Sådan konverteres decibelforøgelse til procent

Decibel-enheden blev oprindeligt defineret af Bell Labs som en standard måde at relatere strøm tab i kredsløb og forstærker i forstærkere. Det er siden blevet udvidet til mange tekniske brancher, især akustik. En decibel relaterer kraften eller intensiteten af ​​en fysisk mængde som et forhold til et referenceniveau eller til en anden mængde. Decibel er nyttig, fordi en stor række værdier styres med et lille udvalg af decibelnumre. Disse forhold kan også udtrykkes som en procent for at give en indikation af omfanget af ændring i effekt med en vis ændring i decibel.

Beregningen af ​​decibelniveauet afhænger af den type fysiske mængde, der måles . Hvis du måler strømniveauer, såsom akustisk energi eller lysintensitet, er decibelniveauerne (LdB) proportional med logaritmen (base 10) af forholdet mellem effekten (P) og et referenceniveau (Pref). Decibel i dette tilfælde er defineret som:

LdB = 10 log (P /Pref): Bemærk, at logaritmen multipliceres med 10 for svaret i dB.

Ved måling af feltamplitude sådan som lyd- eller spændingsniveauer, måles effekten proportionalt med amplitudets firkant. Så decibelforøgelsen er så logaritmen for forholdet mellem kvadratet af amplituden (A) og referenceniveauet (Aref). De fleste anvendelser af decibel i hverdagen er omfattet af denne kategori.

Ldb = 10 log (A ^ 2 /Aref ^ 2)

Da log (A ^ 2) = 2 log (A) , dette forenkler til:

Ldb = 20 log (A /Aref)

Alle decibel målinger skal have et referenceniveau. Hvis lydtryksniveauet fra en højttaler måles, er referencen normalt grænsen for menneskelig lydfølsomhed, angivet som et lydtrykniveau på 20 mikropascaler (0,02mPa). En lyd med dette niveau har en måling på 0 dB. En lyd med to gange dette niveau har en dB-måling på:

20 log (0,04 /0,02) = 20 log 2 = 6,0 dB

Hvis du måler lydintensitet, er det al kraft tilgængelig fra en lydkilde, inklusive reflekteret og transmitteret lyd, så er dB-stigningen:

10 log (0,04 /0,02) = 3,0 dB

Dette er også den mængde strøm, der er nødvendig af forstærkeren hvis højttalerne har et lineært svar. En forøgelse af effekt med en faktor på 4 giver en 6 dB stigning, en stigning med en faktor på 10 giver en 10 dB stigning.

Beregn procentforøgelsen fra dB effektforøgelsen ved først at løse decibelformlen for forholdet mellem beføjelserne.

L = 10 log (P /Pref), L måles i dB

L /10 = log (P /Pref)

P /Pref = 10 ^ (L /10)

Den procentvise ændring ville da være (P-Pref) (100%) /Pref = 10 ^ (L /10). Hvis værdien af ​​P er meget større end Pref, så forenkler dette til ca.:

procentændring = 100% * 10 ^ (L /10); med L i dB.

Beregn procentforøgelsen fra dB amplitudeforøgelsen ved først at løse decibelformlen for forholdet mellem kræfterne.

L = 20 log (A /Aref), L måles i dB

L /20 = log (A /Aref)

A /Aref = 10 ^ (L /20)

Den procentvise ændring ville da være A-Aref) (100%) /Aref = 10 ^ (L /20). Endnu en gang, som det er typisk, er værdien af ​​A meget større end Aref, så dette forenkler til ca.:

procentændring = 100% * 10 ^ (L /20); med L i dB.

Så en ændring i spændingsamplitude på 6 dBu ville være en ændring af:

100% * 10 ^ (6/20) = 100% * 1,995 = 199,5% , normalt skrevet som 200%

En ændring i lydtryk på -3,0 dbA ville være:

100% * 10 ^ (- 3/20) = 100% * 0,7079 = 70,8% fald i lydtryk.

Tip

Decibel målinger af forskellige typer betegnes som regel med et suffiks, for at angive referenceenheden eller skalaen måles. For eksempel måler dBu spændinger i forhold til 0,775 volt RMS. Andre skalaer er:

dBA, en lydtryksmåling, der er vægtet til menneskelig ørefølsomhed;

dBm eller dBmW, effekten i forhold til en milliwatt.

Forstærkeren opnår normalt har indgangseffekt som referencespænding og er normalt noteret som bare dB, da der ikke findes nogen standardiseret reference i denne sag.