyên, giá trị tương đối, tính năng của chúng

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 người thậm chí còn tin rằng các giá trị logarit không thuộc về công nghệ kỹ thuật số hiện đại mà thuộc về thời mà quy tắc 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 giá trị cố định nhất 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). Các đơn vị logarit rất phù hợp để mô tả, ví dụ, độ lợi của hệ thống điện tử, tức 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: công suất điện được cho bởi 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, tham số đo được thường được so sánh với tham số tương ứng của loại ăng-ten tiêu chuẩn.




• 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) so với một 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 các 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 lệ 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 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.

Trong sáu tháng qua, chúng tôi đã nhận được tin vui ở Slavutich. Trong thời gian này, không hơn, không kém, hai chiến binh mới đã lộ diện. Và điều đặc biệt hài lòng là cả hai đều là những người rất có năng lực về mặt kỹ thuật. Với sự khuyến khích của Gennady UN7FGO và sự hỗ trợ của các đồng nghiệp Andrey và Boris, tôi bắt đầu quan tâm đến chủ nghĩa Arduin. Đối với tôi, dự án đèn hiệu vô tuyến có vẻ đặc biệt thú vị. Có lẽ là do tôi giàu về ăng-ten và thu phát :-) Và tôi có đủ khả năng chi tiền điện. Mặc dù, công bằng mà nói, sẽ tốt hơn nếu khởi động nó ở đâu đó trong một nhóm.....

Tóm lại, mấu chốt của vấn đề. Có một ý tưởng (và có thể sẽ có phần cứng) về bộ điều khiển Arduino có thể điều khiển Kenwood TS2000X. Ai còn nhớ, nó có phạm vi từ 160 mét đến 30 cm. Arduino chỉ định thời gian, tần số, hướng nơi quay ăng-ten (ví dụ: hướng bắc) và truyền tín hiệu cuộc gọi, bộ định vị WW 10 chữ số và thông báo 4 mức công suất liên tiếp: PWR 100 w (sóng mang 4 giây) , 50 watt (sóng mang re-giây 4 giây), 25 watt... và 5 watt. Sau đó, có lệnh cho bộ điều khiển ăng-ten (G-800DXA và G5500) quay về phía đông và tất cả theo chu kỳ FOR 1 theo số băng tần. Rồi phía nam, rồi phía tây. Sau đó thay đổi phạm vi.

Tôi có thể bao gồm đủ ăng-ten trong Kenwood:

Hoạt động của Quần đảo EN5R

Hoạt động của Quần đảo EN5R: Giải thưởng UIA

Decibel là một đơn vị không thứ nguyên được sử dụng để đo tỷ lệ của một số đại lượng “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 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 .

Lần đầu tiên được sử dụng để đo cường độ âm thanh, đơn vị decibel được đặt theo tên của Alexander Graham Bell. 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 P 1 / P 0 là tỷ lệ giữa các giá trị của hai công suất: P 1 đo được với cái gọi là tham chiếu P 0 , nghĩa là giá trị cơ sở, được lấy làm mức 0 (nghĩa là mức 0 tính bằng dB đơn vị, vì trong trường hợp hai lũy thừa bằng nhau P 1 = P 0 logarit của tỷ số log(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:

P 1 / P 0 = 10 0,1 (giá trị tính bằng dB),

và công suất P 1 có thể được tìm thấy với công suất tham chiếu đã biết P 0 bằng biểu thức

P 1 = P 0 10 0,1 (giá trị tính bằng dB).

Biểu thức này bắt nguồn từ định luật Weber-Fechner - một định luật tâm sinh lý thực nghiệm, trong đó nêu rõ cường độ của cảm giác tỷ lệ thuận với logarit của cường độ kích thích.

Trong một loạt thí nghiệm, bắt đầu từ năm 1834, E. Weber đã chỉ ra rằng một kích thích mới, để có cảm giác khác với kích thích trước đó, phải khác với kích thích ban đầu một lượng tỷ lệ thuận với kích thích ban đầu. Dựa trên những quan sát, G. Fechner đã xây dựng vào năm 1860 “định luật tâm sinh lý cơ bản”, theo đó sức mạnh của cảm giác P tỷ lệ thuận với logarit của cường độ kích thích:

giá trị cường độ kích thích ở đâu? - giá trị giới hạn dưới của cường độ kích thích: nếu , không cảm nhận được kích thích nào cả. - một hằng số tùy thuộc vào chủ đề của cảm giác.

Vì vậy, đối với chúng ta, đèn chùm có 8 bóng đèn có vẻ sáng hơn nhiều so với đèn chùm có 4 bóng đèn cũng như đèn chùm có 4 bóng đèn sáng hơn đèn chùm có 2 bóng đèn. Nghĩa là, số lượng bóng đèn phải tăng lên cùng một số lần, do đó đối với chúng ta, dường như mức tăng độ sáng là không đổi. Và ngược lại, nếu mức tăng tuyệt đối của độ sáng (chênh lệch độ sáng “sau” và “trước”) không đổi, thì đối với chúng ta, có vẻ như mức tăng tuyệt đối sẽ giảm khi bản thân giá trị độ sáng tăng. Ví dụ: nếu bạn thêm một bóng đèn vào đèn chùm gồm hai bóng đèn, độ sáng tăng rõ rệt sẽ rất đáng kể. Nếu chúng ta thêm một bóng đèn vào đèn chùm gồm 12 bóng đèn, chúng ta sẽ khó nhận thấy độ sáng tăng lên.

Chúng ta cũng có thể nói điều này: tỷ lệ giữa mức tăng tối thiểu về cường độ của kích thích lần đầu tiên gây ra cảm giác mới với giá trị ban đầu của kích thích là một giá trị không đổi.

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.

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,

10dB → 10 lần.

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 = 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 hai với R 1 = R 0 đều tương đương với mức giảm 4·(−3 dB) = −12 dB.

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

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 về mức tín hiệu, dải tần của máy thu vô tuyến, tính toán tần số để điều chỉnh bàn phím đàn piano, tính toán quang phổ trong quá trình tổng hợp và xử lý âm thanh và sóng ánh sáng hài hòa và âm nhạc khác, hiển thị đồ họa về tốc độ trong du hành vũ trụ, hàng không, trong vận chuyển tốc độ cao, hiển thị đồ họa của các biến khác, những thay đổi trong đó trên một phạm vi giá trị rộng là rất quan trọng)

thuận tiện trong việc hiển thị và phân tích một đại lượng thay đổi trong một phạm vi rất rộng (ví dụ - mẫu bức xạ ăng-ten, đáp ứng tần số biên độ của bộ lọc điện)

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 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 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(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, là −10 dBµV... trở kháng danh định của ăng-ten là 50 Ohms.”

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”. 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 −20 dB (so với 0,775 V vào tải 50 ohm) sẽ loại bỏ sự mơ hồ.

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 tính đến điện trở tại đó xác định công suất và điện áp.

Trong kỹ thuật vô tuyến, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR; tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm trong tiếng Anh) thường được sử dụng - một đại lượng không thứ nguyên bằng tỷ lệ giữa công suất tín hiệu hữu ích và công suất nhiễu.

Ở đâu P- công suất trung bình, và MỘT- giá trị biên độ bình phương trung bình gốc. Cả hai tín hiệu đều được đo trong băng thông hệ thống.

Thông thường, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm được biểu thị bằng decibel (dB). Tỷ lệ này càng lớn thì tiếng ồn càng ít ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống.

Trong kỹ thuật âm thanh, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm được xác định bằng cách đo điện áp nhiễu và tín hiệu ở đầu ra của bộ khuếch đại hoặc thiết bị tái tạo âm thanh khác bằng milivolt kế rms hoặc máy phân tích quang phổ. Bộ khuếch đại hiện đại và các thiết bị âm thanh chất lượng cao khác có tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm khoảng 100-120 dB.

Bel (viết tắt: B) là đơn vị đo không thứ nguyên của tỷ lệ (chênh lệch mức) của các đại lượng nhất định theo thang logarit. Theo GOST 8.417-2002, bel được định nghĩa là logarit thập phân của tỷ lệ không thứ nguyên của một đại lượng vật lý với đại lượng vật lý cùng tên, được lấy làm số ban đầu:

at đối với các đại lượng năng lượng cùng tên;

tại với cùng một đại lượng “lực”;

Bel không được bao gồm trong hệ thống đơn vị SI, tuy nhiên, theo quyết định của Đại hội đồng về Trọng lượng và Đo lường, việc sử dụng nó mà không bị hạn chế kết hợp với SI được cho phép. Nó chủ yếu được sử dụng trong âm học (trong đó âm lượng được đo bằng bel) và điện tử. ký hiệu tiếng Nga - B; quốc tế - B.

Rất thường xuyên, những người mới bắt đầu phải đối mặt với một khái niệm như decibel. Nhiều người trong số họ biết nó là gì bằng trực giác, nhưng hầu hết vẫn còn thắc mắc.

Đơn vị logarit tương đối của Bela (decibel) được sử dụng rộng rãi trong việc đánh giá định lượng các thông số của các thiết bị âm thanh, video và đo lường khác nhau. Bản chất vật lý của các công suất được so sánh có thể là bất cứ thứ gì - điện, điện từ, âm thanh, cơ học - điều quan trọng là cả hai đại lượng đều được biểu thị bằng cùng một đơn vị - watt, milliwatt, v.v. Bel biểu thị tỷ lệ của hai giá trị của một đại lượng năng lượng tính theo logarit thập phân của tỷ lệ này và đại lượng Năng lượng có nghĩa là: công suất, năng lượng.

Nhân tiện, đơn vị này được đặt tên để vinh danh Alexander Bell (1847 - 1922) - một nhà khoa học người Mỹ gốc Scotland, người sáng lập điện thoại, người sáng lập các công ty nổi tiếng thế giới AT&T và Bell Laboratories. Cũng thật thú vị khi nhớ lại rằng nhiều điện thoại di động hiện đại (điện thoại thông minh) nhất thiết phải có âm thanh đổ chuông (cảnh báo) có thể lựa chọn, còn được gọi là “chuông”. Tuy nhiên, Bel đề cập đến các đơn vị không có trong Hệ đơn vị quốc tế (SI), nhưng theo quyết định của Ủy ban Cân nặng và Đo lường Quốc tế, nó được phép sử dụng không hạn chế kết hợp với các đơn vị SI. Chủ yếu được sử dụng trong viễn thông, âm thanh và kỹ thuật vô tuyến.

Công thức tính decibel

Bel (B) = log (P2/P1)

Ở đâu

Trong thực tế, hóa ra sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng giá trị Bel giảm 10 lần, tức là. decibel, do đó:

decibel (dB) = 10 * log(P2/P1)

Tăng cường hoặc suy yếu công suất tính bằng decibelđược thể hiện bằng công thức:

Ở đâu

P 1 - công suất trước khi khuếch đại, W

P 2 - công suất sau khi khuếch đại hoặc suy giảm, W

Giá trị Bel, decibel có thể bằng dấu “cộng” nếu P2 > P1 (khuếch đại tín hiệu) và bằng dấu “trừ” nếu P2< P1 (ослабление сигнала)

Trong nhiều trường hợp, việc so sánh tín hiệu bằng cách đo công suất có thể bất tiện hoặc không thể thực hiện được - việc đo điện áp hoặc dòng điện sẽ dễ dàng hơn.
Trong trường hợp này, nếu chúng ta so sánh điện áp hoặc dòng điện, công thức sẽ có dạng khác:

Ở đâu

N dB - tăng hoặc giảm công suất tính bằng decibel

U 1 là điện áp trước khi khuếch đại, V

I 1 - cường độ dòng điện trước khi khuếch đại, A

I 2 - cường độ dòng điện sau khi khuếch đại, A

Đây là một tấm nhỏ hiển thị các tỷ số điện áp cơ bản và số decibel tương ứng:

Thực tế là các phép tính nhân và chia các số theo cơ sở thông thường được thay thế bằng các phép tính cộng và trừ trên cơ sở logarit. Ví dụ: chúng ta có hai bộ khuếch đại xếp tầng với độ lợi K1 = 963 và K2 = 48. Độ lợi tổng cộng là bao nhiêu? Đúng vậy - nó bằng tích K = K1 * K2. Bạn có thể nhanh chóng tính toán trong đầu 963*48 không? Tôi không. Tôi có thể ước tính K = 1000*50 = 50 nghìn, không hơn. Và nếu chúng ta biết K1 = 59 dB và K2 = 33 dB thì K = 59+33 = 92 dB - tôi hy vọng là không khó để cộng.

Tuy nhiên, sự liên quan của những phép tính như vậy là rất lớn trong thời đại mà khái niệm Bel được giới thiệu và khi không chỉ có iPhone mà còn cả máy tính điện tử. Bây giờ chỉ cần mở máy tính trên các tiện ích của bạn và nhanh chóng tính toán cái gì là cái gì. Chà, để không phải lo lắng mỗi khi chuyển đổi dB thành nhiều lần, cách thuận tiện nhất là tìm một máy tính trực tuyến trên Internet. Vâng, ít nhất là ở đây.

Định luật Weber-Fechner

Tại sao lại là decibel? Mọi thứ đều xuất phát từ định luật Weber-Fechner, định luật này cho chúng ta biết rằng cường độ cảm giác của con người tỷ lệ thuận với logarit cường độ của bất kỳ kích thích nào.

Vì vậy, đối với chúng ta, một chiếc đèn có tám bóng đèn dường như sáng hơn nhiều so với một chiếc đèn có bốn bóng đèn cũng như một chiếc đèn có bốn bóng đèn sáng hơn một chiếc đèn có hai bóng đèn. Nghĩa là, số lượng bóng đèn sẽ tăng gấp đôi mỗi lần để đối với chúng ta, dường như mức tăng độ sáng là không đổi. Nghĩa là, nếu chúng ta thêm một bóng đèn nữa vào 32 bóng đèn trên biểu đồ, chúng ta thậm chí sẽ không nhận thấy sự khác biệt. Để mắt chúng ta có thể nhận thấy sự khác biệt, chúng ta phải thêm 32 bóng đèn nữa vào 32 bóng đèn, v.v. Hay nói cách khác, để chúng ta có cảm giác như chiếc đèn của mình đang dần sáng lên, chúng ta cần thắp số bóng đèn mỗi lần nhiều gấp đôi so với giá trị trước đó.

Do đó, decibel thực sự thuận tiện hơn trong một số trường hợp, vì việc so sánh hai giá trị với số lượng nhỏ dễ dàng hơn nhiều so với hàng triệu và hàng tỷ. Và vì điện tử là một hiện tượng vật lý thuần túy nên không thể tránh khỏi decibel.

Decibel và đáp ứng tần số của bộ khuếch đại

Như bạn nhớ trong ví dụ trước với op-amp, bộ khuếch đại không đảo của chúng tôi đã khuếch đại tín hiệu lên 10 lần. Nếu bạn nhìn vào tấm của chúng tôi, nó sẽ là 20 dB so với tín hiệu đầu vào. Vâng, nó là như vậy:

Ngoài ra, tính bằng dB trên một số biểu đồ đáp ứng tần số, độ dốc của đặc tính đáp ứng tần số cũng được biểu thị. Nó có thể trông giống như thế này:

Trong biểu đồ, chúng ta thấy đáp ứng tần số của bộ lọc thông dải. Thay đổi tín hiệu +20 dB mỗi thập kỷ(dB/dec, dB/dec) cho chúng ta biết rằng cứ tăng tần số lên 10 lần thì biên độ tín hiệu sẽ tăng thêm 20 dB. Điều tương tự cũng có thể nói về sự suy giảm tín hiệu -20 dB mỗi thập kỷ. Với mỗi lần tăng tần số lên 10 lần, biên độ của tín hiệu sẽ giảm -20 dB. Cũng có đặc điểm tương tự dB mỗi quãng tám(dB/oct, dB/oct). Ở đây, hầu hết mọi thứ đều giống nhau, chỉ có tín hiệu thay đổi khi tần số tăng lên 2 lần.

Hãy xem một ví dụ. Chúng tôi có bộ lọc thông cao bậc nhất (HPF) được lắp ráp trên mạch RC.

Đáp ứng tần số của nó sẽ như thế này (bấm vào để mở đầy đủ)

Bây giờ chúng ta quan tâm đến đường thẳng nghiêng của đáp ứng tần số. Vì độ dốc của nó gần giống nhau cho đến tần số cắt là -3 dB, nên bạn có thể tìm thấy độ dốc của nó, tức là tìm hiểu xem tín hiệu tăng bao nhiêu lần cho mỗi lần tăng tần số lên 10 lần.

Vì vậy, hãy lấy điểm đầu tiên ở tần số 10 Hertz. Ở tần số 10 Hertz, biên độ tín hiệu giảm 44 dB, điều này có thể thấy ở góc dưới bên phải (out: -44)

Chúng tôi nhân tần số với 10 (thập kỷ) và nhận được điểm thứ hai là 100 Hertz. Ở tần số 100 Hertz, tín hiệu của chúng tôi giảm khoảng 24 dB

Nghĩa là, trong một thập kỷ, tín hiệu của chúng tôi đã tăng từ -44 lên -24 dB mỗi thập kỷ. Nghĩa là độ dốc của đặc tính là +20 dB/thập kỷ. Nếu +20 dB/thập kỷ được chuyển đổi thành dB trên mỗi quãng tám, bạn sẽ nhận được 6 dB/quãng tám.

Thông thường, các bộ suy giảm (bộ chia) riêng biệt của tín hiệu đầu ra trên các thiết bị đo (đặc biệt là trên máy phát) được hiệu chỉnh bằng decibel:
0, -3, -6, -10, -20, -30, -40 dB. Điều này cho phép bạn nhanh chóng điều hướng mức tương đối của tín hiệu đầu ra.

Những gì khác được đo bằng decibel?

Cũng thường được biểu thị bằng dB (tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu, viết tắt SNR)

Ở đâu

U c là giá trị hiệu dụng của điện áp tín hiệu, V

U sh - giá trị hiệu dụng của điện áp nhiễu, V

Giá trị tín hiệu trên tạp âm càng cao thì âm thanh do hệ thống âm thanh cung cấp càng rõ ràng. Đối với thiết bị âm nhạc, tỷ lệ này ít nhất là 75 dB và đối với thiết bị Hi-Fi ít nhất là 90 dB. Bản chất vật lý của tín hiệu không quan trọng, điều quan trọng là các đơn vị phải có cùng kích thước.

Là đơn vị của tỷ số logarit của hai đại lượng vật lý cùng tên, neper (Np) - 1 Np ~ 0,8686 B cũng được sử dụng, không dựa trên số thập phân (lg) mà dựa trên logarit tự nhiên (ln) của các tỷ lệ. Hiện tại ít được sử dụng.

Trong nhiều trường hợp, sẽ thuận tiện khi so sánh không phải các giá trị tùy ý với nhau mà là giá trị này so với giá trị khác, được gọi là tham chiếu quy ước (không, cơ sở).
Trong kỹ thuật điện, giá trị công suất bằng 1 mW được phân bổ trên một điện trở có điện trở 600 Ohms được chọn làm giá trị tham chiếu hoặc giá trị 0.
Trong trường hợp này, giá trị cơ bản khi so sánh điện áp hoặc dòng điện sẽ là 0,775 V hoặc 1,29 mA.

Đối với công suất âm thanh, giá trị cơ bản này là 20 microPascal (0 dB) và ngưỡng +130 dB được coi là gây đau đớn cho một người:

Thông tin chi tiết hơn về điều này được viết trên Wikipedia tại liên kết này.

Đối với những trường hợp khi một số đại lượng cụ thể nhất định được sử dụng làm giá trị cơ bản, thậm chí người ta còn phát minh ra những ký hiệu đặc biệt cho các đơn vị đo lường:

dBW (dBW)- ở đây đếm ngược tương ứng với 1 Watt (W). Ví dụ: đặt mức công suất là +20 dBW. Điều này có nghĩa là công suất đã tăng 100 lần, tức là thêm 100 watt.

dBm- ở đây chúng ta đã tính tương ứng với 1 miliwatt (mW). Ví dụ: mức công suất +30dBm sẽ tương ứng bằng 1 W. Đừng quên rằng đây là decibel năng lượng, vì vậy công thức sẽ đúng với chúng

Các đặc điểm sau đây đã là decibel biên độ. Công thức sẽ có giá trị đối với họ

dBV- như bạn đoán, điện áp tham chiếu là 1 Volt. Ví dụ: +20dBV sẽ cho - đây là 10 Vôn

Từ dBV, các loại decibel khác có tiền tố khác nhau cũng theo sau:

dBmV- mức tham chiếu 1 milivolt.

dBuV (dBμV)- điện áp tham chiếu 1 microvolt.

Ở đây tôi đã đưa ra các loại decibel đặc biệt được sử dụng phổ biến nhất trong thiết bị điện tử.

Decibel cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác, nơi chúng cũng hiển thị tỷ lệ của hai đại lượng đo bất kỳ trên thang logarit.

Với đầu vào từ Jeer

Lĩnh vực sử dụng

Decibel ban đầu được sử dụng để đo tỷ lệ năng lượng(sức mạnh, năng lượng) hoặc lực lượng an ninhđại lượng (điện áp, dòng điện). Về nguyên tắc, decibel có thể được sử dụng để đo bất cứ thứ gì, nhưng hiện tại người ta khuyên chỉ nên sử dụng decibel để đo mức quyền lực và một số đại lượng liên quan đến công suất khác. Vì vậy decibel ngày nay được sử dụng trong âm học để đo âm lượng và trong điện tử để đo lường công suất tín hiệu điện. Đôi khi dải động (ví dụ: âm thanh của nhạc cụ) cũng được đo bằng decibel. Decibel cũng là một đơn vị đo áp suất âm thanh.

Đo công suất

Như đã đề cập ở trên, người da trắng ban đầu được sử dụng để đánh giá tỷ lệ dung tích do đó, theo nghĩa thông thường, kinh điển, giá trị được biểu thị bằng bels có nghĩa là tỷ số logarit của hai dung tích và được tính theo công thức:

Ở đâu P 1 / P 0 - tỷ lệ mức độ của hai sức mạnh, thường có thể đo lường đượcđến cái gọi là hỗ trợ, cơ bản (được coi là mức 0). Nói chính xác hơn, đây là - "người da trắng nắm quyền". Khi đó tỉ số của hai đại lượng "decibel theo công suất"được tính theo công thức:

Đo các đại lượng không có công suất

Công thức tính chênh lệch mức độ bằng decibel yếu đuối các đại lượng (phi năng lượng) như Vôn hoặc sức mạnh hiện tại, khác với ở trên! Nhưng cuối cùng, tỷ số của các đại lượng này, biểu thị bằng decibel, cũng được biểu thị thông qua tỷ số công suất liên quan đến chúng.

Vì vậy, đối với một chuỗi tuyến tính, đẳng thức sau được giữ:

Từ đó chúng ta thấy rằng một phương tiện

từ đó chúng ta có được sự bình đẳng: đó là sự kết nối giữa "người da trắng nắm quyền" Và "điện áp trắng" trong cùng một mạch.

Từ tất cả những điều này, chúng ta thấy rằng khi so sánh các giá trị của điện áp (U 1 và U 2) hoặc dòng điện (I 1 và I 2), tỷ số của chúng trong decibelđược thể hiện bằng các công thức:

Có thể tính được rằng khi đo công suất, sự thay đổi 1 dB tương ứng với mức tăng công suất (P 2 /P 1) là ≈1,25893 lần. Đối với điện áp hoặc dòng điện, sự thay đổi 1 dB sẽ tương ứng với mức tăng ≈1,122 lần.

Ví dụ tính toán

Giả sử rằng công suất P 2 lớn hơn 2 lần công suất ban đầu P 1 thì

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

nghĩa là công suất thay đổi 3 dB nghĩa là công suất tăng gấp 2 lần. Tương tự, công suất thay đổi là 10 lần:

10 log 10 (P 2 /P 1) = 10 log 10 10 = 10 dB,

và 1000 lần

10 log 10 (P 2 /P 1) = 10 log 10 1000 = 30 dB,

Ngược lại, để tính thời gian từ decibel (dB), bạn cần

Cho quyền lực - cho điện áp (hiện tại) .

Ví dụ: biết mức tham chiếu (P 1) và giá trị tính bằng dB, bạn có thể tìm thấy giá trị công suất, ví dụ: với P 1 = 1 mW và tỷ lệ đã biết là 20 dB:

Tương tự đối với điện áp, với U 1 = 2 V và tỷ số 6 dB:

Bạn hoàn toàn có thể thực hiện các phép tính trong đầu, để làm điều này, chỉ cần nhớ một bảng đơn giản gần đúng (đối với năng lực):

1 dB 1,25 3 dB 2 6 dB 4 9 dB 8 10 dB 10 20 dB 100 30 dB 1000

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 là 4*10 lần hoặc −6 dB-10 dB = −16 dB. Công suất tăng 128 lần là 2^7 hoặc 3 dB*7=21 dB. Việc tăng điện áp lên 4 lần tương đương với việc tăng công suất lên 4*4=16 lần, tức là 2^4 hoặc 3 dB*4=12 dB.

Công dụng thực tế

Vì decibel không phải là giá trị tuyệt đối mà là giá trị tương đối và được tính khác nhau đối với các đại lượng vật lý khác nhau (xem ở trên), nên có các quy ước bổ sung để tránh nhầm lẫn khi sử dụng decibel trong thực tế.

Thông thường, bạn cần biết tỷ lệ của hai mức (điện áp), được biểu thị bằng decibel; có một số giá trị dễ nhớ:

Tỷ lệ 6 dB - 2:1

Tỷ lệ 20 dB - 10:1

Tỷ lệ 40 dB - 100:1

Tỷ lệ 60 dB - 1000:1

Tỷ lệ 80 dB - 10000:1

100 dB - tỷ lệ 100000:1

120 dB - tỷ lệ 1000000:1

Các giá trị trung gian có thể được tính toán dễ dàng bằng công thức - 20*Lg(U1/U2), trong đó U1 là mức tín hiệu (điện áp), U2 là mức nhiễu (điện áp), hãy nhớ lại rằng các phép đo được thực hiện bằng milivolt kế rms hoặc máy phân tích phổ có bộ lọc IEC (A), trong đó IEC - Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế

Tại sao lại sử dụng decibel và hoạt động với logarit, nếu điều tương tự có thể được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm hoặc chia sẻ thông thường? Hãy tưởng tượng rằng trong một căn phòng hoàn toàn tối, chúng ta bật một bóng đèn có khẩu độ nào đó. Đồng thời, căn phòng có diện mạo khác biệt rõ rệt trước và sau khi bật điện. Sự thay đổi độ chiếu sáng, tính bằng dB, cũng rất lớn, về mặt lý thuyết là vô hạn. Giả sử bây giờ chúng ta bật một bóng đèn tương tự khác. Bây giờ hiệu ứng sẽ hoàn toàn khác, thậm chí có thể một người sẽ không nhận thấy ngay những thay đổi nếu nó được bật trơn tru. Và tính bằng decibel, nó sẽ chỉ có 3 dB. Vì vậy, trong thực tế, bằng decibel, rất thuận tiện để đo cả những đại lượng rất thay đổi và những đại lượng gần như không đổi.

Huyền thoại

Đối với các đại lượng vật lý khác nhau thì như nhau giá trị số, thể hiện trong decibel, các mức tín hiệu khác nhau (hay đúng hơn là chênh lệch mức) có thể tương ứng. 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 thanh: L P (re 20 µPA) = 20 dB; L P (tham chiếu 20 µPa) = 20 dB

Ứng dụng trong lý thuyết điều khiển tự động

decibel cũng được sử dụng trong Lý thuyết điều chỉnh và điều khiển tự động(TAU) và là một trong những thông số quan trọng nhất khi so sánh biên độ của tín hiệu đầu ra và đầu vào.

Mức tham chiếu

Mặc dù decibel được dùng để xác định tỉ số của hai đại lượng, nhưng decibel đôi khi được dùng để đo các giá trị tuyệt đối. Để làm được điều này, chỉ cần thống nhất mức nào của đại lượng vật lý đo được sẽ được lấy làm mức tham chiếu (có điều kiện 0). Trong thực tế, các mức tham chiếu và chỉ định đặc biệt sau đây dành cho chúng là phổ biến:

Để tránh nhầm lẫn, nên xác định rõ ràng mức tham chiếu, ví dụ: −20 dB (so với 0,775 V).

Khi chuyển đổi các mức công suất thành các mức điện áp và ngược lại, cần tính đến điện trở, đây là tiêu chuẩn cho công việc này:

• dBV đối với mạch vi sóng 50 ohm tương ứng với (dBm−13 dB);
• dBμV đối với mạch vi sóng 50 ohm tương ứng với (dBm+107 dB)
• dBV đối với mạch TV 75 ohm tương ứng với (dBm−11 dB);
• dBµV đối với mạch TV 75 ohm tương ứng với (dBm+109 dB)

Bạn nên nhớ rõ các quy tắc toán học:

• bạn không thể nhân hoặc chia các đơn vị tương đối;
• phép tính tổng hoặc trừ các đơn vị tương đối được thực hiện bất kể thứ nguyên ban đầu của chúng và tương ứng với phép nhân hoặc phép chia của các đơn vị tuyệt đối.

Ví dụ: áp dụng công suất 0 dBm, tương đương với 1 mW hoặc 0,22 V hoặc 107 dBμV vào một đầu của cáp 50 ohm có mức tăng −6 dB, công suất đầu ra sẽ là −6 dBm, tương đương đến 0,25 mW (công suất ít hơn 4 lần) hoặc 0,11 V (một nửa điện áp) hoặc 101 dBµV (thấp hơn 6 dB tương tự).