Sisältö
Bell Labs määritteli alun perin decibeliyksikön standardimenetelmäksi virtapiirien tehonhäviöiden ja vahvistimien vahvistuksen suhteen. Sitä on sittemmin laajennettu moniin tekniikan aloihin, erityisesti akustiikkaan. Decibeli kuvaa fyysisen määrän voimakkuuden tai intensiteetin suhteena vertailutasoon tai toiseen määrään. Decibeli on hyödyllinen, koska suurta arvoalueita hallitaan pienellä decibelilukualueella. Nämä suhteet voidaan ilmaista myös prosentteina, jotta saadaan indikaattori tehon muutoksen asteikosta tietyllä muutoksella desibeleissä.
Decibelitason laskeminen riippuu mitattavan fyysisen määrän tyypistä. Jos mitat tehotasoja, kuten akustista energiaa tai valon voimakkuutta, detsibellitasot (LdB) ovat verrannollisia tehon (P) ja referenssitason (Pref) suhteen logaritmiin (kanta 10). Tässä tapauksessa desibeli määritetään seuraavasti:
LdB = 10 log (P / Pref): Huomaa, että logaritmi kerrotaan 10: llä vastaukseksi dB.
Mitattaessa kenttäamplitudia, kuten ääni- tai jännitetasoja, teho mitataan sitten verrannollisena amplitudin neliöön. Joten desibelin lisäys on silloin logaritmi amplitudin (A) neliön suhteesta vertailutasoon (Aref). Tähän luokkaan kuuluvat useimmat desibelin päivittäiset käytöt.
Ldb = 10 loki (A ^ 2 / Aref ^ 2)
Koska loki (A ^ 2) = 2 loki (A), tämä yksinkertaistuu:
Ldb = 20 loki (A / Aref)
Kaikilla desibelimittauksilla on oltava vertailutaso. Jos kaiuttimen äänenpainetasoja mitataan, niin vertailukohtana on yleensä ihmisen äänen herkkyyden raja, joka ilmaistaan äänenpainetasona 20 mikropaskaalia (0,02 mPa). Tämän tason äänen mittaus on 0 dB. Äänellä, jonka taso on kahdesti, dB-mittaus on:
20 log (0,04 / 0,02) = 20 log 2 = 6,0 dB
Jos mittaat äänenvoimakkuutta, joka on koko äänilähteen käytettävissä oleva teho, mukaan lukien heijastunut ja lähetetty ääni, dB: n lisäys on:
10 log (0,04 / 0,02) = 3,0 dB
Tämä on myös vahvistimen tarvitsema teho, jos kaiuttimilla on lineaarinen vaste. Tehon lisäys kertoimella 4 antaa 6 dB: n lisäyksen, lisäys kertoimella 10 antaa 10 dB: n lisäyksen.
Laske prosentuaalinen nousu dB-tehonlisäyksestä ratkaisemalla ensin decibelikaava tehojen suhteelle.
L = 10 log (P / Pref), L mitataan dB: nä
L / 10 = loki (P / Pref)
P / Pref = 10 ^ (L / 10)
Prosenttimuutos olisi tällöin (P-Pref) (100%) / Pref = 10 ^ (L / 10). Jos P: n arvo on paljon suurempi kuin Pref, niin tämä yksinkertaistuu suunnilleen:
prosenttimuutos = 100% * 10 ^ (L / 10); jossa L on dB.
