DESİBEL NEDİR?
Evrensel logaritmik birimler desibel Ülkemizde ve yurtdışında çeşitli ses ve video cihazlarının parametrelerinin nicel tahminlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektronikte, özellikle kablolu iletişimde, bilgi kaydetme ve çoğaltma teknolojisinde desibel evrensel bir ölçüdür.
Desibel fiziksel bir nicelik değil, matematiksel bir kavramdır
Elektroakustikte, desibel aslında farklı seviyeleri karakterize etmek için tek birimdir - ses yoğunluğu, ses basıncı, ses yüksekliği ve ayrıca gürültüyle başa çıkma araçlarının etkinliğini değerlendirmek için.
Desibel, günlük pratikte karşılaşmamız gerekenlerin hiçbirine benzemeyen belirli bir ölçü birimidir. Desibel, SI sisteminde resmi bir birim değildir, ancak Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nın kararına göre, SI ile birlikte kısıtlama olmaksızın kullanılabilir ve Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Odası dahil edilmesini tavsiye eder. bu sistemde.
Desibel fiziksel bir nicelik değil, matematiksel bir kavramdır.
Bu açıdan desibellerin yüzdelerle bazı benzerlikleri vardır. Yüzdeler gibi, desibeller boyutsuzdur ve doğası ne olursa olsun, prensipte çok farklı olan aynı ada sahip iki değeri karşılaştırmaya hizmet eder. "Desibel" teriminin her zaman yalnızca enerji miktarlarıyla, çoğunlukla güçle ve bazı çekincelerle voltaj ve akımla ilişkili olduğuna dikkat edilmelidir.
Bir desibel (Rusça atama - dB, uluslararası atama - dB) daha büyük bir birimin onda biridir - bela 1.
Bel iki gücün oranının ondalık logaritmasıdır. İki güç biliniyorsa r 1 ve r 2 , daha sonra bel cinsinden ifade edilen oranları aşağıdaki formülle belirlenir:
Karşılaştırılan güçlerin fiziksel doğası herhangi biri olabilir - elektrik, elektromanyetik, akustik, mekanik - sadece her iki değerin de aynı birimlerde ifade edilmesi önemlidir - watt, miliwatt, vb.
Logaritmanın ne olduğunu kısaca hatırlayalım. Hem tam hem de kesirli herhangi bir pozitif 2 sayı, belirli bir dereceye kadar başka bir sayı ile temsil edilebilir.
Örneğin, eğer 10 2 = 100 ise, 10'a logaritmanın tabanı denir ve 2 sayısı - 100'ün logaritması olarak adlandırılır ve log 10 100 = 2 veya lg 100 = 2'yi gösterir (şu şekilde okuyun: "logaritma on tabanında yüzün sayısı ikidir").
Taban 10 logaritmalarına ondalık logaritma denir ve en yaygın olarak kullanılır. 10 ile bölünebilen sayılar için, bu logaritma sayısal olarak birim başına sıfır sayısına eşittir ve diğer sayılar için bir hesap makinesinde hesaplanır veya logaritma tablolarından bulunur.
Tabanı e = 2.718 olan logaritmalara doğal denir. Hesaplamada, 2 tabanlı logaritmalar yaygın olarak kullanılır.
Logaritmaların temel özellikleri:
Elbette bu özellikler ondalık ve doğal logaritmalar için de geçerlidir. Sayıları temsil etmenin logaritmik yolu genellikle çok uygundur, çünkü çarpma ile toplama, bölme ile çıkarma, çarpma ile bir kuvvete yükseltme ve bölme ile bir kök çıkarma ile değiştirmenize izin verir.
Pratikte, bel çok büyük olduğu ortaya çıktı, örneğin, 100 ila 1000 aralığındaki herhangi bir güç oranı bir bel - 2 B ila 3 B arasında sığıyor. Bu nedenle, daha fazla netlik için, gösteren sayıyı çarpmaya karar verdik. bel sayısını 10'a kadar sayın ve ortaya çıkan ürün göstergesini desibel cinsinden sayın, yani örneğin, 2 B = 20 dB, 4,62 B = 46,2 dB, vb.
Genellikle, güç oranı, aşağıdaki formül kullanılarak hemen desibel cinsinden ifade edilir:
Desibel işlemleri logaritma işlemlerinden farklı değildir.
2 dB = 1 dB + 1 dB → 1.259 * 1.259 = 1.585;
3dB → 1.259 3 = 1.995;
4 dB → 2.512;
5 dB → 3.161;
6 dB → 3.981;
7 dB → 5.012;
8 dB → 6.310;
9 dB → 7.943;
10 dB → 10,00.
→ işareti “eşleşir” anlamına gelir.
Benzer şekilde, negatif desibeller için bir tablo oluşturabilirsiniz. Eksi 1 dB, güçteki düşüşü 1 / 0.794 = 1.259 kat, yani yaklaşık% 26 oranında karakterize eder.
Bunu hatırla:
⇒ Eğer r 2 = P 1 yani P 2 / P 1 = 1 , sonra n dB = 0 , Çünkü lg 1 = 0 .
⇒ Eğer P 2 > P ben , o zaman desibel sayısı pozitiftir.
⇒ Eğer r 2 < P 1 , daha sonra desibel negatif sayılarla ifade edilir.
Pozitif desibeller genellikle kazanç desibelleri olarak adlandırılır. Negatif desibeller genellikle enerji kayıplarını (filtrelerde, bölücülerde, uzun hatlarda) karakterize eder ve zayıflama veya kayıp desibel olarak adlandırılır.
Kazanç ve sönüm desibelleri arasında basit bir ilişki vardır: oranların zıt sayıları, farklı işaretlere sahip aynı sayıda desibele karşılık gelir. Örneğin, eğer ilişki r 2 /R 1 = 2 → 3 dB , sonra –3 dB → 1/2 , yani 1 / Sağ 2 /R 1 = P 1 /R 2
⇒ Eğer r 2 /R 1 onluk bir gücü temsil eder, yani r 2 /R 1 = 10 k , nerede k - herhangi bir tam sayı (pozitif veya negatif), ardından NdB = 10k , Çünkü lg 10 k = k .
⇒ Eğer r 2 veya r 1 sıfıra eşittir, o zaman için ifade NdB anlamını kaybeder.
Ve bir özellik daha: Güç oranlarına bağlı olarak desibel değerlerini belirleyen eğri önce hızla büyür, sonra büyümesi yavaşlar.
Bir güç oranına karşılık gelen desibel sayısını bilerek, başka bir yakın veya çoklu oran için yeniden hesaplamak mümkündür. Özellikle, 10 faktörü ile farklılık gösteren güç oranları için desibel sayısı 10 dB farklılık gösterir. Bu desibel özelliği iyi anlaşılmalı ve kesinlikle hatırlanmalıdır - tüm sistemin temellerinden biridir.
Desibel sisteminin avantajları şunları içerir:
⇒ çok yönlülük, yani çeşitli parametrelerin ve olayların değerlendirilmesinde kullanım imkanı;
⇒ dönüştürülen sayılardaki büyük farklar - birimden milyona kadar - ilk yüzün sayıları olarak desibel olarak gösterilir;
⇒ on'un katlarını temsil eden doğal sayılar desibel olarak on'un katları olarak ifade edilir;
⇒ karşılıklı sayılar desibel cinsinden eşit sayılarla ancak farklı işaretlerle ifade edilir;
⇒ hem soyut hem de adlandırılmış sayılar desibel cinsinden ifade edilebilir.
Desibel sisteminin dezavantajları şunları içerir:
⇒ düşük görünürlük: desibelleri iki sayının oranlarına dönüştürmek veya zıt eylemleri gerçekleştirmek için hesaplamalar gereklidir;
⇒ Güç oranları ve gerilim (veya akım) oranları farklı formüllere göre desibele dönüştürülür, bu da bazen hatalara ve karışıklığa yol açar;
⇒ desibel yalnızca sıfıra eşit olmayan bir düzeye göre ölçülebilir; mutlak sıfır, örneğin 0 W, 0 V, desibel cinsinden ifade edilmez.
Bir güç oranına karşılık gelen desibel sayısını bilerek, başka bir yakın veya çoklu oran için yeniden hesaplamak mümkündür. Özellikle, 10 faktörü ile farklılık gösteren güç oranları için desibel sayısı 10 dB farklılık gösterir. Desibelin bu özelliği iyi anlaşılmalı ve kesin olarak hatırlanmalıdır - tüm sistemin temellerinden biridir.
Ses ve radyo frekans aralıklarında elektrik gücünü doğrudan ölçmek için pahalı ve karmaşık enstrümanlar gerektiğinden, iki sinyali güçlerini karşılaştırarak karşılaştırmak her zaman uygun değildir. Uygulamada, ekipmanla çalışırken, yükte serbest bırakılan gücü değil, üzerindeki voltaj düşüşünü ve bazı durumlarda akan akımı ölçmek çok daha kolaydır.
Yükün voltajını veya akımını ve direncini bilerek gücü belirlemek kolaydır. Aynı direnç üzerinde ölçümler yapılırsa, o zaman:
Bu formüller pratikte çok sık kullanılır, ancak farklı yüklerde gerilimler veya akımlar ölçülürse, bu formüllerin çalışmadığını ve diğer, daha karmaşık bağımlılıkların kullanılması gerektiğini unutmayın.
Güç desibel tablosunu derlemek için kullanılan tekniği kullanarak, benzer şekilde voltaj ve akımların oranına eşit olan 1 dB'yi belirleyebilirsiniz. Pozitif desibel 1.122 ve negatif desibel 0.8913 olacaktır, yani. 1 dB voltaj veya akım, bu parametrenin başlangıç değerine göre yaklaşık %12 artmasını veya azalmasını karakterize eder.
Formüller, yük dirençlerinin aktif olduğu ve gerilimler veya akımlar arasında faz kayması olmadığı varsayımı altında türetilmiştir. Kesin olarak, genel durum dikkate alınmalı ve gerilimler (akımlar) ve yükler için sadece aktif değil, aynı zamanda reaktif bileşenler de dahil olmak üzere empedans için bir faz açısının varlığı dikkate alınmalıdır, ancak bu sadece yüksek frekanslarda önemlidir.
Pratikte sıkça karşılaşılan bazı desibel değerleri ve bunları karakterize eden güç ve gerilimlerin (akımlar) Tabloda verilen oranlarını hatırlamakta fayda var. 1.
Tablo 1. Güç ve voltajın sık desibel değerleri
Bu tabloyu ve logaritmaların özelliklerini kullanarak, logaritmaların hangi keyfi değerlerine karşılık geldiğini hesaplamak kolaydır. Örneğin 36 dB güç 30 + 3 + 3 olarak gösterilebilir, bu 1000 * 2 * 2 = 4000'e karşılık gelir. 36'yı 10 + 10 + 10 + 3 + 3 → 10 * 10 olarak temsil ederek aynı sonucu elde ederiz. * 10 * 2 * 2 = 4000.
DESİBELLERİN YÜZDELERLE KARŞILAŞTIRILMASI
Daha önce desibel kavramının yüzde ile bazı benzerlikleri olduğu belirtilmişti. Aslında, yüzde, geleneksel olarak yüzde yüz olarak alınan bir sayının diğerine oranı olduğundan, her iki sayının da güç, voltaj veya akımı karakterize etmesi koşuluyla, bu sayıların oranı desibel olarak da gösterilebilir. Güç oranı için:
Gerilim veya akım oranı için:
Desibelleri bir oranın yüzdelerine dönüştürmek için formüller de görüntüleyebilirsiniz:
Tablo 2, desibellerin en yaygın değerlerinden bazılarının oranların yüzdesi olarak çevirisidir. Şekil 2'deki nomogramda çeşitli ara değerler bulunabilir. 1.
Pirinç. 1. Desibellerin nomograma göre oranların yüzdelerine dönüştürülmesi
Tablo 2. Desibelleri yüzdelere dönüştürme
Yüzdelerin desibele dönüştürülmesini göstermek için iki pratik örneğe bakalım.
Örnek 1.%3'lük bir THD'ye karşılık gelen temel frekans sinyalinin düzeyine göre desibel cinsinden harmonik düzeyi nedir?
Şekil kullanalım. 1. %3'lük dikey çizginin "voltaj" grafiği ile kesiştiği noktadan dikey ekseni geçene kadar yatay bir çizgi çizin ve cevabı alalım: –31 dB.
Örnek 2. Gerilimdeki –6 dB'lik bir değişiklik, gerilim zayıflamasının yüzde kaçına karşılık gelir?
Cevap. Orijinal değerin %50'si.
Pratik hesaplamalarda, desibelin sayısal değerinin kesirli kısmı genellikle bir tam sayıya yuvarlanır, ancak hesaplama sonuçlarına ek bir hata eklenir.
RADYO ELEKTRONİKTE DESİBELLER
Elektronikte desibel kullanma tekniğini açıklayan birkaç örneği ele alalım.
Kabloda zayıflama
Hatlarda ve kablolarda birim uzunluk başına enerji kayıpları, eşit giriş ve çıkış hattı dirençleriyle desibel cinsinden belirlenen zayıflama katsayısı α ile karakterize edilir:
nerede sen 1 - hattın keyfi bir bölümündeki voltaj; sen 2 - başka bir bölümdeki voltaj, ilkinden bir uzunluk birimiyle aralıklı: 1 m, 1 km, vb. Örneğin, RK-75-4-14 tipindeki yüksek frekanslı bir kablo, frekansta α zayıflama katsayısına sahiptir. 100 MHz, = –0.13 dB / m, aynı frekansta kategori 5 bükümlü bir çift kablo –0.2 dB / m mertebesinde bir zayıflamaya sahiptir ve kategori 6 kablo için biraz daha azdır. Blendajsız bükümlü çift kablodaki sinyal zayıflama grafiği Şekil 2'de gösterilmektedir. 2.
Pirinç. 2. Blendajsız bükümlü çift kabloda sinyal zayıflama grafiği
Fiber optik kablolar, 1000 m kablo uzunluğu için 0,2 ila 3 dB aralığında önemli ölçüde daha düşük zayıflama değerlerine sahiptir.Tüm optik fiberler, üç "şeffaflık penceresi" 850 nm, 1300 nm ve dalga boyuna sahip karmaşık bir zayıflama bağımlılığına sahiptir. 1550 nm... "Şeffaflık penceresi", maksimum sinyal iletim aralığındaki en küçük kayıp anlamına gelir. Fiber optik kablolardaki sinyal zayıflama grafiği Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.
Pirinç. 3. Fiber optik kablolarda sinyal zayıflamasının grafiği
Örnek 3. RK-75-4-14 uzunluğunda bir kablonun çıkışındaki voltajın ne olacağını bulun ben = 50 m, girişine 100 MHz frekansında 8 V'luk bir voltaj uygulanırsa. Kablonun yük direnci ve karakteristik empedansı eşittir veya dedikleri gibi birbiriyle uyumludur.
Bir kablo parçasının neden olduğu zayıflamanın K = –0.13 dB / m * 50 m = –6.5 dB. Bu desibel değeri kabaca 0.47'lik bir voltaj oranına karşılık gelir. Bu, kablonun çıkış ucundaki voltajın sen 2 = 8V * 0.47 = 3.76V.
Bu örnek çok önemli bir noktayı göstermektedir: bir hattaki veya kablodaki kayıplar, uzunluk arttıkça son derece hızlı bir şekilde büyür. 1 km uzunluğundaki bir kablo parçası için zayıflama zaten –130 dB olacaktır, yani sinyal üç yüz binden fazla kez azaltılacaktır!
Zayıflama büyük ölçüde sinyallerin frekansına bağlıdır - ses frekans aralığında video aralığından çok daha az olacaktır, ancak logaritmik zayıflama yasası aynı olacaktır ve uzun bir hat uzunluğu ile zayıflama önemli olacaktır. .
Ses Amplifikatörleri
Kalite göstergelerini iyileştirmek için, genellikle ses yükselticilerine olumsuz geri bildirim verilir. Cihazın açık çevrim voltaj kazancı ise İLE ve geri bildirim ile işletim sistemine daha sonra geri besleme eylemi altında kazancın kaç kez değiştiğini gösteren sayıya denir. geribildirim derinliği ... Genellikle desibel cinsinden ifade edilir. Çalışan bir amplifikatörde, katsayılar İLE ve İLE işletim sistemi Amplifikatör açık bir geri besleme döngüsü ile uyarılmadığı sürece deneysel olarak belirlenir. Bir amplifikatör tasarlarken, önce hesaplayın İLE ve sonra değeri belirleyin işletim sistemine Aşağıdaki şekilde:
burada β geri besleme devresinin iletim katsayısıdır, yani geri besleme devresinin çıkışındaki voltajın girişindeki voltaja oranıdır.
Desibel cinsinden geri besleme derinliği aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
Stereo cihazlar, mono cihazlara kıyasla ek gereksinimleri karşılamalıdır. Surround ses efekti yalnızca iyi kanal ayrımı ile, yani bir kanaldan diğerine sinyal girişi olmadığında sağlanır. Pratik açıdan, bu gereklilik tam olarak karşılanamaz ve karşılıklı sinyal sızıntısı esas olarak her iki kanalda ortak olan düğümler aracılığıyla gerçekleşir. Kanal ayırma kalitesi, sözde ile karakterize edilir. karışma sönümleme a PZ Giriş sinyali yalnızca bir kanala uygulandığında, karışmanın desibel cinsinden bir ölçüsü, her iki kanalın çıkış güçlerinin oranıdır:
nerede r NS - çalışma kanalının maksimum çıkış gücü; r SV serbest kanal çıkış gücüdür.
İyi kanal ayrımı, 60-70 dB'lik bir karışmaya, mükemmel -90-100 dB'ye karşılık gelir.
Gürültü ve arka plan
Herhangi bir alıcı-yükseltici cihazın çıkışında, yararlı bir giriş sinyali olmasa bile, cihazın doğal gürültüsünden kaynaklanan alternatif bir voltaj algılanabilir. İçsel gürültüye neden olan nedenler hem harici olabilir - parazit, besleme voltajının zayıf filtrelenmesi nedeniyle ve radyo bileşenlerinin içsel gürültüsü nedeniyle dahili olabilir. Giriş devrelerinde ve ilk amplifikatör aşamasında ortaya çıkan gürültü ve parazit, sonraki tüm aşamalar tarafından yükseltildiklerinden en çok etkilenir. İçsel gürültü, alıcının veya amplifikatörün gerçek hassasiyetini düşürür.
Gürültü çeşitli şekillerde ölçülür.
En basiti, oluşumlarının nedeni ve yeri ne olursa olsun tüm gürültülerin girişe göre yeniden hesaplanmasıdır, yani çıkıştaki gürültü voltajı (bir giriş sinyalinin yokluğunda) kazanca bölünür:
Mikrovolt cinsinden ifade edilen bu voltaj, içsel gürültünün bir ölçüsüdür. Ancak, bir cihazı girişim açısından değerlendirmek için önemli olan gürültünün mutlak değeri değil, yararlı sinyal ile bu gürültü arasındaki orandır (sinyal-gürültü oranı), çünkü yararlı sinyal parazitin arka planından güvenilir bir şekilde ayırt edilmelidir. Sinyal-gürültü oranı genellikle desibel cinsinden ifade edilir:
nerede r ile birlikte - gürültü ile birlikte yararlı sinyalin belirtilen veya nominal çıkış gücü; r NS - yararlı sinyalin kaynağı kapalıyken gürültünün çıkış gücü; sen C - yük direnci boyunca sinyal ve gürültü voltajı; sen NS - aynı direnç boyunca gürültü voltajı. Yani sözde çıkıyor. "Ağırlıksız" sinyal-gürültü oranı.
Genellikle sinyal-gürültü oranı, bir ağırlık filtresi ("ağırlıklı") ile ölçülen ses ekipmanının parametrelerinde verilir. Filtre, bir kişinin işitmesinin farklı frekanslarda gürültüye karşı farklı hassasiyetini hesaba katmanıza olanak tanır. En yaygın olarak kullanılan filtre A tipidir, bu durumda atama genellikle "dBA" ("dBA") ölçü birimini gösterir. Filtre kullanımı genellikle ağırlıksız gürültüden daha iyi nicel sonuçlar verir (genellikle sinyal-gürültü oranı 6-9 dB daha yüksektir), bu nedenle (pazarlama nedenleriyle) ekipman üreticileri genellikle "ağırlıklı" değeri belirtir. Tartım filtreleri hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki Ses Ölçerler bölümüne bakın.
Açıktır ki, cihazın başarılı bir şekilde çalışması için, sinyal-gürültü oranı, cihazın amacına ve gereksinimlerine bağlı olarak, kabul edilebilir bir minimum değerden daha yüksek olmalıdır. Hi-Fi ekipmanı için bu parametre, Hi-End ekipmanı için en az 75 dB - en az 90 dB olmalıdır.
Bazen pratikte, yararlı sinyale göre gürültü seviyesini karakterize eden ters oranı kullanırlar. Gürültü seviyesi, sinyal-gürültü oranıyla aynı desibelde ifade edilir, ancak negatif bir işaretle.
Alıcı ve yükseltici ekipmanın açıklamalarında, arka plan voltajının bileşenlerinin belirli bir nominal güce karşılık gelen voltaja oranını desibel cinsinden karakterize eden arka plan seviyesi terimi bazen görünür. Arka plan bileşenleri, şebeke frekansının (50, 100, 150 ve 200 Hz) katlarıdır ve ölçüm sırasında bant geçiren filtreler kullanılarak toplam girişim voltajından izole edilir.
Bununla birlikte, sinyal-gürültü oranı, gürültünün hangi bölümünün doğrudan devre elemanlarından kaynaklandığını ve hangisinin tasarımdaki kusurların (alıcı, arka plan) bir sonucu olarak ortaya çıktığını yargılamaya izin vermez. Radyo bileşenlerinin gürültü özelliklerini değerlendirmek için konsept tanıtıldı gürültü faktörü ... Gürültü rakamı güç cinsinden derecelendirilir ve desibel olarak da ifade edilir. Bu parametre aşağıdaki gibi karakterize edilebilir. Cihazın girişinde (alıcı, amplifikatör), güce sahip faydalı bir sinyal varsa r ile birlikte ve gürültü gücü r NS , o zaman girişteki sinyal-gürültü oranı (R ile birlikte /R NS ) içinde Tutumu güçlendirdikten sonra (R ile birlikte /R NS ) dışarı daha az olacaktır, çünkü yükseltici aşamaların güçlendirilmiş içsel gürültüsü de giriş gürültüsüne eklenecektir.
Gürültü rakamı, desibel cinsinden ifade edilen orandır:
nerede İLE r güç kazancıdır.
Bu nedenle, gürültü rakamı, çıkış gürültü gücünün yükseltilmiş giriş gürültü gücüne oranını temsil eder.
Anlam Rsh.in hesaplama ile belirlenir; Psh.out ölçülmüş ve İLE r genellikle. hesaplamadan veya ölçümden sonra bilinir. Gürültü açısından ideal bir yükseltici, yalnızca yararlı sinyalleri yükseltmeli ve ek gürültü getirmemelidir. Denklemden aşağıdaki gibi, böyle bir amplifikatör için gürültü rakamı F NS = 0 dB .
Yükseltme cihazlarının ilk aşamalarında çalışması amaçlanan transistörler ve IC'ler için gürültü rakamı düzenlenir ve referans kitaplarında verilir.
Kendinden gürültü voltajı ayrıca birçok yükseltici cihazın bir başka önemli parametresini de belirler - dinamik aralık.
Dinamik aralık ve ayarlamalar
Dinamik aralık izin verilen sinyal-gürültü oranının hala sağlandığı, desibel cinsinden ifade edilen, bozulmamış maksimum çıkış gücünün minimum değerine oranıdır:
Gürültü tabanı ne kadar düşük ve bozulmamış çıkış gücü ne kadar yüksek olursa, dinamik aralık o kadar geniş olur.
Ses kaynaklarının dinamik aralığı - orkestra, ses, benzer şekilde belirlenir, sadece burada minimum ses gücü arka plan gürültüsü tarafından belirlenir. Cihazın giriş sinyalinin hem minimum hem de maksimum genliklerini bozulma olmadan iletebilmesi için dinamik aralığı, sinyalin dinamik aralığından daha az olmamalıdır. Giriş sinyalinin dinamik aralığının cihazın dinamik aralığını aştığı durumlarda yapay olarak sıkıştırılır. Bu, örneğin kayıt sırasında yapılır.
Manuel ses kontrolünün etkinliği, kontrolün iki uç konumunda kontrol edilir. İlk olarak, regülatör maksimum ses konumundayken, ses frekans yükselticisinin girişine 1 kHz'lik bir voltaj uygulanır, böylece amplifikatör çıkışında belirli bir belirli güce karşılık gelen bir voltaj oluşturulur. Daha sonra ses seviyesi kontrol düğmesi minimum ses seviyesine çevrilir ve amplifikatör girişindeki voltaj, çıkış voltajı tekrar başlangıç voltajına eşit olana kadar yükseltilir. Minimum ses seviyesindeki giriş voltajının maksimum ses seviyesindeki giriş voltajına oranı, desibel olarak ifade edilir ve ses kontrolünün nasıl çalıştığının bir göstergesidir.
Verilen örnekler, radyo-elektronik cihazların parametrelerinin tahmininde desibellerin uygulanmasının pratik örnekleri olmaktan uzaktır. Bu birimlerin uygulanmasına ilişkin genel kuralları bilerek, burada ele alınmayan diğer koşullarda nasıl kullanıldığını anlayabiliriz. Desibel cinsinden tanımlanan bilinmeyen bir terimle karşılaşan kişi, hangi iki niceliğin karşılık geldiği oranını açıkça hayal etmelidir. Bazı durumlarda, bu, tanımın kendisinden açıktır, diğer durumlarda, bileşenler arasındaki ilişki daha karmaşıktır ve net bir netlik olmadığında, ciddi hatalardan kaçınmak için ölçüm prosedürünün tanımına başvurulmalıdır.
Desibellerle çalışırken, her bir özel duruma karşılık gelen birimlerin - güç veya voltaj - oranına, yani logaritma işaretinden önce hangi katsayının - 10 veya 20 - gelmesi gerektiğine her zaman dikkat edilmelidir.
LOGARİTMİK ÖLÇEK
Desibeller de dahil olmak üzere logaritmik sistem, genellikle genlik-frekans özellikleri (AFC) - çeşitli cihazların (amplifikatörler, bölücüler, filtreler) transfer katsayısının dış etkilerin frekansına bağımlılığını gösteren eğriler oluşturulurken kullanılır. Bir frekans yanıtı oluşturmak için, farklı frekanslarda sabit bir giriş voltajındaki çıkış voltajını veya gücü karakterize eden bir dizi nokta, hesaplama veya deneyle belirlenir. Bu noktaları birleştiren düzgün eğri, cihazın veya sistemin frekans özelliklerini karakterize eder.
Sayısal değerler, frekans ekseni boyunca doğrusal bir ölçekte, yani gerçek değerleriyle orantılı olarak çizilirse, böyle bir frekans yanıtı kullanım için elverişsiz olacaktır ve açık olmayacaktır: daha düşük frekanslar bölgesinde, sıkıştırılır ve daha yüksek frekanslar bölgesinde gerilir.
Frekans özellikleri genellikle logaritmik ölçekte çizilir. Frekans ekseninde, işe uygun bir ölçekte, frekansın kendisiyle orantılı olmayan değerler çizilir. F ve logaritma lgf / f Ö , nerede F Ö - orijine karşılık gelen frekans. Değerler eksen işaretlerine göre etiketlenir F ... Logaritmik frekans yanıtı oluşturmak için özel bir logaritmik grafik kağıdı kullanılır.
Teorik hesaplamalar yaparken genellikle frekanstan fazlasını kullanırlar. F , ve değer ω = 2πf buna dairesel frekans denir.
Sıklık F Ö orijine karşılık gelen , keyfi olarak küçük olabilir, ancak sıfıra eşit olamaz.
Dikey eksende, farklı frekanslardaki iletim katsayılarının maksimum veya ortalama değerine oranları desibel veya bağıl sayılarla çizilir.
Logaritmik ölçek, eksenin küçük bir bölümünde geniş bir frekans aralığının görüntülenmesine izin verir. Böyle bir eksende, iki frekansın eşit oranları, eşit uzunluktaki bölümlere karşılık gelir. Frekanstaki on kat artışı karakterize eden aralığa denir. on yıl ; frekans oranının iki katı karşılık gelir oktav (bu terim müzik teorisinden ödünç alınmıştır).
Kesim frekansları ile frekans aralığı F H ve F V onlarca yıl boyunca bir şerit kaplar F B / F H = 10m , nerede m - onlarca yıl ve oktav sayısı 2 n , nerede n - oktav sayısı.
Bir oktavın bant genişliği çok genişse, frekans oranı yarım oktav veya bir oktavın üçte biri kadar daha düşük olan aralıklar kullanılabilir.
Bir oktavın (yarım oktav) ortalama frekansı, oktavın alt ve üst frekanslarının aritmetik ortalamasına eşit değildir, ancak şuna eşittir: 0.707 f V .
Bu şekilde bulunan frekanslara rms denir.
İki bitişik oktav için orta frekanslar da oktavlar oluşturur. Bu özelliği kullanarak, bir ve aynı logaritmik frekans serisi, istenirse oktav sınırları veya ortalama frekansları olarak kabul edilebilir.
Logaritmik formlarda, merkez frekansı oktav serisini ikiye böler.
Logaritmik bir ölçekte frekans ekseninde, bir oktavın her üçte biri için, her biri bir oktavın üçte biri uzunluğunda eşit eksen parçaları vardır.
Elektroakustik ekipmanı test ederken ve akustik ölçümler yaparken, tercih edilen bir dizi frekansın kullanılması tavsiye edilir. Bu serinin frekansları, paydası 1.122 olan geometrik bir ilerlemenin üyeleridir. Kolaylık sağlamak için, bazı frekanslar ± %1 içinde yuvarlanmıştır.
Önerilen frekanslar arasındaki aralık, bir oktavın altıda biridir. Bu tesadüfen yapılmadı: seri, farklı ölçüm türleri için yeterince büyük bir frekans seti içerir ve 1/3, 1/2 aralıklarla ve tam bir oktav olan frekans dizilerini alır.
Ve bir dizi tercih edilen frekansın bir önemli özelliği daha. Bazı durumlarda, ana frekans aralığı olarak bir oktav değil, on yıl kullanılır. Bu nedenle, tercih edilen frekans aralığı, ikili (oktav) ve ondalık (on yıl) olarak eşit olarak kabul edilebilir.
Tercih edilen frekans aralığının oluşturulduğu ilerlemenin paydası sayısal olarak 1 dB gerilime veya 1/2 dB güce eşittir.
İSİMLİ SAYILARIN DESİBEL İLE GÖSTERİLMESİ
Şimdiye kadar hem bölenin hem de logaritmanın işareti altındaki bölenin keyfi bir değere sahip olduğunu varsaydık ve desibel dönüşümünü gerçekleştirmek için mutlak değerlerden bağımsız olarak sadece oranlarını bilmek önemlidir.
Desibel cinsinden, belirli güç değerlerinin yanı sıra voltaj ve akımları da ifade edebilirsiniz. Daha önce ele alınan formüllerde logaritmanın işareti altındaki terimlerden birinin değeri verildiğinde, oranın ikinci terimi ile desibel sayısı birbirini tek olarak belirleyecektir. Bu nedenle, koşullu karşılaştırma seviyesi olarak herhangi bir referans gücü (voltaj, akım) ayarlarsanız, onunla karşılaştırılan başka bir güç (voltaj, akım) kesin olarak tanımlanmış bir desibel sayısına karşılık gelir. Bu durumda, koşullu karşılaştırma seviyesinin gücüne eşit bir güç, sıfır desibele karşılık gelir, çünkü n P = 0 R 2 = P 1 bu nedenle bu seviye genellikle sıfır olarak adlandırılır. Açıkçası, farklı sıfır seviyelerinde, aynı spesifik güç (voltaj, akım) farklı desibellerde ifade edilecektir.
nerede r desibele dönüştürülecek güçtür ve r 0 - sıfır güç seviyesi. Miktar r 0 paydaya konur, güç ise pozitif desibel olarak ifade edilir P> P 0 .
Karşılaştırmanın yapıldığı koşullu güç seviyesi prensipte herhangi bir şey olabilir, ancak herkes pratik kullanım için uygun olmaz. Çoğu zaman, sıfır seviyesi olarak 1 mW'lık bir güç seçilir ve 600 ohm'luk bir direnç tarafından dağıtılır. Bu parametrelerin seçimi tarihsel olarak gerçekleşti: başlangıçta, telefon iletişim teknolojisinde bir ölçüm birimi olarak desibel ortaya çıktı. Havai iki telli bakır hatların karakteristik empedansı 600 ohm'a yakındır ve uyumlu bir yük empedansında yüksek kaliteli bir karbon telefon mikrofonu tarafından amplifikasyon olmadan 1 mW'lık bir güç geliştirilmiştir.
durum için r 0 = 1 mW = 10 –3 B: P r = 10 lgP + 30
Sunulan parametrenin desibellerinin belirli bir seviyeye göre bildirildiği gerçeği, "seviye" terimi ile vurgulanmaktadır: gürültü seviyesi, güç seviyesi, ses seviyesi
Bu formülü kullanarak, 1 mW'lık sıfır seviyesine göre, 1 W'ın gücünün 30 dB, 1 kW'ın 60 dB olarak tanımlandığını ve 1 MW'nin 90 dB olduğunu, yani neredeyse tüm güçlerin olduğunu bulmak kolaydır. tanışmanız gereken ilk yüz desibel içine düşer. 1 mW altındaki güçler negatif desibel olarak ifade edilecektir.
1 mW'a göre belirtilen desibellere desibel-miliwatt denir ve dBm veya dBm olarak gösterilir. Sıfır seviyeleri için en yaygın değerler Tablo 3'te özetlenmiştir.
Benzer şekilde, voltajları ve akımları desibel cinsinden ifade etmek için formüller sunabilirsiniz:
nerede sen ve ben - dönüştürülecek voltaj veya akım, bir sen 0 ve ben 0 - bu parametrelerin sıfır seviyeleri.
Sunulan parametrenin desibellerinin belirli bir seviyeye göre bildirildiği gerçeği, “seviye” terimi ile vurgulanmaktadır: gürültü seviyesi, güç seviyesi, ses seviyesi.
Mikrofon hassasiyeti yani, elektrik çıkışının diyaframa etki eden ses basıncına oranı, bir mikrofon tarafından nominal yük empedansında sağlanan gücün standart bir sıfır güç seviyesiyle karşılaştırılmasıyla genellikle desibel cinsinden ifade edilir. P 0 = 1 mW ... Bu mikrofon parametresinin adı standart mikrofon hassasiyeti ... Tipik test koşulları, 1 kHz frekansında 1 Pa ses basıncı, dinamik bir mikrofon için yük direnci - 250 Ohm olarak kabul edilir.
Tablo 3. Adlandırılmış sayıları ölçmek için sıfır seviyeleri
| atama | Açıklama | |
| Uluslararası | Rusça | |
| dBc | dBc | referans, spektrumdaki taşıyıcı veya temel harmoniğin seviyesidir; örneğin, “bozulma –60 dBc'dir”. |
| dBu | dBu | 600 ohm'luk bir yükte 1 mW'lik bir güce karşılık gelen 0,775 V'luk bir referans voltajı; örneğin, profesyonel ses ekipmanı için standartlaştırılmış sinyal seviyesi +4 dBu'dur, yani 1,23 V. |
| dBV | dBV | nominal yükte 1 V referans gerilimi (ev aletleri için genellikle 47 kOhm); örneğin, tüketici ses ekipmanı için standartlaştırılmış sinyal seviyesi –10 dBV'dir, yani 0.316 V |
| dBμV | dBμV | referans voltajı 1mkV; örneğin, "alıcının hassasiyeti –10dBμV'dir". |
| dBm | dBm | nominal yükte 1 miliwatt güce karşılık gelen 1 mW referans gücü (telefonda 600 Ohm, profesyonel ekipman için genellikle 10 MHz'den düşük frekanslar için 10 kOhm, yüksek frekanslı sinyaller için 50 Ohm, televizyon sinyalleri için 75 Ohm) ; örneğin, "cep telefonunun hassasiyeti -110 dBm'dir" |
| dBm0 | dBm0 | referans noktasında dBm cinsinden referans gücü. dBm - Referans voltajı, 1 Hz bant genişliğinde oda sıcaklığında ideal bir 50 ohm direncin termal gürültüsüne karşılık gelir. Örneğin, "amplifikatörün gürültü seviyesi 6 dBm0" |
| dBFS |
|
(İngilizce Tam Ölçek - "tam ölçek") referans voltajı, cihazın tam ölçeğine karşılık gelir; örneğin, "kayıt düzeyi –6 dBfs" |
| dBSPL |
|
(İngilizce Ses Basıncı Seviyesi - "ses basıncı seviyesi") - işitilebilirlik eşiğine karşılık gelen 20 μPa'lık referans ses basıncı; örneğin, "hacim 100 dBSPL". dBPa - referans ses basıncı 1 Pa veya 94 dB ses ölçeği dBSPL; örneğin, "6 dBPa'lık bir hacim için, mikser +4 dBu'ya ayarlandı ve kayıt kontrolü –3 dBFS ve bozulma -70 dBc idi". |
|
dBA, dBB, dBC, dBD |
|
referans seviyeleri sırasıyla A, B, C veya D tipi standart "ağırlık filtrelerinin" frekans özelliklerine göre seçilir (filtreler farklı koşullar için eşit ses yüksekliği eğrilerini yansıtır, aşağıdaki "Ses seviyesi ölçerler" bölümüne bakın) |
Dinamik bir mikrofon tarafından sağlanan güç doğal olarak son derece düşüktür, 1 mW'den çok daha azdır ve bu nedenle mikrofonun hassasiyet seviyesi negatif desibel olarak ifade edilir. Standart mikrofon hassasiyeti seviyesini bilerek (pasaport verilerinde verilmiştir), hassasiyetini voltaj birimlerinde hesaplayabilirsiniz.
Son yıllarda, radyo ekipmanının elektriksel parametrelerini karakterize etmek için, diğer miktarlar sıfır seviye olarak kullanılmaya başlandı, özellikle 1 pW, 1 μV, 1 μV / m (ikincisi alan gücünü değerlendirmek için kullanılır).
Bazen bilinen güç seviyesini yeniden hesaplamak gerekebilir. P r veya voltaj P sen bir sıfır seviyesine göre verilen r 01 (veya sen 01 ) bir diğeri r 02 (veya sen 02 ). Bu, aşağıdaki formül kullanılarak yapılabilir:
Hem soyut hem de adlandırılmış sayıları desibel cinsinden temsil etme yeteneği, aynı cihazın farklı desibel sayıları ile karakterize edilebilmesi gerçeğine yol açar. Bu desibel ikiliği akılda tutulmalıdır. Belirlenen parametrenin doğasının net bir şekilde anlaşılması, hatalara karşı koruma işlevi görebilir.
Karışıklığı önlemek için referans seviyesinin açıkça belirtilmesi tavsiye edilir, örneğin –20 dB (0,775 V'a göre).
Güç seviyelerini voltaj seviyelerine dönüştürürken ve bunun tersini yaparken, bu görev için standart olan direnci hesaba katmak zorunludur. Özellikle 75 ohm TV devresi için dBV (dBm – 11dB); 75 ohm TV devresi için dBμV (dBm + 109dB) değerine karşılık gelir.
akustikte desibel
Şimdiye kadar, desibelden bahsetmişken, elektriksel terimlerle çalıştık - güç, voltaj, akım, direnç. Bu arada, logaritmik birimler akustikte yaygın olarak kullanılmaktadır ve ses miktarlarının nicel değerlendirmelerinde en sık kullanılan birimdir.
Ses basıncı r ortamdaki aşırı basıncı, ses dalgalarının ortaya çıkmasından önce var olan sabit basınca göre temsil eder (ölçü birimi pascaldır (Pa)).
Bir ses basıncı (veya ses basıncı gradyanı) alıcısının bir örneği, bu basıncı orantılı elektrik sinyallerine dönüştüren çoğu modern mikrofon türüdür.
Sesin yoğunluğu, basit bir ilişki ile ses basıncı ve hava parçacıklarının titreşim hızı ile ilgilidir:
J = pv
Bir ses dalgası, ses yansımasının olmadığı boş alanda yayılırsa, o zaman
v = p / (ρc)
burada ρ ortamın yoğunluğu, kg / m3; ile birlikte - ortamdaki ses hızı, m / s. Ürün ρ C ses enerjisinin yayılımının meydana geldiği ortamı karakterize eder ve buna denir özel akustik direnç ... Normal atmosfer basıncında ve 20 ° С ρ sıcaklıkta hava için C = 420 kg/m2*s; su için ρ C = 1.5*106 kg/m2*s.
Bunu yazabilirsiniz:
J = p 2 / (ρс)
Elektriksel büyüklüklerin desibele dönüştürülmesi hakkında söylenen her şey akustik olaylar için de geçerlidir.
Bu formülleri daha önce türetilmiş kardinalite formülleriyle karşılaştırırsanız. akım, voltaj ve direnç, elektriksel ve akustik olayları karakterize eden bireysel kavramlar ile bunlar arasındaki nicel ilişkileri tanımlayan denklemler arasında bir analoji bulmak kolaydır.
Tablo 4. Elektriksel ve akustik performans arasındaki ilişki
Elektrik gücünün analogu, akustik güç ve ses yoğunluğudur; voltajın analogu ses basıncıdır; elektrik akımı titreşim hızına karşılık gelir ve elektrik direnci özel akustik dirence karşılık gelir. Bir elektrik devresi için Ohm kanununa benzeterek, akustik Ohm kanunu hakkında konuşabiliriz. Sonuç olarak, elektriksel büyüklüklerin desibele dönüştürülmesi hakkında söylenen her şey, akustik olaylar için de geçerlidir.
Akustikte desibel kullanımı çok uygundur. Modern koşullarda ele alınması gereken seslerin yoğunlukları yüz milyonlarca kez farklılık gösterebilir. Akustik niceliklerdeki bu kadar büyük bir değişiklik, mutlak değerleri karşılaştırırken büyük rahatsızlık yaratır ve logaritmik birimler kullanıldığında bu sorun ortadan kalkar. Ayrıca, bir sesin gürlüğünün, kulak tarafından değerlendirildiğinde, yaklaşık olarak ses şiddetinin logaritması ile orantılı olarak arttığı bulunmuştur. Bu nedenle, desibel cinsinden ifade edilen bu miktarların seviyeleri, kulak tarafından algılanan ses yüksekliğine oldukça yakındır. Normal işiten çoğu insan için, ses yoğunluğu yaklaşık %26, yani 1 dB değiştiğinde 1 kHz ses seviyesindeki değişiklik hissedilir.
Akustikte, elektrik mühendisliğine benzer şekilde, desibel tanımı iki gücün oranına dayanır:
nerede J 2 ve J 1 - iki keyfi ses kaynağının akustik güçleri.
Benzer şekilde, iki ses yoğunluğunun oranı desibel olarak ifade edilir:
Son denklem ancak akustik empedanslar, diğer bir deyişle ses dalgalarının yayıldığı ortamın fiziksel parametrelerinin sabitliği eşit olduğunda geçerlidir.
Yukarıdaki formüllerle belirlenen desibeller, akustik değerlerin mutlak değerleri ile ilgili değildir ve örneğin ses yalıtımı ve gürültü bastırma ve bastırma sistemlerinin etkinliği gibi ses zayıflamasını değerlendirmek için kullanılır. Frekans özelliklerinin eşitsizliği benzer bir şekilde ifade edilir, yani, belirli bir frekans aralığındaki maksimum ve minimum değerler arasındaki fark, çeşitli ses yayıcıları ve alıcıları: mikrofonlar, hoparlörler, vb. aralığı) değere göre 1 kHz frekansında.
Bununla birlikte, akustik ölçümlerin pratiğinde, kural olarak, değerleri belirli sayılarla ifade edilmesi gereken seslerle uğraşmak gerekir. Akustik ölçümler yapmak için kullanılan ekipman, elektrik ölçümleri için kullanılan ekipmanlardan daha karmaşıktır ve doğruluk açısından önemli ölçüde daha düşüktür. Ölçüm tekniğini basitleştirmek ve akustikteki hatayı azaltmak için, değerleri bilinen referans, kalibre edilmiş seviyelere göre ölçümler tercih edilir. Aynı amaçla akustik sinyalleri ölçmek ve incelemek için bunlar elektriksel sinyallere dönüştürülür.
Yukarıdaki formüllerde terimlerden birinin değerlerini logaritma işareti altında belirtirseniz, güçlerin, seslerin yoğunluklarının ve ses basınçlarının mutlak değerleri desibel cinsinden ifade edilebilir. Uluslararası anlaşma ile, ses yoğunluğunun referans seviyesi (sıfır seviye) olarak kabul edilir. J 0 = 10 –12 w / m 2 ... Timpanik zarın salınımlarının genliğinin bir atomun boyutundan daha az olduğu etkisi altındaki bu ihmal edilebilir yoğunluk, geleneksel olarak, en yüksek işitme duyarlılığının frekans aralığında kulağın işitme eşiği olarak kabul edilir. Tüm duyulabilir seslerin bu seviyeye göre sadece pozitif desibel olarak ifade edildiği açıktır. Normal işiten kişiler için gerçek işitme eşiği biraz daha yüksektir ve 5-10 dB'ye eşittir.
Belirli bir düzeye göre sesin yoğunluğunu desibel cinsinden temsil etmek için aşağıdaki formülü kullanın:
Bu formülle hesaplanan yoğunluk değerine genellikle denir. ses yoğunluğu seviyesi .
Ses basınç seviyesi benzer şekilde ifade edilebilir:
Ses şiddeti ve desibel cinsinden ses basıncı seviyelerinin sayısal olarak tek bir nicelikte ifade edilebilmesi için değerin sıfır ses basınç seviyesi (ses basıncı eşiği) olarak alınması gerekir:
Örnek. 10 W ses gücüne sahip bir orkestranın r = 15 m mesafede hangi şiddet seviyesini oluşturduğunu desibel cinsinden belirleyelim.
Kaynaktan r = 15 m mesafedeki ses yoğunluğu şöyle olacaktır:
Desibel cinsinden yoğunluk seviyesi:
Yoğunluk seviyesini desibele değil, ses basınç seviyesine çevirirseniz aynı sonuç elde edilecektir.
Ses yoğunluğu seviyesi ve ses basıncı seviyesi, sesin alındığı yerde aynı sayıda desibel olarak ifade edildiğinden, pratikte “desibel cinsinden seviye” terimi, genellikle bu desibellerin hangi parametreye atıfta bulunduğu belirtilmeden kullanılır.
Uzayda herhangi bir noktada belirli bir mesafedeki desibel cinsinden yoğunluk seviyesini belirledikten sonra r 1 bir ses kaynağından (hesaplama veya deney yoluyla), belirli bir mesafedeki yoğunluk seviyesini hesaplamak kolaydır r 2 :
Ses alıcısı aynı anda iki veya daha fazla ses kaynağından etkileniyorsa ve her birinin ürettiği desibel cinsinden ses yoğunluğu biliniyorsa, ortaya çıkan desibel değerini belirlemek için yoğunluğun mutlak değerlerine (W / m2), onları ekledi ve bu toplam tekrar desibele dönüştü. Bu durumda, yoğunlukların mutlak değerlerinin ürününe karşılık geleceğinden, bir kerede desibel eklemek mümkün değildir.
Varsa n her birinin seviyesine sahip birkaç özdeş ses kaynağı L J , o zaman toplam seviyeleri:
Bir ses kaynağının şiddet seviyesi diğerlerinin seviyesini 8-10 dB veya daha fazla aşıyorsa, bu kaynaktan sadece biri dikkate alınabilir ve diğerlerinin etkisi ihmal edilebilir.
Göz önünde bulundurulan akustik seviyelere ek olarak, bazen aşağıdaki formülle belirlenen bir ses kaynağının ses gücü seviyesi kavramını da bulabilirsiniz:
nerede r - karakterize edilen keyfi ses kaynağının ses gücü, W; r 0 - değeri genellikle P 0 = 10 –12 W olarak alınan ilk (eşik) ses gücü.
SES DÜZEYLERİ
Kulağın farklı frekanslardaki seslere duyarlılığı farklıdır. Bu bağımlılık oldukça karmaşıktır. Düşük ses yoğunluğu seviyelerinde (yaklaşık 70 dB'ye kadar), maksimum hassasiyet 2-5 kHz'dir ve artan ve azalan frekansla azalır. Bu nedenle, aynı yoğunluktaki, ancak farklı frekanslardaki sesler, ses seviyesinde farklı olacaktır. Ses gücündeki artışla, kulağın frekans tepkisi düzleşir ve yüksek yoğunluk seviyelerinde (80 dB ve üzeri) kulak, ses aralığının farklı frekanslarındaki seslere yaklaşık olarak aynı tepkiyi verir. Buradan, özel geniş bant cihazlarla ölçülen ses yoğunluğu ile kulak tarafından kaydedilen ses yüksekliğinin eşdeğer kavramlar olmadığı anlaşılmaktadır.
Herhangi bir frekansın ses şiddeti seviyesi, 1 kHz frekansındaki sese eşit olan seviyenin değeri ile karakterize edilir.
Herhangi bir frekansın ses seviyesi, 1 kHz frekanslı bir sese eşit olan seviyenin değeri ile karakterize edilir. Ses şiddeti seviyeleri, her biri, belirli bir yoğunlukta 1 kHz'lik bir tonla eşit ses yüksekliği izlenimi vermek için ses kaynağının farklı frekanslarda hangi yoğunluk seviyesini geliştirmesi gerektiğini gösteren, eşit ses yüksekliği eğrileri ile karakterize edilir (Şek. 4).
Pirinç. 4. Eşit ses yüksekliğine sahip eğriler
Eşit ses yüksekliği eğrileri, farklı yoğunluk seviyeleri için bir desibel ölçeğinde esasen bir kulak frekansı yanıtları ailesini temsil eder. Alışılmış frekans tepkisinden farkları sadece yapım biçimindedir: özelliğin "tıkanması", yani iletim katsayısındaki bir azalma, burada, ilgili bölümde bir azalma değil, bir artış ile gösterilir. eğri.
Yoğunluk ve ses basıncının desibelleriyle karıştırılmaması için ses yüksekliği seviyesini karakterize eden birime özel bir ad verilmiştir - arka fon .
Arka fonlardaki ses seviyesi seviyesi, 1 kHz frekanslı saf bir sesin desibel cinsinden ses basınç seviyesine sayısal olarak eşittir, buna hacim olarak eşittir.
Başka bir deyişle, bir uğultu, kulağın frekans yanıtı için düzeltilmiş 1 kHz'lik bir tonun 1 dB SPL'sidir. İkisi arasında sabit bir ilişki yoktur, bu birimler: sinyalin hacmine ve frekansına bağlı olarak değişir. Yalnızca 1 kHz frekansındaki akımlar için, arka planlardaki ses yüksekliği seviyesi ile desibel cinsinden yoğunluk seviyesi için sayısal değerler çakışmaktadır.
Şekil. 4 ve eğrilerden birinin seyrini izlemek için, örneğin 60 arka plan seviyesi için, 63 Hz frekansında 1 kHz tonla eşit ses yüksekliğinin, 75 ses yoğunluğunun sağlanmasının belirlenmesi kolaydır. dB gereklidir ve 125 Hz frekansında sadece 65 dB.
Yüksek kaliteli ses yükselticileri, yüksek sesle manuel ses kontrolleri veya bunlara aynı zamanda telafi edilmiş kontroller de denir. Giriş sinyali değerinin azalma yönünde ayarlanmasıyla eş zamanlı olarak, bu tür düzenleyiciler, farklı ses çoğaltma hacimlerinde işitme için sabit bir ses tınısının oluşturulması nedeniyle düşük frekans bölgesinde frekans yanıtında bir artış sağlar.
Çalışmalar ayrıca, ses seviyesindeki (kulak tarafından tahmin edilen) iki kat bir değişikliğin, ses seviyesindeki 10 fon kadar bir değişikliğe yaklaşık olarak eşdeğer olduğunu bulmuştur. Bu bağımlılık, sesin yüksekliğini değerlendirmek için temel olarak kullanılır. denilen bir birim için rüya , geleneksel olarak 40 arka plan ses düzeyi benimsemiştir. İki uykuya eşit olan iki katına çıkan ses yüksekliği 50 fona, dört uyku 60 fona karşılık gelir, vb. Ses düzeylerinin ses şiddeti birimlerine dönüştürülmesi, Şekil 1'deki grafikle kolaylaştırılmıştır. 5.
Pirinç. 5. Hacim ve hacim arasındaki ilişki
Günlük hayatta uğraşmanız gereken seslerin çoğu doğada gürültülüdür. 1 kHz saf tonlarla karşılaştırmaya dayalı olarak gürültünün yüksekliğini karakterize etmek basittir, ancak kulak tarafından algılanan gürültünün sonuçları, ölçüm cihazlarının okumalarından farklı olabilir. Bu, eşit gürültü şiddeti seviyelerinde (arka planda), bir kişi üzerindeki en rahatsız edici etkinin 3-5 kHz aralığındaki gürültü bileşenleri tarafından üretilmesiyle açıklanmaktadır. Gürültü seviyeleri eşit olmasa da, gürültüler eşit derecede rahatsız edici olarak algılanabilir.
Gürültünün rahatsız edici etkisi, sözde başka bir parametre ile daha doğru bir şekilde değerlendirilir. algılanan gürültü seviyesi ... Algılanan gürültünün bir ölçüsü, belirli koşullar altında dinleyici tarafından ölçülen gürültü ile eşit derecede rahatsız edici olarak değerlendirilen, ortalama 1 kHz frekansa sahip bir oktav bandındaki tek tip gürültünün ses seviyesidir. Algılanan gürültü seviyeleri PNdB veya PNdB birimlerinde ifade edilir. Hesaplamaları özel bir yönteme göre yapılır.
Gürültü tahmin sisteminin daha da geliştirilmesi, EPNdB'de ifade edilen, algılanan gürültünün sözde etkin seviyeleridir. EPNdB sistemi, etkileyen gürültünün doğasının kapsamlı bir değerlendirmesine izin verir: frekans bileşimi, spektrumundaki ayrı bileşenler ve ayrıca gürültüye maruz kalma süresi.
Uyku hacmi birimine benzetilerek, bir gürültü birimi tanıtıldı - Nuh .
Bir kişi için Nuh 40 dB'lik bir ses basıncı seviyesinde 910-1090 Hz bandında tek tip gürültünün benimsenmiş gürültü seviyesi. Diğer açılardan, gürültü rüyalara benzer: Gürültüde iki kat artış, algılanan gürültü seviyesinde 10 RNdB, yani 2 noi = 50 RNdB, 4 noi = 60 RNdB, vb. artışa karşılık gelir.
Akustik kavramlarla çalışırken, ses yoğunluğunun doğru bir şekilde belirlenebilen ve ölçülebilen nesnel bir fiziksel fenomen olduğu akılda tutulmalıdır. Birileri duysun ya da duymasın gerçekten var. Sesin yüksekliği, sesin dinleyici üzerinde yarattığı etkiyi belirler ve bu nedenle tamamen öznel bir kavramdır, çünkü sesin algılanması için insan işitme organlarının durumuna ve kişisel özelliklerine bağlıdır.
GÜRÜLTÜ SAYAÇLARI
Her türlü gürültü özelliğini ölçmek için özel cihazlar kullanılır - ses seviyesi ölçerler. Ses seviyesi ölçer, standart seviyelere göre geniş bir aralıkta ses yoğunluğu seviyelerini doğrudan desibel cinsinden ölçebilen bağımsız, taşınabilir bir cihazdır.
Ses seviyesi ölçer (Şekil 6) yüksek kaliteli bir mikrofon, bir geniş bant amplifikatör, kazancı 10 dB'lik adımlarla değiştiren bir hassasiyet anahtarı, bir frekans yanıt anahtarı ve genellikle sunum için çeşitli seçenekler sağlayan bir grafik göstergeden oluşur. Ölçülen veriler - sayılardan ve tablolardan grafiklere.
Pirinç. 6. Taşınabilir dijital ses seviyesi ölçer
Modern ses seviyesi ölçerler, ulaşılması zor yerlerde ölçüm yapılmasını sağlayan çok kompakttır. Ev içi ses seviyesi ölçerlerden, "Octava-Electrodesign" "Octava-110A" (http://www.octava.info/?q=catalog/soundvibro/slm) şirketinin cihazına isim verilebilir.
Ses seviyesi ölçerler, insan kulağınınkine benzer frekans tepkileriyle ölçüldüğünde, doğrusal bir frekans tepkisi ile ölçümlerde hem genel ses şiddeti seviyelerinin hem de arka plandaki ses seviyelerinin belirlenmesine olanak sağlar. Ses basıncı seviyelerinin ölçüm aralığı, 2 * 10-5 Pa'lık standart ses basıncı seviyesine göre genellikle 20-30 ila 130-140 dB aralığındadır. Değiştirilebilir mikrofonlar ile ölçüm seviyesi 180 dB'ye kadar genişletilebilir.
Metrolojik parametrelere ve teknik özelliklere bağlı olarak evsel ses seviyesi ölçerler birinci ve ikinci sınıflara ayrılır.
Mikrofon da dahil olmak üzere ses seviyesi ölçerin tüm yolunun frekans özellikleri standartlaştırılmıştır. Toplamda beş frekans özelliği vardır. Bunlardan biri tüm çalışma frekansı aralığında doğrusaldır (sembol Lin), diğer dördü, farklı ses seviyelerinde saf tonlar için insan kulağının özelliklerini yaklaşık olarak tekrarlar. Latin alfabesinin ilk harfleriyle adlandırılırlar. A, B, C ve NS ... Bu özelliklerin şekli Şekil 1'de gösterilmektedir. 7. Frekans yanıt anahtarı, aralık anahtarından bağımsızdır. Birinci sınıf ses seviyesi ölçerler için gerekli özellikler A, B, C ve Lin ... Frekans tepkisi NS - ek olarak. İkinci sınıf ses seviyesi ölçerler aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır. A ve İLE BİRLİKTE ; geri kalanına izin verilir.
Pirinç. 7. Ses seviyesi ölçerlerin standart frekans özellikleri
karakteristik A kulağı yaklaşık 40 fonda simüle eder. Bu özellik, 55 dB'ye kadar olan zayıf gürültüyü ölçerken ve ses yüksekliği seviyelerini ölçerken kullanılır. Pratik koşullarda, düzeltmeli frekans yanıtı en sık kullanılır A ... Bu, bir kişi tarafından ses algısının, karakteristiği belirleyen basit bir frekans bağımlılığından çok daha karmaşık olmasına rağmen açıklanmaktadır. A , çoğu durumda cihazın ölçümleri, düşük ses seviyelerinde işitme gürültüsü tahminleriyle iyi bir uyum içindedir. Yerli ve yabancı birçok standart, gürültünün karakteristiklere göre değerlendirilmesini önerir. A gerçek ses yoğunluğu seviyesinden bağımsız olarak.
karakteristik V 70 fonda kulağın özelliğini tekrarlar. 55-85 dB aralığındaki gürültüyü ölçerken kullanılır.
karakteristik İLE BİRLİKTE 40-8000 Hz aralığında üniform. Bu özellik, ölçüm limitlerinden bağımsız olarak 85 fon ve üzeri önemli ses yüksekliği seviyelerini ölçerken ve ses basınç seviyelerini ölçerken ve ayrıca, cihazların gürültünün spektral bileşimini ölçmek için bir ses seviyesi ölçere bağlandığı durumlarda kullanılır. ses seviyesi ölçerin frekans yanıtı yok Lin .
karakteristik NS - ek. 1,5 kHz'den 8 kHz'e kadar olan banttaki duyarlılığındaki artışı hesaba katarak kulağın ortalamasını yaklaşık 80 pht'de temsil eder. Bu özelliği kullanırken, ses seviyesi ölçerin okumaları, diğer özelliklere göre daha doğru bir şekilde, bir kişi tarafından algılanan gürültü seviyesine karşılık gelir. Bu özellik esas olarak yüksek yoğunluklu gürültünün (uçak, yüksek hızlı arabalar, vb.) rahatsız edici etkisini değerlendirirken kullanılır.
Ses seviyesi ölçer ayrıca bir anahtar içerir Hızlı - Yavaş - Darbe , cihazın zaman özelliklerini kontrol eder. Anahtar konumundayken Hızlıca , cihaz konumdaki ses seviyelerindeki hızlı değişiklikleri izlemeyi başarır. yavaşça cihaz ölçülen gürültünün ortalama değerini gösterir. Zaman karakteristiği Nabız Kısa ses darbelerini kaydetmek için kullanılır. Bazı ses seviyesi ölçer türleri ayrıca, insan ses algısının ataletini simüle eden, 35 ms'lik bir zaman sabitine sahip bir entegratör içerir.
Bir ses seviyesi ölçer kullanırken, ölçüm sonuçları ayarlanan frekans yanıtına bağlı olarak farklılık gösterecektir. Bu nedenle, okumaları kaydederken, karışıklığı önlemek için, ölçümlerin yapıldığı karakteristik tipi de belirtilir: dB ( A ), dB ( V ), dB ( İLE BİRLİKTE ) veya dB ( NS ).
Mikrofon ölçerin tüm yolunu kalibre etmek için, ses seviyesi ölçer kiti genellikle amacı belirli bir seviyede tek tip gürültü oluşturmak olan bir akustik kalibratör içerir.
Şu anda geçerli olan "Konut ve Kamu Binalarının Tesislerinde ve Konut Geliştirme Bölgesinde İzin Verilen Gürültü için Sıhhi Standartlar" talimatına göre, sabit veya aralıklı gürültünün standartlaştırılmış parametreleri, oktav frekans bantlarındaki ses basıncı seviyeleridir (desibel cinsinden). 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz'lik ortalama frekanslar. Geçen araçlardan kaynaklanan gürültü gibi aralıklı gürültü için standart parametre, dB cinsinden ses seviyesidir ( A ).
Ses seviyesi ölçerin A ölçeğinde ölçülen aşağıdaki toplam ses seviyeleri belirlenmiştir: yaşam alanları - 30 dB, eğitim kurumlarının derslikleri ve sınıfları - 40 dB, yerleşim alanları ve dinlenme alanları - 45 dB, çalışma alanları. idari binalar - 50 dB ( A ).
Gürültü seviyesinin sıhhi bir değerlendirmesi için, ses seviyesi ölçer okumalarında –5 dB'den +10 dB'ye kadar düzeltmeler yapılır. nesnenin yeri. Örneğin, gündüz, değişiklik dikkate alındığında konutlarda izin verilen gürültü seviyesi 40 dB'dir.
Gürültünün spektral bileşimine bağlı olarak, izin verilen maksimum seviyelerin yaklaşık normu, dB, aşağıdaki rakamlarla karakterize edilir:
| 800 Hz ve üzeri yüksek frekans | 75-85 |
| Orta frekans 300-800 Hz | 85-90 |
| 300 Hz'nin altında düşük frekans | 90-100 |
Bir ses seviyesi ölçerin yokluğunda, tablo kullanılarak çeşitli seslerin gürlük seviyelerinin yaklaşık bir değerlendirmesi yapılabilir. 5.
Tablo 5. Gürültüler ve değerlendirilmesi
| Ses yüksekliği derecesi işitsel olarak |
Seviye gürültü, dB |
Gürültü ölçümünün kaynağı ve yeri |
| sağır edici | 160 | Timpanik membranda hasar. |
| 140-170 | Jet motorları (yakın çekim). | |
| 140 | Gürültü Toleransı Sınırı. | |
| 130 | Ağrı eşiği (ses ağrı olarak algılanır); pistonlu uçak motorları (2-3 m). | |
| 120 | Gök gürültüsü. | |
| 110 | Yüksek hızlı güçlü motorlar (2-3 m); perçinleme makinesi (2-3 m); çok gürültülü atölye. | |
| Çok gürültülü | 100 | Senfoni orkestrası (ses pikleri); ağaç işleme makineleri (işyerinde) |
| 90 | Dış mekan hoparlörü; gürültülü sokak; metal kesme makineleri (işyerinde). | |
| 80 | Radyo alıcısı yüksek sesle (2m) | |
| Yüksek sesle | 70 | Otobüs salonu; çığlık; bir polis düdüğü (15 m); orta gürültülü sokak; gürültülü ofis; büyük mağaza salonu |
| Ilıman | 60 | Sakin konuşma (1 m). |
| 50 | Hafif araba (10-15 m); sakin ofis; yaşam alanları. | |
| Zayıf | 40 | Fısıltı; Okuma odası. |
| 60 | Kağıt hışırtı. | |
| 20 | Hastane koğuşu. | |
| Çok zayıf |
10 | Sessiz bahçe; radyo merkezi stüdyosu. |
| 0 | İşitme eşiği |
2 Negatif sayıların logaritmaları karmaşık sayılardır ve daha fazla dikkate alınmayacaktır.
"Desibel" kelimesi iki kısımdan oluşur: "deci" öneki ve "bel" kökü. "Deci" kelimenin tam anlamıyla "onuncu kısım" anlamına gelir, yani. "bela" nın onuncu kısmı. Yani, bir desibelin ne olduğunu anlamak için beyazın ne olduğunu anlamanız gerekir ve her şey yerine oturacaktır.
Uzun zaman önce Alexander Bell, bir kişinin bu sesin kaynağının gücü 10 -12 W/m 2'den az ise bir ses duymayı bıraktığını ve 10 W/m 2'yi aşarsa kulaklarınızı hazırlayın. hoş olmayan ağrı için - bu bir ağrı eşiğidir.
Gördüğünüz gibi, 10 -12 W/m2 ile 10 W/m2 arasındaki fark 13 büyüklük mertebesi kadardır. Bell, işitme eşiği ile ağrı eşiği arasındaki mesafeyi 13 adıma böldü: 0 (10 -12 W / m2) ila 13 (10 W / m2). Böylece ses gücünün ölçeğini belirledi.
Burada şöyle diyebilirsiniz: "Ah, her şey açık!" - iyi! Ama dahası, daha da ilginç.
asıl konuya gel
bunu öğrendik desibel 1/10 bel'e eşittir ama hayatta nasıl uygulanır? İşte bir örnek:
- 0 dB - hiçbir şey duyulmuyor
- 15 dB - zar zor duyulabilir (yaprakların hışırtısı)
- 50 dB - net bir şekilde duyulabilir
- 60 dB - Gürültülü
Bu neden gerekli, örneğin, "ses gücü seviyesi 0,1 W / m 2" diyebiliyorsanız. Gerçek şu ki, bir kişinin parlaklık, hacim vb.'de bir değişiklik hissettiği deneysel olarak belirlenmiştir. logaritmik olarak değiştiğinde. Bunun gibi:
Bels cinsinden ölçülen sinyal seviyesinin belirli bir referans seviyesine oranı olarak ifade edilen şey. 1 Bel = lg (P 1 / P 0), burada P 0, işitme eşiğinin ses gücüdür, ancak bir desibel almak için, sadece 10 ile çarpmanız gerekir: 1 dB = 10 * lg (P 1 / P 0 )
Böylece desibel bir sinyal seviyesinin diğerine oranının logaritmasını gösterir ve iki sinyali karşılaştırmak için kullanılır. Bu arada formülden, desibellerin boyutsuz olduğu için desibellerin herhangi bir sinyalle (ve sadece ses gücüyle değil) karşılaştırılabileceği açıktır.
özellikler
Desibellerle ilgili karışıklık, bunların birkaç "türünün" olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Geleneksel olarak genlik ve güç (enerji) olarak adlandırılırlar.
formül 1 dB = 10 * lg (P 1 / P 0) - desibel cinsinden iki enerji miktarını karşılaştırır. Bu durumda, güç. ve formül 1 dB = 20 * lg (A 1 / A 0) - iki genlik değerini karşılaştırır. Örneğin, voltaj, akım vb.
Genlik desibellerinden enerji desibellerine geçiş ve tam tersi çok basittir. Basitçe “enerjisiz” nicelikleri enerjik olanlara dönüştürmek gereklidir. Bunu akım ve gerilim örneği ile göstereceğim.
Güç tanımından P = UI = U 2 / R = I 2 * R. 10 * lg (P 1 / P 0) içinde ikame edin ve dönüşümden sonra 20 * lg (A 1 / A 0) elde ederiz - her şey basit.
Diğer genlik değerleri için dönüşümler aynı şekilde yapılacaktır. Daha fazla ayrıntı, her zaman olduğu gibi, ders kitaplarında ve referans kitaplarında bulunabilir.
Neden işleri karmaşıklaştıralım?
Görüyorsunuz, iki miktar milyonlarca kez farklı olabilir. Böylece basit bir oran (P 1 / P 0) hem çok büyük hem de çok küçük değerler verebilir. Bunun pratikte çok uygun olmadığını kabul edin. Belki de bu, desibelin bu kadar yaygın olmasının nedenlerinden biridir (Weber-Fechner yasasının bir sonucu ile birlikte)
Böylece, desibel "papağanlarda" hesaptan izin verir, yani. zaman zaman daha spesifik ve küçük değerlere gidin. Hangi hızlı bir şekilde eklenebilir ve zihninizde çıkarılabilir. Ve hala papağanlardaki tutumu desibel cinsinden bilinen bir değerle değerlendirmek istiyorsanız, basit bir anımsatıcı kuralı hatırlamak yeterlidir (Revich'e casusluk yaptım):
Oran birden büyükse pozitif dB (+3 dB), küçükse negatif (-3 dB) olur. Böylece:
- 3 dB, sinyali üçte bir oranında artırmak / azaltmak anlamına gelir
- 6dB, 2 kat artış / azalma anlamına gelir
- 10 dB, değerde 3 katlık bir değişikliğe karşılık gelir
- 20 dB, 10 kez bir değişikliğe karşılık gelir
Ve şimdi bir örnek için. Bize sinyalin 50 dB yükseltildiğinin söylendiğini varsayalım. 50 dB = 10 dB + 20 dB + 20 dB = 3 * 10 * 10 = 300 kez. Onlar. sinyal 300 kez güçlendirildi.
Bu nedenle desibel, bazı pratik ölçümler ve pratik kullanımın faydalarının bir sonucu olarak tanıtılan uygun bir mühendislik kuralıdır.
Bir şeyi (voltaj gibi) ölçerken genellikle düz birimlerle (volt) düşünürüz. Ancak bazen göreceli bir ölçek kullanmak tercih edilir. Bu durumda, en yaygın kullanılan ölçü birimi desibeldir (dB) - yeni başlayanların kafasını karıştıran güçlü bir araç. Bu terimin kökeni bilgisi ve basit bir kural ile zorluklar hariç tutulabilir ve desibel cinsinden ifade edilen miktarın değeri anlaşılabilir.
Alexander Graham Bell, telefonun icadıyla ünlendi. Daha az bilinen, işitme eşiğinin belirlenmesi konusundaki çalışmasıdır. 1890'da bugün hala aktif olan Sağırlar ve İşitme Engelliler Derneği'ni kurdu. İşitme duyusunu ölçen ilk bilim adamıydı ve işitsel duyarlılığın kulağımıza ulaşan ses dalgasının gerçek güç seviyesine değil, logaritmasına bağlı olduğunu buldu.
Bell, bir çocuğun işitme eşiğinin yaklaşık 10 -12 W/m2 olduğunu ve ağrının meydana geldiği seviyenin yaklaşık 10 W/m2 olduğunu buldu. Bu nedenle, normalde bir kişi tarafından algılanan ses yüksekliği aralığı 13 büyüklük sırasıdır!
Elde edilen değerlere dayanarak Bell, 0'dan 13'e kadar ses gücü ölçeğini belirledi. Bu ölçeğin ses şiddeti birimlerine bel denir (adından son "l" atıldı). Sessiz bir fısıltı yaklaşık 3 vuruştur ve normal konuşma yaklaşık 6 vuruştur.
Ses yüksekliği hissi logaritmik bir güç seviyesi ölçeğine dayandığından, Bell ölçeğinde güç ve ses yüksekliği arasındaki dönüşüm aşağıdaki gibidir: ses şiddeti (bel cinsinden) = lg (P1 / P0), burada P0 sesin işitilebilirlik eşiğidir. .
Bu nedenle, 4 bel'lik bir ses seviyesi, 10 4 P0'lık bir ses gücüne karşılık gelir.
Bel aslında iki enerji seviyesinin oranının logaritması için standart ölçü birimi haline gelmiştir: bel olarak ifade edilen oran lg'dir (P1 / P0), yani. 3 bel'lik bir artış 1000 katlık bir artışa tekabül etmektedir. Yeni değer azalırsa, oranın logaritması negatif olur. Ters dönüşümü yapmak için, 10'u bels'e eşit güce yükseltmeniz gerekir.
Beyazların en önemli özelliği, sadece iki gücün veya iki enerjinin oranını ifade etmeleridir. İki genlik sinyalinin, örneğin voltajların oranını tanımlamaya ihtiyaç varsa, o zaman yalnızca bu voltajlarla ilişkili güçlerin oranına güvenmek mümkündür. Güç, gerilimin veya akımın karesiyle orantılıdır: V 2 ve I 2.
Bel cinsinden ifade edilen iki voltajın oranı, güçlerinin oranı ile ilgilidir: lg (P1 / P0) = 2lg (V1 / V0). Bu nedenle voltaj oranı V1 / V0 = log10 (beyaz * 2) şeklindedir.
Oranı bir belin onda biri veya desibel (dB) cinsinden ifade etmek yeterince yaygın hale geldi. İki gücün dB cinsinden oranı 10lg (P1/P0), gerilimlerin oranı ise 10 2lg (V1/V0)'dir. Voltaj oranını elde etmek için V1 / V0 = 10 (dB / 20) dönüşümünü gerçekleştirmek gerekir.
Bazen neyin genlik değeri ve neyin enerji değeri olarak kabul edildiğini belirlemek oldukça zor olabilir. Gerilim, akım, empedans, elektrik veya manyetik alan kuvvetleri ve herhangi bir dalga sürecinin salınımı, genlik değerleri olarak kabul edilir. Desibel cinsinden bir ölçüm yapıldığında bu büyüklüklerin karelerinin oranlarının logaritması hesaplanır. Enerji, güç ve yoğunluk, enerji miktarlarıdır ve doğrudan logaritma ile ilişkili olarak kullanılır.
Örneğin bir devreden gelen voltajın %5'i diğer devreye aktarılır. Bu durumda stres oranı 0,05'tir. Desibel cinsinden ölçmek için voltaj oranının logaritmasını alın, bel cinsinden oranı elde etmek için 2 ile çarpın ve ardından dB cinsinden oranı elde etmek için 10 ile çarpın: 20lg (0.05) = sinyaller arasında -26 dB bağlantı.
Tablo, yaygın olarak kullanılan bazı desibel değerlerini ve genlik ve güç oranlarını listeler.
Radyo 1967, 12
Desibel, bir sinyalin amplifikasyonunun veya zayıflamasının sayısal ifadesinin belirli bir birimidir. Desibel cinsinden, çeşitli radyo cihazlarının, aparatların, iletim hatlarının, antenlerin ve diğer cihazların kazanç ve zayıflama faktörleri, alıcıların seçiciliği, düzensiz frekans özellikleri, ses yoğunluğu ve birçok parametresi tahmin edilir. Birçok voltmetre ve avometre desibel ölçeğine sahiptir.
desibel nedir? Her şeyden önce, desibel (kısaltılmış tanım - dB), örneğin watt, volt, amper gibi fiziksel bir miktar değil, matematiksel bir kavramdır. Bu açıdan desibellerin yüzdelerle bazı benzerlikleri vardır. Yüzdeler gibi, desibeller de göreceli değerlerdir ve doğasına bakılmaksızın çok çeşitli fenomenlerin değerlendirilmesi için geçerlidir. Ancak, yüzdeler bir birim olarak alındığında bütünle ilgili bir değeri ifade ediyorsa, o zaman desibel, iki bağımsız, ancak benzer şekilde adlandırılmış değerin oranını karakterize eden daha geniş bir kavrama dayanmaktadır. Bununla birlikte, "desibel" teriminin her zaman yalnızca güçlerle ve voltaj ve akımlarla ilgili bazı çekincelerle ilişkili olduğu unutulmamalıdır. Gücün fiziksel doğası belirtilmemiştir ve herhangi biri olabilir - elektrik, akustik, elektromanyetik.
Bir desibel, deci önekinin gösterdiği gibi, daha büyük başka bir birim olan Bel'in onda biridir. Ve Bel, iki kuvvetin oranının ondalık logaritmasıdır. İki güç P1 ve P2 biliniyorsa, desibel cinsinden ifade edilen oranları şu şekilde tanımlanır:
N dB = 10 Lg (P2 / P1)
burada P1, ilk sinyal seviyesine karşılık gelen güçtür ve P2, son sinyal seviyesine karşılık gelen güçtür.
Bir sayının ondalık logaritmasının, verilen sayıyı elde etmek için 10 sayısının yükseltilmesi gereken üs olduğunu burada hatırlamak yerinde olur. Örneğin: Lg (100) = 2, çünkü 10 2 = 10 * 10 = 100; Lg (1000) = 3, çünkü 10 3 = 10 * 10 * 10 = 1000.
Birden büyük sayılar için logaritmaları pozitif, sayılar birden küçükse logaritmaları negatif olacaktır. Negatif logaritmaların önünde bir “-” (eksi) işareti bulunur, örneğin: Lg (0,1) = - 1; Lg (0.01) = - 2.
Başlangıç sinyalinin sondan küçük olması durumunda yani P2/P1'in yükselticilerde olduğu gibi 1'den büyük olması durumunda desibel sayısı pozitif, başlangıç seviyesi sondan büyük ise desibel sayısı pozitif olacaktır. , yani P2 / P1 1'den küçükse, desibel sayısı negatif olacaktır. İkinci durum, sinyalin zayıflamasına (zayıflamasına) karşılık gelir. Her iki güç de aynı ve P2 / P1 = 1 olduğunda desibel sayısı sıfırdır.
Kazanç ve zayıflama desibelleri arasında basit bir ilişki vardır: örneğin, 10'luk bir oran 10 dB'ye karşılık geliyorsa, o zaman -10 dB ters oranı ifade eder, yani 0.1.
Güçlerini karşılaştırarak iki sinyali karşılaştırmak her zaman uygun değildir. Çoğu durumda, yükteki gücü değil, üzerindeki voltaj düşüşünü veya akan akımı ölçmenin daha kolay olduğu ortaya çıkıyor. Ancak bu durumda bir ön koşul gözetilmelidir: U1 ve U2 gerilimlerinin ölçüldüğü veya içinden ölçülen I1 ve I2 akımlarının geçtiği yüklerin dirençleri aynı olmalıdır. Bu durumda desibel hesaplama formülleri aşağıdaki gibidir:
N dB = 20 Lg (P2 / P1); N dB = 20 Lg (I2 / I1)
Desibel sadece iki değeri karşılaştırmak için kullanılmaz. Yukarıdaki formüllerde yer alan oran terimlerinden birinin değerinin değişmediğini varsayarsak, belirli güç değerlerinin yanı sıra voltaj ve akımları değerlendirmek için de uygundurlar. Daha sonra, onunla karşılaştırılan diğer herhangi bir değer, belirli sayıda desibel ile karakterize edilecektir. Bu durumda, sıfır desibel, genellikle sıfır olarak adlandırılan birinciye eşit güce karşılık gelir. Elektrik sinyalinin koşullu sıfır seviyesi için, aktif direnç R = 600 Ohm'da salınan güç P = 1 mW (0,001 W) alınır - tıpkı sıcaklığı ölçerken olduğu gibi, normal atmosfer basıncında eriyen buzun sıcaklığı sıfır derece olarak alınır. Belirtilen dirençteki bu güçte, voltaj düşüşü şuna eşittir:
U = (PR) 0,5 = (0,001 * 600) 0,5 = 0,775 V,
ve akan akım:
I = (P / R) 0,5 = (0,001 / 600) 0,5 = 1,29 mA.
Bu değerler - 0.775 V ve 1.29 mA, sıfır desibel elektrik voltajı ve akımı olarak alınır.
600 ohm aktif dirence sahip bir devrede 1 mW'den fazla güç bırakılırsa, yani voltaj düşüşü 0,775 V'tan fazla ve akım 1,29 mA'dan fazlaysa, seviyeler pozitif olacaktır. Güç, voltaj veya akım bu değerlerden düşük olduğunda seviyeler negatiftir.
Desibeller ve bunlara karşılık gelen güç, gerilim ve akım oranları tabloda verilmiştir. 1.
Düşük frekanslı amplifikatörün çıkış aşamasının iyileştirilmesinin bir sonucu olarak, çıkış gücünün 10 watt'tan 20 watt'a çıktığını varsayalım. Böylece güç artışı şöyle olacaktır:
P2 / P1 = 20/10 = 2
"Güç oranı" sütunundaki tabloya göre 2'ye en yakın sayı 1,99 olacaktır. “Desibel” sütununda bu sayı 3 dB'ye karşılık gelir. Bu nedenle, çıkış gücünün iki katına çıkması, 3 dB'lik bir kazanç artışına karşılık gelir. Herhangi bir nedenle amplifikatörün çıkış gücü 20 W'dan 10 W'a düşerse, yeni güç oranı P2 / P1 = 10/20 = 0,5 olacaktır. Ama şimdi güçteki değişim zayıflama anlamına geliyor ve -3 dB olarak ifade edilecek.
Desibel ile eylemler gerçekleştirirken, desibel cinsinden iki sayının toplamının, karşılık geldikleri sayıların mutlak değerlerinin çarpımına eşdeğer olduğu, bu nedenle, bir artış (veya zayıflama) göstermek için unutulmamalıdır. güç, örneğin iki, üç veya dört kez, ilk desibel sayısına sırasıyla 3 dB, 4,8 dB veya 6 dB eklemek (veya çıkarmak) gerekir.
Desibeller genellikle fabrika testleri sırasında güç çıkışlarını yukarıda belirtilen 1 mW standart sıfır seviyesiyle karşılaştırarak mikrofonların hassasiyetini ifade etmek için kullanılır. Çıkış seviyesi 78 dB olan MD-44 tipi bir mikrofonun, 40 W bozulmamış güç üretebilen bir amplifikatöre bağlı olduğunu varsayalım. Bununla birlikte, çalışmada, böyle bir mikrofona sahip bir amplifikatörün sadece 10 watt geliştirdiği ortaya çıktı. Soru, amplifikatörün tam güç vermesi için mikrofonun hangi hassasiyette olması gerektiğidir? Amplifikatörün maksimum gücünün (40 W) alınan güce (10 W) oranı 40/10 = 4'tür. Bu oran (tabloya göre - 3.98) 6 dB'ye karşılık gelir. Bu nedenle, geri tepme seviyesi - 72 dB olan, yani MD-44 mikrofonundan (-78 dB) 6 dB daha fazla olan bir mikrofona ihtiyacınız vardır, çünkü: - 78 dB + 6 dB = -72 dB. Bu gereksinim, örneğin MD-41 mikrofonu tarafından karşılanır.
Tablo 1. Desibeller ve karşılık gelen güç, gerilim ve akım oranları
| desibel | Güç oranı | desibel | Güç oranı | Gerilim veya akım oranı | |
| -60 | 0,000001 | 0,001 | 6,0 | 3,98 | 1,99 |
| -50 | 0,00001 | 0,003 | 6,2 | 4,17 | 2,04 |
| -40 | 0,0001 | 0,01 | 6,4 | 4,36 | 2,09 |
| -30 | 0,001 | 0,032 | 6,6 | 4,57 | 2,14 |
| -20 | 0,01 | 0,10 | 6,8 | 4,79 | 2,19 |
| -10 | 0,10 | 0,30 | 7,0 | 5,01 | 2,24 |
| -6 | 0,25 | 0,50 | 7,2 | 5,25 | 2,29 |
| -3 | 0,50 | 0,70 | 7,4 | 5,50 | 2,34 |
| -2 | 0,63 | 0,80 | 7,6 | 5,75 | 2,40 |
| - 1 | 0,80 | 0,90 | 7,8 | 6,03 | 2,46 |
| 0 | 1,00 | 1,00 | 8,0 | 6,31 | 2,51 |
| 1,0 | 1,26 | 1,12 | 8,2 | 6,61 | 2,57 |
| 1,2 | 1,32 | 1,15 | 8,4 | 6,92 | 2,63 |
| 1,4 | 1,38 | 1,17 | 8,6 | 7,24 | 2,69 |
| 1.6 | 1,44 | 1,20 | 8,8 | 7,59 | 2,75 |
| 1.8 | 1,51 | 1,23 | 9,0 | 7,94 | 2,81 |
| 2,0 | 1,58 | 1,26 | 9,2 | 8,32 | 2,88 |
| 2,2 | 1,66 | 1,29 | 9,4 | 8,71 | 2,95 |
| 2,4 | 1,74 | 1,32 | 9,6 | 9,12 | 3,02 |
| 2,6 | 1,82 | 1,35 | 9,8 | 9,55 | 3,09 |
| 2,8 | 1,91 | 1,38 | 10,0 | 10,00 | 3,16 |
| 3,0 | 1,99 | 1,41 | 11,0 | 12,59 | 3,55 |
| 3,2 | 2,09 | 1,44 | 12,0 | 15,85 | 3,98 |
| 3,4 | 2,19 | 1,48 | 13,0 | 19,95 | 4,47 |
| 3,6 | 2,29 | 1,51 | 14,0 | 25,12 | 5,01 |
| 3,8 | 2,40 | 1,55 | 15,0 | 31,62 | 5,62 |
| 4,0 | 2,51 | 1,58 | 16,0 | 39,81 | 6,31 |
| 4,2 | 2,63 | 1,62 | 17,0 | 50,13 | 7,08 |
| 4,4 | 2,75 | 1,66 | 18,0 | 63,10 | 7,94 |
| 4,6 | 2,88 | 1,70 | 19,0 | 79,43 | 8,91 |
| 4,8 | 3,02 | 1,74 | 20,0 | 100,00 | 10,00 |
| 5,0 | 3.16 | 1,78 | 30 0 | 1000,00 | 31,62 |
| 5,2 | 3,31 | 1,82 | 40,0 | 10000,00 | 100,00 |
| 5,4 | 3,47 | 1,86 | 50,0 | 100000,00 | 316,00 |
| 5,6 | 3,63 | 1,91 | 60,0 | 1000000,00 | 1000,00 |
| 5,8 | 3,80 | 1,95 |
Başka bir örnek. 50 m uzunluğunda RK-1 tipi bir kablo parçasına 100 MHz frekanslı 8 V'luk bir voltaj uygulanır. Bu frekansta kablonun metre başına 0.096 dB'lik bir zayıflama sağladığı biliniyorsa (referans kitabından) segmentin çıkışındaki voltaj ne olacaktır? Güç kaynağı ve yük, dalga empedansına eşit aynı empedansa sahiptir. Açıkçası, kablo tarafından sağlanan zayıflama: 0,096 * 50 = 4,8 dB'dir. Tablo 1 bu zayıflama için (-4.8 dB), voltaj oranı belirtilmemiştir. Tablonun +4.8 dB olan 1.74 oranını verdiği gerçeğinden yararlanalım. Bu, segmentin sonunda sinyalin girişin 1 / 1,74 ≈ 0,57, yani 8 * 0,57 ≈ 4,6 V olacağı anlamına gelir.
Tabloda olmayan desibel veya oranların değerlerini belirlemeniz gerektiğinde aşağıdaki gibi ilerlemeniz gerekir. 24 dB'ye karşılık gelen bir güç oranı bulmak istediğinizi varsayalım. 24 dB'yi 10 + 14 dB toplamı olarak temsil eden tabloda, her bir terim için güç oranlarını buluyoruz, bunlar 10 ve 25.12'ye eşittir. Bu oranları çarparak, 24 dB'nin 251.2'lik bir güç oranına karşılık geldiğini elde ederiz.
Amplifikatörün orta frekanslarda çıkışında, U1 = 30 V'luk bir voltaj gelişir ve geçiş bandının kenarlarında, U2 = 21 V'luk bir voltaj gelişir. Bu nedenle, amplifikatör, frekans bozulmasına neden olur - üst ve alt ses frekansları ortalamadan daha kötü ("boğucu") büyütülür. Bu değerlerin oranı
U2 / U1 = 21/30 = 0,7
Tabloya göre, bu amplifikatörün geçiş bandının kenarlarındaki frekans bozulmasının -3 dB olduğunu bulduk.
Desibeller, özünde ses yoğunluğunu ölçmek için ana birim oldukları akustikte de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, kulağımızın, yoğunluğu milyonlarca faktör farklı olan seslere tepki verme özelliği ile açıklanır. Ancak kulağın farklı güçlerdeki seslere duyarlılığı aynı değildir - sessizlikte ve düşük yoğunlukta (fısıltı, hışırtı) maksimumdur ve yüksek yoğunlukta (bir uçağın kükremesi, araba kükremesi) minimumdur. Bu açıdan, bir işitme cihazı bir AGC radyosuna benzer.
Bu fenomen aşağıdaki örnekle açıklanabilir. Amplifikatörün çıkışta 10 watt'lık bir güç geliştirdiğini varsayalım. Çıkış gücünü 20 watt'a çıkarmak, ses seviyesinde hafif bir artış gibi gelecektir. Kulağın sesi iki kat daha fazla hissetmesi için, amplifikatörün çıkış gücünde (≈10 dB) neredeyse on kat artış gerekir. Ve kulağın hacimde 4 kat artış algılaması için gücün 100 kat (≈20 dB) artırılması gerekir.
İşitme özelliklerini inceleyen fizyologlar, kulağın duyarlılığının, logaritmik bir yasa ile sese maruz kalmanın yoğunluğu ile ilgili olduğunu, yani ses gücünde birkaç kez bir artış, kulağa ses seviyesindeki bir değişiklik olarak görüneceğini belirlemişlerdir. yaklaşık olarak bu sayının logaritması içinde. Akustikte desibel kullanımı çok uygundur, çünkü işitsel algı ve seslerin yoğunluğunun değerlendirilmesi sıkı bir bağlantı içindedir ve ayrıca ses yoğunluğundaki 1 dB'lik bir değişiklik kulak tarafından zar zor farkedilir bir değişiklik olarak yakalanır. yüksek sesle.
Tablo 2. ORTALAMA GÜRÜLTÜ DÜZEYLERİ
| Gürültünün öznel değerlendirmesi | Gürültü seviyesi (dB) | Gürültü ölçümünün kaynakları veya yeri |
| sağır edici | - 130 - | Ağrı eşiği (ses ağrı olarak algılanır) gök gürültüsü top atış perçinleme makinesi Çok gürültülü atölye |
| - 120 - - 110 - |
||
| Çok gürültülü | - 100 - | Senfoni orkestrası (ses pikleri) Ağaç işleme atölyesi Dış mekan hoparlörü gürültülü sokak Metal işleme atölyesi |
| - 90 - |
||
| Yüksek sesle | - 80 - | Polis düdüğü (15m) Radyo alıcısı yüksek sesle (2,5 m) Daktilo Bürosu Sakin konuşma (4v) Büyük bir mağazanın salonu |
| - 70 - | ||
| Ilıman | - 60 - | Büyük bir şehrin sessiz caddesi Orta gürültü tesisi bir restoran Binek araç (10-20m) Yaşam alanları |
| - 50 - |
||
| Zayıf | - 40 - | Okuma odası sessiz konuşma kağıt hışırtı Fısıltı Hastane koğuşu |
| - 30 - |
||
| Çok zayıf | - 20 - | Şehir dışında sessiz gece boğuk oda İşitme eşiği |
| - 10 - - 0 - |
Sıfır seviyesi olarak alınan insan kulağının işitme eşiğine göre desibel cinsinden bazı ev ve endüstriyel gürültülerin ortalama ses yüksekliği düzeylerinin karşılaştırmalı bir değerlendirmesi Tablo'da verilmiştir. 2. Ses yoğunluğunun ölçümü, ölçekleri doğrudan desibel olarak derecelendirilen özel cihazlar - ses seviyesi ölçerler kullanılarak gerçekleştirilir.
Burada verilen örnekler amatör radyo pratiğinde çeşitli hesaplamalar ve ölçümler için desibel kullanımını tüketmemektedir. Biz sadece desibeli anlamanın basitliğini ve bunları kullanmanın geniş olanaklarını göstermek istedik.
Cand. teknoloji E. ZELDIN, mühendis K. DOMBROVSKİ
Elektrik mühendisleri, kendilerini bir elektrik devresine alıştırırken, voltaj, direnç, endüktansın mutlak değerlerini ölçerken çeşitli parametreler kullanır. Her biri geleneksel olarak belirlenmiştir, ilk okuma seviyesinden ölçülen değere, örneğin amper cinsinden akımı belirlemek kolaydır. Ancak kapasite, frekans veya diğer elektrik parametrelerinin yanında desibel şeklinde nicel bir atamaya sahip yazılar da vardır.
dB temel biriminin kullanımı, telekomünikasyon tasarımcıları tarafından farklı ekipmanlardaki performansı karşılaştırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Sayısal olarak ifade edilen belirli bir birim yardımıyla, sinyalin ne kadar büyütüldüğü veya zayıflatıldığı belirlenir.
Genellikle bir tür elektriksel boyutu ölçen düz birimler görünümdedir, ancak uzmanlar, bilim adamı Graham Bell sayesinde bilime gelen güçlü bir araç olarak desibellerin ayağa kalktığı göreceli bir ölçeğin kullanımını takdir ettiler.
Dünya çapında ünü telefonların icadından sonra oldu, ancak insanlarda işitme eşiğini belirleyen birçok araştırma çalışması yaptı. Bunun için bilim adamları, bugün hala faaliyet gösteren İnsanlar Derneği'ni kurdular.
Ses şiddetini ölçmek için ölçeği kim yarattı?
Alexander Bell, işitsel duyuyu ölçen ilk kişiydi. Ses dalgalarının gücü yerine, işitsel duyarlılığın logaritmalara bağımlılığını ortaya koydu. Araştırmacı, çocukların ve yetişkinlerin işitme eşiklerini keşfetti ve normal bir insanın, sesin sağlığa zarar vermeden algılanması için aralığın 13 kenarına ihtiyaç duyduğu hangi değerlerde gerçekleştiğini belirledi.
Bu veriler, ses gücünün bel adı verilen birimlere bölündüğü bir logaritma ölçeğinin üretiminin temeli oldu. Bu ayrımla, sessiz bir fısıltı üç bel, normal konuşmanın altı olduğu tespit edilmiştir. Böyle bir logaritmik ölçüm, iki seviyedeki enerjilerin oranı ile belirlenen standart değeridir. Desibel cinsinden ölçülen kod çözmede, ses yüksekliğinin genel ifadesi gömülüdür, sayıların işlenmesinde kolaylık sağlamak için bel onda birine yükseltilir.
Ses, gürültü seviyesi ve kaynakları ile ilgili kavramlar
Fiziksel özellikler açısından, ses ve gürültü, özel doğal fenomenleriyle ayırt edilir. Havadaki basınç değişir, bu da kulaktaki kulak zarına özel titreşimler yardımıyla etki eder ve ses alınır. Dönüştürülmüş elektriksel darbelerle insan organları arasında hareket etmeye devam eder, ulaşır. Bir kişi, desibel cinsinden ifade edilen çok çeşitli ses basıncını kabul edebilir.
Ses yayılımı, hem hayvanların hem de insanların kulaklarının hassasiyetini etkileyen farklı frekanslarda gerçekleşir.
Sesler ve gürültüler arasındaki farklar tamamen özneldir ve oluşum kaynakları tarafından belirlenir. Bir kişiyi çevreleyen ortama bağlı olarak, bunlar dahilidir ve ekipmanla ilişkilidir:
- mühendislik
- teknolojik
- ev
- sıhhi
Dış kaynaklar, aşağıdakilerden kaynaklanan gürültüyü içerir:
- Araç
- sanayi kuruluşları
- enerji işletmeleri
- insanların geçimine bağlı çeşitli kurumlar (stadyumlar, spor sahaları, eğlence etkinlikleri)
Dairelerde, sıhhi ve mühendislik ekipmanlarından bazen 60 dB'ye ulaşan gürültü duyulur:
- asansörler
- pompalar
- çöp olukları
- havalandırma üniteleri
Evlerde duydukları:
- müzik ekipmanı
- çalışma modunda cihazlar ve enstrümanlar
- Ev aletleri
Dairenin etrafında hareket ederken (hacimli nesneleri hareket ettirirken), yapısal gürültüye dönüşen ses titreşimleri meydana gelir. Binalardaki fanların ve asansör vinçlerinin çalışması, binaya havalandırma kanallarından giren hem yapısal hem de hava gürültüsü akışı yayar.
Mekanik ekipmanın çalışmasının duyulmasını önlemek için titreşim izolasyon cihazları takılmıştır. Yüksek binalarda asansör vincinin katlar arasındaki hareketi, kılavuzların şok ve sarsılma hareketleri, kapı kanatlarının tıkırdaması, ses efektlerinin yayılması hem hava yoluyla hem de yapıcı olarak gerçekleşir.
Evdeki gürültünün vücut üzerindeki tahriş edici etkisinin yanı sıra, üretim süreçlerinde bir kişi kamu hizmetinde izin verilen standartların üzerine çıkmaya maruz kalmaktadır.
Endüstri, üretim sırasında üretilen çok miktarda gürültüye sahiptir. Sıklıkla üretim gürültüsü basınçlı havadan duyulabilir. Darbe denir: valfler ve silindirler üflendiğinde, ekipman temizlendiğinde, soğutulduğunda, nakledildiğinde, sıralandığında meydana gelir.
Sesler belirli tınılar, spektral renkler ile karakterize edilirse ve insanlar kaynaklarını kolayca tanıyabilirler. Örneğin, müzik sesi, bir çocuğun ağlaması, bir köpek havlaması. O zaman rastgele salınımlı ve periyodik olmayan süreçlerden gelen gürültülerin belirli kaynakları yoktur. Kalabalığın gürültüsü, şantiyelerin çatırdaması, arabaların uğultusu, sokağın gürültüsü olabilir.
Bu nedenle, gürültüyü bir fenomen olarak tanımlamak, insan sağlığını olumsuz yönde etkileyen, can sıkıcı, hoş bir eğlenceye müdahale eden kontrolsüz seslerin bir kompleksi ile karşılaştırılır. Türlere ayrılırlar:
- hava
- yapısal
- davul
Televizyondan, radyodan, komşuların kavgalarından kaynaklanan parazitler havaya yayıldı. Yapısal olarak, bölmelerin çatırdaması, zeminin gıcırtısı, evlerdeki tavan yapıları, çalışma mekanizmalarından duyulabilirlik, bir tornavida, bir işlemci, bir elektrikli süpürge iletilir. Yapısal olarak düzensiz ses titreşimlerinin çeşitleri, vurmalı sesleri içerir. Üst katlarda bulunan komşu dairelerden bir sandalye düştüğünde, mobilyalar taşındığında duyulabilir.
Gürültü eylemleri, izin verilen değerleri
Herhangi bir gürültü kirliliğinin ortaya çıkması, doğada var olandan daha yüksek, artan ve tahriş edici faktörlere neden olan bir ses seviyesi olarak kendini gösterir. Ses sinyalleri birlikte, canlıya onları değerlendirme, uyum sağlama zamanı verir.
Yüksek güç, işitsel organlara zarar verir, acı hissi, şok edici etki vardır. Yenilikçi gelişmeler, gürültülü ortamlarda endişe verici bir artışa yol açarak sadece rahatsız edici duygulara değil, aynı zamanda işitsel keskinlikte de bir azalmaya yol açmıştır. Akustik konforun ihlali nedeniyle, kişi stres, uykusuzluk ve artan baskı yaşar.
Ana tehdit kısmi veya tam işitme kaybıdır.
Yükseltilmiş tonlarda gürleme, cıyaklama, tıkırtı, dikkatin dağılmasına, çalışma yeteneğinin azalmasına, işten üretkenliğe, özellikle zihinsel çalışma ise, yol açar. Bir kişi ana operasyona odaklanma ve önemli kararlar alma yeteneğini kaybeder. Normal bozulur, sinir hücreleri dışarı çıkar. Zayıflamalarından, çeşitli organların koordinasyonunda bir başarısızlık var.
İnsan vücudu üzerindeki gürültü etkilerine örnekler
İşitme ortamı, 30 dB'ye kadar bir ses seviyesidir. 80 dB'yi geçmeyen izin verilen bir sınır vardır, ancak 60 dB'den sonra kişi kendini rahatsız hissetmeye başlar.
Sesin 120 dB'ye yükselmesi ağrıya neden olur, 140 dB'den sonra dayanılmaz bir his oluşur. Metal 180 dB'ye dayanmasa bile yorgunluğu ortaya çıkar ve seviye arttıkça yapının tahribatı meydana gelebilir. Gürültülü endüstriler, 110 dB'ye kadar olan ses yüksekliği ile ünlüdür. Apartmanlar, ses yalıtımı ile birçok sakini her zaman heyecanlandırıyor, tüm tasarım büroları bunun üzerinde çalışıyor, yöntemler geliştiriyor ve yeni ses emici malzemeler.
Gürültünün arttığı bilinmektedir:
- 61 dB'den - otonom sinir sistemini bozar
- 91 dB - işitmeyi azaltır
- 116 dB bir ağrı eşiği olarak kabul edilir
- 140 dB - kulak zarlarının yırtılmasına neden olur
- 151 dB - dayanılmaz
- 179 dB - Hayata yönelik tehdit
İzin verilen gürültü standartlarının aşılması çocukların zihinsel gelişimini olumsuz etkiler. Müzik sesinin 100 dB'ye kadar çıktığı, bazen amplifikatörlerin özel olarak yerleştirildiği ve gürültünün elektrikli bir trene eşit olduğu diskoları sık sık ziyaret etmek ergenler için zararlıdır.
Megalopolislerin gürültü arka planı, sürekli artan teknolojik süreçlerle orantılı olarak artar. Bir kişiyi ses etkilerinden korumak için araştırmacıları sorunları çözmeye, çeşitli düzenlemeler geliştirmeye zorlayan birçok kişi ortaya çıktı.
Binalar, ses enerjisini yansıtan ses yalıtım ürünleri ile korunmaktadır. Hepsi esnek, esnek ve çok katmanlıdır, ana görevi yerine getirir, yüzeyleri tıkar, seslerin geçmesine izin vermez.
Rahatsız edici uğultu ve yatıştırıcı sesler işitsel organı nasıl etkiler?
İnsanların yaşam alanlarını ses arka planından tamamen korumak mümkün değildir. Bunların arasında, bir kişi üzerinde olumlu etkisi olan faydalı sinyaller vardır. Yardımlarıyla iletişim kurar, gezinir, çalışırlar.
Akarsuların mırıldandığı, kuşların öttüğü, hışırtı yapraklarının sinir sistemine faydalı olduğu bilinmektedir. Sinir stresi yumuşak bir şarkı, deniz dalgalarının kükremesi ile giderilebilir. Orta Çağ'da sesler cezalandırıldı, mahkumları uzun süre çanların darbeleri altında kalmaya mahkum etti. Uyumlu bir ninni, huzursuz bir çocuğun bile sakinleşmesini ve uykuya dalmasını sağladı.
İnsan beyninde bazı ses sinyallerinin alınması rahatsızlığa, tahrişe ve yorgunluğa neden olur. İnsanlar duyduklarından öznel duyumlar alır ve işitme organlarında patolojik değişiklikler meydana gelebilir.
Sinir bozucu bir gürültü, sistemleri etkileyebilir:
- merkezi
- gergin
- kardiyovasküler
- endokrin
- sindirim
Artan bir gürültü seviyesinin kişiyi şu şekilde etkilediği tespit edilmiştir:
- işitme fonksiyonunda azalma, işitme yorgunluğundan kısmi veya kalıcı işitme kaybına kadar uyum
- konuşma yoluyla iletişim kurma yeteneği bozulur
- sinirli, huzursuz davranış
- fizyolojik reaksiyonlar değişir,
- zihinsel bozulma
- üretkenliği azaltır
İşitme organlarının belirli uyaranları olarak ses dalgalarının eylemleri belirli bir frekans ve yoğunlukta hizmet eder.
Bilim adamlarının gürültünün etkileri üzerine çalışmaları
Yüksek sesli sinyallerin işitme üzerindeki etkisi, bir kişinin özelliklerini teorik ve pratik olarak incelemesine neden oldu. Böyle bir çalışmanın amacı, gürültünün tehdit edici etkisinin eşiğini belirlemek, bu temelde belgeler geliştirmek ve nerede olduklarına ve ne olduklarına bağlı olarak çeşitli sakinlerin hijyenik normlarını doğrulamaktır.
Bu olabilir:
- ev
- kamu binası
- üretim tesisi
- Eğitim kurumu
- hastane, klinik
- önleyici kurumlar
- yurt alanı
- Sanayi Bölgesi
- Yeniden yapılandırma alanı
Teoride, bilim adamları patogenezi, gürültüye maruz kalma yöntemlerini, vücudun olumsuz bir ortama adapte edilmesini, içinde uzun süre kalmanın sonuçlarını inceleme göreviyle başa çıktılar. Çok sayıda deney yapılmıştır. Bu zor bir araştırma çalışmasıdır, çünkü vatandaşların gürültü duyarlılığında yaş, cinsiyet ve sosyal gruptan önemli farklılıklar vardır.
Bir kişi, heyecanlı veya ketlenmiş durumda olmasına bağlı olarak ses efektlerine farklı tepkiler verir; şu anda hangi süreç hakim.
Yüzde olarak, insanlar hassasiyetle seslerin algılanmasına ayrılır:
- %35 - arttı
- %55 - normal
- %10 - gürültüyü algılama
Akustik stres, sakinlerin psikolojik ve fizyolojik durumunu etkiler ve bölgeye bağlıdır:
- bireysel biyoritmik profil
- uykunun doğası
- fiziksel aktivite
- stres
- sinir durumu
- içmek ve sigara içmek
Sosyologlar, tüm şehirli vatandaşların çoğunun arabaların uğultusundan (%70), sanayi işletmelerinden gelen gürültünün orta çizgiyi (%20) ve ev şamatasının en son sırada (%10) şikayet ettiğini söylüyorlar. Aynı zamanda %50'si endişeli, %30'u sinirli ve %20'si hiç şikayet etmiyor. Nörovasküler sistem veya sindirim organlarına zarar veren vatandaşlar.
Bundan, hastalıklar ortaya çıkar veya şiddetlenir:
- gastrit
- bağırsaklar
Gürültü seviyesinin yüksek olduğu caddeler bölgesinde sürekli ikamet eden sakinlerin sağlıkları bozulmakta ve tıbbi ziyaretlerin sayısı artmaktadır.
İşitme duyunuzu korumak için temel kurallar
Paha biçilmez bir işitme armağanına sahip bir kişinin onu kaybedebileceğini hayal etmesi zordur. Bunun için hoş olmayan sonuçları önlemek için önleyici tedbirler vardır:
- Tedavi. Özellikle çocukluk döneminde önemlidir. Bakteriyel kulak enfeksiyonları durumunda, yetkin ve zamanında tedavi gereklidir. Enfeksiyonlara ek olarak, birçok hastalık işitme cihazının tehlikeli komplikasyonlarını taşır.
- Gürültü seviyesi yüksek olan kurumlara yapılan ziyaretleri azaltın. Restoranlarda, barlarda, konser salonlarında insanlar yüksek sesle konuşurlar, bir yer seçmeyi ve orada kalış sürenizi düşünmelisiniz.
- Faaliyetleri yüksek gürültü seviyesinde gerçekleşen ve 80 dB'nin üzerinde çok gürültülü olan kişiler için koruyucu ekipmanları ihmal etmeyin.
- Uzun süreli kulaklık kullanımı zararlıdır.
- Radyo, televizyon, radyo teyp kayıt cihazlarının sesi mümkün olduğunca kısılmalıdır.
- Temizlik, sağlığın garantisidir ve kulakların kükürt birikimlerinden sürekli temizlenmesi gerekir, pamuklu çubukların kullanımı doktorlar tarafından onaylanmaz, suyla durulamayı önerirler.
Bunlar basittir ve desibellerle ilgili kuru teknik bilgiler, pratik bir sorunun çözülmesine yardımcı olur, ancak bir kişinin işitmesini korumaz. Sağlığınıza iyi bakmanız, gürültülü toplantılardan kaçınmanız, evinizi yabancı seslerin girişinden korumanız gerekir. Uzmanlar her zaman kurtarmaya gelecek: doktor tedavi edecek, inşaatçı ses yalıtımını kuracak.
28 Kasım 2016 Violetta Şifacı
Desibel, adını telefonun mucidi Alexander Graham Bell'den (1847-1922) alan logaritmik bir birim olan Bel'in onda biridir. Bir Bel, sinyal gücünde on kat artışa karşılık gelir: 10 dB = 1 B = Ig10. On kat güç zayıflaması -10 dB = -1 B = Ig0.1'e karşılık gelir. Bununla birlikte, güçte on kat değişiklik olan voltaj veya akım yalnızca 3.16 kez değişir (güç, voltaj veya akımın karesiyle orantılıdır). Böylece, desibel cinsinden ifade edilen kazanç G veya zayıflama a, şuna eşittir:
G, α (dB) = 10log (P2 / P1) = 20log (U2 / U1).
Yaygın hatalara karşı uyarıyoruz: "gerilimde desibel" ve "güçte desibel" yoktur - G = 20 dB'lik bir amplifikatör, sinyal gücünü 100 kat ve voltajı (eşit giriş ve çıkış dirençleriyle) 10 kat artırır . Parantez içindeki sorumluluk reddi esastır - sonuçta, alternatif voltajlar ve akımlar, güç değişmeden bırakılırken dönüştürülebilir. Gerilimi 10 kat artıran bir transformatörün kazancının 20 dB olduğunu söylemek kimsenin aklına gelmez. Önemsiz kayıpları hesaba katarsak kazancı G = 0 dB veya hatta α = - 0.1 ... 1 dB'dir. Yani, formülü kullanmak için
G = 20lg (U2 / U1),
önce U1 girişini ve U2 çıkış voltajlarını aynı dirence getirmelisiniz, ancak G veya α = 10lg (P2 / P1) formülü kısıtlama olmadan kullanılır.
Desibel cinsinden, herhangi bir devrenin, uzun hatların ve filtrelerin ses seviyesini, sinyal gücünü ve voltajını, amplifikasyonunu ve zayıflamasını (zayıflatma) ölçmenin son derece uygun olduğu ortaya çıktı. Hatlardaki zayıflama ve sinyal seviyelerini değerlendirmek için desibelleri ilk kullananlar telgraf operatörleri ve telefon operatörleriydi. Ana avantaj, hesaplamalarda çarpma ve bölmenin, kafada bile yapılması kolay olan toplama ve çıkarma ile değiştirilmesi ve logaritmik bir ölçekte çizilen grafiklerde birçok eğrinin düz hale gelmesiydi.
Desibel cinsinden herhangi bir değeri saymak için bir başlangıç (sıfır) düzeyine ihtiyacınız vardır. Kazanç ve zayıflama hesaplanırken referans seviyesi, cihazın girişinde (P1, U1) dikkate alınan değerin değeridir. Bir boyutu olan belirli, somut niceliklerle uğraşıyorsak (logaritma yalnızca boyutsuz bir sayıdan alınabilir), o zaman başlangıç düzeyi belirlenmelidir.
Sıfır ses seviyesi, ses gücünün (akustik enerji akı yoğunluğu) 10-12 W / m2 ve ses basıncının 2 · 10-5 Pa olduğu insan işitmesinin ortalama eşik hassasiyetine karşılık gelir. Bunlar son derece küçük değerlerdir. Bu nedenle, örneğin, böyle bir ses kuvveti ile titreşen hava parçacıklarının hızı sadece 5 10-8 m / s'dir ve bu parçacıkların denge konumundan (1000 Hz'lik bir ses frekansında) yer değiştirmesi sadece 2 10- Boyut molekülleriyle karşılaştırılabilir olan 11 m! Bu, doğanın yarattığı mükemmel işitme organıdır.
Hoparlörünüzün 0,2 Pa'lık standart bir ses basıncı geliştirdiğini varsayalım (0,1 W uygulanan elektrik gücüyle 1 m mesafede), bu ses gücüne (referans kitap tarafından belirlenir) 10 "4 W / m2 karşılık gelir. Bul desibel cinsinden hacim:
10lg (10-4 / 10-12) = 80 dB, kabaca orkestranın ses yüksekliğine karşılık gelir. Ses kuvvetinin ve ses yüksekliğinin ses basıncının karesiyle orantılı olduğunu (gücün voltajın karesiyle orantılı olduğu gibi) dikkate alarak, ses basıncı verilerini kullanarak bir referans kitabı olmadan yapabilirsiniz: ses yüksekliği = 20lg ( 0.2 / 2 10-5) = 80 dB. Yönlendirme için tabloya bakın. 1 ses yüksekliği, ses gücü ve ses basıncını ilişkilendirir.
Desibel ses yüksekliği ölçeğinin güçlü bir fiziksel, hatta daha doğrusu fizyolojik bir gerekçeye sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Gerçek şu ki, öznel ses yüksekliği algısının özelliği doğrusal değildir - logaritmik bir yasaya uyar (tıpkı diğer duyu organlarının özellikleri gibi). Bunun anlamı: düşük seviyelerde ses seviyesinde gözle görülür bir artışa neden olmak için çok az güç eklemeniz ve yüksek seviyelerde oldukça fazla güç eklemeniz gerekir. Ancak, başlangıç seviyesinin bir yüzdesi olarak, artış aynı miktarda, örneğin %26 olacaktır. Desibel olarak bu 10lg (1.26/1) = 1 dB olacaktır. Bu, logaritmik ölçeklerin "sırrı"dır - argümanı bir şeyle artırmak, işlevin birkaç kez değişmesine neden olur.
Tablodaki sesin gücü. 1 desibel olarak da ifade edilebilir ve 1000 Hz frekans için değerler gürlük değerleri ile örtüşecektir. Ses aralığının diğer frekanslarında, insan işitme duyarlılığı biraz farklıdır ve eşit ses gücü ile, öznel olarak algılanan ses yüksekliği kural olarak daha düşüktür. Farklı frekanslar (eğrilere yakın sayılar) için ses yoğunluğu ve ses yüksekliği arasındaki ilişki Şekil 1'de gösterilmektedir. 36.
Ters logaritmik, üstel bağımlılık doğada doğrusaldan çok daha sık meydana gelir. Atmosferdeki hava basıncı e faktörü kadar azalır (e = 2.72, doğal logaritmaların temelidir), sonraki her 8 km'de bir yükseldikçe, radyoaktif atomların sayısı ve kütleleri yarıya eşit bir süreden sonra yarıya düşer. ömür vb. Logaritmik bir ölçekte çizilen grafiklerdeki tüm benzer bağımlılıklar düz çizgilerle gösterilir.
Güç genellikle 1 mW seviyesine göre ölçülür. Bu "sıfır", 600 ohm'luk bir yükte 0,775 V'a karşılık gelen standart telefon seviyesi olarak kabul edilir. Mikrodalga teknolojisinde son derece sık kullanılır. Bu sıfır seviyesini belirtmek için (dB yerine) dBm gösterimini kullanın:
P (dBm) = 101d (P / 1mW).
1 mW'lık güç 0 dBm, 1 W - +30 dBm, 0,1 mW - -10 dBm'ye karşılık gelir. Benzer şekilde, alan kuvvetleri genellikle 1 µV/m'den ölçülür, örneğin 46 dB µV'lik bir alan kuvveti 200 µV/m'ye karşılık gelir.
Değerlerin desibellere dönüştürülmesini kolaylaştırmak ve bunun tersi için bir tablo yararlıdır. 2. İçinde sadece desibel birimleri verilir, onlarca ile durum çok daha basittir. Her 10 dB, güçte 10 kat ve voltajda 3.16 kat artış sağlar. 48 dB zayıflama ile filtre çıkışındaki sinyalin gücünün ve voltajının kaç kat azaldığını bulmamız istensin. 48 = 40 + 8, 40 dB'nin 10.000 kat ve 8 dB - 6,3 kat daha zayıflama sağladığını unutmayın. Sonuç olarak, filtrenin çıkış gücü 63.000 kat azalır. Gerilimdeki azalma bu sayının karekökü alınarak bulunabilir. 250 çıkıyor - çünkü güç, voltajın karesiyle orantılı. Ancak desibel cinsinden hesaplamaya devam edeceğiz. 40 dB 100 kat ve 8 dB 2,5 kattır. Yine 250 kez çıkıyor.
Başka bir örnek. Amplifikatörün kazancı 17 dB'dir, giriş ve çıkış empedansları eşittir, voltaj kaç kez yükseltilir? Tabloda 17 dB yok ama 17 = 20 - 3.
20 dB'lik bir kazanç, voltajda 10 katlık bir artışa karşılık gelir ve -3 dB, 1,4 katlık bir zayıflama anlamına gelir. Toplam: 10 / 1.4 = 7. Cevabı farklı bulalım: 17 = 8 + 9; 8 dB, 2,5 kat ve 9 dB - 2,8'lik bir voltaj artışına karşılık gelir. Bu sayıları kafamızda çarpıyoruz ve 2.5 · 2.8 = 7 elde ediyoruz.
Sonuç olarak, "Bu zor Ohm yasası" ("Radyo", 2002, No. 9, pp. 52, 53) bölümünde özetlenen materyalle ilgili faydalı bir grafik sunuyoruz. Orada, r iç direncine sahip bir jeneratör ve R direncine sahip bir yükten oluşan basit bir devre düşündük. Dirençler r = R olduğunda yüke maksimum gücün iletildiği gösterildi. Ve eğer bunlar olursa ne olacak? eşit değil? Yüke verilen güç daha az olacak, ama ne kadar? İncirde. 37 cevap uyumsuzluk katsayısına bağlı olarak desibel olarak verilir k = r / R.
Kendi kendine test sorusu... Uyumsuzluk katsayısı k'ye bağlı olarak yüke sağlanan gücün bağımlılığının formülünü alın ve ardından Şekil 1'e benzer bir grafik oluşturun. 37. Bu grafikteki hangi bilgilerin gereksiz olduğunu ve basitleştirmek için ne yapılması gerektiğini düşünün?
Cevap... EMF E ve dahili r direncine sahip bir kaynak ve R dirençli bir yük içeren basit bir devre için akım l = E / (r + R'dir).
Bu hem doğru hem de alternatif akım için geçerlidir. Yük üzerindeki voltaj U = ER / (r + R) olacaktır.
Yükteki gücü bulun P = U · l = E 2 R / (r + R) 2.
Eşit yük ve kaynak dirençleri (R = r) ile bu güç maksimumdur ve P 0 = E 2 / 4r'dir.
Uyumsuzluk kaybını bulun P / P 0 = 4rR / (r + R) 2.
Formülün sağ tarafının hem payını hem de paydasını R 2'ye bölersek ve r / R = k (uyumsuzluk katsayısı) olduğunu hesaba katarsak, P / P 0 = 4k / (1 + k) 2 elde ederiz.
Bu, Şekil 2'deki grafiğin kullandığı formüldür. 37. Tabii ki, formül "zaman zaman" P / P 0 oranını verir ve grafikte zaten desibele dönüştürülmüştür. Bir örnekle açıklayalım: k = 2 için güç oranı Р / Р 0 = 8/9 olacaktır. Bir slayt kuralı kullanarak (birkaç hesap makinesinin ve bir bilgisayarın varlığına rağmen yazarın hala büyük bir başarı ile kullandığı), bir saniyede, uyumsuzluktan kaynaklanan kaybı - 0,5 dB'yi buluyoruz.
k = 0,5 ikamesinin tam olarak aynı kayıp değerini verdiğini belirtmek ilginçtir. Bu, yükün yarı yarıya uyumsuzluğunun (hem azalma hem de artış yönünde) yükte aynı güç azalmasını verdiği anlamına gelir. Bu gerçekten de böyledir ve k "= 1 / k yerine koyduğumuzda elde ettiğimiz formül aynı kalacaktır. Uyumsuzluk katsayısının başka bir tanımının literatürde sıklıkla bulunduğunu unutmayın: k" = R / r, ancak kayıpların hesaplanmasının sonuçları aynı çıkıyor.
Böylece, Şekil l'deki grafik. Logaritmik bir ölçekte çizilen 37, k = 1 noktasına göre simetriktir. Bunun bir yarısı ile yapmak, k'nin birden küçük veya birden büyük değerlerini alarak ve "k veya 1 / 1'i göstererek yapmak oldukça mümkündü. k" apsis ekseninde. Bu, programın fazlalığıdır.
Gördüğünüz gibi, oldukça önemli bir uyumsuzlukla bile (yük direnci, kaynağın iç direncinin iki katıdır), uyumsuzluktan kaynaklanan kayıplar çok küçüktür. Örneğin, bir ses frekans yükselticisi ile uğraşıyorsak, ses seviyesinde 0,5 dB'lik bir değişiklik pratik olarak kulak tarafından algılanamaz. Büyük uyumsuzluklar (k "1 veya k" 1) bölgesinde, uyumsuzluktan kaynaklanan güç kayıpları zaten önemli düzeydedir.
Çok sık, yeni başlayanlar böyle bir kavramla karşı karşıya kalırlar. desibel... Birçoğu sezgisel olarak ne olduğunu tahmin ediyor, ancak çoğunun hala soruları var.
Bela'nın göreli logaritmik birimleri (desibel), çeşitli ses, video ve ölçüm cihazlarının parametrelerinin nicel tahminlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Karşılaştırılan güçlerin fiziksel doğası herhangi biri olabilir - elektrik, elektromanyetik, akustik, mekanik, sadece her iki miktarın da aynı birimlerde ifade edilmesi önemlidir - watt, miliwatt, vb. Bel, iki değerin oranını ifade eder. bu oranın ondalık logaritması ile enerji miktarı ve enerji miktarları şu şekilde anlaşılır: güç, enerji.
Bu arada, bu birim adını, dünyaca ünlü AT&T ve Bell Laboratories şirketlerinin kurucusu, telefonun kurucusu, İskoç kökenli Amerikalı bir bilim adamı olan Alexander Bell'in (1847 - 1922) onuruna aldı. Birçok modern cep telefonunun (akıllı telefon) her zaman "zil" adı verilen seçilebilir bir zil (bildirim) sesine sahip olduğunu hatırlatmak da ilginçtir. Ancak Bel, Uluslararası Birimler Sisteminin (SI) bir parçası olmayan, ancak Uluslararası Ağırlık ve Ölçüler Komitesinin kararına uygun olarak, SI birimleriyle birlikte kısıtlama olmaksızın kullanılmasına izin verilen birimleri ifade eder. Esas olarak telekomünikasyon, akustik, radyo mühendisliğinde kullanılır.
Desibel Formülleri
Bel (B) = log (P2 / P1)
nerede
Uygulamada, 10 kat azaltılmış Bel değerini kullanmanın daha uygun olduğu ortaya çıktı, yani. desibel, bu nedenle:
desibel (dB) = 10 * log (P2 / P1)
Güçlendirme veya zayıflama desibel cinsinden güç formülle ifade edilir:
nerede
P 1 - amplifikasyon öncesi güç, W
P 2 - amplifikasyon veya zayıflamadan sonraki güç, W
Bel, desibel değerleri P2> P1 (sinyal amplifikasyonu) ise artı işareti ile, P2 ise eksi işareti ile olabilir.< P1 (ослабление сигнала)
Çoğu durumda, gücü ölçerek sinyalleri karşılaştırmak uygunsuz veya imkansız olabilir - voltaj veya akımı ölçmek daha kolaydır.
Bu durumda, gerilimleri veya akımları karşılaştırırsak, formül farklı bir biçim alacaktır:
nerede
N dB - desibel cinsinden güç kazancı veya zayıflaması
U 1, amplifikasyondan önceki voltajdır, V
I 1 - amplifikasyondan önceki akım gücü, A
I 2 - amplifikasyondan sonraki akım gücü, A
Ana voltaj oranlarını ve karşılık gelen desibel sayılarını gösteren küçük bir tablo:
Gerçek şu ki, normal temelde sayılar üzerinde çarpma ve bölme işlemleri, logaritmik temelde toplama ve çıkarma işlemleriyle değiştirilir. Örneğin, kazançları K1 = 963 ve K2 = 48 olan iki kademeli amplifikatörümüz var. Toplam kazanç nedir? Bu doğru - K = K1 * K2 ürününe eşittir. 963 * 48'i kafanızda hızlıca hesaplayabilir misiniz? Beni değil. K = 1000 * 50 = 50 bin tahmin edebiliyorum, artık yok. Ve eğer K1 = 59 dB ve K2 = 33 dB olduğunu biliyorsak, o zaman K = 59 + 33 = 92 dB - eklemek zor olmadı, umarım.
Ancak, Bel kavramının tanıtıldığı ve yalnızca iPhone'ların değil, aynı zamanda elektronik hesap makinelerinin de bulunduğu çağda bu tür hesaplamaların önemi büyüktü. Şimdilik, gadget'larınızdaki hesap makinesini açın ve hangisinin hangisi olduğunu hızlıca hesaplayın. Eh, zaman zaman dB'yi her çevirdiğinizde terlememek için, İnternette bir çevrimiçi hesap makinesi bulmak en uygunudur. Evet, en azından burada.
Weber-Fechner yasası
Neden desibel? Her şey, bize insan duygularının duyum yoğunluğunun herhangi bir uyaranın yoğunluğunun logaritması ile doğru orantılı olduğunu söyleyen Weber-Fechner yasasından gelir.
Yani dört ampullü bir lamba iki ampullü bir lambadan daha parlak olduğu gibi, sekiz ampullü bir lamba bize dört ampullü bir lambadan daha parlak görünür. Yani, bize parlaklıktaki artışın sabit olduğu görünmesi için ampul sayısı her seferinde ikiye katlanmalıdır. Yani tablodaki 32 ampulümüze bir ampul daha eklersek aradaki farkı fark etmeyiz bile. Gözümüzün farkı anlaması için 32 ampule 32 ampul daha eklemeliyiz, vb. Veya başka bir deyişle, lambamızın giderek parlaklık kazandığını düşünmemiz için, her seferinde bir önceki değerden iki kat daha fazla ampul yakmamız gerekiyor.
Bu nedenle, bazı durumlarda desibel gerçekten daha uygundur, çünkü iki değeri küçük sayılarda karşılaştırmak milyonlarca ve milyarlardan çok daha kolaydır. Elektronik tamamen fiziksel bir fenomen olduğundan, desibel de onu atlamadı.
Desibel ve Amplifikatör Frekans Tepkisi
Bir op-amp ile önceki örnekte hatırladığınız gibi, ters çevirme özelliğimiz sinyali 10 kat artırdı. Plakamıza bakarsanız, bunun giriş sinyaline göre 20 dB olduğu ortaya çıkıyor. Evet, işte böyle:
Ayrıca bazı frekans tepkisi grafiklerinde dB cinsinden frekans tepkisi karakteristiğinin eğimi gösterilir. Bunun gibi görünebilir:
Grafikte bant geçiren filtrenin frekans tepkisini görüyoruz. Sinyal değişimi +20 on yılda dB(dB/dec, dB/dec) bize frekanstaki her 10 kat artış için sinyal genliğinin 20 dB arttığını söyler. Aynısı, on yılda -20 dB sinyalin bozulması için de söylenebilir. Frekanstaki her 10 kat artış ile sinyal genliğimiz -20 dB azalacaktır. Benzer bir özellik de var oktav başına dB(dB / ekim, dB / ekim). Burada, hemen hemen her şey aynıdır, frekanstaki her artışta 2 kat sadece sinyalde bir değişiklik meydana gelir.
Bir örnek alalım. Bir RC devresine monte edilmiş birinci dereceden bir yüksek geçiş filtresine (HPF) sahibiz.
Frekans yanıtı şöyle görünecek (tamamen açmak için tıklayın)
Şimdi frekans yanıtının eğik düz çizgisiyle ilgileniyoruz. Eğimi -3 dB'lik bir kesme frekansına kadar yaklaşık olarak aynı olduğundan, eğimini bulabilir, yani frekanstaki her 10 kat artışla sinyalin kaç kat arttığını bulabilirsiniz.
Öyleyse ilk noktayı 10 Hertz frekansında alalım. 10 Hertz frekansında, sinyal genliği 44 dB azaldı, bu sağ alt köşede görülebilir (dışarı: -44)
Frekansı 10 (on gün) ile çarpın ve ikinci noktayı 100 Hertz'de alın. 100 Hertz frekansında, sinyalimiz yaklaşık 24 dB azaldı
Yani, on yılda sinyalimizin on yılda -44'ten -24 dB'ye yükseldiği ortaya çıktı. Yani, özelliğin eğimi +20 dB / on yıldı. +20 dB / onluk, oktav başına dB'ye dönüştürülürse, 6 dB / oktav elde edersiniz.
Oldukça sık, ölçüm cihazlarındaki (özellikle jeneratörlerde) çıkış sinyalinin ayrık zayıflatıcıları (bölücüler) desibel cinsinden derecelendirilir:
0, -3, -6, -10, -20, -30, -40 dB. Bu, çıkış sinyalinin göreli seviyesinde hızlı bir şekilde gezinmenizi sağlar.
Başka ne desibel ölçülür?
Ayrıca sıklıkla dB cinsinden ifade edilir (sinyal-gürültü oranı, kısaltılmış SNR)
nerede
U c, sinyal voltajının etkin değeridir, V
U w - gürültü voltajının etkin değeri, V
S / N değeri ne kadar yüksek olursa, ses sistemi tarafından sağlanan ses o kadar net olur. Müzik ekipmanı için bu oranın en az 75 dB, Hi-Fi ekipmanı için en az 90 dB olması istenir. Sinyalin fiziksel doğası önemli değil, birimlerin aynı boyutlarda olması önemlidir.
Neper (Нп) - 1 Нп ~ 0.8686 B, aynı adı taşıyan iki fiziksel niceliğin logaritmik oranının bir birimi olarak da kullanılır.Ondalık (lg) değil, doğal (ln) logaritmasına dayanır. oranlar. Şimdi nadiren kullanılmaktadır.
Çoğu durumda, keyfi değerlerle değil, koşullu referans (sıfır, taban) olarak adlandırılan diğerine göre bir değeri birbiriyle karşılaştırmak uygundur.
Elektrik mühendisliğinde, böyle bir referans veya sıfır değeri olarak, 600 ohm'luk bir direnç üzerinde tahsis edilen 1 mW'a eşit bir güç değeri seçilir.
Bu durumda, gerilimleri veya akımları karşılaştırırken temel değerler 0,775 V veya 1,29 mA olacaktır.
Ses gücü için, böyle bir temel değer 20 microPascals (0 dB)'dir ve bir kişi için +130 dB'lik bir eşik acı verici olarak kabul edilir:
Bununla ilgili daha fazla ayrıntı Wikipedia'da bu bağlantıda yazılmıştır.
Temel değerler olarak belirli belirli niceliklerin kullanıldığı durumlar için, ölçüm birimleri için özel tanımlamalar bile icat edilmiştir:
dbW (dBW)- burada geri sayım 1 Watt'a (W) göredir. Örneğin güç seviyesi +20 dBW olsun. Bu, gücün 100 kat, yani 100 watt arttığı anlamına gelir.
dBm (dBm)- burada zaten 1 miliwatt'a (mW) göre geri sayım yapıyoruz. Örneğin, + 30dBm'lik bir güç seviyesi buna karşılık olarak 1 W'a eşit olacaktır. Bunların enerji desibel olduğunu unutmayın, bu nedenle formül onlar için geçerli olacaktır.
Aşağıdaki özellikler zaten genlik desibelleridir. Formül onlar için geçerli olacak
dBV (dBV)- tahmin ettiniz, referans voltajı 1 volt. Örneğin + 20dBV verecek - bu 10 Volt
Farklı öneklere sahip diğer desibel türleri de dBV'den gelir:
dBmV (dBmV)- referans seviyesi 1 milivolttur.
dBuV (dBμV)- referans voltajı 1 mikrovolttur.
Burada elektronikte en sık kullanılan özel desibel türlerini verdim.
Desibeller, logaritmik bir ölçekte ölçülen herhangi iki miktarın oranını da gösterdikleri diğer endüstrilerde kullanılır.
Jeer'e sahip
ölçü birimi Bel niceliğin kendisini değil, bir niceliğin diğerine oranını ifade eder. Bel, logaritmik bir birimdir. Daha sıklıkla bu birim ondalık önek ile kullanılır " karar", yani "Onuncu". Desibel cinsinden zayıflama ve kazanç katsayılarını ölçmek uygundur:
Neden logaritma? Sonuçta, insan algısının logaritmik bir karakteri var! 1 kg'lık bir alışveriş çantası düşünün. Bu kütleye bir litre kilogram daha eklerseniz, kütledeki değişiklik çok belirgin olacaktır. Kütleye aynı kilogram eklenirse, örneğin 15 kg, o zaman kütledeki artış fark edilir, ancak neredeyse hissedilmez. Ve bu kilogram bir tona eklenirse, artış tamamen görünmez olacaktır. Bir litre suyu olan ve olmayan bir arabayı itmek için aynı kuvveti uygulamanız gerekir.
Ayrıca logaritmaların matematiğini hatırlıyoruz ve bazı hesaplamaların nasıl basitleştirildiğini görüyoruz.
Bu zaten hayatı kolaylaştırıyor. Basit bir sorunu çözelim:Sinyal gücü hatta 6,3 faktörü ile azaltılır, alıcı tarafta amplifikatör gücü 25 faktörü ile arttırır. Amplifikatör çıkışındaki sinyal gücü, jeneratör çıkışındaki sinyal gücünden kaç kat daha büyük veya daha az olacak?
Az önce yolun çıkışındaki sinyal gücünün yola sağlanandan kaç kez farklı olduğunu hesapladık. Elbette bu gücün büyüklüğünü bilmek istersiniz. Değerlerin kendileri desibel cinsinden ifade edilebilir mi? Emin olmak! Bunu yapmak için değeri bire bölün.
Şimdi, şu şekilde ifade edilen yol çıkışındaki sinyal gücünü hesaplayın. dBW, zor değil. Örneğin, giriş gücü 0,25W (-6dBW) ise, yolun çıkışındaki sinyal gücü
Tahmin edebileceğiniz gibi yaklaşık 1 W. Watt'a çevirelim: 
Şimdi, birkaç ifadeyi hatırlayın:
- Güç değişimi 2 kez- bu 3dB
- Güç değişimi 3 kez- bu 4,8 dBA
- Güç değişimi 10 kere- bu 10 dB
- Güç değişimi 100 kere- bu 20 dBA
... gücü değiştirmek ...
Yukarıda kasten sadece kapasiteler hakkında yazdım. Gücün voltaj ve akıma ikinci dereceden bir bağımlılığı vardır ve 3 desibellik bir değişiklik her zaman ve her durumda bir değişikliktir güç 2 kez... Hatırladığımız gibi, güç, voltajın karesine veya akımın karesine bağlıdır:
Kuvvetin logaritmasının, üssün ve tabanın logaritmasının çarpımı olduğunu unutmayın. Üs ikidir ve 10 ile değil 20 ile çarpmanız gerekir. 2 Volt'u desibel-volt cinsinden ve 3 desibel-volt'u Volt cinsinden ifade ediyoruz: 
Basit ve korkusuz!
- Enerji miktarlarının (güç) hesaplanmasında 10 sayısı görünür.
- Güç miktarlarının (voltaj, akım) hesaplanmasında 20 sayısı görünür.
Bazı hesaplamalar
Desibellerde gezinme konusunda oldukça emin olmak için birkaç hesaplama problemini çözelim.
1. Ses seviyesi
Ses düzeyi de desibel cinsinden ölçülür. Desibelin iki niceliğin oranının bir ölçüsü olduğunu hatırlayarak, mutlaka biz her zaman bu desibellerin neyle ölçüldüğünü belirtiriz, yani. kökeni nerede. Ve bu durumda - bir kişinin işitme eşiği ile ilgili olarak: 2 × 10 -5 N / m2. Newton, sistemik bir kuvvet birimidir, yani. açık bir şekilde bir kuvvet değeridir, bu nedenle hesaplamalarda 20 sayısı çıkıyor.Ses basıncının, bir jet uçağı havalandığında ve sessiz bir konuşma sırasında kulağımızdaki kulak zarına uyguladığı kuvveti hesaplayalım.
Biz ne biliyoruz:
- Desibel cinsinden değerler 2 × 10 -5 N / m 2 ile ilgili olarak ifade edilir
- İnsanlarda kulak zarının alanı yaklaşık 55 mm 2 veya 5.5 × 10 -5 m 2'dir.
- Jet Uçağı Tablo Hacmi - 120 dB 5 m mesafede
- Sessiz bir konuşmanın tablo hacmi - 50 dBA 1 m mesafede
Einstein, Newton ve Pascal saklambaç oynadılar. Araba kullanmak Einstein'a düştü. Pascal çalılıklara koştu, kılık değiştirdi, adam hiç görünmüyordu, ama Newton orada duruyordu. Kendi etrafına bir kare çizdi ve ayağa kalktı. Einstein yüze kadar sayar, döner, Newton'u görür ve bağırır:
- Yaşasın! Newton'u buldum!
Newton sinsi bir gülümsemeyle cevap verir:
- Yanlış, akıllı adam! Bu metrekare başına Newton! PASCAL'I BULDUN !!!
Ses basıncını Paskal veya metrekare başına Newton cinsinden hesaplayalım:
Pascal cinsinden basıncı alan ile metrekare cinsinden çarparız ve kuvvetin büyüklüğünü Newton cinsinden buluruz:
Newton'u daha somut gram kuvvetlerine göre yeniden hesaplayalım:
- Jet uçağı baskı yapıyor
0,0011 N × 102 gf / H = 0.1122 gf - Sessiz bir konuşmanın sesi, kulak zarına kuvvetten basar.
0.0000003479 N × 102 gf / H = 0.000035 gf
Dedikleri gibi, farkı hissedin! Ve işitme mekanizmasının daha karmaşık olduğunu ve sesi sadece kulağın derinliklerinde kulak zarı ile algıladığımızı unutmayın!
2. Voltaj seviyesinin sinyal gücüne dönüştürülmesi
İş yerinde, genellikle bir test alıcısının anten girişindeki RF sinyal seviyelerini ölçeriz. Ve ölçüm alıcısı metrolojik özelliklerinde seçici bir voltmetreye yakındır ve ölçülen değer desibel-mikrovolt cinsinden hesaplanır ( dBμV). Aynı zamanda, genellikle radyo ölçümlerinde, genellikle desibel-miliwatt olarak ifade edilen alıcı noktasındaki sinyal gücü ile çalışırlar ( dBm). Hadi birbiri ardına sayalım!
Mutluluğu artırmak için desibel-mikrovolt cinsinden voltajı desibel-miliwatt cinsinden güce çeviren ve bunun tersini yapan bir çevrimiçi hesap makinesi yaptım (Biliyorum, biliyorum, internette bensiz sayısız sayıda var! :))
Çevrimiçi desibel hesaplayıcı
Kullanım Şartları utanılacak kadar basit. Değerlerden herhangi birinin değerini değiştirin, diğer tüm değerler otomatik olarak yeniden hesaplanacaktır.
| Gerilim, mV: | ||
| Gerilim, dBμV: | ||
| Güç, dBm: | ||
| Güç, mW: |
Desibel, bazı "enerji" (güç, enerji, güç akışı yoğunluğu vb.) veya "güç" (akım, voltaj vb.) miktarlarının oranını ölçmek için kullanılan boyutsuz bir birimdir. Başka bir deyişle, desibel göreceli bir değerdir. Mutlak değil, örneğin watt veya volt gibi, ancak çokluk ("üç kat fark") veya yüzde ile aynı göreli, diğer iki miktarın oranını ("düzey oranı") ölçmek için tasarlanmıştır ve bir logaritmik ölçek uygulanır elde edilen oran.
İlk olarak ses yoğunluğunu ölçmek için kullanılan desibel birimi, Alexander Graham Bell'in adını almıştır. Başlangıçta, güç oranını tahmin etmek için dB kullanıldı ve kanonik, tanıdık anlamda, dB cinsinden ifade edilen değer, iki gücün oranının logaritmasını varsayar ve aşağıdaki formülle hesaplanır:
burada P 1 / P 0, iki gücün değerlerinin oranıdır: ölçülen P 1, sözde referans P 0'a, yani sıfır seviyesi olarak alınan taban (dB birimlerinde sıfır seviyesi anlamına gelir, çünkü güçlerin eşitliği durumunda P 1 = P 0 oranlarının logaritması lg (P 1 / P 0) = 0).
Buna göre, dB'den güç oranına geçiş aşağıdaki formüle göre gerçekleştirilir:
P 1 / P 0 = 10 0.1 · (dB cinsinden değer),
ve P 1 gücü, bilinen bir referans gücü P 0 ile ifade ile bulunabilir.
P 1 = P 0 · 10 0.1 · (dB cinsinden değer).
İfade, Weber-Fechner yasasından kaynaklanır - duyum yoğunluğunun uyaranın yoğunluğunun logaritması ile orantılı olduğunu belirten ampirik bir psikofizyolojik yasa.
1834'te başlayan bir dizi deneyde, E. Weber, yeni bir uyaranın, öncekinden duyumlar açısından farklı olması için, orijinal uyaranla orantılı bir miktarda orijinalden farklı olması gerektiğini gösterdi. Gözlemlere dayanarak, 1860'da G. Fechner, duyum gücünün kendisine göre "temel psikofizik yasasını" formüle etti. P uyaran yoğunluğunun logaritması ile orantılı:
uyaranın yoğunluğunun değeri nerede. - uyaranın yoğunluğunun alt sınır değeri: uyaran hiç hissedilmiyorsa. - duyum konusuna bağlı olan bir sabit.
Yani, 4 ampullü bir avize 2 ampullü bir avizeden daha parlak olduğu için, 8 ampullü bir avize bize 4 ampullü bir avizeden daha parlak görünüyor. Yani, ampul sayısı aynı sayıda artmalıdır, böylece bize parlaklıktaki artışın sabit olduğu anlaşılıyor. Tersine, parlaklıktaki mutlak artış ("sonra" ve "önce" parlaklıktaki fark) sabitse, o zaman bize parlaklık değerinin kendisi arttıkça mutlak artışın azaldığı görülecektir. Örneğin, iki ışıklı bir avizeye bir ampul eklerseniz, parlaklıktaki belirgin artış önemli olacaktır. 12 ampulden oluşan bir avizeye bir ampul eklersek, parlaklıktaki artışı pek fark etmeyiz.
Şunu da söyleyebiliriz: İlk kez yeni duyumlar uyandıran uyarıcının gücündeki minimum artışın uyarıcının başlangıç değerine oranı sabit bir değerdir.
Kuralı izlerseniz, desibellerle yapılan işlemler basitleştirilir: dB cinsinden değer, aynı adlı iki enerji miktarının oranının 10 ondalık logaritmasıdır. Diğer her şey bu kuralın bir sonucudur.
Desibel ile işlemler kafanızda yapılabilir: çarpma, bölme, üs alma ve kökü çıkarma yerine, desibel ekleyebilir ve çıkartabilirsiniz. Bunu yapmak için oran tablolarını kullanabilirsiniz (ilk 2'si yaklaşıktır):
1 dB → 1.25 kez,
3 dB → 2 kez,
10 dB → 10 kez.
"Daha karmaşık değerleri" "bileşik" olarak genişleterek şunları elde ederiz:
6 dB = 3 dB + 3 dB → 2 2 = 4 kez,
9 dB = 3dB + 3dB + 3dB → 2 2 2 = 8 kez,
12 dB = 4 (3 dB) → 2 4 = 16 kez
vb. ve ayrıca:
13 dB = 10 dB + 3dB → 10 2 = 20 kez,
20 dB = 10 dB + 10 dB → 10 10 = 100 kez,
30 dB = 3 · (10 dB) → 10³ = 1000 kez.
dB cinsinden değerlerin eklenmesi (çıkarılması), oranların kendilerinin çarpmasına (bölünmesine) karşılık gelir. Negatif dB değerleri ters oranlara karşılık gelir. Örneğin:
40 kat güç azaltma → bu 4 × 10 kat veya - (6 dB + 10 dB) = -16 dB;
128 kat güç artışı 2 7 veya 7 · (3 dB) = 21 dB'dir;
voltajda 4 kat azalma, güçte (ikinci derecenin değerleri) 4² = 16 kat azalmaya eşdeğerdir; her ikisi de R 1 = R 0'da 4 · (-3 dB) = -12 dB azalmaya eşdeğerdir.
Desibel kullanmanın ve yüzde veya kesir yerine logaritma kullanmanın birkaç nedeni vardır:
İnsanların ve hayvanların duyu organlarındaki gösterimin doğası, birçok fiziksel ve biyolojik süreçteki değişikliklerin seyri, girdi eyleminin genliği ile değil, girdi eyleminin logaritması ile orantılıdır (yaban hayatı logaritmaya göre yaşar. ). Bu nedenle, alet ölçeklerini ve genel olarak birimlerin ölçeklerini desibel kullanmak da dahil olmak üzere tam olarak logaritmik olanlarda ayarlamak oldukça doğaldır. Örneğin, müzikal eşit mizaç ölçeği böyle bir logaritmik ölçektir.
Logaritmik ölçeğin uygunluğu, bir görevde, ikinci ondalık basamakta farklı olmayan, ancak zaman zaman ve hatta daha fazla büyüklük derecesine göre farklılık gösteren miktarlarla aynı anda çalışmanın gerekli olduğu durumlarda (örnekler: sinyal seviyelerinin grafik görüntüsünün seçilmesi, radyo alıcılarının frekans aralıkları, bir piyano klavyesini ayarlamak için frekansların hesaplanması, müzikal ve diğer harmonik seslerin sentezi ve işlenmesinde spektrum hesaplamaları, ışık dalgaları, uzay bilimlerinde, havacılıkta hızların grafiksel gösterimleri, yüksek hızlı taşımada, diğer değişkenlerin grafiksel gösterimi, çok çeşitli değerlerde kritik derecede önemli olan değişiklikler)
Çok geniş bir aralıkta değişen bir değeri görüntüleme ve analiz etme kolaylığı (örnekler, anten modeli, bir elektrik filtresinin frekans yanıtıdır)
Desibel, iki niceliğin oranını belirlemek için kullanılır. Ancak desibelin mutlak değerleri ölçmek için de kullanılması şaşırtıcı değildir. Bunu yapmak için, ölçülen fiziksel miktarın hangi seviyesinin referans seviye olarak alınacağına karar vermek yeterlidir (koşullu 0 dB).
Açıkça söylemek gerekirse, hangi fiziksel niceliğin ve hangi değerin referans düzeyi olarak kullanıldığı açık bir şekilde belirlenmelidir. Referans seviyesi, “dB” sembollerinin (örn. dBm) ardından bir katkı maddesi olarak belirtilir veya referans seviyesi bağlamdan açık olmalıdır (örn. “dB re 1 mW”).
Uygulamada, aşağıdaki referans seviyeleri ve onlar için özel tanımlamalar yaygındır:
dBm(Rusça dBm) - referans seviyesi 1 mW gücündedir. Güç genellikle nominal yükte belirlenir (profesyonel ekipman için - genellikle 10 MHz'den düşük frekanslar için 10 kΩ, radyo frekansı ekipmanı için - 50 Ω veya 75 Ω). Örneğin, "amplifikatör aşamasının çıkış gücü 13 dBm'dir" (yani, bu amplifikatör aşaması için nominal yükte salınan güç 20 mW'dir).
dBV(Rusça dBV) - nominal yükte 1 V referans voltajı (ev aletleri için - genellikle 47 kOhm); örneğin, tüketici ses ekipmanı için standartlaştırılmış sinyal seviyesi -10 dBV'dir, yani 47 kΩ yükte 0.316 V'dir.
dBuV(Rusça dBμV) - referans voltajı 1 μV; örneğin, "anten girişinde ölçülen radyo alıcısının duyarlılığı -10 dBμV'dir ... nominal anten empedansı 50 Ohm'dur."
Bileşik ölçü birimleri analoji ile oluşturulur. Örneğin, spektral güç yoğunluğu dBW / Hz seviyesi, W / Hz ölçüm biriminin “desibel” analogudur (belirtilen frekansta ortalanmış 1 Hz frekans bandında nominal yükte serbest bırakılan güç). Bu örnekteki referans seviyesi 1 W/Hz, yani fiziksel nicelik "spektral güç yoğunluğu", boyutu "W/Hz" ve "1" değeridir. Böylece "-120 dBW/Hz" kaydı, "10 −12 W/Hz" kaydına tamamen eşdeğerdir.
Zorluk durumunda, karışıklığı önlemek için referans düzeyinin açıkça belirtilmesi yeterlidir. Örneğin, −20 dB (50 ohm'luk bir yüke 0,775 V'a atıfta bulunulan) yazmak, belirsizliği ortadan kaldırır.
Aşağıdaki kurallar geçerlidir (boyutsal miktarlarla eylem kurallarının bir sonucu):
"desibel" değerlerini çarpmak veya bölmek imkansızdır (anlamsızdır);
"desibel" değerlerinin toplamı, mutlak değerlerin çarpımına karşılık gelir, "desibel" değerlerinin çıkarılması, mutlak değerlerin bölünmesine karşılık gelir;
"orijinal" boyutlarına bakılmaksızın "desibel" değerlerinin eklenmesi veya çıkarılması yapılabilir. Örneğin, 10 dBm + 13 dB = 23 dBm eşitliği doğrudur, 10 mW · 20 = 200 mW eşitliğine tamamen eşdeğerdir ve "13 dB kazançlı bir amplifikatör sinyal gücünü 10 dBm'den 10 dBm'ye yükseltir" şeklinde yorumlanabilir. 23 dBm."
Güç seviyelerini (dBW, dBm) voltaj seviyelerine (dBV, dBμV) dönüştürürken ve bunun tersini yaparken, güç ve voltajın belirlendiği direnci hesaba katmak gerekir.
Radyo mühendisliğinde, sinyal-gürültü oranı (SNR) sıklıkla kullanılır - faydalı sinyal gücünün gürültü gücüne oranına eşit boyutsuz bir değer.
nerede P- ortalama güç ve A genliğin ortalama karekök değeridir. Her iki sinyal de sistem bant genişliğinde ölçülür.
Genellikle sinyal-gürültü oranı desibel (dB) olarak ifade edilir. Bu oran ne kadar büyük olursa, sistem performansını o kadar az gürültü etkiler.
Ses mühendisliğinde, sinyal-gürültü oranı, bir rms milivoltmetre veya spektrum analizörü ile bir amplifikatörün veya başka bir ses üretme cihazının çıkışındaki gürültünün ve sinyalin voltajı ölçülerek belirlenir. Modern amplifikatörler ve diğer yüksek kaliteli ses ekipmanları, yaklaşık 100-120 dB'lik bir sinyal-gürültü oranına sahiptir.
Bel (kısaltma: B), logaritmik bir ölçekte bazı niceliklerin oranının (seviye farkı) boyutsuz bir ölçü birimidir. GOST 8.417-2002'ye göre bel, fiziksel bir miktarın boyutsuz oranının aynı adı taşıyan fiziksel bir niceliğe ilk sayı olarak alınan ondalık logaritması olarak tanımlanır:
aynı adı taşıyan enerji miktarları için;
aynı "güç" miktarları için;
Bel, SI birim sistemine dahil değildir, ancak Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansının kararına göre, SI ile birlikte kısıtlama olmaksızın kullanılabilir. Esas olarak akustikte (bir sesin yüksekliğinin bel cinsinden ölçüldüğü yerde) ve elektronikte kullanılır. Rus tanımı - B; uluslararası - B.
|
|
Taramalı Atomik Kuvvet Mikroskobu Laboratuvar raporu şunları içermelidir:
Havai iletişim ağı için destek seçimi
AC katener tasarımı ve hesaplanması
Mikroişlemci sistemlerinin geliştirilmesi Mikroişlemci sistemlerinin tasarım aşamaları
mcs51 ailesinin mikrodenetleyicileri