Главная страница     Новости     Цены     Скачать     О сайте     Контакты     Документация     Программы     Музей     Ссылки     Форум  
 
English version  
Литература по телекоммуникациям
 

Что же такое децибел ?

При измерения параметров различной радиоаппаратуры(систем телефонии в частности) трудно представить себе ситуации, в которых Вам недостаточно основных единиц мощности, силы тока и напряжения. Ватт, Ампер и Вольт должны удовлетворить всех и везде. Было бы желание. Хуже, если ситуация вынуждает Вас использовать внесистемные единицы; тогда приходится разбираться, иногда даже напрягать мозговые извилины.

В свое время (давно, однако) была введена очередная единица под названием "Бел" - в честь американского ученого A.G. Bell, (1847-1922гг). Бел [Б] - единица логарифмической величины, служащая для измерения разности уровней одноименных энергетических (мощность, энергия и т.п.) или силовых (напряжение, сила тока и т.п.) величин. Из-за крупности единица "Бел" не нашла широкого применения, а вот её десятая доля (0.1 Б) прочно заняла своё место в практике измерений. Как известно, для десятой доли используется приставка Деци-, поэтому дольную единицу звали ДЕЦИБЕЛ [дБ ][dB]. Далее нам потребуется знание элементарной математики. Кто помнит о логарифмах, может пропустить этот абзац. Десятичный логарифм числа N - это показатель степени X, в которую нужно возвести число 10, чтобы получить число N(10^X=N или lgN=X). Свойства логарифмов:

  1. lg(A*B)=lgA+lgB
  2. lg(A/B)=lgA-lgB
  3. lg(A^m)=m*lgA

Например, дана величина разности мощности равная 1 Бел. Это значит, что Dp=lgP2-lgP1=1 [Б] или lg(P2/P1)=1 или P2/P1=10^1=10, т.е. мощности различаются в 10 раз. Децибел требует больше математики, чем Бел, т.к. для вычисления её как единицы необходимо логарифм умножать на 10:

Dp=10 lg (P2/P1) [дБ] или [dB]

Не трудно подсчитать, что изменение мощности (P2/P1) в 1.25893... раза составит 1 [дБ]. На практике проще измерить напряжение или силу тока, тогда выражение приобретает вид(после подстановки мощности в этих величинах через закон Ома):

Du=10 lg(U2^2/U1^2)=10 lg(U2/U1)^2=10*2lg(U2/U1)=20lg(U2/U1) [дБ]
Di= 20 lg(I2/I1) [дБ]

Приращение напряжения (или силы тока) в 1.122 раза составляет также 1 [дБ]. В децибелах выражают также конкретные значения мощности, напряжения, силы тока и т.п., приняв условно за нулевой (начальный, исходный, reference) уровень какое-либо определенное значение. Чаще всего выбирают мощность P0=0.001 [Вт]=1 [мВт], рассеиваемую на сопротивлении 600 [Ом], тогда мощности 1мВт соответствует напряжение U0=0.775 [В] и ток I0=1.29 [мА]. Такую единицу называют Децибел-милливаттом и обозначают [дБм]или [дБ(мВт)],[dBm]. В этом случае единицу вычисляют по формуле:

Dp0=10 lg(P/P0)=10lgP- 10lgP0=10lgP-10lg0.001=10lgP+30 [дБм].
Du0=20 lg(U/U0)=20lg(U/0.775) [дБм]
Di0=20 lg(I/0.00129) [дБм]

В некоторых случаях можно встретить другие спецДецибелы, которые используют нулевой уровень 6 мВт или 12.5 мВт на сопротивлении 500 Ом, а в акустике за нулевой уровень принимают пороговую величину интенсивности, обнаруживаемую человеческим ухом (I0=10E-12 [Вт/м^2]. Очевидно, что перевод децибел в другие единицы возможен только в том случае, если известно по какой формуле они вычислены. В настоящее время рекомендуется употреблять Децибел только для измерения уровня мощности, при этом для конкретности в скобках ставить нулевой (reference) уровень, например, Dp = 5 [дБ(re 1 мВт)] соответствует мощности P= 10^(5/10)/1=3.162 [мВт].


Разъяснение подготовил к.т.н. В.А. Ваваев на основе статьи из словаря - справочника В.М. Деньгуб и В.Г. Смирнов "Единицы величин", М., Издательство стандартов, 1990г., стр.42


  Рейтинг@Mail.ru  
  Copyright © Андрей Ваваев 1998-2008, тел. (905)722-8188 Webdesign © D-Studio Design 2003