Mitmesugust

DeciBel dB: valemid võrrandid ja arvutused

DeciBel dB: valemid võrrandid ja arvutused

DeciBel, dB kasutab kahe suuruse võrdlemiseks logaritmilist skaalat. See on mugav viis võrrelda kahte füüsilist suurust, nagu elektrienergia, intensiivsus või isegi vool või pinge.

DeciBel kasutab kümmet põhilogaritmi, s.t neid, mida matemaatikas tavaliselt kasutatakse. Logaritmilise skaala abil suudab deciBel võrrelda koguseid, mille vahel võib olla suur suhe.

DeciBel, dB või deci-Bel on tegelikult kümnendik Belist - ühik, mida kasutatakse harva.

DetsBeli lühend on dB - suurtähte "B" kasutatakse Beli tähistamiseks põhiühikuna.

DeciBeli rakendused

DeciBel, dB kasutatakse paljudes rakendustes laialdaselt. Seda kasutatakse mitmesugustes mõõtmistes inseneri- ja teadusvaldkondades, eriti elektroonikas, akustikas ja ka juhtimisteoorias.

Tavaliselt kasutatakse deciBel, dB võimendi võimenduse, komponentide kadude (nt summutid, sööturid, segistid jne), aga ka paljude muude mõõtmiste, näiteks müra näitaja, signaali ja müra suhte määramiseks, ja paljude muude määramiseks.

Logaritmilist skaalat silmas pidades suudab deciBel hõlpsasti esindada hallatavaid numbreid silmas pidades väga suuri suhteid ning pakkuda võimalust korrutada suhteid lihtsa liitmise ja lahutamise teel.

DeciBelit kasutatakse laialdaselt helitugevuse või helirõhutaseme mõõtmiseks. Selleks viitab heli rõhule 0,0002 mikrobaari, mis võrdub kuulmisläve standardiga.

Kuidas deciBel saabus

Telekommunikatsiooni algusest peale on olnud vajadus mõõta signaali suhtelise tugevuse tasemeid, et oleks võimalik näha kadu ja võimendust.

Algsed telekommunikatsioonisüsteemid kasutasid kadu, mis tekkis standardkaabli miilil sagedusel 800Hz.

Kuid see ei olnud eriti rahuldav meetod kaotustasemete või suhtelise signaalitugevuse määramiseks ning kuna raadio- ja muudel elektroonikapõhistel rakendustel hakkas võrdlemiseks vaja olema mingisugust standardset seadet, võeti Bel kasutusele 1920. aastatel. See sai oma nime šotlase Alexander Graham Belli järgi, kellele algselt omistati telefoni leiutamine.

Selle süsteemiga võrdus üks Bel signaali taseme kümnekordset suurenemist. Kui see kasutusele võeti, leiti, et Bel on enamiku kaebajate jaoks liiga suur ja seetõttu kasutati selle asemel deciBeli. See on nüüd üldtunnustatud standard.

DeciBeli valem võimsuse võrdlemiseks

DeciBeli arvutuste kõige põhilisem vorm on võimsustasemete võrdlus. Nagu võib arvata, on see kümnekordne väljundi logaritm jagatud sisendiga. Tegurit kümmet kasutatakse seetõttu, et kasutatakse pigem deciBelle kui Belsi.

DeciBeli valem või võimsusvõrrand on toodud allpool:

NdB=10logi10(P2P1)

Kus:
Ndb on kahe võimsuse suhe detsibellides, dB
P2 on väljundvõimsuse tase
P1 on sisendvõimsuse tase

Kui P2 väärtus on suurem kui P1, esitatakse tulemus võimendusena ja väljendatakse positiivse väärtusena, nt. + 10dB. Kui on kadu, tagastab deciBeli võrrand negatiivse väärtuse, nt. -15dB. Sel moel tähendab positiivne arv deciBelle kasumit ja negatiivse märgi korral kaotust.

Kasutage meie deciBeli võimsuskalkulaatorit

DeciBeli valemid pinge ja voolu jaoks

Kuigi deciBeli kasutatakse peamiselt võimsustasemete võrdlusena, võib kasutada ka deciBeli vooluvõrrandeid või deciBeli pingevõrrandeid tingimusel, et impedantsi tasemed on samad. Sel viisil saab pinge või voolu suhet seostada võimsustaseme suhtega.

Pingemõõtmiste kasutamisel on deciBeli valemi teisendamine lihtne, kuna võimsus = pinge ruutu vastavalt takistile:

NdB=10logi10(V22V12)

Ja seda saab väljendada lihtsamalt kui

NdB=20logi10(V2V1)

Kus:
Ndb on kahe võimsuse suhe detsibellides, dB
V2 on väljundpinge tase
V1 on sisendpinge tase

Võimalik on sarnane muundamine valemi jaoks voolu kasutamiseks. Võimsus = vool takistusele ruudus ja seetõttu saab deciBeli vooluvõrrandiks:

NdB=10logi10(Mina22Mina12)

Ja seda saab väljendada lihtsamalt kui

NdB=20logi10(Mina2Mina1)

Kus:
Ndb on kahe võimsuse suhe detsibellides, dB
I2 on väljundvoolu tase
I1 on sisendvoolu tase

Pinge ja voolu deciBeli valemid erinevate impedantside jaoks

DeciBelina on dB kahe võimsuse või intensiivsuse taseme võrdlus, voolu ja pinge kasutamisel peavad mõõtmiste impedantsid olema samad, vastasel juhul tuleb see võrranditesse lisada.

Nd=20logi10(V2V1)+10logi10(Z1Z2)

Kus:
Ndb on kahe võimsuse suhe detsibellides, dB
V2 on väljundpinge tase
V1 on sisendpinge tase
Z2 on väljundtakistus
Z1 on sisendtakistus

Sel viisil on võimalik nii pinge kui ka voolu mõõtmise abil arvutada erineva impedantsitasemega punktide signaalide vahelised võimsussuhted detsibellidena. See võib olla väga kasulik võimendi võimsustasemete mõõtmisel, mille impedantsi tasemed võivad sisendis ja väljundis olla väga erinevad. Kui võetakse pinge- või voolunäidud, saab seda valemit kasutada detsibelite osas õige võimsuse võrdluse tagamiseks.

DeciBeli lühendid

DeciBelit kasutatakse paljudes valdkondades alates heli kuni raadiosageduste stsenaariumideni. Kõigis neis on see kahe signaali võrdlemiseks väga kasulik vahend.

Seetõttu on e deciBeli lühendil palju variatsioone ja see ei pruugi alati olla ilmne, mida need tähendavad. Allpool on toodud deciBeli lühendite tabel:

DeciBeli lühendTähendus / kasutus
dBA"A" kaalutud helirõhu või helitugevuse mõõtmine.
dBcSignaali tase mõõdetava kanduri suhtes - tavaliselt kasutatakse valeemissiooni ja müra taseme määramiseks
dBdAntenni võimendamine viitega poollaine dipoolile vabas ruumis
dBFSTase, viidates täisskaala näidule
dBiAntenni võimendus isotroopse allika suhtes, st see, mis kiirgab võrdselt igas suunas.
dBmVõimsuse tase võrdluses 1 mW
dBVTase võrdluses 1 voltiga
dBµVTase 1 mikrovoldi suhtes
dBWVõimsuse tase võrdluses 1 vattiga

DeciBelit kasutatakse laialdaselt paljudes elektroonika ja heli mõõtmise valdkondades. See pakub väga kasulikku viisi erinevate tasemete võrdlemiseks, mis võivad tohutult erineda. Logaritmiliselt põhinedes suudab deciBel mahutada paljude suurusjärkude variatsioone, ilma et eksiksite tohutu hulga nullidega. Nii on see ideaalne viis erinevate väärtuste võrdlemiseks.


Vaata videot: DECIBELS dB EXPLAINED: 5 Things You NEED to Know (September 2021).