Desibel
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Desibel er en dimensjonsløs måleenhet og angis som dB.
Måleenheten beskriver den (basis 10)-logaritmiske verdien av et forhold (ratio) mellom to størrelser av samme dimensjon. Forholdet kan beskrives som W2/W1, hvor verdien av W2 er den egentlige måleverdien som interesserer oss og W1 tjener som en fast referanse.
Desibel er en bekvemmelighets-måleenhet; den er praktisk, men ikke nødvendig. Den er ikke opptatt i SI-systemet.
Opprinnelig ble enheten Bel innført for å få et logaritmisk mål på elektriske nivåer innen telefonteknikken. Det logaritmiske målet Bel er praktisk for å redusere spennvidden i tallverdiene og i antall siffre for måleverdiene som angis. Fremfor alt er det praktisk å addere dB-verdier i stedet for å multiplisere linjærverdier, noe som det logaritmeiske målet tillater.
Innhold |
[rediger] Effektmål
Bel B = log(W2/W1) hvor logaritmens basis er 10 og W2 og W1 er effektmål.
Enheten Bel viste seg med tiden å gi upraktisk små tall, slik at målet for Bel ble ganget med 10 og den nye enheten ble kalt desibel. Desi kommer fra latin decimus, som betyr tiende(del). Slik oppstod dB som den brukes i dag som
dB = 10*log(W2/W1)
Når W2 er dobbelt så stor som W1 er W2/W1 = 2 og W2/W1 angis som 3.01 dB siden log(2) = 0.301.
[rediger] Linjært mål
Enheten dB viste seg å være praktisk å bruke også for spenninger og strømmer, altså ikke bare for energimål. Nå er det slik at hvis spenningen som tilføres en motstand dobles, så firedobles effekten som tilføres siden strømmen også dobles. (Effekten uttrykkes som W = U*I.) Av den grunn er formelen for beregning av ikke-energetiske størrelser som spenning og strøm gitt av
dB = 20*log(L2/L1) hvor L2 og L1 altså er spenning eller strøm. (L står her for linjært mål.)
Når L2 er dobbelt så stor som L1 angis L2/L1 altså som 6.02 dB.
| Forhold | dB effekt | dB lin |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 |
| 2 | 3 | 6 |
| 4 | 6 | 12 |
| 10 | 10 | 20 |
| 20 | 13 | 26 |
| 40 | 16 | 32 |
| 100 | 20 | 40 |
| 1000 | 30 | 60 |
| 1000000 | 60 | 120 |
| 0.001 | -30 | -60 |
| 0 | -uendelig | -uendelig |
[rediger] Strøm eller spenning tilført en motstand
Når det gjelder endring av effekten som tilføres en motstand på grunn av endring av en spenning eller strøm blir dB-målet for endringen av spenningen og effekten det samme. Dobles spenningen (en øking med 6 dB) firedobles tilført effekt (også en økning med 6 dB).
[rediger] Fortegn og siffer
Når målestørrelsen er lik referanseverdien blir dB-verdien alltid 0. En negativ dB-verdi angir at målestørrelsen er mindre enn referansestørrelsen i verdi. dB-verdier bør til vanlig ikke angis med mere enn ett siffer etter komma da videre siffre blir ganske usignifikante i verdi. Over er det brukt to siffre kun for å understereke at 3 og 6 ikke er heltall.
[rediger] Fastlagte referanser, suffix
En dB-verdi har ofte en bokstavsuffiks som angir hva referanseverdien er. Suffikser er fastlagt i normer eller gjennom allmen enighet. For dBV er referansen 1 V rms vekselspenning (linjærmål). dBm er en forkortelse for dB referert til 1 mW (effektmål). dBm brukes også ofte som et spenningsmål og baserer seg på 600 Ohms last som er en standardlast i telefonteknikken. 0 dBm (altså referanseverdien) er slik lik 0.7746 V. Denne spenningen produserer 1 mW effekt i en 600 Ohms last. dBm kalles ofte dBu eller dBv og er mye brukt i elektronikken som spenningsmål, uavhengig av den aktuelle lastmotstanden.
[rediger] Forsterkere
For forsterkere blir forsterkningsmengden, eller kort forsterkningen angitt i dB. Her brukes inngangsstørrelsen som referanseverdi og utgangsstørrelsen som måleverdi. Det kan dreie seg om forsterkning av effekt, spenning eller støm.
[rediger] dB i akustikk
Bruk av dB som måleenhet har også funnet innpass i andre grener i teknikken, spesielt i akustikken. Der kalles dB-verdien lydstyrkenivå for linjært mål lydtrykk rms, og referansen er alltid 20 µP (mikroPascal), det svakeste lydtrykket som mennesker kan høre. I psykoakustikken brukes forskjellige såkalte veiekurver som er standardiserte og som betoner eller legger mindre vekt på forskjellige deler av frekvensområdet. Målene oppgis som dBA, dBB og dBC. Betegnelsen dB(A) er også i bruk og betyr det samme som dBA. Lydnivåer angitt uten veiekurvens suffiks eller annen referanse er høyst suspekte.
[rediger] dB i antenner
For yagiantenner (til FM radio, UHF TV og digitalt bakkenett) brukes et dB-mål for antennens forsterkning. dB-målet sier hvor mye mere effekt som antenna leverer i forhold til når kun selve dipolen brukes alene.
[rediger] Gyldighet
Brukt alene er dB ikke noen fast definert måleenhet. Enten må referanseverdien være gitt av konteksten eller en kjent suffix må være tilføyd. Det må også gå klart frem av sammenhengen om det dreier seg om effekt(energi)-dB eller linjære størrelser. En kan i en tekst fritt definere sine egne suffixer som da er gyldige for hele denne teksten. I praksis brukes ikke dB for likestrømsverdier selv om definisjonene ikke har noe mot det. dB brukes nesten utelukkende for signaler angitt med RMS-verdier.
[rediger] Opprinnelse
Enheten ble innført 1923 eller 1924 av Bell Telephone Laboratories og er oppkalt etter firmaets grunnlegger Alexander Graham Bell (3. Mars 1847 – 2. August 1922), amerikansk vitenskapsmann og oppfinner.
[rediger] Neper
Et tilsvarende mål hvor naturlige logaritmer brukes kalles Neper.
