Στην απλούστερη μορφή του, κέρδοςΟ ενισχυτής είναι ο λόγος της εξόδου προς την είσοδο. Όπως όλοι οι συντελεστές, το κέρδος είναι αδιάστατο. Ωστόσο, υπάρχει μια πραγματική μονάδα μέτρησης που έχει σχεδιαστεί για να αντιπροσωπεύει το κέρδος και ονομάζεται bel.
Ως μονάδα μέτρησης, το bel επινοήθηκε στην πραγματικότητα για ευκολία παρουσίασης. απώλειεςη ισχύς στο τηλεφωνικό σύστημα καλωδίων, όχι το κέρδος των ενισχυτών. Το όνομα της μονάδας προέρχεται από τον Alexander Graham Bell, έναν διάσημο Σκωτσέζο εφευρέτη του οποίου η δουλειά συνέβαλε καθοριστικά στην ανάπτυξη τηλεφωνικών συστημάτων. Αρχικά, το bel εξέφραζε την ποσότητα ισχύος σήματος που χάνεται σε ένα ηλεκτρικό καλώδιο τυπικού μήκους λόγω της αντίστασής του. Είναι πλέον ένας γενικός όρος για τον λογάριθμο (βάση 10) του λόγου ισχύος (ισχύς εξόδου διαιρούμενος με ισχύ εισόδου):
Εφόσον το bel είναι λογαριθμική μονάδα, είναι μη γραμμικό. Για να σας δώσουμε μια ιδέα για το πώς λειτουργεί αυτό, λάβετε υπόψη τον ακόλουθο πίνακα τιμών, συγκρίνοντας την απώλεια και το κέρδος ισχύος σε ντεσιμπέλ με αδιάστατες αναλογίες:
Αργότερα αποφασίστηκε ότι το bel ήταν πολύ μεγάλη μονάδα μέτρησης για να χρησιμοποιηθεί άμεσα, και ως εκ τούτου άρχισε να χρησιμοποιείται με ένα μετρικό πρόθεμα. deci(που σημαίνει 1/10), που δίνει ντεσιμπέλή dB (dB). Τώρα η έκφραση "dB" εμφανίζεται τόσο συχνά που πολλοί άνθρωποι δεν καταλαβαίνουν ότι είναι ένας συνδυασμός "deci-" και "-bel", ή ότι υπάρχει ακόμη και μια τέτοια μονάδα μέτρησης όπως "bel". Για να το αντιπροσωπεύσουμε αυτό, εδώ είναι ένας άλλος πίνακας που συγκρίνει το κέρδος / την απώλεια σε χρόνους και ντεσιμπέλ:
Ως λογαριθμική μονάδα μέτρησης, αυτή η μέθοδος μέτρησης του κέρδους καλύπτει ένα ευρύ φάσμα αναλογιών με ένα ελάχιστο εύρος αριθμών. Είναι εύλογο να αναρωτηθεί κανείς, "γιατί αποφάσισε κάποιος ότι είναι απαραίτητο να καταλήξει σε μια λογαριθμική μονάδα για τη μέτρηση της απώλειας ισχύος ενός ηλεκτρικού σήματος σε ένα τηλεφωνικό σύστημα;" Η απάντηση σχετίζεται με τη δυναμική της ανθρώπινης ακοής, η δύναμη της δεκτικότητας της οποίας είναι λογαριθμικής φύσης.
Η ανθρώπινη ακοή είναι εξαιρετικά μη γραμμική: για να διπλασιαστεί η αντιληπτή ένταση ενός ήχου, η πραγματική ηχητική ισχύς πρέπει να πολλαπλασιαστεί με τον συντελεστή 10. Όσον αφορά την απώλεια ισχύος του τηλεφωνικού σήματος, η λογαριθμική κλίμακα σε "bels" ταιριάζει ιδανικά για την έννοια σε αυτό το πλαίσιο: απώλεια ισχύος 1 bel αντιστοιχεί σε απώλεια αντιληπτού ήχου κατά 50 τοις εκατό, ή 1/2. Η αύξηση της ισχύος κατά 1 bel αντιστοιχεί στον διπλασιασμό της αντιληπτής έντασης του ήχου.
Μια σχεδόν πλήρης αναλογία της κλίμακας σε μπελ είναι η κλίμακα Ρίχτερ που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την ισχύ ενός σεισμού: ένας σεισμός 6,0 της κλίμακας Ρίχτερ είναι 10 φορές ισχυρότερος από έναν σεισμό 5,0. ένας σεισμός 7,0 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ είναι 100 φορές ισχυρότερος από έναν σεισμό 5,0 και ούτω καθεξής. Η κλίμακα για τη μέτρηση του χημικού pH είναι επίσης λογαριθμική, μια διαφορά 1 στην κλίμακα ισοδυναμεί με μια δεκαπλάσια διαφορά στη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε ένα χημικό διάλυμα. Το πλεονέκτημα της χρήσης μιας λογαριθμικής κλίμακας είναι η έκφραση του τεράστιου εύρους τιμών που παρέχεται από το σχετικά μικρό εύρος αριθμητικών τιμών και αυτό το ίδιο πλεονέκτημα επιτρέπει τη χρήση σημείων Ρίχτερ για σεισμούς και pH για δραστηριότητα ιόντων υδρογόνου.
Ένας άλλος λόγος για τη χρήση του λευκού ως μονάδα κέρδους είναι η απλότητα των τύπων κέρδους και απώλειας. Εξετάστε το τελευταίο παράδειγμα (εικόνα στην προηγούμενη σελίδα), όπου δύο ενισχυτές συνδέονται μεταξύ τους για να ενισχύσουν το σήμα. Το αντίστοιχο κέρδος για κάθε ενισχυτή εκφράστηκε κατά καιρούς και το συνολικό κέρδος του συστήματος ήταν ίσο με το γινόμενο αυτών των δύο παραγόντων:
Συνολικό κέρδος = 3 x 5 = 15
Εάν αυτοί οι αριθμοί αντιπροσωπεύουν κέρδη ισχύος, μπορούμε να εφαρμόσουμε απευθείας μονάδες σε κουδούνια για να εκφράσουμε το κέρδος κάθε ενισχυτή και συστήματος ως σύνολο (σχήμα παρακάτω).
Τα κέρδη σε σκαλοπάτια είναι: 0,477 B + 0,699 B = 1,176 B.
Μια πιο προσεκτική ματιά στις αξίες αυτών των κερδών από την άποψη του "bel" μπορεί να φανεί: προστίθενται. Αποκτήστε τιμές κατά καιρούς για στάδια ενισχυτή πολλαπλασιάζω, και τις αξίες των κερδών σε μπελ προσθέτωγια να αποκτήσετε το συνολικό κέρδος του συστήματος. Ο πρώτος ενισχυτής με κέρδος ισχύος 0,477 B προστίθεται στο κέρδος ισχύος του δεύτερου ενισχυτή 0,699 B για να ληφθεί συνολικό κέρδος συστήματος 1,176 B.
Όταν υπολογίσουμε εκ νέου σε ντεσιμπέλ, βλέπουμε το ίδιο (σχήμα παρακάτω).
Τα κέρδη σε ντεσιμπέλ αθροίζονται: 4,77 B + 6,99 B = 11,76 B. Για όσους είναι ήδη εξοικειωμένοι με τις μαθηματικές ιδιότητες των λογαρίθμων, αυτό δεν ήταν έκπληξη. Αυτός είναι ένας στοιχειώδης κανόνας της άλγεβρας: ο αντιλογάριθμος του αθροίσματος των τιμών των λογαρίθμων δύο αριθμών είναι ίσος με το γινόμενο αυτών των δύο αριθμών. Με άλλα λόγια, αν πάρουμε δύο αριθμούς και προσδιορίσουμε τον λογάριθμο καθενός από αυτούς, τότε προσθέσουμε τις τιμές των δύο λογαρίθμων μαζί και, στη συνέχεια, προσδιορίσουμε τον "αντιλογάριθμο" αυτού του αθροίσματος (ανυψώστε τη βάση του λογαρίθμου - σε αυτό περίπτωση 10 - στη δύναμη αυτού του αθροίσματος), το αποτέλεσμα θα είναι το ίδιο σαν να πολλαπλασιάζαμε απλώς τους δύο αρχικούς αριθμούς. Αυτός ο αλγεβρικός κανόνας αποτελεί την ουσία μιας συσκευής που ονομάζεται κανόνας slide, ενός αναλογικού υπολογιστή που μπορεί, μεταξύ άλλων, να προσδιορίσει τα προϊόντα και τα πηλίκα της διαίρεσης χρησιμοποιώντας πρόσθεση (προσθήκη φυσικών μηκών που σημειώνονται σε κινούμενες ξύλινες, μεταλλικές ή πλαστικές κλίμακες). Δεδομένου ενός πίνακα τιμών λογαρίθμων, το ίδιο μαθηματικό τέχνασμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκτελέσει μιγαδικούς πολλαπλασιασμούς και διαιρέσεις με διαφορετικό τρόπο χρησιμοποιώντας μόνο προσθέσεις και αφαιρέσεις, αντίστοιχα. Με την εμφάνιση των μικροϋπολογιστών υψηλής ταχύτητας, αυτή η κομψή τεχνολογία υπολογισμού έχει πρακτικά εξαφανιστεί από τη δημοφιλή χρήση. Ωστόσο, αυτό εξακολουθεί να είναι σημαντικό να το κατανοήσετε όταν εργάζεστε με κλίμακες μέτρησης που είναι λογαριθμικές, όπως το bel (ντεσιμπέλ) και η κλίμακα Ρίχτερ.
Κατά τη μετατροπή του κέρδους ισχύος από bel ή ντεσιμπέλ σε αδιάστατους παράγοντες, χρησιμοποιείται η αντίστροφη μαθηματική συνάρτηση για τον λογάριθμο: αύξηση του αριθμού 10 σε ισχύ ή αντιλογάριθμο.
Η μετατροπή των ντεσιμπέλ σε αδιάστατους παράγοντες για τα κέρδη ισχύος της αλληλογραφίας είναι η ίδια, μόνο ένας διαιρέτης με το 10 προστίθεται στον εκθέτη:
Παράδειγμα:
Η ισχύς εισόδου του ενισχυτή είναι 1 Watt και η ισχύς εξόδου είναι 10 Watt. Βρείτε το κέρδος σε dB.
Παράδειγμα:
Βρείτε το κέρδος ισχύος A P (φορές) = (P out / P in) για κέρδος ισχύος 20 dB.
Δεδομένου ότι το bel είναι αρχικά μια μονάδα μέτρησης για το κέρδος ή την απώλεια ισχύος σε ένα σύστημα, το κέρδος και η απώλεια τάσης ή ρεύματος δεν μπορούν να μετατραπούν σε μπελ ή ντεσιμπέλ με τον ίδιο ακριβώς τρόπο. Όταν χρησιμοποιούμε κουδούνια ή ντεσιμπέλ για να εκφράσουμε κέρδη εκτός ισχύος, είτε είναι τάση είτε ρεύμα, πρέπει να υπολογίσουμε ποιο κέρδος ισχύος αντιστοιχεί σε μια δεδομένη απολαβή τάσης ή ρεύματος. Για σταθερή αντίσταση φορτίου, μια 2πλάσια αύξηση της τάσης ή του ρεύματος αντιστοιχεί σε τετραπλάσια αύξηση ισχύος (2 2). μια τριπλάσια αύξηση της τάσης ή του ρεύματος αντιστοιχεί σε μια 9πλάσια αύξηση της ισχύος (3 2). Αν πολλαπλασιάσουμε την τάση ή το ρεύμα με οποιονδήποτε παράγοντα, τότε το κέρδος ισχύος θα είναι ίσο με το τετράγωνο αυτού του παράγοντα. Αυτό οφείλεται στους τύπους του νόμου Joule-Lenz, όπου η ισχύς υπολογίστηκε από τις τιμές της τάσης ή του ρεύματος και της αντίστασης:
Η ισχύς είναι ανάλογη τόσο με το τετράγωνο της τάσης όσο και με το τετράγωνο του ρεύματος.
Έτσι, όταν μετατρέπουμε το κέρδος τάσης ή ρεύματος από χρόνο σε λευκό, πρέπει να συμπεριλάβουμε αυτόν τον εκθέτη στις εξισώσεις:
Ο ίδιος εκθέτης απαιτείται για την έκφραση του κέρδους ρεύματος ή τάσης και σε ντεσιμπέλ:
Ωστόσο, λόγω μιας άλλης ενδιαφέρουσας ιδιότητας των λογαρίθμων, μπορούμε να απλοποιήσουμε αυτές τις εξισώσεις εξαλείφοντας τον εκθέτη και προσθέτοντας το "2" ως παράγοντα στη λογαριθμική συνάρτηση. Με άλλα λόγια, αντί να υπολογίσουμε τον λογάριθμο του τετραγώνου της τάσης ή του ρεύματος, απλώς πολλαπλασιάζουμε τον λογάριθμο του κέρδους τάσης ή ρεύματος επί 2, το τελικό αποτέλεσμα σε μπελ ή ντεσιμπέλ θα είναι ακριβώς το ίδιο:
\ ... παρόμοια ... \
\ ... παρόμοια ... \
για ντεσιμπέλ:
\ ... παρόμοια ... \
\ ... παρόμοια ... \
Η διαδικασία μετατροπής των κερδών τάσης ή ρεύματος από μπόλες ή ντεσιμπέλ σε αδιάστατες αναλογίες μετάδοσης είναι ακριβώς η ίδια όπως και για τα κέρδη ισχύος:
Αν τότε \
Αν τότε \
Και οι εξισώσεις που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή των κερδών τάσης ή ρεύματος σε ντεσιμπέλ σε αδιάστατους παράγοντες:
Αν τότε
Αν τότε
Ενώ το bel είναι μια μονάδα αρχικά συγκρίσιμη με την ισχύ, μια άλλη λογαριθμική μονάδα που δημιουργήθηκε για να εκφράσει κέρδος / απώλεια τάσης ή ρεύματος βασίζεται σε φυσικόςλογάριθμος, όχι δεκαδικόςόπως το λευκό και τα ντεσιμπέλ. Ονομάστηκε neper, η μονάδα μέτρησης συμβολίζεται με "Нп" ("Np", μπορεί να εμφανίζεται και με "n" σε πεζά γράμματα).
\ \
\ \
Καλώς ή κακώς, ούτε το neper ούτε ο εξασθενημένος ξάδερφός του, το decineper, χρησιμοποιείται ευρέως ως μονάδα μέτρησης στις αμερικανικές εφαρμογές μηχανικής.
Παράδειγμα:
Η τάση στην είσοδο γραμμής 600 ohm του ενισχυτή είναι 10 mV και η τάση στο φορτίο των 600 ohm είναι 1 V. Βρείτε το κέρδος ισχύος σε dB.
Παράδειγμα:
Βρείτε το κέρδος τάσης σε φορές A U (φορές) = (U out / U in) για έναν ενισχυτή με κέρδος 20 dB και αντιστάσεις εισόδου και εξόδου ίσες με 50 Ohms.
Ας συνοψίσουμε:
Το κέρδος και η απώλεια μπορούν να εκφραστούν σε αδιάστατους συντελεστές ή σε bels (B) ή ντεσιμπέλ (dB). Τα ντεσιμπέλ είναι κυριολεκτικά deci-λευκό: το ένα δέκατο του λευκού.
Το Bel είναι μια μονάδα που αρχικά χρησιμοποιήθηκε για να εκφράσει κέρδος ή απώλεια ισχύος. Για να μετατρέψετε την αναλογία ισχύος σε καμπάνες ή ντεσιμπέλ, χρησιμοποιήστε μία από αυτές τις εξισώσεις:
Όταν χρησιμοποιείτε τη μονάδα μέτρησης bel ή ντεσιμπέλ για να εκφράσετε την αναλογία τάσεων ή ρευμάτων, είναι απαραίτητο να βασίζεστε στην ισοδύναμη αναλογία ισχύος. Στην πράξη, αυτό σημαίνει τη χρήση άλλων εξισώσεων με συντελεστή πολλαπλασιασμού 2 για τις τιμές των λογαρίθμων, που αντιστοιχεί σε ισχύ 2 ως προς τις τάσεις ή τα ρεύματα:
\ \
\ \
Για να μετατρέψετε ένα κέρδος σε ντεσιμπέλ σε κέρδος χωρίς μονάδα, χρησιμοποιήστε μία από αυτές τις εξισώσεις:
Το κέρδος (αύξηση) εκφράζεται σε θετικές τιμές bel ή ντεσιμπέλ. Η απώλεια (εξασθένηση) εκφράζεται σε αρνητικές τιμές bel ή ντεσιμπέλ. Ένα κέρδος μονάδας (χωρίς κέρδος ή απώλεια, λόγος = 1) εκφράζεται ως μηδέν bel ή μηδέν ντεσιμπέλ.
Κατά τον υπολογισμό του συνολικού κέρδους για ένα σύστημα ενισχυτή με πολλαπλά στάδια ενισχυτών, τα μεμονωμένα κέρδη πολλαπλασιάζονται επί φορές για να βρεθεί το συνολικό κέρδος κατά καιρούς. Οι τιμές bel και ντεσιμπέλ για κάθε στάδιο ενισχυτή, από την άλλη πλευρά, προστίθενται μαζί για να προσδιοριστεί το συνολικό κέρδος σε μπελ ή ντεσιμπέλ.
μονάδα μέτρησης Belεκφράζει όχι την ίδια την ποσότητα, αλλά την αναλογία μιας ποσότητας προς μια άλλη. Το Bel είναι μια λογαριθμική μονάδα. Πιο συχνά αυτή η μονάδα χρησιμοποιείται με το δεκαδικό πρόθεμα " αποφασίζω-", δηλ. "Δέκατος". Σε ντεσιμπέλ, είναι βολικό να μετρήσετε τους συντελεστές εξασθένησης και απολαβής:
Γιατί λογάριθμοι; Τελικά λοιπόν η ανθρώπινη αντίληψη έχει λογαριθμικό χαρακτήρα! Φανταστείτε μια τσάντα για ψώνια 1 κιλού. Εάν προσθέσετε άλλο ένα λίτρο κιλό σε αυτή τη μάζα, τότε η αλλαγή στη μάζα θα είναι πολύ αισθητή. Εάν το ίδιο κιλό προστεθεί στη μάζα, ας πούμε, 15 κιλά, τότε η αύξηση της μάζας θα είναι αισθητή, αλλά σχεδόν δεν θα γίνει αισθητή. Και αν αυτό το κιλό προστεθεί σε έναν ολόκληρο τόνο, τότε η αύξηση θα είναι εντελώς αόρατη. Για να σπρώξετε ένα αυτοκίνητο με και χωρίς ένα λίτρο χυμό, πρέπει να εφαρμόσετε την ίδια δύναμη.
Επιπλέον, υπενθυμίζουμε τα μαθηματικά των λογαρίθμων και βλέπουμε πώς απλοποιούνται ορισμένοι υπολογισμοί.
Αυτό κάνει ήδη τη ζωή πιο εύκολη. Ας λύσουμε ένα απλό πρόβλημα:Η ισχύς του σήματος εξασθενεί στη γραμμή κατά 6,3, στην πλευρά λήψης ο ενισχυτής αυξάνει την ισχύ κατά 25. Πόσες φορές η ισχύς του σήματος στην έξοδο του ενισχυτή θα είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από αυτή στην έξοδο της γεννήτριας;
Μόλις υπολογίσαμε πόσες φορές διαφέρει η ισχύς του σήματος στην έξοδο της διαδρομής από αυτή που παρέχεται στη διαδρομή. Σίγουρα θέλετε να μάθετε το μέγεθος αυτής της δύναμης. Είναι δυνατόν να εκφραστούν οι ίδιες οι τιμές σε ντεσιμπέλ; Φυσικά μπορείτε να! Για να το κάνετε αυτό, διαιρέστε την τιμή με ένα.
Τώρα υπολογίστε την ισχύ του σήματος στην έξοδο της διαδρομής, εκφρασμένη σε dBW, δεν είναι δύσκολο. Για παράδειγμα, εάν η ισχύς εισόδου ήταν 0,25 W (-6dBW), τότε η ισχύς του σήματος στην έξοδο της διαδρομής
Περίπου 1 W, όπως μπορείτε να μαντέψετε. Ας μετατρέψουμε σε watt: 
Τώρα, θυμηθείτε μερικές δηλώσεις:
- Αλλαγή ισχύος 2 φορές- αυτό 3dB
- Αλλαγή ισχύος 3 φορές- αυτό 4,8 dBA
- Αλλαγή ισχύος 10 φορές- αυτό 10 dB
- Αλλαγή ισχύος 100 φορές- αυτό 20 dBA
...αλλάζοντας την ισχύ...
Επίτηδες έγραψα παραπάνω μόνο για τις χωρητικότητες. Η ισχύς έχει τετραγωνική εξάρτηση από την τάση και το ρεύμα, και αλλαγή 3 ντεσιμπέλ είναι πάντα και σε όλες τις περιπτώσεις αλλαγή εξουσία 2 φορές... Όπως θυμόμαστε, η ισχύς εξαρτάται από το τετράγωνο της τάσης ή από το τετράγωνο του ρεύματος:
Θυμηθείτε ότι ο λογάριθμος της ισχύος είναι το γινόμενο του εκθέτη και του λογάριθμου της βάσης. Ο εκθέτης είναι δύο και πρέπει να πολλαπλασιάσετε όχι με 10, αλλά με 20. Εκφράζουμε 2 Volt σε ντεσιμπέλ-βολτ και 3 ντεσιμπέλ-βολτ σε βολτ: 
Απλό και ατρόμητο!
- Στον υπολογισμό των ενεργειακών μεγεθών (ισχύς), εμφανίζεται ο αριθμός 10
- Στους υπολογισμούς των ποσοτήτων ισχύος (τάση, ρεύμα), εμφανίζεται ο αριθμός 20
Μερικοί υπολογισμοί
Ας λύσουμε μερικά προβλήματα υπολογισμού για να είμαστε αρκετά σίγουροι για την πλοήγηση σε ντεσιμπέλ.
1. Ένταση ήχου
Η ένταση του ήχου μετριέται επίσης σε ντεσιμπέλ. Υπενθυμίζοντας ότι το ντεσιμπέλ είναι ένα μέτρο της αναλογίας δύο ποσοτήτων, εμείς αναγκαίωςπροσδιορίζουμε πάντα σε σχέση με το τι μετρούνται αυτά τα ντεσιμπέλ, δηλ. που είναι η προέλευση. Και σε αυτή την περίπτωση - σε σχέση με το κατώφλι ακοής ενός ατόμου: 2 × 10 -5 N / m 2. Ο Νεύτωνας είναι συστημική μονάδα δύναμης, δηλ. σαφώς μια τιμή δύναμης, επομένως στους υπολογισμούς εμφανίζεται ο αριθμός 20. Ας υπολογίσουμε τη δύναμη που ασκεί η ηχητική πίεση στο τύμπανο στο αυτί μας όταν ένα αεροπλάνο απογειώνεται και κατά τη διάρκεια μιας ήσυχης συνομιλίας.
Τι γνωρίζουμε:
- Οι τιμές σε ντεσιμπέλ εκφράζονται σε σχέση με 2 × 10 -5 N / m 2
- Η περιοχή της τυμπανικής μεμβράνης στον άνθρωπο είναι περίπου 55 mm 2 ή 5,5 × 10 -5 m 2
- Πίνακας όγκου αεροπλάνου Jet - 120 dBσε απόσταση 5 μ
- Τόμος πίνακα μιας ήσυχης συνομιλίας - 50 dBAσε απόσταση 1 μ
Ο Αϊνστάιν, ο Νεύτων και ο Πασκάλ έπαιξαν κρυφτό. Έπεσε στον Αϊνστάιν να οδηγήσει. Ο Πασκάλ έτρεξε στους θάμνους, μεταμφιέστηκε, ο άντρας δεν φαινόταν καθόλου, αλλά ο Νεύτων απλώς στεκόταν εκεί. Σχεδίασε ένα τετράγωνο γύρω από τον εαυτό του και στάσεις. Ο Αϊνστάιν μετράει μέχρι το εκατό, γυρίζει, βλέπει τον Νεύτωνα και φωνάζει:
- Ωραία! Βρήκα τον Νεύτωνα!
Ο Νεύτων απαντά με ένα πονηρό χαμόγελο:
- Λάθος, έξυπνο! Αυτός είναι ο Νεύτωνας ανά τετραγωνικό μέτρο! ΒΡΗΚΑΤΕ τον ΠΑΣΚΑΛ!!!
Ας υπολογίσουμε την ηχητική πίεση σε Pascals ή Newton ανά τετραγωνικό μέτρο:
Πολλαπλασιάζουμε την πίεση σε Pascals με την περιοχή σε τετραγωνικά μέτρα και παίρνουμε το μέγεθος της δύναμης σε Newton:
Ας υπολογίσουμε εκ νέου τα Newton σε πιο απτές δυνάμεις γραμμαρίου:
- Αεριωθούμενο αεροπλάνο ασκεί πίεση
0,0011 N × 102 gf / H = 0,1122 gf - Ο ήχος μιας ήσυχης συνομιλίας πιέζει το τύμπανο από τη δύναμη
0,0000003479 N × 102 gf / H = 0,000035 gf
Νιώστε τη διαφορά, όπως λένε! Και μην ξεχνάτε ότι ο μηχανισμός της ακοής είναι πιο περίπλοκος, και αντιλαμβανόμαστε τον ήχο όχι μόνο από το τύμπανο στα βάθη του αυτιού!
2. Μετατροπή της στάθμης τάσης σε ισχύ σήματος
Στην εργασία, συχνά μετράμε τα επίπεδα σήματος ραδιοσυχνοτήτων στην είσοδο της κεραίας ενός δοκιμαστικού δέκτη. Και ο δέκτης μέτρησης στις μετρολογικές του ιδιότητες είναι κοντά σε ένα επιλεκτικό βολτόμετρο και η μετρούμενη τιμή υπολογίζεται σε ντεσιμπέλ-μικροβολτ ( dBμV). Ταυτόχρονα, συχνά στις ραδιομετρήσεις λειτουργούν με την ισχύ του σήματος στο σημείο λήψης, που συχνά εκφράζεται σε ντεσιμπέλ-μιλιβάτ ( dBm). Ας μετρήσουμε το ένα με το άλλο!
Και για να αυξήσω την ευτυχία, έφτιαξα μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή που υπολογίζει εκ νέου την τάση σε ντεσιμπέλ-μικροβολτ σε ισχύ σε ντεσιμπέλ-μιλιβάτ και αντίστροφα (ξέρω, ξέρω, υπάρχουν αμέτρητοι αριθμοί στο Διαδίκτυο χωρίς εμένα! :))
Ηλεκτρονική αριθμομηχανή ντεσιμπέλ
Οροι χρήσηςαπλό σε σημείο ντροπής. Αλλάξτε την τιμή οποιασδήποτε από τις τιμές και όλες οι άλλες τιμές θα επανυπολογιστούν αυτόματα.
| Τάση, mV: | ||
| Τάση, dBμV: | ||
| Ισχύς, dBm: | ||
| Ισχύς, mW: |
Τι είναι τα ντεσιμπέλ (dB)
Λογαριθμική μονάδα επιπέδων, εξασθένησης και απολαβής
Ένα ντεσιμπέλ είναι ένα δέκατο του bel, δηλαδή ένα δέκατο του λογαρίθμου της αδιάστατης αναλογίας μιας φυσικής ποσότητας προς μια φυσική ποσότητα με το ίδιο όνομα, που λαμβάνεται ως η αρχική
Το ντεσιμπέλ είναι μια αδιάστατη μονάδα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του λόγου ορισμένων μεγεθών - «ενεργειακό» (ισχύς, ενέργεια, πυκνότητα ροής ισχύος κ.λπ.) ή «ισχύς» (ρεύμα, τάση κ.λπ.). Με άλλα λόγια, το ντεσιμπέλ είναι μια σχετική τιμή. Όχι απόλυτη, όπως, για παράδειγμα, βατ ή βολτ, αλλά η ίδια σχετική με την πολλαπλότητα («τριπλάσια διαφορά») ή το ποσοστό, που έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της αναλογίας («λόγος επιπέδου») δύο άλλων μεγεθών και εφαρμόζεται μια λογαριθμική κλίμακα προς την αναλογία που προκύπτει.
Η ρωσική ονομασία για τη μονάδα "decibel" είναι "dB", η διεθνής είναι "dB" (λανθασμένη: db, dB). Το ντεσιμπέλ είναι παρόμοιο με τις μονάδες bel (B, B) και neper (Np, Np) και είναι ευθέως ανάλογο με αυτές.
Το ντεσιμπέλ δεν είναι επίσημη μονάδα στο σύστημα SI, αν και σύμφωνα με την απόφαση της Γενικής Διάσκεψης για τα Βάρη και τα Μέτρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς περιορισμούς σε συνδυασμό με το SI, και το Διεθνές Επιμελητήριο Βάρη και Μέτρων συνέστησε τη συμπερίληψή του στο αυτό το σύστημα.
Τομείς χρήσης
Το ντεσιμπέλ χρησιμοποιείται ευρέως σε κάθε τομέα της τεχνολογίας όπου απαιτείται η μέτρηση ποσοτήτων που ποικίλλουν σε μεγάλο εύρος: στη ραδιομηχανική, στην τεχνολογία κεραιών, στα συστήματα μετάδοσης πληροφοριών, στην οπτική, στην ακουστική (το επίπεδο της έντασης του ήχου μετριέται σε ντεσιμπέλ). κ.λπ. Έτσι, συνηθίζεται να μετράται σε ντεσιμπέλ το δυναμικό εύρος (για παράδειγμα, το εύρος έντασης ενός μουσικού οργάνου), η εξασθένηση του κύματος κατά τη διάδοση σε ένα απορροφητικό μέσο, η τιμή κέρδους και θορύβου του ενισχυτή.
Το ντεσιμπέλ χρησιμοποιείται όχι μόνο για τη μέτρηση της αναλογίας φυσικών μεγεθών δεύτερης τάξης (ενέργεια: ισχύς, ενέργεια) και πρώτης τάξης (τάση, ρεύμα). Το ντεσιμπέλ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση των αναλογιών οποιασδήποτε φυσικής ποσότητας και τα ντεσιμπέλ μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να αναπαραστήσουν απόλυτες ποσότητες (βλ. επίπεδο αναφοράς).
Πώς να πάω σε ντεσιμπέλ;
Οποιεσδήποτε πράξεις με ντεσιμπέλ απλοποιούνται εάν ακολουθήσετε τον κανόνα: η τιμή σε dB είναι 10 δεκαδικοί λογάριθμοι του λόγου δύο ενεργειακών μεγεθών με το ίδιο όνομα. Όλα τα άλλα είναι συνέπεια αυτού του κανόνα. "Ενέργεια" - ποσότητες δεύτερης τάξης (ενέργεια, ισχύς). Σε σχέση με αυτά, η τάση και η ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος («μη ενεργειακό») είναι μεγέθη πρώτης τάξης (P ~ U ^ 2), τα οποία πρέπει να μετατραπούν σωστά σε ενεργητικά σε κάποιο στάδιο των υπολογισμών.
Μέτρηση «ενεργειακών» μεγεθών
Αρχικά, το dB χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση του λόγου ισχύος και με την κανονική, οικεία έννοια, η τιμή που εκφράζεται σε dB υποθέτει τον λογάριθμο του λόγου των δύο δυνάμεων και υπολογίζεται από τον τύπο:
όπου P1 / P0 είναι η αναλογία των τιμών των δύο δυνάμεων: μετρημένη P1 προς τη λεγόμενη αναφορά P0, δηλαδή η βάση που λαμβάνεται ως μηδενική στάθμη (που σημαίνει το μηδενικό επίπεδο σε μονάδες dB, αφού στην περίπτωση ισότητας δυνάμεων P1 = P0, ο λογάριθμος του λόγου τους lg (P1 / P0) = 0).
Κατά συνέπεια, η μετάβαση από dB στον λόγο ισχύος πραγματοποιείται με τον τύπο P1 / P0 = 10 (0,1
Μέτρηση «μη ενεργειακών» μεγεθών
Από τον κανόνα (βλ. παραπάνω) προκύπτει ότι τα «μη ενεργειακά» μεγέθη πρέπει να μετατρέπονται σε ενεργειακά. Έτσι, σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz, P = U ^ 2 / R ή P = I ^ 2 R.
Ως εκ τούτου,
όπου R1 είναι η αντίσταση στην οποία προσδιορίζεται η μεταβλητή τάση U1 και R0 είναι η αντίσταση στην οποία προσδιορίστηκε η τάση αναφοράς U0.
Στη γενική περίπτωση, οι τάσεις U1 και U0 μπορούν να καταγραφούν σε διαφορετικές τιμές αντίστασης (το R1 δεν είναι ίσο με το R0). Αυτό μπορεί να είναι, για παράδειγμα, κατά τον προσδιορισμό του κέρδους ενός ενισχυτή που έχει διαφορετικές αντιστάσεις εξόδου και εισόδου ή κατά τη μέτρηση των απωλειών σε μια αντίστοιχη συσκευή που μετασχηματίζει αντιστάσεις. Επομένως, στη γενική περίπτωση, η τιμή σε ντεσιμπέλ
Μόνο σε μια συγκεκριμένη (πολύ συχνή) περίπτωση, εάν και οι δύο τάσεις U1 και U0 μετρήθηκαν με την ίδια αντίσταση (R1 = R0), μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη σύντομη τιμή έκφρασης σε ντεσιμπέλ
Decibel "σε ισχύ", "σε τάση" και "σε ρεύμα"
Από τον κανόνα (βλ. παραπάνω) προκύπτει ότι τα dB είναι μόνο "σε ισχύ". Ωστόσο, στην περίπτωση της ισότητας R1 = R0 (ιδίως, εάν τα R1 και R0 είναι η ίδια αντίσταση, ή εάν η αναλογία των αντιστάσεων R1 και R0 δεν είναι σημαντική για τον ένα ή τον άλλο λόγο) μιλούν για dB "σε τάση" και "από ρεύμα", υπονοώντας τις εκφράσεις:
τάση dB =
ρεύμα dB =
Για να μεταβείτε από "dB κατά τάση" ("dB κατά ρεύμα") σε "dB από την ισχύ", είναι απαραίτητο να ορίσετε με σαφήνεια ποιες αντιστάσεις (ίσες ή όχι ίσες μεταξύ τους) καταγράφηκε η τάση (ρεύμα). Εάν το R1 δεν είναι ίσο με το R0, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε την έκφραση για τη γενική περίπτωση (βλ. παραπάνω).
κατά την καταγραφή ισχύος, μια αλλαγή +1 dB (+1 dB "σε ισχύ") αντιστοιχεί σε αύξηση της ισχύος κατά; 1,259 φορές, μια αλλαγή -3,01 dB αντιστοιχεί σε μείωση της ισχύος κατά το ήμισυ, ενώ
Πηγαίνοντας από dB σε χρόνους
Για να υπολογίσετε τη μεταβολή "κατά καιρούς" από τη γνωστή αλλαγή σε dB ("dB" στους παρακάτω τύπους), χρειάζεστε:
για την εξουσία:
;
για τάση (ρεύμα):
Μετάβαση από dB στην ισχύ
Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε την τιμή του επιπέδου ισχύος αναφοράς P0. Για παράδειγμα, με P0 = 1 mW και γνωστή μεταβολή +20 dB:
Μετάβαση από dB σε τάση (ρεύμα)
Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε την τιμή του επιπέδου τάσης αναφοράς U0 και να προσδιορίσετε εάν η τάση καταγράφηκε στην ίδια αντίσταση ή για το πρόβλημα που επιλύεται, η διαφορά στις τιμές αντίστασης δεν είναι σημαντική. Για παράδειγμα, υπό την προϋπόθεση R0 = R1, δεδομένου ότι U0 = 2 V και αύξηση τάσης 6 dB:
Με κάποια επιδεξιότητα, είναι πολύ πιθανό να εκτελούνται λειτουργίες ντεσιμπέλ στο μυαλό. Επιπλέον, είναι συχνά πολύ βολικό: αντί να πολλαπλασιάσετε, να διαιρέσετε, να αυξήσετε σε μια ισχύ και να εξάγετε τη ρίζα, μπορείτε να τα βγάλετε πέρα προσθέτοντας και αφαιρώντας μονάδες "ντεσιμπέλ".
Για να το κάνετε αυτό, είναι χρήσιμο να θυμάστε και να μάθετε πώς να χρησιμοποιείτε έναν απλό πίνακα:
1 dB - 1,25 φορές,
3 dB - 2 φορές,
10 dB - 10 φορές.
Από εδώ, αποσυνθέτοντας "πιο πολύπλοκες τιμές" σε "σύνθετες", παίρνουμε:
6 dB = 3 dB + 3 dB - 2 2 = 4 φορές,
9 dB = 3dB + 3dB + 3dB - 2 2 2 = 8 φορές,
12 dB = 4 (3 dB) - 24 = 16 φορές
κ.λπ., καθώς και:
13 dB = 10 dB + 3dB - 10 2 = 20 φορές,
20 dB = 10 dB + 10 dB - 10 10 = 100 φορές,
30 dB = 3 (10 dB) - 10 ^ 3 = 1000 φορές
Η πρόσθεση (αφαίρεση) των τιμών σε dB αντιστοιχεί στον πολλαπλασιασμό (διαίρεση) των ίδιων των αναλογιών. Οι αρνητικές τιμές dB αντιστοιχούν σε αντίστροφες αναλογίες. Για παράδειγμα:
μια μείωση της ισχύος κατά 40 φορές είναι 4 10 φορές ή κατά - (6 dB + 10 dB) = -16 dB.
μια αύξηση της ισχύος 128 φορές είναι 27 ή 7 · (3 dB) = 21 dB.
μια μείωση της τάσης κατά 4 φορές ισοδυναμεί με μείωση της ισχύος (τιμές δεύτερης τάξης) κατά 4 ^ 2 = 16 φορές. και τα δύο στο R1 = R0 είναι ισοδύναμα με μείωση 4 * (-3 dB) = -12 dB.
Γιατί να χρησιμοποιήσετε ντεσιμπέλ;
Γιατί να χρησιμοποιείτε καθόλου ντεσιμπέλ και να λειτουργείτε με λογάριθμους, εάν, καταρχήν, μπορείτε να τα βγάλετε πέρα με πιο γνωστά ποσοστά ή κλάσματα για να λύσετε το πρόβλημα; Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για αυτό:
- Η φύση της εμφάνισης στα όργανα αίσθησης των ανθρώπων και των ζώων των αλλαγών κατά την πορεία πολλών φυσικών και βιολογικών διεργασιών δεν είναι ανάλογη με το εύρος της δράσης εισόδου, αλλά με το λογάριθμο της δράσης εισόδου (η άγρια ζωή ζει σύμφωνα με τον λογάριθμο ). Επομένως, είναι φυσικό να ρυθμίζονται οι κλίμακες των οργάνων και, γενικά, οι κλίμακες μονάδων ακριβώς σε λογαριθμικές, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης ντεσιμπέλ. Για παράδειγμα, η μουσική κλίμακα ίσης ιδιοσυγκρασίας είναι μια τέτοια λογαριθμική κλίμακα.
- Ευκολία μιας λογαριθμικής κλίμακας σε περιπτώσεις όπου σε μια εργασία είναι απαραίτητο να λειτουργεί ταυτόχρονα με τιμές που δεν διαφέρουν στο δεύτερο δεκαδικό ψηφίο, αλλά κατά καιρούς και, ακόμη περισσότερο, διαφέρουν κατά πολλές τάξεις μεγέθους (παραδείγματα: η εργασία επιλογή γραφικής απεικόνισης επιπέδων σήματος, εύρους συχνοτήτων ραδιοφωνικών δεκτών κ.λπ. άλλων συσκευών αναπαραγωγής ήχου, υπολογισμός συχνοτήτων για τον συντονισμό πληκτρολογίου πιάνου, υπολογισμοί φασμάτων στη σύνθεση και επεξεργασία μουσικού και άλλου αρμονικού ήχου, ελαφρών κυμάτων, γραφικές ενδείξεις ταχυτήτων στην αστροναυτική, την αεροπορία, στις μεταφορές υψηλής ταχύτητας, γραφική απεικόνιση άλλων μεταβλητών, οι αλλαγές των οποίων σε μεγάλες ποσότητες είναι κρίσιμες ...).
- Ευκολία εμφάνισης και ανάλυσης μιας τιμής που ποικίλλει σε πολύ μεγάλο εύρος (για παράδειγμα, ένα διάγραμμα κατευθυντικότητας κεραίας, ένα γράφημα των κινήσεων της ισοτιμίας νομίσματος για ένα έτος, ...).
Σύμβολα
Για διαφορετικά φυσικά μεγέθη, η ίδια αριθμητική τιμή, εκφρασμένη σε ντεσιμπέλ, μπορεί να αντιστοιχεί σε διαφορετικά επίπεδα σήματος (ή μάλλον, διαφορές επιπέδου). Επομένως, για να αποφευχθεί η σύγχυση, τέτοιες "συγκεκριμένες" μονάδες μέτρησης σημειώνονται με τα ίδια γράμματα "dB", αλλά με την προσθήκη ενός δείκτη - τον γενικά αποδεκτό προσδιορισμό της μετρούμενης φυσικής ποσότητας. Για παράδειγμα, "dBV" (ντεσιμπέλ σε σχέση με βολτ) ή "dBμV" (ντεσιμπέλ σε σχέση με μικροβολτ), "dBW" (ντεσιμπέλ σε σχέση με βατ) κ.λπ. Σύμφωνα με το διεθνές πρότυπο IEC 27-3, εάν είναι απαραίτητο, υποδεικνύεται Η αρχική τιμή, η τιμή της τοποθετείται σε αγκύλες πίσω από τον προσδιορισμό μιας λογαριθμικής ποσότητας, για παράδειγμα, για τη στάθμη ηχητικής πίεσης: LP (re 20 µPA) = 20 dB; LP (αναφ. 20 μPa) = 20 dB
Επίπεδο αναφοράς
Το ντεσιμπέλ χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της αναλογίας δύο ποσοτήτων. Αλλά δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι το ντεσιμπέλ χρησιμοποιείται επίσης για τη μέτρηση απόλυτων τιμών. Για να γίνει αυτό, αρκεί να συμφωνήσουμε σε ποιο επίπεδο της μετρούμενης φυσικής ποσότητας θα ληφθεί ως επίπεδο αναφοράς (υπό όρους 0 dB).
Αυστηρά μιλώντας, πρέπει να καθοριστεί με σαφήνεια ποια φυσική ποσότητα και ποια τιμή χρησιμοποιείται ως επίπεδο αναφοράς. Το επίπεδο αναφοράς υποδεικνύεται ως "πρόσθετο" μετά τα σύμβολα "dB" (π.χ. "dBm") ή το επίπεδο αναφοράς πρέπει να είναι καθαρό από το περιβάλλον (π.χ. "dB re 1 mW").
Στην πράξη, τα ακόλουθα επίπεδα αναφοράς και οι ειδικοί προσδιορισμοί για αυτά είναι κοινά:
dBm (ρωσικά dBm) - το επίπεδο αναφοράς είναι η ισχύς του 1 mW. Η ισχύς προσδιορίζεται συνήθως στο ονομαστικό φορτίο (για επαγγελματικό εξοπλισμό - συνήθως 10 kOhm για συχνότητες μικρότερες από 10 MHz, για εξοπλισμό RF - 50 Ohm ή 75 Ohm). Για παράδειγμα, "η ισχύς εξόδου του σταδίου του ενισχυτή είναι 13 dBm" (δηλαδή, η ισχύς που απελευθερώνεται στο ονομαστικό φορτίο για αυτό το στάδιο του ενισχυτή είναι 20 mW).
dBV (Ρωσικά dBV) - Τάση αναφοράς 1 V σε ονομαστικό φορτίο (για οικιακές συσκευές - συνήθως 47 kOhm). για παράδειγμα, το τυποποιημένο επίπεδο σήματος για εξοπλισμό ήχου καταναλωτή είναι -10 dBV, δηλαδή 0,316 V σε φορτίο 47 kΩ.
dBuV (ρωσικά dBmkV) - τάση αναφοράς 1 μV; για παράδειγμα, "η ευαισθησία του ραδιοφωνικού δέκτη που μετράται στην είσοδο της κεραίας είναι -10 dBμV ... η ονομαστική αντίσταση της κεραίας είναι 50 Ohm."
Το dBu είναι μια τάση αναφοράς 0,775 V, που αντιστοιχεί σε ισχύ 1 mW σε φορτίο 600?; για παράδειγμα, το τυποποιημένο επίπεδο σήματος για επαγγελματικό εξοπλισμό ήχου είναι + 4dBu, το οποίο είναι 1,23V.
dBm0 (ρωσικά dBm0) είναι η ισχύς αναφοράς σε dBm στο σημείο μηδενικής σχετικής στάθμης. "Απόλυτη στάθμη ισχύος σε σχέση με 1 mW στο σημείο της γραμμής μεταφοράς με μηδενική στάθμη"
dBFS (αγγλική πλήρης κλίμακα - "πλήρης κλίμακα") - η τάση αναφοράς αντιστοιχεί στην πλήρη κλίμακα της συσκευής. για παράδειγμα, "το επίπεδο εγγραφής είναι -6dBfs." Για έναν γραμμικό ψηφιακό κώδικα, κάθε bit αντιστοιχεί σε 6dB και το μέγιστο δυνατό επίπεδο εγγραφής είναι 0dBFS.
dBSPL (Αγγλικά Sound Pressure Level - "Sound Pressure Level") - ηχητική πίεση αναφοράς 20mkPa, που αντιστοιχεί στο όριο ακουστότητας. για παράδειγμα, "volume 100dBSPL".
dBPa - ηχητική πίεση αναφοράς 1Pa ή 94dB κλίμακας έντασης ήχου dBSPL. για παράδειγμα, "για την ένταση 6dBPa, ο μείκτης ορίστηκε σε + 4dBu και ο έλεγχος εγγραφής ήταν -3dBFS και η παραμόρφωση ήταν -70dBc."
dBA, dBB, dBC, dBD - τα επίπεδα αναφοράς επιλέγονται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά συχνότητας των "φίλτρων βάρους" σύμφωνα με ίσες καμπύλες έντασης.
dBc (ρωσικά dBc) - η αναφορά είναι το επίπεδο ακτινοβολίας στη φέρουσα συχνότητα (αγγλικός φορέας) ή το επίπεδο της θεμελιώδης αρμονικής στο φάσμα σήματος. Παραδείγματα χρήσης: "το επίπεδο της ψευδούς εκπομπής του ραδιοπομπού στη δεύτερη αρμονική συχνότητα είναι -60 dBc" (δηλαδή, η ισχύς αυτής της ψευδούς εκπομπής είναι 1 εκατομμύριο φορές μικρότερη από την ισχύ φορέα) ή "το επίπεδο παραμόρφωσης είναι -60 dBc".
dBi (Ρωσικά dBi) - ισότροπο ντεσιμπέλ (ντεσιμπέλ σε σχέση με τον ισότροπο εκπομπό). Χαρακτηρίζει την κατευθυντική δράση (καθώς και το κέρδος) της κεραίας σε σχέση με την κατευθυντική δράση ενός ισοτροπικού εκπομπού. Κατά κανόνα, εκτός αν αναφέρεται διαφορετικά, τα χαρακτηριστικά απολαβής των πραγματικών κεραιών δίνονται ακριβώς σε σχέση με το κέρδος ενός ισοτροπικού ψυγείου. Δηλαδή, όταν σου λένε ότι το κέρδος μιας κεραίας είναι 12 ντεσιμπέλ, σημαίνει 12 dBi.
dBd (ρωσικά dBd) - ντεσιμπέλ σε σχέση με τον δονητή μισού κύματος ("σε σχέση με το δίπολο"). Χαρακτηρίζει την κατευθυντικότητα (καθώς και το κέρδος) της κεραίας σε σχέση με την κατευθυντικότητα ενός δονητή μισού κύματος τοποθετημένου σε ελεύθερο χώρο. Εφόσον η κατευθυντικότητα του καθορισμένου δονητή μισού κύματος είναι περίπου 2,15 dBi, τότε 1 dBd = 2,15 dBi.
Οι σύνθετες μονάδες μετρήσεων σχηματίζονται κατ' αναλογία. Για παράδειγμα, το επίπεδο της φασματικής πυκνότητας ισχύος dBW / Hz είναι το ανάλογο "ντεσιμπέλ" της μονάδας μέτρησης W / Hz (η ισχύς που απελευθερώνεται στο ονομαστικό φορτίο σε μια ζώνη συχνοτήτων 1 Hz με κέντρο στην καθορισμένη συχνότητα). Το επίπεδο αναφοράς σε αυτό το παράδειγμα είναι 1 W / Hz, δηλαδή η φυσική ποσότητα "φασματική πυκνότητα ισχύος", η διάστασή της "W / Hz" και η τιμή "1". Έτσι, η εγγραφή "-120 dBW / Hz" είναι απολύτως ισοδύναμη με την εγγραφή "10-12 W / Hz".
Σε περίπτωση δυσκολίας, για αποφυγή σύγχυσης, αρκεί να αναφέρεται ρητά το επίπεδο αναφοράς. Για παράδειγμα, η εγγραφή -20 dB (αναφέρεται σε 0,775 V σε φορτίο 50 ohm) εξαλείφει την ασάφεια.
Ισχύουν οι ακόλουθοι κανόνες (συνέπεια των κανόνων ενεργειών με διαστατικά μεγέθη):
είναι αδύνατο να πολλαπλασιαστούν ή να διαιρεθούν τιμές "ντεσιμπέλ" (αυτό είναι άσκοπο).
το άθροισμα των τιμών "ντεσιμπέλ" αντιστοιχεί στον πολλαπλασιασμό των απόλυτων τιμών, η αφαίρεση των τιμών "ντεσιμπέλ" αντιστοιχεί στη διαίρεση των απόλυτων τιμών.
Η πρόσθεση ή η αφαίρεση των τιμών "ντεσιμπέλ" μπορεί να πραγματοποιηθεί ανεξάρτητα από την "αρχική" τους διάσταση. Για παράδειγμα, η ισότητα 10 dBm + 13 dB = 23 dBm είναι σωστή, εντελώς ισοδύναμη με την ισότητα 10 mW · 20 = 200 mW και μπορεί να ερμηνευθεί ως "ένας ενισχυτής με κέρδος 13 dB αυξάνει την ισχύ του σήματος από 10 dBm σε 23 dBm."
Το σύμβολο μείον θα πρέπει να χρησιμοποιείται προσεκτικά, καθώς το κόστος ενός υπογεγραμμένου σφάλματος σε λειτουργίες με ντεσιμπέλ δεν είναι "διπλάσιο", αλλά "πολλές τάξεις μεγέθους". Για παράδειγμα, από την καταχώρηση "στάθμη εισόδου - 10 dBm" δεν είναι ξεκάθαρο αν μιλάμε για "+10 dBm" ή "μείον 10 dBm". Ανάλογα με την κατάσταση, είναι καλύτερο να γράψετε: "στάθμη εισόδου +10 dBm", "στάθμη εισόδου: 10 dBm", "στάθμη εισόδου μείον 10 dBm".
Ενταση ήχου. Το επίπεδο θορύβου και οι πηγές του
Το φυσικό χαρακτηριστικό της έντασης του ήχου είναι το επίπεδο ηχητικής πίεσης, σε ντεσιμπέλ (dB). Ο «θόρυβος» είναι ένα άτακτο μείγμα ήχων.
Οι ήχοι χαμηλής και υψηλής έντασης εμφανίζονται πιο αθόρυβοι από τους ήχους μεσαίας έντασης της ίδιας έντασης. Με αυτό κατά νου, άνιση ευαισθησία
το ανθρώπινο αυτί σε ήχους διαφορετικών συχνοτήτων διαμορφώνεται χρησιμοποιώντας ένα ειδικό ηλεκτρονικό φίλτρο συχνότητας, λαμβάνοντας, ως αποτέλεσμα της κανονικοποίησης
μετρήσεις, η λεγόμενη ισοδύναμη (από άποψη ενέργειας, «σταθμισμένη») στάθμη ήχου με διάσταση dBA (dB (A), δηλαδή με το φίλτρο «Α»).
Ένα άτομο μπορεί να ακούσει ήχους με ένταση 10-15 dB και άνω. Το μέγιστο εύρος συχνοτήτων για το ανθρώπινο αυτί είναι 20 έως 20.000 Hz. Είναι καλύτερα
ακούγεται ήχος με συχνότητα 3-4 KHz (συνήθης στα τηλέφωνα και στο ραδιόφωνο στις περιοχές MW και LW). Με την ηλικία, το ακουστικό εύρος των ήχων
στενεύει, ειδικά για ήχους υψηλής συχνότητας, μειώνοντας στα 18 kilohertz ή λιγότερο.
Σε περίπτωση απουσίας ηχοαπορροφητικών υλικών (μοκέτες, ειδικές επιστρώσεις) στους τοίχους των χώρων, ο ήχος θα είναι πιο δυνατός λόγω επαναλαμβανόμενων
αντανακλάσεις (αντήχηση, δηλαδή ηχώ από τοίχους, οροφές και έπιπλα), οι οποίες θα αυξήσουν το επίπεδο θορύβου κατά αρκετά ντεσιμπέλ.
Κλίμακα θορύβου (στάθμες ήχου, ντεσιμπέλ (dB)):
0 Δεν μπορώ να ακούσω τίποτα
5 Σχεδόν δεν ακούγεται
10 Το ήσυχο θρόισμα των φύλλων δεν ακούγεται σχεδόν
15 Μόλις ακούγεται το θρόισμα του φυλλώματος
20 Μόλις άκουσα τον ψίθυρο ενός άνδρα (1μ.).
25 Ήρεμος ψίθυρος ενός άνδρα (1μ.)
30 ήσυχοι ψίθυροι, το χτύπημα του ρολογιού του τοίχου.
Ο κανόνας για χώρους διαβίωσης τη νύχτα, από τις 23 έως τις 7 η ώρα.
35 Αρκετά ηχητική πνιχτή συνομιλία
40 Η συνηθισμένη ομιλία είναι αρκετά ακουστή.
Ο κανόνας για κατοικίες, από 7 έως 23 ώρες.
45 Η κανονική συνομιλία ακούγεται αρκετά
50 Συνομιλία ακούγεται καθαρά, γραφομηχανή
55 Καθαρά ηχητικό πρότυπο για χώρους γραφείων κατηγορίας Α (σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα)
60 Noisy Norm για γραφεία
65 Θορυβώδης δυνατή συνομιλία (1μ.)
70 θορυβώδεις δυνατές συνομιλίες (1 μ.)
75 Δυνατά ουρλιάζοντας, γελώντας (1μ.)
80 Πολύ θορυβώδης κραυγή, μοτοσυκλέτα με σιγαστήρα.
85 Πολύ θορυβώδες δυνατό ουρλιαχτό, μοτοσυκλέτα με σιγαστήρα
90 Πολύ θορυβώδεις δυνατές κραυγές, βαγόνι εμπορευμάτων (επτά μέτρα μακριά)
95 Πολύ θορυβώδες βαγόνι του μετρό (7 μέτρα)
100 Εξαιρετικά θορυβώδης ορχήστρα, βαγόνι του μετρό (κατά διαστήματα), κεραυνοί
Η μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση ήχου για τα ακουστικά της συσκευής αναπαραγωγής (σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα)
105 Εξαιρετικά θορυβώδες στο αεροπλάνο (μέχρι τη δεκαετία του '80 του εικοστού αιώνα)
110 Εξαιρετικά θορυβώδες ελικόπτερο
115 Εξαιρετικά θορυβώδης αμμοβολή (1 m)
120 Σχεδόν αφόρητο σφυρί κατεδάφισης (1 m)
125 Σχεδόν ανυπόφορο
130 Κατώφλι πόνου στο επίπεδο κατά την εκκίνηση
135 Διάσειση
140 Ήχος διάσεισης ενός αεροπλάνου που απογειώνεται
145 Εκτόξευση πυραύλου διάσεισης
150 Μώλωπες, τραύμα
155 Μώλωπες, τραύμα
160 Σοκ, τραυματισμός από κρουστικό κύμα από υπερηχητικό αεροσκάφος
Σε επίπεδα ήχου πάνω από 160 dB, είναι δυνατή η ρήξη των τυμπάνων και των πνευμόνων, πάνω από 200 - θάνατος
Τα μέγιστα επιτρεπόμενα επίπεδα ήχου (LAmax, dBA) είναι 15 ντεσιμπέλ περισσότερα από τα «κανονικά». Για παράδειγμα, για σαλόνια διαμερισμάτων, το επιτρεπόμενο
το σταθερό επίπεδο ήχου κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι 40 ντεσιμπέλ και το προσωρινό μέγιστο είναι 55.
Μη ακουστός θόρυβος - ήχοι με συχνότητες μικρότερες από 16-20 Hz (υπέρηχοι) και περισσότερες από 20 kHz (υπερήχοι). Δονήσεις χαμηλής συχνότητας 5-10 hertz μπορούν να προκαλέσουν
συντονισμό των εσωτερικών οργάνων και επηρεάζουν την εργασία του εγκεφάλου. Οι ακουστικές δονήσεις χαμηλής συχνότητας αυξάνουν τον πόνο στα οστά και τις αρθρώσεις
άρρωστος. Πηγές υπερήχων: αυτοκίνητα, βαγόνια, βροντές από κεραυνούς κ.λπ. Οι δονήσεις υψηλής συχνότητας προκαλούν θέρμανση των ιστών. Το αποτέλεσμα εξαρτάται από
την ισχύ του ήχου, τη θέση και τις ιδιότητες των πηγών του.
Στους χώρους εργασίας, οι μέγιστες επιτρεπόμενες ισοδύναμες στάθμες ήχου για διακοπτόμενο θόρυβο: η μέγιστη στάθμη ήχου δεν πρέπει να υπερβαίνει το 110
dBA και για παλμικό θόρυβο - 125 dBAI. Απαγορεύεται ακόμη και για σύντομη παραμονή σε περιοχές με επίπεδα ηχητικής πίεσης άνω των 135 dB σε οποιαδήποτε
μπάντα οκτάβας.
Ο θόρυβος που εκπέμπεται από υπολογιστή, εκτυπωτή και φαξ σε ένα δωμάτιο χωρίς ηχοαπορροφητικά υλικά - μπορεί να ξεπεράσει το επίπεδο των 70 db. Επομένως όχι
βρίσκονται οι χώροι εργασίας.
Μπορείτε να μειώσετε το επίπεδο θορύβου εάν χρησιμοποιείτε ηχοαπορροφητικά υλικά ως διακόσμηση του δωματίου και κουρτίνες από χοντρό ύφασμα. Θα βοηθήσει και
ακουστικά κατά του θορύβου.
Κατά την ανέγερση κτιρίων και κατασκευών, σύμφωνα με σύγχρονες, πιο αυστηρές απαιτήσεις ηχομόνωσης, τεχνολογίες και
υλικά ικανά να παρέχουν αξιόπιστη προστασία από τον θόρυβο.
Για συναγερμό πυρκαγιάς: το επίπεδο ηχητικής πίεσης του χρήσιμου ηχητικού σήματος που παρέχεται από τη σειρήνα πρέπει να είναι τουλάχιστον 75 dBA ανά
απόσταση 3 m από τη σειρήνα και όχι μεγαλύτερη από 120 dba σε οποιοδήποτε σημείο της προστατευόμενης περιοχής (ρήτρα 3.14 του NPB 104-03).
Μια σειρήνα υψηλής ισχύος και ένα ουρλιαχτό πλοίου - πιέζει πάνω από 120-130 ντεσιμπέλ.
Τα ειδικά σήματα (σειρήνες και "κράκερ" - Air Horn) που είναι εγκατεστημένα σε οχήματα εξυπηρέτησης ρυθμίζονται από το GOST R 50574 - 2002. Ηχοστάθμη
συσκευή σηματοδότησης πίεσης όταν δίνει ειδικό ήχο. σήμα, σε απόσταση 2 μέτρων κατά μήκος του άξονα της κόρνας, πρέπει να είναι τουλάχιστον:
116 dB (A) - κατά την εγκατάσταση ενός πομπού ήχου στην οροφή ενός οχήματος.
122 dBA - κατά την εγκατάσταση της δέσμης στο χώρο του κινητήρα του οχήματος.
Οι αλλαγές στη βασική συχνότητα θα πρέπει να είναι μεταξύ 150 και 2000 Hz. Ο χρόνος κύκλου είναι από 0,5 έως 6,0 δευτερόλεπτα.
Η κόρνα ενός πολιτικού οχήματος, σύμφωνα με το GOST R 41.28-99 και τον κανονισμό UNECE No. 28, πρέπει να εκπέμπει έναν συνεχή και μονότονο ήχο με στάθμη
ακουστική πίεση όχι μεγαλύτερη από 118 ντεσιμπέλ. Αυτή η σειρά είναι οι μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές - και για συναγερμούς αυτοκινήτων.
Εάν ένας κάτοικος της πόλης, συνηθισμένος στον συνεχή θόρυβο, βρεθεί σε πλήρη σιωπή για λίγο (σε μια ξηρή σπηλιά, για παράδειγμα, όπου το επίπεδο θορύβου είναι
λιγότερο από 20 db), τότε μπορεί να βιώσει κατάθλιψη αντί να ξεκουραστεί.
Η συσκευή που απεικονίζεται στη φωτογραφία ονομάζεται ηχόμετρο ή με απλό τρόπο ηχόμετρο. Κάντε κλικ στο κουμπί και δείτε τι δείχνει. Αποδεικνύεται ότι στο ήσυχο δωμάτιο όπου βρίσκομαι τώρα, το επίπεδο ήχου είναι 35 dB (διαβάστε "35 ντεσιμπέλ"). Δηλαδή, υπάρχει ακόμα κάποιος ήχος εδώ, αν και κάθομαι σιωπηλός και ακίνητος. Και στην πραγματικότητα, αν ακούσετε, μπορείτε να ακούσετε πώς χτύπησε η πόρτα στην είσοδο, ένα αυτοκίνητο οδήγησε στο δρόμο, κάπου μακριά πηγαίνει ένα τρένο - η συσκευή αντιδρά σε όλους αυτούς τους ήχους και εμφανίζει το γενικό επίπεδο θορύβου στο απεικόνιση. Τι θα συμβεί αν μιλήσω; Η στάθμη του ήχου μεταβαίνει τώρα μεταξύ 55 και 70 dB. Ήταν 35 - τώρα 70. Αυτό σημαίνει ότι ο ήχος έχει γίνει δύο φορές πιο δυνατός; Φαίνεται ότι όχι - τελικά ήταν εντελώς ήσυχο, αλλά έγινε αρκετά δυνατό - και αυτό πρέπει να αντιμετωπιστεί.
Αρχικά, ας καταλάβουμε τι είναι η ένταση του ήχου και πώς μπορεί να μετρηθεί. Κάθε ήχος είναι ένα κύμα που διαδίδεται σε ένα ελαστικό μέσο, για παράδειγμα, στον αέρα. Τα κύματα δημιουργούνται από τα δονούμενα σώματα και εξαπλώνονται από αυτά προς όλες τις κατευθύνσεις, μεταφέροντας μηχανική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια είναι που κάνει τη μεμβράνη του τυμπάνου ή του μικροφώνου μας να δονείται. Το ηχόμετρο μας είναι κυρίως ένα μικρόφωνο. Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια που μεταφέρει το κύμα, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος δόνησης της μεμβράνης του μικροφώνου και τόσο μεγαλύτερο είναι το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει από αυτό το μικρόφωνο μέσω των καλωδίων. Μετράμε αυτό το ρεύμα και με το μέγεθός του ανακαλύπτουμε ποια ήταν η ενέργεια του ηχητικού κύματος που έκανε τη μεμβράνη να δονείται.
Εάν η ενέργεια είναι πολύ αφηρημένη για εσάς, ας ακολουθήσουμε μια διαφορετική προσέγγιση. Αφήστε δέκα άτομα να μιλήσουν ταυτόχρονα αντί για ένα άτομο στην αίθουσα. Είναι φυσικό να υποθέσουμε ότι αυτό θα κάνει τον θόρυβο στο δωμάτιο δέκα φορές πιο δυνατό. Και ένας φυσικός θα πει ότι δέκα άτομα που μιλούν ταυτόχρονα, σε σύγκριση με ένα άτομο, δημιουργούν δέκα φορές περισσότερη ηχητική ενέργεια.
Ωστόσο, τι σχέση έχουν τα ντεσιμπέλ; Τελικά, αυτό είναι ένα είδος εντελώς διαφορετικής μονάδας; Αυτή είναι μια έγκυρη ερώτηση και θα είναι χρήσιμο να την κατανοήσουμε. Επιπλέον, αυτό δεν είναι μόνο ενδιαφέρουσα φυσική, αλλά και καλά μαθηματικά.
Θα ξεκινήσουμε δίνοντας έναν ορισμό του ντεσιμπέλ, και πρέπει να διαβαστεί προσεκτικά. Λέγεται ότι το ένα σήμα είναι 10 ντεσιμπέλ ισχυρότερο ("πιο δυνατό") από το άλλο όταν η ενέργεια του πρώτου σήματος είναι 10 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια του δεύτερου σήματος. Διαβάστε ξανά αυτόν τον ορισμό για να τον συνηθίσετε, γιατί με την πρώτη ματιά ακούγεται μάλλον περίεργο. Τώρα ας το αντιμετωπίσουμε.
Το πιο σημαντικό πράγμα σχετικά με αυτόν τον ορισμό είναι ότι συνδέει δύο διαφορετικές αριθμητικές πράξεις - πρόσθεση και πολλαπλασιασμό. Το "Περισσότερα" είναι προσθήκη. "Περισσότερα σε" - πολλαπλασιασμός. Ας βρούμε πόσες φορές θα διαφέρει η ενέργεια δύο σημάτων όταν το ένα από αυτά είναι 30 dB πιο δυνατό από το άλλο. Το πρώτο σήμα θα είναι δυνατότερο από το δεύτερο κατά 10 dB, συν άλλα 10 dB, συν άλλα 10 dB. Εφαρμόζουμε τον ορισμό και κατανοούμε ότι η ενέργεια του πρώτου σήματος θα είναι 10 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια του δεύτερου σήματος, μετά άλλες 10 φορές και μετά άλλες 10 φορές. Αλλά για να αυξήσετε κάτι 10 φορές τρεις φορές στη σειρά σημαίνει να το αυξήσετε κατά 10 × 10 × 10 = 1000 φορές.
Τι είναι όμως ο ήχος των 0 dB από τον οποίο υπολογίζεται η κλίμακα έντασης; Αυτό δεν είναι καθόλου η απουσία ήχου με τη φυσική έννοια - αυτό είναι ένα τέτοιο επίπεδο ήχου όταν το ανθρώπινο αυτί παύει να ακούει οτιδήποτε. Ο ήχος με τη φυσική έννοια, όπως οι δονήσεις του αέρα, είναι ακόμα εκεί, αλλά δεν μπορούμε πλέον να τον ακούμε, γιατί είναι πολύ αδύναμος για εμάς. Εάν αυτός ο ήχος γίνει 10 φορές πιο δυνατός, το επίπεδο του θα γίνει 10 dB, η αύξηση της έντασης κατά 10 φορές θα δώσει ένα επίπεδο 20 dB κ.ο.κ. Σημειώστε επίσης ότι η ένταση του ήχου στην κλίμακα ντεσιμπέλ μπορεί να είναι αρνητική - απλώς δεν θα ακούμε τέτοιους ήχους, αν και κάποιο πιο ευαίσθητο αυτί ή μια φυσική συσκευή θα εξακολουθεί να μπορεί να τους καταγράφει.
Εάν η στάθμη του ήχου σε μια δυνατή ντίσκο είναι 100 dB, αυτό σημαίνει ότι είναι 10.000.000.000 φορές (δέκα μηδενικά) πιο δυνατός από τον πιο ήσυχο ήχο που μπορούμε να ακούσουμε. Οι κατά προσέγγιση τιμές για διαφορετικά επίπεδα έντασης εμφανίζονται σε αυτόν τον πίνακα. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ψυχολογικά αντιλαμβανόμαστε τα ντεσιμπέλ και όχι την ηχητική ενέργεια: οι δυνατές και ήσυχες συνομιλίες διαφέρουν κατά 30 dB, αλλά κανείς δεν θα νιώσει ότι η συνομιλία έχει γίνει 1000 φορές πιο δυνατή.
| 15 | Θρόισμα του φυλλώματος |
| 20 | Αθόρυβος ψίθυρος, 1 μ |
| 35 | Ρολόι τοίχου που χτυπάει |
| 45 | Ήσυχη συνομιλία |
| 60 | Ήρεμη συνομιλία |
| 75 | Δυνατή συνομιλία |
| 80 | Θόρυβος ηλεκτρικής σκούπας |
| 90 | Βαρύ φορτηγό, 7 μ |
| 100 | Συναυλία ροκ μουσικής |
| 110 | Ελικόπτερο |
| 120 | Τζακάμερ |
| 140 | Απογείωση αεροπλάνου τζετ, 25 μ |
| 150 | Απογείωση πυραύλων, 100 μ |
| 160 | Πυροβολισμός από όπλο κοντά στο αυτί |
Καθήκοντα
1. Πόσα άτομα πρέπει να συγκεντρώσετε ώστε, ενώ μιλάτε ταυτόχρονα, να κάνουν έναν ήχο ίδιας έντασης με ένα ελικόπτερο;
2. Εξ ορισμού, αν ένας ήχος είναι 10 dB πιο δυνατός από έναν άλλο, τότε είναι 10 φορές πιο δυνατός από αυτόν τον δεύτερο ήχο. Και αν δύο ήχοι διαφέρουν κατά 5 dB, πόσες φορές ο ένας από αυτούς θα είναι πιο δυνατός από τον άλλο;
Απαντήσεις
1. Σύμφωνα με τον πίνακα του άρθρου, το ελικόπτερο είναι 50 dB πιο δυνατό από μια ήσυχη συνομιλία. Αυτό σημαίνει ότι ο όγκος του ελικοπτέρου είναι ίσος με τον όγκο μιας συνομιλίας 10 5 = 100.000 άτομα.
2. Έστω ο δεύτερος ήχος 5 dB πιο δυνατός από τον πρώτο και ο τρίτος ήχος είναι 5 dB πιο δυνατός από τον δεύτερο. Αφήστε το δεύτερο να ακούγεται πιο δυνατά από το πρώτο Χμια φορά. Τότε ο τρίτος ήχος είναι πιο δυνατός από τον δεύτερο επίσης Χμια φορά. Αυτό σημαίνει ότι ο τρίτος ήχος είναι πιο δυνατός από τον πρώτο in Χ 2 φορές. Από την άλλη, ο τρίτος ήχος είναι 10 dB πιο δυνατός από τον πρώτο, δηλαδή 10 φορές. Που σημαίνει, Χ 2 = 10, δηλαδή x = 10 ≈ 3,16.
Καλλιτέχνης Maxim Kalyakin
Ένα ντεσιμπέλ είναι το ένα δέκατο του bel, ή με άλλα λόγια, ένα δέκατο του λογαρίθμου μιας απεριόριστης αναλογίας μιας γενικής φυσικής ποσότητας προς μια άλλη φυσική ποσότητα, η οποία συνήθως λαμβάνεται ως η αρχική. Από τις πρώτες ημέρες χρήσης αυτής της τιμής (χρησιμοποιείται για την προετοιμασία της έντασης του ήχου), η μονάδα ντεσιμπέλ έχει ονομαστεί σε σχέση με το A.G. Bell. Έτσι, το ντεσιμπέλ (dB) θεωρείται ότι είναι η μονάδα εκκίνησης με την οποία οι περισσότεροι σχεδιαστές τηλεπικοινωνιών κάνουν συγκρίσεις της απόδοσης του εξοπλισμού.
Τι είναι όμως το dB; Πρώτα απ 'όλα, είναι μια μονάδα για τον προσδιορισμό της στάθμης του ήχου, τα dB υποδηλώνουν πόσο δυνατός είναι ο ήχος στην ένταση του. Για να το αποκτήσετε μπορείτε να επικοινωνήσετε με το εργαστήριό μας.
Έτσι, τα dB είναι η γενικά αποδεκτή παραλλαγή του δυναμικού εύρους (για παράδειγμα, η ένταση ήχου ενός μουσικού οργάνου), η εξασθένηση του κύματος όταν διανέμεται σε ένα απορροφητικό μέσο, η τιμή κέρδους και θορύβου του ενισχυτή.
Μπορεί επίσης να σημειωθεί ότι το ντεσιμπέλ ως μονάδα μέτρησης χρησιμοποιείται επίσης ευρέως για τη μελέτη των φυσικών μεγεθών αυτής της ρύθμισης (όπως ισχύς κ.λπ.), καθώς και της πρώτης τάξης, όπως τάση, ρεύμα.
Ποιος είναι ο ορισμός του ντεσιμπέλ;
Λοιπόν, ας μιλήσουμε για τη μονάδα μέτρησης του θορύβου - ντεσιμπέλ. Το ντεσιμπέλ θεωρείται φυσικό χαρακτηριστικό της έντασης ενός ήχου. Τι είναι ο θόρυβος; Οι χαοτικοί μικτοί ήχοι μπορούν να ονομαστούν θόρυβος. Έτσι, για να προσδιοριστεί ποιο είναι το όριο ευαισθησίας ενός ατόμου στους ήχους, πραγματοποιήθηκε μια μελέτη.
Κλίμακα ντεσιμπέλ:
- 0 - Δεν υπάρχει καθόλου ακουστότητα
- 0-5 - Σχεδόν δεν ακούγεται θόρυβος
- 5-10 - Ελάχιστα αναγνωρίσιμος θόρυβος συγκρίσιμος με το θρόισμα των φύλλων
- 10-15 - Μόλις ακούγεται θρόισμα του φυλλώματος
- 15-20 - Ασθενώς ακουστός ψίθυρος ενός ατόμου
- 20-25 - Ένα άτομο ψιθυρίζει ήσυχα
- 25-30 - Συμπιεσμένο τικ του ρολογιού
- 30-35 - Ήσυχη συνομιλία πίσω από μια κλειστή πόρτα
- 35-40 - Η καθημερινή ομιλία μόλις και μετά βίας ακούγεται
- 40-45 Ακούγεται κανονική συζήτηση
- 45-50 - Συνομιλία με λεπτομερή αναγνώριση λέξεων
- 50-55 - Ακούστηκε καλά. Κανονισμός για κτίρια γραφείων κατηγορίας Α
- 55-60 - Δυνατά. Κανονισμός για τις εταιρείες
- 60-65 - Δυνατή συνομιλία σε υψηλούς τόνους
- 65-70 - Πολύ θορυβώδες. Καυγάς
- 70-75 - Πολύ δυνατά. Γέλια, κραυγές
- 75-80 - Εκκωφαντικό κραυγή, βουητό μοτοσικλέτας με σιγαστήρα
- 80-85 - Εκκωφαντική κραυγή, κοντά σε μοτοσυκλέτα με σιγαστήρα
- 85-90 - Εκκωφαντική κραυγή κοντά στις μετρήσεις, σιδηροδρομικό τρένο
- 90-95 - Εξαιρετικά θορυβώδης, ο ήχος από κινούμενο βαγόνι του μετρό
- 95-100 - Εξαιρετικά δυνατή ορχήστρα, βροντές
- 100-105 - Εξαιρετικά θορυβώδης, ήχος σε ένα αεροπλάνο (μέχρι τη δεκαετία του '80 του εικοστού αιώνα)
- 105-110 - Εξαιρετικά δυνατός, στρόβιλος ελικοπτέρου
- 110-115 - Εξαιρετικά θορυβώδες
- 115-120 - Όσο πιο δυνατά γίνεται, το έργο ενός τζακέρ
- 120-125 - Σχεδόν αδύνατο να είναι δυνατά
- 125-130 - Κατώφλι πόνου, εκτόξευση αεροσκάφους
- 135-135 - Διάσειση
- 135-140 - Διάσειση, ο ήχος της εκκίνησης μιας τουρμπίνας αεριωθουμένων
- 140-145 - Διάσειση, εκτόξευση πυραύλου
- 145-150 - Μώλωπες, τραύμα
- 150-155 - Μώλωπες, τραύμα
- 155-160 - Σοκ
Σύμφωνα με αυτή την κλίμακα, όσο υψηλότερος είναι ο ήχος σε dB, τόσο πιο καταστροφικός θα έχει στην ακοή ενός ατόμου.
Οι μονάδες ήχου είναι ντεσιμπέλ. Με τη σειρά του, ως ήχος, εννοούμε διάφορες μηχανικές δονήσεις σωματιδίων ενός ελαστικού μέσου, για παράδειγμα, αέρα, νερού ή μετάλλου, που γίνονται αντιληπτές από το όργανο ακοής. Επίσης, η ταχύτητα του ήχου εξαρτάται άμεσα από τις φυσικές ιδιότητες του μέσου στο οποίο κατανέμονται οι μηχανικοί κραδασμοί και ο κορεσμός του ήχου χαρακτηρίζεται από την ποσότητα ηχητικής ενέργειας που διέρχεται από μια μονάδα επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου. Τα επίπεδα ηχητικής πίεσης και έντασης ήχου, εκφρασμένα σε ντεσιμπέλ, συμφωνούν ως προς το μέγεθος. Να θυμάστε ότι τα κατώφλια ανθρώπινης ακοής αντιστοιχούν στην ηχητική πίεση. Όσον αφορά την ένταση του ήχου, εξαρτάται άμεσα από την ένταση και τη συχνότητα, και εκφράζεται σε ντεσιμπέλ. Για τη μέτρηση του θορύβου, των κραδασμών ή της μικροβιολογικής ανάλυσης του αέρα, μπορείτε να επικοινωνήσετε με το εργαστήριό μας.
Παραγγείλετε μια δωρεάν περιβαλλοντική διαβούλευση
Η επίδραση των αυξημένων ντεσιμπέλ στο ανθρώπινο σώμα
Η μονάδα μέτρησης του θορύβου είναι τα ντεσιμπέλ και είναι γνωστό ότι ο θόρυβος επηρεάζει κρίσιμα την υγεία και τη γενική ευημερία ενός ατόμου. Εάν ανησυχείτε για την ένταση του θορύβου στο διαμέρισμά σας ή θέλετε να το διερευνήσετε, καλό είναι να επικοινωνήσετε με το ιδιωτικό εργαστήριο "EcoTestExpress" και οι ειδικοί μας θα σας βοηθήσουν να λύσετε τα προβλήματά σας.
Η γενικά αποδεκτή μονάδα μέτρησης της στάθμης θορύβου είναι τα dB, ανάλογα με τον δείκτη αυτής της μονάδας προσδιορίζεται η ηχορύπανση του δωματίου. Εάν έχετε μια ερώτηση πώς να μετρήσετε τα ντεσιμπέλ, η απάντηση σε αυτήν την ερώτηση είναι απλή, το επίπεδο θορύβου σε dB είναι εύκολο να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας έναν ηχομετρητή. Τι είναι ο ηχομετρητής; Αυτή είναι μια συσκευή με την οποία μπορείτε εύκολα να προσδιορίσετε την ένταση του θορύβου σε ένα διαμέρισμα ή σε οποιοδήποτε άλλο δωμάτιο.
Αξίζει επίσης να αναφέρουμε ότι κατά τη μελέτη του ήχου και της κυμαινόμενης στάθμης, είναι απαραίτητο η διακύμανση του βέλους του ηχομετρητή να αντιστοιχεί σε αυτές τις μετρήσεις όσο το δυνατόν ακριβέστερα. Ωστόσο, λόγω της επιταχυνόμενης μέτρησης της μετρούμενης στάθμης ήχου, μπορεί να προκαλέσει επιταχυνόμενες διακυμάνσεις και, ως αποτέλεσμα, η απόκτηση σωστών αποτελεσμάτων καθίσταται δυσκίνητη ή και αδύνατη. Σύμφωνα με αυτό, υπάρχουν μετρητές στάθμης ήχου που μπορούν να δώσουν αποτέλεσμα σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Όσον αφορά τη μελέτη και τη μέτρηση βραχυπρόθεσμων και παλμικών ήχων, χρειάζεται ένας λεγόμενος μετρητής στάθμης παλμών. Θα πρέπει να ειπωθεί ότι η δυνατότητα στερέωσης των δεδομένων της συσκευής μέτρησης ή της ένδειξης του ηχομετρητή είναι αποτελεσματική και βολική κατά τη μέτρηση διαφόρων τύπων βραχυπρόθεσμων ήχων. Χάρη σε μια τέτοια συσκευή, μπορείτε να προσδιορίσετε ανεξάρτητα τον θόρυβο σε ντεσιμπέλ και να προσδιορίσετε ποια βλάβη προκαλεί στο ανθρώπινο σώμα.
Υπάρχουν εύρη συχνοτήτων ήχου, ανάλογα με τις οποίες καθορίζεται η ισχύς του ήχου. Υποζώνες του ακουστικού φάσματος που στοχεύονται φίλτρα για συστήματα ηχείων διπλής ή τριπλής κατεύθυνσης:
- χαμηλές συχνότητες - αλλαγές έως 400 hertz.
- μεσαίες συχνότητες - 400 - 5000 Hz;
- υψηλές συχνότητες - 5000 - 20.000 Hz.
Εάν λάβουμε υπόψη την ταχύτητα του ήχου και την απόσταση κατανομής, εξαρτάται άμεσα από τους ακόλουθους παράγοντες: τη θερμοκρασία του αέρα, επίσης ανάλογα με το υλικό στο οποίο διαδίδεται αυτός ή αυτός ο ήχος.
Περιβαλλοντικός θόρυβος
Ο περιβαλλοντικός θόρυβος θεωρείται ο κύριος παράγοντας ρύπανσης του οικολογικού χώρου, ο οποίος συνίσταται στην αύξηση του επιπέδου θορύβου πάνω από το φυσικό υπόβαθρο και έχει επίσης αρνητική επίδραση σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς και ιδιαίτερα στον άνθρωπο. Υπάρχουν οικιακός, βιομηχανικός, συγκοινωνιακός, βιομηχανικός, αεροπορικός και κυκλοφοριακός θόρυβος. Η μονάδα μέτρησης ηχορύπανσης είναι ντεσιμπέλ. Πρέπει να πούμε ότι οι πρωταρχικές πηγές θορύβου στις μεγάλες πόλεις είναι οι μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις, κατά τις οποίες το επίπεδο θορύβου μπορεί να φτάσει έως και 100-110 dB. Μια μεγάλη πηγή θορύβου είναι επίσης η μεταφορά με κινητήρα 80 dB, επίσης ο σιδηρόδρομος, ο θόρυβος από αυτό φτάνει έως και τα 100 dB, εάν ένα κτίριο κατοικιών βρίσκεται κοντά στο αεροδρόμιο, τότε το όριο θορύβου εκεί μπορεί να φτάσει τα 105 dB.
Σύμφωνα με μελέτες, στη Ρωσία, πάνω από το 30 τοις εκατό των κατοίκων των μεγάλων πόλεων εκτίθενται σε υπέρβαση των τυπικών επιπέδων θορύβου, το επίπεδο ντεσιμπέλ αυξάνεται συνεχώς στις 65 μονάδες. Συγκριτικά, 50 ντεσιμπέλ αντιστοιχούν σε θόρυβο σε ένα κτίριο γραφείων. Δεν είναι όμως μυστικό για κανέναν ότι κάθε άτομο χρειάζεται ξεκούραση από τον θόρυβο, γιατί ο θόρυβος επηρεάζει αρνητικά την ψυχική κατάσταση του ατόμου, ακόμη και από τον συνεχή θόρυβο, η ακοή των ανθρώπων μειώνεται.
Πώς να ελέγξετε το επίπεδο θορύβου;
Εάν πιστεύετε ότι το διαμέρισμά σας έχει αυξημένο επίπεδο θορύβου, αλλά δεν έχετε στη διάθεσή σας μετρητή στάθμης ήχου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν ηλεκτρονικό μετρητή ντεσιμπέλ, το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να εγκαταστήσετε μια συγκεκριμένη εφαρμογή στο gadget σας. Υπάρχουν ειδικά προγράμματα που μπορούν να εγκατασταθούν σε έναν υπολογιστή, είναι πολύ εύκολο να μετρήσετε την ισχύ του ήχου σε ντεσιμπέλ στο διαμέρισμά σας. Αξίζει να σημειωθεί μόνο ότι όσο καλύτερα χρησιμοποιείται η συσκευή εγγραφής, τόσο πιο ακριβές θα είναι το τελικό αποτέλεσμα.
Για παράδειγμα, για καλύτερη ηχογράφηση, αρκεί να αγοράσετε ένα καλό μικρόφωνο. Στη συνέχεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε προγράμματα τρίτων για να μετρήσετε την ένταση του ήχου. Για παράδειγμα, το Audacity είναι ένα δωρεάν λογισμικό για την εγγραφή διαφόρων ήχων, το οποίο παρέχει έναν κοινό ενσωματωμένο μετρητή ντεσιμπέλ. Εάν δεν θέλετε να εγκαταστήσετε το πρόγραμμα και να αγοράσετε ένα μικρόφωνο, αλλά πιστεύετε ότι υπάρχει υψηλό επίπεδο θορύβου στο διαμέρισμά σας ή θέλετε να το πραγματοποιήσετε, απλά πρέπει να επικοινωνήσετε με το EcoTestExpress. Εδώ θα μετρήσουν τα ντεσιμπέλ στο διαμέρισμά σας και θα δώσουν γνώμη για το ποιο είναι το επίπεδο θορύβου. Στις μεγάλες πόλεις, υπάρχει πάντα πρόβλημα με τα υψηλά επίπεδα θορύβου, επομένως είναι σκόπιμο να πραγματοποιείτε τέτοιους ελέγχους για να προστατεύσετε τον εαυτό σας και τα αγαπημένα σας πρόσωπα από αρνητικές επιπτώσεις. Εξάλλου, όπως γνωρίζετε, πολλές ασθένειες προκύπτουν από το υψηλό επίπεδο θορύβου, η προσοχή είναι διάσπαρτη και η πραγματική κώφωση εμφανίζεται.
Γιατί να μας επιλέξετε?
Καταρχάς, θα ήθελα να πω ότι το ανεξάρτητο εργαστήριό μας "EcoTestExpress" πραγματοποιεί την ποιοτική του έρευνα όχι μόνο για το θόρυβο, αλλά και άλλες έρευνες εδώ και δεκατέσσερα χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το εργαστήριό μας έχει γίνει ένα από τα καλύτερα του είδους του.
Εάν χρειάζεται να πραγματοποιήσετε μελέτη θορύβου με περαιτέρω δυνατότητα χρήσης του πρωτοκόλλου μελέτης σε κρατικούς φορείς, μπορείτε να επικοινωνήσετε με ασφάλεια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, εκτός από μια γρήγορη ανάλυση και έκδοση συμπερασμάτων, παρέχουμε το αποτέλεσμα της μέτρησης του επιπέδου θορύβου ή οποιασδήποτε άλλης μελέτης για επίσημα πρωτόκολλα που έχουν εκδοθεί από την κυβέρνηση, τα οποία ισχύουν τόσο στα δικαστήρια όσο και για την επιβεβαίωση της συμμόρφωσης με πρότυπα για την υγιεινή.
Φυσικά, εκτός από αυτό, μπορείτε να παραγγείλετε πολλές άλλες μελέτες, μετά τις οποίες λαμβάνετε όχι μόνο το συμπέρασμα και το πρωτόκολλο, αλλά και τις συστάσεις των ειδικών του EcoTestExpress. Θα βοηθήσουν στη μείωση του επιπέδου θορύβου, καθώς και στη διατήρηση της υγείας σας και των εργαζομένων σας στην επιχείρηση ή της υγείας της οικογένειας και των φίλων σας κατά την εξέταση του επιπέδου θορύβου σε ένα κτίριο κατοικιών.