Αρκετά συχνά στη δημοφιλή τεχνική ραδιοφωνική βιβλιογραφία, καθώς και στην περιγραφή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, χρησιμοποιείται η μονάδα μέτρησης ντεσιμπέλ (dB). Ωστόσο, δεν κατανοούν όλοι πλήρως τι σημαίνει αυτό.

Τι σημαίνει ντεσιμπέλ

Κατά τη μελέτη των ηλεκτρονικών, ο αρχάριος ραδιοερασιτέχνης έχει συνηθίσει σε απόλυτες μονάδες όπως το Αμπέρ (ρεύμα), το Volt (τάση και ΗΕΔ), το Ohm (ηλεκτρική αντίσταση) και πολλές άλλες, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την ποσοτικοποίηση μιας συγκεκριμένης ηλεκτρικής παραμέτρου (χωρητικότητα, αυτεπαγωγή, συχνότητα).

Ένας αρχάριος ραδιοερασιτέχνης συνήθως δεν είναι πολύ δύσκολο να καταλάβει τι είναι ένα αμπέρ ή ένα βολτ. Είναι σαφές, ότι υπάρχει μια ηλεκτρική παράμετρος ή ποσότητα που πρέπει να μετρηθεί. Υπάρχει ένα αρχικό επίπεδο αναφοράς, το οποίο είναι η προεπιλογή στη διατύπωση αυτής της μονάδας μέτρησης. Υπάρχει μια σύμβαση για την εν λόγω παράμετρο ή ποσότητα (A, V). Πράγματι, μόλις διαβάσετε την επιγραφή 12 V, καταλαβαίνετε ότι αναφέρεται σε μια τάση παρόμοια με, για παράδειγμα, την τάση μιας μπαταρίας αυτοκινήτου.

Ωστόσο, μόλις αναφέρεται, για παράδειγμα, ότι η τάση έχει αυξηθεί κατά 3 dB ή ότι η ισχύς του σήματος είναι 10 dBm, πολλοί άνθρωποι μπερδεύονται.

Λοιπόν, να τι πρέπει να ξέρετε για τα ντεσιμπέλ.

Τι είναι το ντεσιμπέλ

Αξίζει να διευκρινιστεί αμέσως ότι τα μπελ και τα ντεσιμπέλ δεν είναι μονάδες μέτρησης του οτιδήποτε. Δεν είναι το αποτέλεσμα μετρήσεων. Ένα ντεσιμπέλ είναι μια τιμή που δείχνει πόσο/κατά πόσες φορές έχει αλλάξει μια συγκεκριμένη παράμετρος. Με άλλα λόγια, ένα μπελ ή ντεσιμπέλ είναι μια σχετική τιμή που υπολογίζεται συγκρίνοντας δύο μετρήσεις της ίδιας παραμέτρου.

Τώρα, για την ακρίβεια, σχετικά με το Bel και τα Decibels. Όσον αφορά τους ορισμούς, το Bel είναι ο δεκαδικός λογάριθμος του λόγου δύο μεγεθών. Οποιωνδήποτε δύο ποσοτήτων. Ισχύς, τάση, ηχητική ισχύς, συχνότητα κ.λπ. Ας χρησιμοποιήσουμε ένα παράδειγμα. Πρέπει να καταλάβετε τι βγάζει η συσκευή όταν αλλάζετε τις παραμέτρους εισόδου. Επιλέγετε κάποιο σημείο αναφοράς – τη βάση. Στη συνέχεια αλλάζουν την παράμετρο, μετρούν το αποτέλεσμα, το διαιρούν με τη “βάση” και παίρνουν τον δεκαδικό λογάριθμο. Παίρνετε το αποτέλεσμα σε ντεσιμπέλ. Έτσι, μετράτε τις παραμέτρους, τις υπολογίζετε εκ νέου σε ντεσιμπέλ και δημιουργείτε εξαρτήσεις.

Τι είναι η ένταση του ήχου

Κάθε ήχος είναι ένα κύμα που διαδίδεται σε ένα ελαστικό μέσο όπως ο αέρας. Τα κύματα δημιουργούνται από σώματα που ταλαντώνονται και διαδίδονται από αυτά προς όλες τις κατευθύνσεις, μεταφέροντας μηχανική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια είναι που προκαλεί τη δόνηση του τυμπάνου του αυτιού μας ή του διαφράγματος ενός μικροφώνου.

Ένα μετρητή θορύβου είναι πρώτα απ’ όλα ένα μικρόφωνο. Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια που μεταφέρει το κύμα, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος της δόνησης της μεμβράνης του μικροφώνου και τόσο μεγαλύτερο είναι το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει από το μικρόφωνο μέσω των καλωδίων. Μπορείτε να μετρήσετε αυτό το ρεύμα και να το χρησιμοποιήσετε για να μάθετε ποια ήταν η ενέργεια του ηχητικού κύματος που προκάλεσε την ταλάντωση της μεμβράνης.

Αν η ενέργεια είναι πολύ αφηρημένη για εσάς, ας ακολουθήσουμε μια διαφορετική προσέγγιση. Αντί να μιλάει ένα άτομο στο δωμάτιο με την ίδια ένταση, αφήστε δέκα άτομα να μιλούν ταυτόχρονα. Είναι φυσικό να υποθέσουμε ότι έτσι ο θόρυβος στο δωμάτιο θα γίνει δέκα φορές πιο δυνατός. Και ένας φυσικός θα σας πει ότι δέκα άτομα που μιλούν ταυτόχρονα, σε σύγκριση με ένα άτομο, δημιουργούν δέκα φορές περισσότερη ηχητική ενέργεια.

Ποιος είναι ο ορισμός του ντεσιμπέλ

Ένα σήμα λέγεται ότι είναι 10 ντεσιμπέλ ισχυρότερο (“δυνατότερο”) από το άλλο όταν η ενέργεια του πρώτου σήματος υπερβαίνει την ενέργεια του δεύτερου σήματος κατά 10 φορές. Το πιο σημαντικό πράγμα σε αυτόν τον ορισμό είναι ότι συνδέει δύο διαφορετικές αριθμητικές πράξεις – την πρόσθεση και τον πολλαπλασιασμό.

Ας βρούμε πόσες φορές θα διαφέρει η ενέργεια των δύο σημάτων όταν το ένα από αυτά είναι κατά 30 dB δυνατότερο από το άλλο. Το πρώτο σήμα θα είναι 10 dB δυνατότερο από το δεύτερο, συν άλλα 10 dB, συν άλλα 10 dB. Ας εφαρμόσουμε τον ορισμό και ας συνειδητοποιήσουμε ότι η ενέργεια του πρώτου σήματος θα είναι 10 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια του δεύτερου σήματος, έπειτα 10 φορές μεγαλύτερη, και έπειτα 10 φορές μεγαλύτερη. Ωστόσο, το να αυξήσουμε κάτι 10 φορές τρεις φορές στη σειρά είναι σαν να το αυξάνουμε 10 × 10 × 10 = 1000 φορές.

Τι σημαίνει το 0 dB

Δεν είναι η απουσία ήχου με τη φυσική έννοια – είναι το επίπεδο του ήχου στο οποίο το ανθρώπινο αυτί παύει να ακούει οτιδήποτε. Ο ήχος με τη φυσική έννοια, όπως οι δονήσεις του αέρα, εξακολουθεί να υπάρχει, αλλά δεν μπορούμε πλέον να τον ακούσουμε επειδή είναι πολύ αδύναμος για τους ανθρώπους. Αν κάνετε αυτόν τον ήχο 10 φορές δυνατότερο, θα είναι 10 dB, 10 φορές δυνατότερος πάλι, 20 dB, και ούτω καθεξής. Σημειώστε επίσης ότι η ένταση ενός ήχου στην κλίμακα των ντεσιμπέλ μπορεί να είναι αρνητική – απλώς δεν θα ακούτε τέτοιους ήχους, αν και κάποιο πιο ευαίσθητο αυτί ή φυσικό όργανο θα εξακολουθεί να είναι σε θέση να τους ανιχνεύσει.

Αν η στάθμη του ήχου σε μια δυνατή ντίσκο είναι 100 dB, αυτό σημαίνει ότι είναι 10.000.000.000 φορές (δέκα μηδενικά) δυνατότερη από τον πιο ήσυχο ήχο που μπορείτε να ακούσετε. Οι προσεγγιστικές τιμές για διαφορετικά επίπεδα έντασης ήχου παρουσιάζονται σε αυτόν τον πίνακα. Είναι ενδιαφέρον να παρατηρήσετε ότι ψυχολογικά οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται τα ντεσιμπέλ και όχι την ηχητική ενέργεια: μια δυνατή και μια ήσυχη συζήτηση διαφέρουν κατά 30 dB, αλλά κανείς δεν θα αισθανθεί ότι η συζήτηση είναι 1000 φορές πιο δυνατή.