дбгц что за величина

Что такое децибел (дБ)?

Определение децибел (дБ), как преобразовать, калькулятор и таблица соотношения дБ.

Децибел (дБ) определение

Децибел используется для обозначения уровня акустических волн и электронных сигналов.

Логарифмическая шкала может описывать очень большие или очень маленькие числа в более коротких обозначениях.

Уровень дБ можно рассматривать как относительное усиление одного уровня по сравнению с другим уровнем или как уровень абсолютной логарифмической шкалы для хорошо известных опорных уровней.

Отношение в белах представляет собой десятичный логарифм отношения P ₁ и P ₀ :

Децибел равен одной десятой бела, поэтому 1 бел равен 10 децибелам:

Коэффициент мощности

Отношение мощностей в децибелах (дБ) равно десятикратному логарифму по основанию 10 отношения P ₁ и P ₀ :

Соотношение амплитуд

Соотношение таких величин, как напряжение, сила тока и уровень звукового давления, рассчитывается как отношение квадратов.

Отношение амплитуд в децибелах (дБ) составляет 20 логарифмов по основанию 10 отношения V ₁ и V ₀ :

Калькулятор преобразования децибел в ватты, вольты, герцы, паскаль

Преобразование дБ, дБм, дБВт, дБВ, дБмВ, дБмкВ, дБу, дБмкА, дБГц, дБУЗД, дБА в ватты, вольты, амперы, герцы, звуковое давление.

Отношение мощности к преобразованию дБ

пример

Найдите коэффициент усиления в дБ для системы с входной мощностью 5 Вт и выходной мощностью 10 Вт.

преобразование отношения дБ к мощности

Отношение амплитуды к преобразованию дБ

Для амплитуды волн, таких как напряжение, ток и уровень звукового давления:

₁ является ссылка амплитуды уровня.

преобразование отношения дБ к амплитуде

₁ является ссылка амплитуды уровня.

пример

Найдите выходное напряжение для системы с входным напряжением 5 В и усилением по напряжению 6 дБ.

Усиление напряжения

Коэффициент усиления по напряжению ( G _дБ ) равен 20 логарифму по основанию 10 отношения выходного напряжения ( V _out ) и входного напряжения ( V _in ):

Текущая прибыль

Коэффициент усиления по току ( G _дБ ) равен 20 логарифму по основанию 10 отношения выходного тока ( I _out ) и входного тока ( I _in ):

Акустическое усиление

Акустическое усиление слухового аппарата ( G _дБ ) в 20 раз превышает логарифм по основанию 10 отношения выходного уровня звука ( L _out ) и входного уровня звука ( L _in ).

Отношение сигнал / шум (SNR)

Отношение сигнал / шум ( SNR _дБ ) в 20 раз превышает логарифм по основанию 10 амплитуды сигнала ( _сигнал A ) и амплитуды шума ( _шум A ):

Абсолютные единицы децибел

Абсолютные единицы децибел относятся к определенной величине единицы измерения:

Ед. изм	название	Справка	Количество	Соотношение
дБм	децибел милливатт	1 мВт	электроэнергия	коэффициент мощности
дБВт	децибел ватт	1Вт	электроэнергия	коэффициент мощности
дБн	опорный шум в децибелах	1пВт	электроэнергия	коэффициент мощности
дБмкВ	децибел микровольт	1 мкВ RMS	вольтаж	соотношение амплитуд
дБмВ	децибел милливольт	1 мВ RMS	вольтаж	соотношение амплитуд
дБВ	децибел вольт	1 В RMS	вольтаж	соотношение амплитуд
дБу	децибел без нагрузки	0,775 В RMS	вольтаж	соотношение амплитуд
dBZ	децибел Z	1 мкм 3	отражательная способность	соотношение амплитуд
дБмкА	децибел микроампер	1 мкА	текущий	соотношение амплитуд
дБом	децибел Ом	1Ω	сопротивление	соотношение амплитуд
дБГц	децибел герц	1 Гц	частота	коэффициент мощности
дБSPL	уровень звукового давления в децибелах	20 мкПа	звуковое давление	соотношение амплитуд
дБА	децибел A-взвешенный	20 мкПа	звуковое давление	соотношение амплитуд

Относительные единицы децибел

Ед. изм	название	Справка	Количество	Соотношение
дБ	децибел	—	—	мощность / поле
дБн	носитель децибел	мощность несущей	электроэнергия	коэффициент мощности
дБи	децибел изотропный	плотность мощности изотропной антенны	удельная мощность	коэффициент мощности
дБFS	полная шкала децибел	полная цифровая шкала	вольтаж	соотношение амплитуд
дБн	опорный шум в децибелах

Измеритель уровня звука

Измеритель SPL используется для тестирования и измерения громкости звуковых волн и для мониторинга шумового загрязнения.

Единицей измерения уровня звукового давления является паскаль (Па), а в логарифмической шкале используется дБ-SPL.

Таблица дБ-SPL

Таблица общих уровней звукового давления в дБSPL:

Источник

Что такое децибел

Очень часто новички сталкивается с таким понятием, как децибел. Многие из них интуитивно догадываются, что это такое, но у большинства до сих пор возникают вопросы.

Что такое децибел?

Относительные логарифмические единицы Белы (децибелы) широко используются при количественных оценках параметров различных аудио, видео, измерительных устройств. Физическая природа сравниваемых мощностей может быть любой — электрической, электромагнитной, акустической, механической, — важно лишь, чтобы обе величины были выражены в одинаковых единицах — ваттах, милливаттах и т. п. Бел выражает отношение двух значений энергетической величины десятичным логарифмом этого отношения, причем под энергетическими величинами понимаются: мощность, энергия.

Кстати, эта единица получила свое название в честь Александра Белл (1847 — 1922) — американского ученого шотландского происхождения, основоположника телефонии, основателя всемирно известных компаний AT&T и «Bell Laboratories». Еще интересно напомнить, что во многих современных мобильных телефонах (смартфонах) обязательно есть выбираемый звук звонка (оповещения), так и называемый «bell». Впрочем, Бел относится к единицам, не входящим в Международную систему единиц (СИ), но в соответствии с решением Международного комитета мер и весов допускается к применению без ограничений совместно с единицами СИ. В основном применяется в электросвязи, акустике, радиотехнике.

Формулы для вычисления децибелов

P₁ — мощность до усиления, Вт

P₂ — мощность после усиления или ослабления, Вт

На практике, оказалось, что удобнее пользоваться уменьшенным в 10 раз значением Бел, т.е. децибел, поэтому:

дециБел (дБ) = 10 * lg(P2/P1)

Усиление или ослабление мощности в децибелах выражается формулой:

N_дБ — усиление, либо ослабление мощности в децибелах

P₁ — мощность до усиления, Вт

P₂ — мощность после усиления или ослабления, Вт

Значения Бел, децибел могут быть со знаком «плюс», если P2 > P1 (усиление сигнала) и со знаком «минус», если P2

Во многих случаях, сравнение сигналов путем измерения мощностей может быть неудобным или невозможным — проще измерить напряжение или ток.
В этом случае, если мы сравниваем напряжения или токи, формула примет уже другой вид:

N_дБ — усиление, либо ослабление мощности в децибелах

U₁ — это напряжение до усиления, В

U₂ — напряжение после усиления, В

I₂ — сила тока после усиления, А

Вот небольшая табличка, в которой приведены основные отношения напряжений и соответствующее число децибел:

Дело в том, что операции умножения и деления над числами в обычном базисе, заменяются операциями сложения и вычитания в логарифмическом базисе. Например, у нас есть два каскадно-включенных усилителя с коэффициентами усиления K1 = 963 и K2 = 48. Какой общий коэффициент усиления? Правильно — он равен произведению K = K1 * K2. Вы можете в уме быстро вычислить 963*48? Я — нет. Я могу прикинуть K = 1000*50 = 50 тыс., не более. А, если нам известно, что K1 = 59 дБ и K2 = 33 дБ, то К = 59+33 = 92 дБ — сложить было не трудно, надеюсь.

Закон Вебера-Фехнера

Почему именно децибелы? Все исходит от закона Вебера-Фехнера, который говорит нам, что интенсивность ощущения человеческих чувств прямо-пропорциональна логарифму интенсивности какого-либо раздражителя.

Так светильник, в котором восемь лампочек, кажется нам настолько же ярче светильника из четырёх лампочек, насколько светильник из четырёх лампочек ярче светильника из двух лампочек. То есть количество лампочек должно увеличиваться каждый раз вдвое, чтобы нам казалось, что прирост яркости постоянен. То есть если добавить к нашим 32 лампочкам на графике еще одну лампочку, то мы даже и не заметим разницы. Для того, чтобы для нашего глаза была заметна разница, мы должны к 32 лампочкам добавить еще 32 лампочки, и т.д. Или иными словами, для того, чтобы нам казалось, что наш светильник плавно набирает яркость, нам надо зажигать вдвое больше лампочек каждый раз, чем было предыдущее значение.

Поэтому децибел действительно удобнее в некоторых случаях, так как сравнивать две величины намного проще в маленьких цифрах, чем в миллионах и миллиардах. А так как электроника — это чисто физическое явление, то и децибелы не обошли ее стороной.

Децибелы и АЧХ усилителя

Как вы помните в прошлом примере с ОУ, у нас неинвертирующий усилитель усиливал сигнал в 10 раз. Если посмотреть в нашу табличку, то это получается 20 дБ относительно входного сигнала. Ну да, так оно и есть:

Также в дБ на некоторых графиках АЧХ обозначают наклон характеристики АЧХ. Это может выглядеть примерно вот так:

Давайте рассмотрим пример. Имеем фильтр высоких частот (ФВЧ) первого порядка, собранного на RC-цепи.

Его АЧХ будет выглядеть следующим образом (кликните для полного открытия)

Итак возьмем первую точку на частоте в 10 Герц. На частоте в 10 Герц амплитуда сигнала уменьшилась на 44 дБ, это видно в правом нижнем углу (out:-44)

Умножаем частоту на 10 (декада) и получаем вторую точку в 100 Герц. На частоте в 100 Герц наш сигнал уменьшился приблизительно на 24 дБ

Что еще измеряют в децибелах?

U_c — это эффективное значение напряжения сигнала, В

U_ш — эффективное значение напряжения шума, В

Чем выше значение сигнал/шум, тем более чистый звук обеспечивается аудиосистемой. Для музыкальной аппаратуры желательно, чтобы это отношение было не менее 75 дБ, а для Hi-Fi аппаратуры не менее 90 дБ. Не имеет значение физическая природа сигнала, важно, чтобы единицы были в одинаковых измерениях.

В качестве единицы логарифмического отношения двух одноимённых физических величин применяется также непер (Нп) — 1 Нп

0,8686 Б. В основе лежит не десятичный (lg), а натуральный (ln) логарифм отношений. В настоящее время используется редко.

Во многих случаях, удобно сравнивать между собой не произвольные величины, а одну величину относительно другой, названной условно опорной (нулевой, базовой).
В электротехнике, в качестве такой опорной или нулевой величины выбрано значение мощности равное 1 мВт выделяемое на резисторе сопротивлением 600 Ом.
В этом случае, базовыми значениями при сравнении напряжений или токов станут величины 0.775 В или 1.29 мА.

Для звуковой мощности такой базовой величиной является 20 микроПаскаль (0 дБ), а порог +130 дБ считается болевым для человека:

Более подробно об этом написано в Википедии по этой ссылке.

Для случаев когда в качестве базовых значений используются те или иные конкретные величины, придуманы даже специальные обозначения единиц измерений:

dbW (дБВт) — здесь отсчет идет относительно 1 Ватта (Вт). Например, пусть уровень мощности составил +20 дБВт. Это значит что мощность увеличилась в 100 раз, то есть на 100 Вт.

dBm (дБм) — здесь у нас отсчет уже идет относительно 1 милливатта (мВт). Например, уровень мощности в +30дБм будет соответственно равен 1 Вт. Не забываем, что это у нас энергетические децибелы, поэтому для них будет справедлива формула

Следующие характеристики — это уже амплитудные децибелы. Для них будет справедлива формула

dBV (дБВ) — как вы догадались, опорное напряжение 1 Вольт. Например, +20дБВ даст — это 10 Вольт

От дБВ также вытекают другие виды децибелов с разными приставками:

dBmV (дБмВ) — опорный уровень 1 милливольт.

dBuV (дБмкВ) — опорное напряжение 1 микровольт.

Здесь я привел наиболее употребимые специальные виды децибелов в электронике.

Децибелы используются и в других отраслях, где они также показывают отношение каких-либо двух измеряемых величин в логарифмическом масштабе.

Также на YouTube есть интересное видео о децибелах.

Источник

Децибел

В Международной системе количеств децибел определяется как единица измерения величин типа уровня или разности уровней, которые определяются как логарифм отношения величин типа степени или корня степени. [6]

Содержание

История [ править ]

Децибел возник из методов, используемых для количественной оценки потерь сигнала в телеграфных и телефонных сетях. Первоначально единицей измерения потерь были Мили стандартного кабеля (MSC). 1 MSC соответствовал потере мощности на длине 1 мили (приблизительно 1,6 км) стандартного телефонного кабеля с частотой 5000 радиан в секунду (795,8 Гц) и близко соответствует наименьшему ослаблению, обнаруживаемому средним слушателем. Под стандартным телефонным кабелем подразумевается «кабель, имеющий равномерно распределенное сопротивление 88 Ом на петлевую милю и равномерно распределенную шунтирующую емкость 0,054 микрофарад на милю» (примерно соответствует проводу 19 калибра ). [7]

Именование и раннее определение децибела описано в Ежегоднике NBS Standard за 1931 год: [12]

С первых дней существования телефона была признана необходимость в устройстве для измерения эффективности передачи телефонных средств. Внедрение кабеля в 1896 году обеспечило прочную основу для удобного устройства, и вскоре после этого «миля стандартного» кабеля стала широко использоваться. Это устройство использовалось до 1923 года, когда было принято новое устройство, более подходящее для современной телефонной работы. Новое устройство передачи широко используется среди иностранных телефонных организаций, и недавно оно было названо «децибелом» по предложению Международного консультативного комитета по междугородной телефонии.

В 1954 году Дж. У. Хортон утверждал, что использование децибела в качестве единицы для величин, отличных от потерь передачи, привело к путанице, и предложил название логит для «стандартных величин, которые складываются путем умножения», чтобы контрастировать с названием единицы для «стандартных величин». которые комбинируются сложением ». [13] [ требуется пояснение ]

Определение [ править ]

ISO 80000-3 описывает определения количеств и единиц пространства и времени.

Следовательно, бел представляет собой логарифм отношения между двумя величинами мощности 10: 1 или логарифм отношения между двумя величинами корня мощности √ 10 : 1. [17]

Величины мощности [ править ]

Преобразование приведенного выше уравнения дает следующую формулу для P через P ₀ и L _P :

Корневые (полевые) величины [ править ]

Обращаясь к измерениям величин степени корня, обычно принимают во внимание отношение квадратов F (измеренное) и F ₀ (эталонное). Это связано с тем, что определения были первоначально сформулированы так, чтобы дать одно и то же значение для относительных соотношений как для степенных, так и для корневых величин. Таким образом, используется следующее определение:

Формулу можно изменить, чтобы получить

Взаимосвязь между уровнем власти и корневым уровнем [ править ]

Несмотря на то, что мощность и основная мощность являются разными величинами, их соответствующие уровни исторически измеряются в одних и тех же единицах, обычно в децибелах. Коэффициент 2 вводится, чтобы изменения соответствующих уровней совпадали в ограниченных условиях, например, когда среда является линейной и рассматривается одна и та же форма волны с изменениями амплитуды, или когда сопротивление среды является линейным и не зависит как от частоты, так и от времени. Это зависит от отношений

P ( t ) P 0 = ( F ( t ) F 0 ) 2 <\displaystyle <\frac>>=\left(<\frac >>\right)^<2>>

держа. [23] В нелинейной системе это соотношение не выполняется по определению линейности. Однако даже в линейной системе, в которой количество мощности является произведением двух линейно связанных величин (например, напряжения и тока ), если импеданс зависит от частоты или времени, это соотношение, как правило, не выполняется, например, если энергетический спектр формы волны меняется.

Для различий в уровнях требуемое соотношение ослабляется от приведенного выше до отношения пропорциональности (т. Е. Контрольные величины P ₀ и F ₀ не обязательно связаны), или, что эквивалентно,

P 2 P 1 = ( F 2 F 1 ) 2 <\displaystyle <\frac >>>=\left(<\frac >>>\right)^<2>>

Конверсии [ править ]

Поскольку разности логарифмов, измеренные в этих единицах, часто представляют собой отношения мощностей и отношения корневой мощности, значения для обоих значений показаны ниже. Бел традиционно используется как единица логарифмического отношения мощности, а непер используется для логарифмического отношения корня к мощности (амплитуде).

Преобразование между единицами измерения уровня и списком соответствующих соотношений

Единица измерения	В децибелах	В поясах	В неперсе	Коэффициент мощности	Соотношение корневой мощности
1 дБ	1 дБ	0,1 млрд	0,115 13 Np	10 1 / 10 ≈ 1,258 93	10 1 / 20 ≈ 1,122 02
1 нп	8,685 89 дБ	0,868 589 В	1 нп	e 2 ≈ 7,389 06	е ≈ 2,718 28
1 млрд	10 дБ	1 млрд	1.151 3 Np	10	10 1 / 2 ≈ 3,162 28

Примеры [ править ]

Свойства [ править ]

Децибел полезен для представления больших отношений и для упрощения представления умноженных эффектов, таких как затухание от нескольких источников в цепи сигнала. Его применение в системах с аддитивными эффектами менее интуитивно понятно.

Сообщение о больших коэффициентах [ править ]

Представление операций умножения [ править ]

Однако, по словам его критиков, децибел создает путаницу, затемняет рассуждения, больше связан с эпохой логарифмических линейок, чем с современной цифровой обработкой, и является громоздким и трудным для интерпретации. [24] [25]

Представление операций сложения [ править ]

Согласно Митчке, [26] «Преимущество использования логарифмической меры состоит в том, что в цепи передачи много элементов сцеплены, и каждый имеет свое собственное усиление или затухание. Для получения итогового значения гораздо удобнее сложить значения децибел. чем умножение отдельных факторов «. Однако по той же причине, по которой люди преуспевают в аддитивных операциях по сравнению с умножением, децибелы неудобны в аддитивных операциях: [27] «если две машины по отдельности производят звуковое давлениеуровень, скажем, 90 дБ в определенный момент, тогда, когда оба работают вместе, мы должны ожидать, что общий уровень звукового давления увеличится до 93 дБ, но уж точно не до 180 дБ! «;» предположим, что шум от машины измеренный (включая вклад фонового шума) составил 87 дБА, но когда машина выключена, только фоновый шум измеряется как 83 дБА. [. ] машинный шум [уровень (только)] может быть получен путем «вычитания» фонового шума 83 дБА из комбинированного уровня 87 дБА; т. е. 84,8 дБА. «;», чтобы найти репрезентативное значение уровня звука в комнате, выполняется ряд измерений в разных точках комнаты, и вычисляется среднее значение. [. ] Сравните логарифмические и средние арифметические [. ] 70 дБ и 90 дБ:логарифмическое среднее= 87 дБ; Среднее арифметическое = 80 дБ «.

Использует [ редактировать ]

Восприятие [ править ]

Человеческое восприятие интенсивности звука и света больше приближается к логарифму интенсивности, а не к линейной зависимости (см. Закон Вебера – Фехнера ), что делает шкалу дБ полезным показателем. [31] [32] [33] [34] [35] [36]

Акустика [ править ]

Использование децибел в подводной акустике приводит к путанице, отчасти из-за этой разницы в эталонных значениях. [38]

Поскольку человеческое ухо не одинаково чувствительно ко всем звуковым частотам, спектр акустической мощности модифицируется посредством частотного взвешивания ( A-взвешивание является наиболее распространенным стандартом), чтобы получить взвешенную акустическую мощность перед преобразованием в уровень звука или уровень шума в децибелах. [40]

Телефония [ править ]

Электроника [ править ]

Оптика [ править ]

Видео и цифровые изображения [ править ]

В связи с видео- и цифровыми датчиками изображения децибелы обычно представляют собой отношения видеонапряжений или оцифрованных интенсивностей света с использованием 20 логарифмов отношения, даже когда представленная интенсивность (оптическая мощность) прямо пропорциональна напряжению, генерируемому датчиком, а не его квадрат, как в ПЗС-сканере, где напряжение отклика линейно по интенсивности. [43] Таким образом, отношение сигнал / шум камеры или динамический диапазон, указанный как 40 дБ, представляет собой соотношение 100: 1 между интенсивностью оптического сигнала и оптически эквивалентной интенсивностью темнового шума, а не отношение интенсивности (мощности) 10 000: 1. как можно предположить на уровне 40 дБ. [44] Иногда определение 20 логарифмического отношения применяется непосредственно к счетам электронов или фотонов, которые пропорциональны амплитуде сигнала датчика без необходимости учитывать, является ли реакция напряжения на интенсивность линейной. [45]

Однако, как упоминалось выше, в физической оптике, включая волоконную оптику, в более общем плане преобладает 10 логарифмических норм интенсивности, поэтому терминология между соглашениями цифровой фотографической технологии и физикой может стать нечеткой. Чаще всего величины, называемые «динамический диапазон» или «отношение сигнал / шум» (камеры), указываются в 20 log дБ, но в связанных контекстах (например, затухание, усиление, SNR усилителя или коэффициент подавления) следует использовать термин следует интерпретировать с осторожностью, так как смешение двух единиц может привести к очень серьезному недопониманию значения.

Суффиксы и справочные значения [ править ]

Суффиксы обычно присоединены к основному блоку дБ для указания опорного значения, с помощью которого вычисляется отношение. Например, дБм означает измерение мощности относительно 1 милливатта.

В тех случаях, когда указывается единичное значение эталона, значение в децибелах называется «абсолютным». Если единичное значение эталона не указано явно, как, например, усиление усилителя в дБ, то значение в децибелах считается относительным.

Напряжение [ править ]

Поскольку децибел определяется по мощности, а не по амплитуде, при преобразовании отношений напряжения в децибелы необходимо возводить в квадрат амплитуду или использовать коэффициент 20 вместо 10, как обсуждалось выше.

Акустика [ править ]

Вероятно, наиболее распространенным использованием «децибел» в отношении уровня звука является дБ SPL, уровень звукового давления, относящийся к номинальному порогу человеческого слуха: [51] Меры давления (величина коренной мощности) используют коэффициент 20, а измерения мощности (например, дБ SIL и дБ SWL) используют коэффициент 10.

Аудио электроника [ править ]

См. Также dBV и dBu выше.

Радар [ править ]

Мощность радио, энергия и напряженность поля [ править ]

Антенные измерения [ править ]

Другие измерения [ править ]

Список суффиксов в алфавитном порядке [ править ]

Суффиксы без пунктуации [ править ]

Суффиксы, которым предшествует пробел [ править ]

Суффиксы в круглых скобках [ править ]

Другие суффиксы [ править ]

Связанные блоки [ править ]

Дроби [ править ]

Источник