Электроника:Полупроводники/Усилители и активные устройства/Абсолютные дБ-шкалы

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Децибел как абсолютная единица измерения мощности

Кроме того, децибел используется и как единица измерения абсолютной мощности (в довесок к его использованию в качестве меры усиления или ослабления мощности). Типичный пример – использование децибел при измерении интенсивности звукового давления (т.е. громкости звука). В подобных случаях измерение производится относительно некоего стандартизированного уровня мощности, определенного как 0 дБ. Если в общих чертах, то измерение звукового давления отталкивается от того, что 0 дБ определяется как некий нижний порог для человеческого слуха, объективно определяемый как 1 пиковатт звуковой мощности на квадратный метр площади.

Звук в 40 дБ по шкале децибел будет в 104 (десять тысяч) раз превышать порог слышимости. Звук в 100 дБ будет в 1010 (десять миллиардов) раз превышать порог слышимости.

Вариации шкалы децибел

Поскольку человеческое ухо по-разному воспринимает разные звуковые частоты, разработаны различные варианты шкал мощности звука в децибелах для представления физиологических эквивалентов интенсивности (громкости) звука на разных частотах. Некоторые приборы для измерения громкости звука оснащены системами фильтров, благодаря чему они дают непропорциональные показания в соответствии с частотной шкалой, чтобы лучше представить воздействие звука на человеческий организм.

Три фильтрующие шкалы широко известны как взвешенные шкалы «A», «B» и «C». Показатели интенсивности звука в децибелах, измеренные через их соответствующие системы фильтрации, даны в единицах dBA, dBB и dBC. На сегодняшний день «A-взвешенная шкала» чаще всего используется для выражения эквивалентного физиологического воздействия звука на человеческий организм и особенно полезна для оценки источников опасно громкого шума.

Децибел-милливатт (дБм)

Другая стандартная система измерения мощности в децибелах создана для использования в телекоммуникационных системах. Это так называемая дБм-шкала. Контрольная точка, 0 дБм, определяется как 1 милливатт электрической мощности, рассеиваемой нагрузкой 600 Ом. Согласно этой шкале, 10 дБм равна 10-кратной эталонной мощности, или 10 милливаттам; 20 дБм равны 100-кратной эталонной мощности или 100 милливаттам. Некоторые вольтметры переменного тока проградуированы шкалой дБм (иногда обозначаемой «DB» на панели прибора). С помощью них можно измерить мощность сигнала переменного тока при нагрузке 600 Ом. 0 дБм на этой шкале, конечно же, принимает ненулевое значение (фактически, там 0,7746 вольт при нагрузке 600 Ом, напряжение равно квадратному корню из мощности, умноженной на сопротивление, т.е. квадратный корень из 0,001, умноженный на 600). Если взглянуть на движитель аналогового измерителя, эта шкала дБм кажется сплюснутой с левой стороны и растянутой с правой, как и шкала сопротивления, ввиду всё той же логарифмичности.

При измерениях мощности радиочастоты для сигналов низкого уровня, встречающихся в радиоприёмниках, используются измерения в дБм, относящиеся к нагрузке 50 Ом. Генераторы сигналов для оценки радиоприёмников могут выдавать регулируемый номинальный сигнал в дБм. Уровень сигнала выбирается устройством, называемым аттенюатором, описанным в следующем разделе.


Рис. 1. Абсолютные уровни мощности в дБм (децибел относительно 1 милливатта).
Рис. 1. Абсолютные уровни мощности в дБм (децибел относительно 1 милливатта).


VU-шкала

Адаптированная дБм-шкала, позволяющая оценивать уровни аудиосигналов, используется в студиях звукозаписи и вещании. Это так называемая VU-шкала, в которой стандартизированы уровни громкости. Измерители уровня громкости часто встречаются в электронных записывающих приборах, что позволяет отмечать, превышает ли записанный сигнал максимальный предельный уровень сигнала устройства, поскольку в этих случаях возникают значительные искажения. Такая шкала «индикатора громкости» откалибрована в соответствии со шкалой дБм, но при этом не указывает напрямую дБм для любого сигнала, кроме устойчивых синусоидальных тонов. На самом деле VU-шкала измеряет громкость.

Другие абсолютные шкалы в дБ

Когда обрабатываются относительно большие сигналы и для представления уровня сигнала предпочтительна шкала в абсолютных дБ, иногда используют специальные шкалы в децибелах с эталонными значениями, превышающими 1 мВт. Так обстоит дело со шкалой дБВт, с эталонной точкой 0 дБВт, соответствующей 1 Вт. Другой абсолютный показатель мощности, называемый шкалой дБк, соотносит 0 дБк с 1 кВт т.е. 1000 Вт.

Итог

  • Единица измерения – бел или децибел – также используется для представления абсолютного измерения мощности, а не просто относительного усиления или относительного ослабления.
  • При измерении звуковой мощности 0 дБ определяется как стандартизованная эталонная точка мощности, равная 1 пиковатт на квадратный метр.
  • Другая шкала дБ, подходящая для измерения интенсивности (громкости) звука, нормализована для тех же физиологическим эффектов, которые оказывает звуковой тон 1000 Гц. Это так называемая дБА-шкала. В этой системе 0 дБА определяется как звук любой частоты, физиологически эквивалентный тону в 1 пиковатт на квадратный метр при частоте 1000 Гц.
  • Шкала в дБ с абсолютной точкой отсчёта предназначена для использования в телекоммуникационных системах. Точка отсчёта 0 дБм определяется как 1 милливатт мощности сигнала переменного тока, рассеиваемой в нагрузке 600 Ом.
  • VU-шкала считывает звуковой уровень сигнала в соответствии с дБм для синусоидальных сигналов. Поскольку реакция на сигналы, не являющиеся устойчивыми синусоидальными волнами, отличается от истинных дБм, единицей измерения является громкость.
  • Шкалы дБ с более высокими абсолютными опорными точками, чем шкала дБм, были разработаны для измерения сигналов большой мощности. Шкала дБВт имеет контрольную точку 0 дБВт, определяемую как 1 Вт мощности. Шкала дБк устанавливает 1 кВт (1000 Вт) в качестве эталонной нулевой точки.

См.также

Внешние ссылки