В популярната техническа литература за радиото, както и при описанието на електронни схеми, често се използва мерната единица децибели (dB). Не всички обаче разбират напълно какво означава това.

Какво означава децибел

Когато изучава електроника, начинаещият радиолюбител е свикнал с абсолютни единици като ампер (ток), волт (напрежение и ЕМП), ом (електрическо съпротивление) и много други, които се използват за количествено определяне на определен електрически параметър (капацитет, индуктивност, честота).

За начинаещия радиолюбител обикновено не е много трудно да разбере какво е ампер или волт. Ясно е, че става дума за електрически параметър или величина, която трябва да бъде измерена. Има начално ниво на еталон, което е по подразбиране при формулировката на тази мерна единица. Съществува конвенция за този параметър или величина (A, V). Наистина, щом прочетете надписа 12 V, разбирате, че той се отнася за напрежение, подобно например на напрежението на автомобилен акумулатор.

Въпреки това, щом се каже, че напрежението се е увеличило с 3 dB или мощността на сигнала е 10 dBm, много хора се объркват.

Ето какво трябва да знаете за децибелите.

Какво е децибел

Струва си да уточним веднага, че баловете и децибелите не са мерни единици за нищо. Те не са резултат от измервания. Децибелът е стойност, която показва колко/с колко пъти се е променил даден параметър. С други думи, бел или децибел е относителна стойност, която се изчислява чрез сравняване на две измервания на един и същ параметър.

Сега, всъщност, за Бел и Децибелите. От гледна точка на определенията, Bel е десетичният логаритъм на отношението на две величини. Всякакви две величини. Мощност, напрежение, звукова мощност, честота и т.н. Нека използваме един пример. Трябва да разберете какво извежда устройството, когато промените входните параметри. Избирате някаква отправна точка – базата. След това променят параметъра, измерват резултата, разделят го на “базата” и вземат десетичния логаритъм. Получавате резултата в децибели. Така че измервате параметрите, преизчислявате ги в децибели и изграждате зависимости.

Какво е сила на звука

Всеки звук е вълна, която се разпространява в еластична среда, например въздух. Вълните се създават от трептящи тела и се разпространяват от тях във всички посоки, като носят механична енергия. Именно тази енергия кара тъпанчето на ухото ни или мембраната на микрофона да вибрират.

Шумомерът е преди всичко микрофон. Колкото по-голяма е енергията, носена от вълната, толкова по-голяма е амплитудата на вибрациите на мембраната на микрофона и толкова по-голям е електрическият ток, който протича от микрофона през проводниците. Можете да измерите този ток и да го използвате, за да разберете каква е била енергията на звуковата вълна, която е предизвикала трептенето на мембраната.

Ако енергията е твърде абстрактна за вас, нека да подходим по друг начин. Вместо един човек в стаята да говори с еднаква сила на звука, нека десет души говорят едновременно. Естествено е да предположим, че това ще направи шума в стаята десет пъти по-силен. И един физик ще ви каже, че десет души, говорещи едновременно, в сравнение с един човек, създават десет пъти повече звукова енергия.

Какво е определението за децибел

Счита се, че единият сигнал е с 10 децибела по-силен (“по-силен”) от другия, когато енергията на първия сигнал превишава енергията на втория сигнал 10 пъти. Най-важното в това определение е, че то свързва две различни аритметични операции – събиране и умножение.

Нека открием колко пъти ще се различава енергията на двата сигнала, когато единият от тях е с 30 dB по-силен от другия. Първият сигнал ще бъде с 10 dB по-силен от втория, плюс още 10 dB, плюс още 10 dB. Нека приложим определението и да разберем, че енергията на първия сигнал ще бъде 10 пъти по-голяма от енергията на втория сигнал, след това 10 пъти повече, и след това още 10 пъти повече. Въпреки това, да увеличите нещо 10 пъти три пъти подред, означава да го увеличите 10 × 10 × 10 = 1000 пъти.

Какво означава 0 dB

Това не е отсъствие на звук във физическия смисъл на думата – това е нивото на звука, при което човешкото ухо престава да чува каквото и да било. Звукът във физически смисъл, като вибрациите на въздуха, все още съществува, но вече не можем да го чуем, защото е твърде слаб за хората. Ако направите този звук 10 пъти по-силен, той ще бъде 10 dB, отново 10 пъти по-силен – 20 dB и т.н. Обърнете внимание също, че силата на звука по децибелната скала може да бъде отрицателна – просто няма да чуете такива звуци, въпреки че някое по-чувствително ухо или физически инструмент все още ще могат да ги открият.

Ако нивото на звука в шумна дискотека е 100 dB, това означава, че то е 10 000 000 000 пъти (десет нули) по-силно от най-тихия звук, който можете да чуете. Приблизителните стойности за различните нива на сила на звука са показани в тази таблица. Интересно е да се отбележи, че психологически хората възприемат по-скоро децибелите, отколкото звуковата енергия: силен и тих разговор се различават с 30 dB, но никой няма да усети, че разговорът е 1000 пъти по-силен.