Çfarë është një decibel. Metër bazë decibel

ÇFARË JANË DECIBEL?

Njësi logaritmike universale decibel përdoren gjerësisht në vlerësimet sasiore të parametrave të pajisjeve të ndryshme audio dhe video në vendin tonë dhe jashtë saj. Në radio elektronikën, në veçanti, në komunikimin me tela, teknologjinë për regjistrimin dhe riprodhimin e informacionit, decibelët janë një masë universale.

Decibel nuk është një sasi fizike, por një koncept matematikor

Në elektroakustikë, decibel është në thelb e vetmja njësi për karakterizimin e niveleve të ndryshme - intensitetin e zërit, presionin e zërit, zërin, si dhe për vlerësimin e efektivitetit të mjeteve për trajtimin e zhurmës.

Decibel është një njësi matëse specifike që nuk është e ngjashme me asnjë nga ato që duhet të takojmë në praktikën e përditshme. Decibeli nuk është një njësi zyrtare në sistemin SI, megjithëse, sipas vendimit të Konferencës së Përgjithshme për Peshat dhe Masat, ai mund të përdoret pa kufizime në lidhje me SI, dhe Dhoma Ndërkombëtare e Peshave dhe Masave rekomandoi përfshirjen e tij në këtë sistem.

Decibeli nuk është një sasi fizike, por një koncept matematikor.

Në këtë drejtim, decibelët kanë disa ngjashmëri me përqindjet. Ashtu si përqindjet, decibelët janë pa dimensione dhe shërbejnë për të krahasuar dy vlera me të njëjtin emër, në parim shumë të ndryshme, pavarësisht nga natyra e tyre. Duhet të theksohet se termi "decibel" lidhet gjithmonë vetëm me sasitë e energjisë, më së shpeshti me fuqinë dhe, me disa rezerva, me tensionin dhe rrymën.

Një decibel (përcaktimi rus - dB, përcaktimi ndërkombëtar - dB) është një e dhjeta e një njësie më të madhe - bela 1.

Bel është logaritmi dhjetor i raportit të dy fuqive. Nëse njihen dy fuqi R 1 dhe R 2 , atëherë raporti i tyre, i shprehur në bel, përcaktohet nga formula:

Natyra fizike e fuqive të krahasuara mund të jetë çdo - elektrike, elektromagnetike, akustike, mekanike - është e rëndësishme vetëm që të dyja sasitë të shprehen në të njëjtat njësi - vat, milivat, etj.

Le të kujtojmë shkurtimisht se çfarë është logaritmi. Çdo numër pozitiv 2, i plotë dhe i pjesshëm, mund të përfaqësohet nga një numër tjetër në një masë të caktuar.

Kështu, për shembull, nëse 10 2 = 100, atëherë 10 quhet baza e logaritmit, dhe numri 2 - logaritmi i 100 dhe tregon log 10 100 = 2 ose lg 100 = 2 (lexoni kështu: "logaritmi nga njëqind në bazën dhjetë është dy").

Logaritmet e bazës 10 quhen logaritme dhjetore dhe përdoren më së shpeshti. Për numrat e pjesëtueshëm me 10, ky logaritëm është numerikisht i barabartë me numrin e zeros për njësi, dhe për numrat e tjerë ai llogaritet në një makinë llogaritëse ose gjendet nga tabelat e logaritmeve.

Logaritmet me bazë e = 2.718 ... quhen natyrore. Në llogaritje, logaritmet me bazën 2 përdoren zakonisht.

Karakteristikat themelore të logaritmeve:

Natyrisht, këto veti vlejnë edhe për logaritmet dhjetore dhe natyrore. Mënyra logaritmike e paraqitjes së numrave është shpesh shumë e përshtatshme, pasi ju lejon të zëvendësoni shumëzimin me mbledhje, pjesëtimin me zbritje, ngritjen në një fuqi me shumëzim dhe nxjerrjen e një rrënjë me pjesëtim.

Në praktikë, bel doli të ishte shumë i madh, për shembull, çdo raport i fuqisë në rangun nga 100 në 1000 përshtatet brenda një brezi - nga 2 B në 3 B. Prandaj, për qartësi më të madhe, vendosëm të shumëzojmë numrin që tregon numri i belve me 10 dhe numëroni produktin që rezulton një tregues në decibel, d.m.th., për shembull, 2 B = 20 dB, 4,62 B = 46,2 dB, etj.

Zakonisht, raporti i fuqisë shprehet menjëherë në decibel duke përdorur formulën:

Veprimet me decibel janë të njëjta me veprimet me logaritme.

2 dB = 1 dB + 1 dB → 1,259 * 1,259 = 1,585;
3dB → 1,259 3 = 1,995;
4 dB → 2,512;
5 dB → 3,161;
6 dB → 3,981;
7 dB → 5,012;
8 dB → 6,310;
9 dB → 7,943;
10 dB → 10.00.

Shenja → do të thotë "përputhje".

Në mënyrë të ngjashme, ju mund të krijoni një tabelë për decibel negativë. Minus 1 dB karakterizon një rënie të fuqisë me 1 / 0,794 = 1,259 herë, domethënë gjithashtu me rreth 26%.

Mos harroni se:

⇒ Nëse R 2 = P 1 d.m.th. P 2 / P 1 = 1 , pastaj N dB = 0 , sepse lg 1 = 0 .

⇒ Nëse P 2 > P l , atëherë numri i decibelëve është pozitiv.

⇒ Nëse R 2 < P 1 , atëherë decibelët shprehen me numra negativë.

Decibelët pozitivë shpesh quhen decibelë fitues. Decibelët negativë zakonisht karakterizojnë humbjet e energjisë (në filtra, ndarës, linja të gjata) dhe quhen decibel zbutje ose humbje.

Ekziston një marrëdhënie e thjeshtë midis decibelëve të fitimit dhe amortizimit: numrat e kundërt të raporteve korrespondojnë me të njëjtin numër decibelësh me shenja të ndryshme. Nëse, për shembull, relacioni R 2 /R 1 = 2 → 3 dB , pastaj –3 dB → 1/2 , d.m.th. 1 / R 2 /R 1 = P 1 /R 2

⇒ Nëse R 2 /R 1 paraqet një fuqi prej dhjetë, d.m.th. R 2 /R 1 = 10 k , ku k - çdo numër i plotë (pozitiv ose negativ), atëherë NdB = 10k , sepse lg 10 k = k .

⇒ Nëse R 2 ose R 1 është e barabartë me zero, atëherë shprehja për NdB humbet kuptimin e saj.

Dhe një veçori tjetër: kurba, e cila përcakton vlerat e decibelit në varësi të raporteve të fuqisë, fillimisht rritet me shpejtësi, pastaj rritja e saj ngadalësohet.

Duke ditur numrin e decibelëve që korrespondojnë me një raport të fuqisë, është e mundur të rillogaritet për një tjetër - raport i ngushtë ose i shumëfishtë. Në veçanti, për raportet e fuqisë që ndryshojnë me një faktor prej 10, numri i decibelit ndryshon me 10 dB. Kjo veçori e decibelëve duhet të kuptohet mirë dhe të mbahet mend fort - është një nga themelet e të gjithë sistemit.

Përparësitë e sistemit decibel përfshijnë:

⇒ shkathtësia, domethënë aftësia për të përdorur në vlerësimin e parametrave dhe dukurive të ndryshme;

⇒ diferencat e mëdha në numrat e konvertuar - nga njësitë në miliona - shfaqen në decibel si numra të qindëshit të parë;

⇒ numrat natyrorë që përfaqësojnë fuqitë e dhjetës shprehen në decibel si shumëfisha të dhjetës;

⇒ numrat reciprokë shprehen në decibel me numra të barabartë, por me shenja të ndryshme;

⇒ numrat abstrakt dhe të emërtuar mund të shprehen në decibel.

Disavantazhet e sistemit decibel përfshijnë:

⇒ dukshmëri e ulët: për të kthyer decibelët në raporte të dy numrave ose për të kryer veprime të kundërta, kërkohen llogaritjet;

⇒ Raportet e fuqisë dhe raportet e tensionit (ose rrymës) konvertohen në decibel duke përdorur formula të ndryshme, gjë që ndonjëherë çon në gabime dhe konfuzion;

⇒ decibelët mund të maten vetëm në raport me një nivel që nuk është i barabartë me zero; zero absolute, për shembull 0 W, 0 V, nuk shprehet në decibel.

Duke ditur numrin e decibelëve që korrespondojnë me një raport të fuqisë, është e mundur të rillogaritet për një tjetër - raport i ngushtë ose i shumëfishtë. Në veçanti, për raportet e fuqisë që ndryshojnë me një faktor prej 10, numri i decibelit ndryshon me 10 dB. Kjo veçori e decibelëve duhet të kuptohet mirë dhe të mbahet mend fort - është një nga themelet e të gjithë sistemit.

Krahasimi i dy sinjaleve duke krahasuar fuqitë e tyre nuk është gjithmonë i përshtatshëm, pasi nevojiten instrumente të shtrenjta dhe komplekse për të matur drejtpërdrejt fuqinë elektrike në diapazonin e frekuencave audio dhe radio. Në praktikë, kur punoni me pajisje, është shumë më e lehtë të matni jo fuqinë që lëshohet në ngarkesë, por rënia e tensionit në të, dhe në disa raste - rryma rrjedhëse.

Duke ditur tensionin ose rrymën dhe rezistencën e ngarkesës, është e lehtë të përcaktohet fuqia. Nëse matjet kryhen në të njëjtën rezistencë, atëherë:

Këto formula përdoren shumë shpesh në praktikë, por vini re se nëse tensionet ose rrymat maten në ngarkesa të ndryshme, këto formula nuk funksionojnë dhe duhet të përdoren varësi të tjera më komplekse.

Duke përdorur teknikën që u përdor për të përpiluar tabelën e decibelit të fuqisë, mund të përcaktoni në mënyrë të ngjashme se sa 1 dB është e barabartë me raportin e tensioneve dhe rrymave. Një decibel pozitiv do të jetë 1,122, dhe një decibel negativ do të jetë 0,8913, d.m.th. 1 dB tension ose rrymë karakterizon rritjen ose uljen e këtij parametri me rreth 12% në lidhje me vlerën fillestare.

Formulat janë nxjerrë nën supozimin se rezistenca e ngarkesës është aktive dhe nuk ka zhvendosje fazore midis tensioneve ose rrymave. Në mënyrë rigoroze, duhet të merret parasysh rasti i përgjithshëm dhe të merret parasysh prania e një këndi fazor për tensionet (rrymat), dhe për ngarkesat jo vetëm aktive, por edhe rezistencën, duke përfshirë përbërësit reaktivë, por kjo është e rëndësishme vetëm në frekuenca të larta.

Është e dobishme të mbani mend disa nga vlerat e decibelit që hasen shpesh në praktikë dhe raportet e fuqive dhe tensioneve (rrymave) që i karakterizojnë ato, të dhëna në tabelë. një.

Tabela 1. Vlerat e shpeshta të decibelit të fuqisë dhe tensionit

Duke përdorur këtë tabelë dhe vetitë e logaritmeve, është e lehtë të llogaritet se cilat vlera arbitrare të logaritmeve korrespondojnë. Për shembull, 36 dB fuqi mund të përfaqësohet si 30 + 3 + 3, që korrespondon me 1000 * 2 * 2 = 4000. Ne marrim të njëjtin rezultat duke përfaqësuar 36 si 10 + 10 + 10 + 3 + 3 → 10 * 10 * 10 * 2 * 2 = 4000.

KRAHASIMI I DECIBELVE ME PËRQINDJE

Më herët u vu re se koncepti i decibelit ka disa ngjashmëri me përqindjen. Në të vërtetë, meqenëse përqindja është raporti i një numri me një tjetër, i marrë në mënyrë konvencionale si njëqind për qind, raporti i këtyre numrave mund të përfaqësohet gjithashtu në decibel, me kusht që të dy numrat të karakterizojnë fuqinë, tensionin ose rrymën. Për raportin e fuqisë:

Për raportin e tensioneve ose rrymave:

Ju gjithashtu mund të nxirrni formula për konvertimin e decibelëve në përqindje të një raporti:

Tabela 2 është një përkthim i disa prej vlerave më të zakonshme të decibelëve në përqindje të raporteve. Vlera të ndryshme të ndërmjetme mund të gjenden në nomogram në Fig. një.

Oriz. 1. Shndërrimi i decibelëve në përqindje të raporteve sipas nomogramit

Tabela 2. Shndërrimi i decibelëve në përqindje

Le të shohim dy shembuj praktikë për të ilustruar konvertimin e përqindjes në decibel.

Shembulli 1. Cili është niveli harmonik në decibel në lidhje me nivelin e sinjalit të frekuencës themelore që korrespondon me një THD prej 3%?

Le të përdorim fig. 1. Nëpër pikën e prerjes së vijës vertikale prej 3% me grafikun e “tensionit”, vizatoni një vijë horizontale derisa të kalojë boshtin vertikal dhe marrim përgjigjen: –31 dB.

Shembulli 2. Sa përqindje e zbutjes së tensionit korrespondon ndryshimi –6 dB?

Përgjigju. 50% e vlerës origjinale.

Në llogaritjet praktike, pjesa e pjesshme e vlerës numerike të decibelit shpesh rrumbullakoset në një numër të plotë, megjithatë, një gabim shtesë futet në rezultatet e llogaritjes.

DECIBELI NË RADIO ELEKTRONIKË

Le të shqyrtojmë disa shembuj që shpjegojnë teknikën e përdorimit të decibelëve në elektronikë.

Dobësimi në kabllo

Humbjet e energjisë në linja dhe kabllo për njësi gjatësi karakterizohen nga koeficienti i dobësimit α, i cili, me rezistenca të barabarta të linjës hyrëse dhe dalëse, përcaktohet në decibel:

ku U 1 - tension në një seksion arbitrar të linjës; U 2 - Tensioni në një seksion tjetër, i ndarë nga i pari me një njësi gjatësie: 1 m, 1 km, etj. Për shembull, një kabllo me frekuencë të lartë të tipit RK-75-4-14 me një frekuencë prej 100 MHz ka një Koeficienti i dobësimit α = –0,13 dB / m, një kabllo çift i përdredhur i kategorisë 5 në të njëjtën frekuencë ka një zbutje të rendit prej -0,2 dB / m, dhe për një kabllo të kategorisë 6 është pak më pak. Grafiku i dobësimit të sinjalit në një kabllo çift të përdredhur të pambrojtur është paraqitur në Fig. 2.

Oriz. 2. Një grafik i dobësimit të sinjalit në një kabllo çift të përdredhur të pambrojtur

Kabllot me fibra optike kanë vlera dukshëm më të ulëta dobësimi në rangun nga 0.2 deri në 3 dB për një gjatësi kabllore 1000 m. Të gjitha fibrat optike kanë një varësi komplekse dobësimi nga gjatësia e valës, e cila ka tre "dritare transparence" 850 nm, 1300 nm dhe 1550 nm ... "Dritarja e transparencës" nënkupton humbjen më të vogël në distancën maksimale të transmetimit të sinjalit. Grafiku i dobësimit të sinjalit në kabllot me fibra optike është paraqitur në Fig. 3.

Oriz. 3. Grafiku i dobësimit të sinjalit në kabllot me fibra optike

Shembulli 3. Gjeni sa do të jetë voltazhi në daljen e një pjese të kabllos RK-75-4-14 l = 50 m, nëse në hyrjen e tij aplikohet një tension prej 8 V në një frekuencë prej 100 MHz. Rezistenca e ngarkesës dhe impedanca karakteristike e kabllit janë të barabarta, ose, siç thonë ata, përputhen me njëra-tjetrën.

Natyrisht, dobësimi i paraqitur nga një copë kabllo është K = –0,13 dB / m * 50 m = –6,5 dB. Kjo vlerë decibel përafërsisht korrespondon me një raport të tensionit prej 0.47. Kjo do të thotë se tensioni në fundin e daljes së kabllit U 2 = 8V * 0,47 = 3,76V.

Ky shembull ilustron një pikë shumë të rëndësishme: humbjet në një linjë ose kabllo rriten jashtëzakonisht shpejt me rritjen e gjatësisë. Për një seksion kabllor prej 1 km, dobësimi tashmë do të jetë -130 dB, domethënë, sinjali do të dobësohet më shumë se treqind mijë herë!

Dobësimi në masë të madhe varet nga frekuenca e sinjaleve - në diapazonin e frekuencës audio do të jetë shumë më pak se në diapazonin e videos, por ligji logaritmik i dobësimit do të jetë i njëjtë, dhe me një gjatësi të gjatë rreshti, dobësimi do të jetë i rëndësishëm. .

Përforcues audio

Për të përmirësuar treguesit e cilësisë së tyre, reagimet negative zakonisht futen në amplifikatorët audio. Nëse fitimi i tensionit në qark të hapur i pajisjes është TE , dhe me reagime Tek OS atëherë thirret numri që tregon se sa herë ndryshon fitimi nën veprimin e reagimit thellësia e reagimit ... Zakonisht shprehet në decibel. Në një përforcues pune, koeficientët TE dhe TE OS përcaktohet në mënyrë eksperimentale, përveç rastit kur amplifikuesi ngacmohet me një lak të hapur reagimi. Kur dizajnoni një përforcues, së pari llogarisni TE dhe më pas përcaktoni vlerën Tek OS në mënyrën e mëposhtme:

ku β është koeficienti i transmetimit të qarkut të reagimit, d.m.th. raporti i tensionit në dalje të qarkut të reagimit ndaj tensionit në hyrje të tij.

Thellësia e reagimit në decibel mund të llogaritet duke përdorur formulën:

Pajisjet stereo duhet të plotësojnë kërkesa shtesë në krahasim me ato mono. Efekti i tingullit rrethues sigurohet vetëm me ndarje të mirë të kanaleve, domethënë pa depërtim të sinjaleve nga një kanal në tjetrin. Në terma praktike, kjo kërkesë nuk mund të plotësohet plotësisht, dhe rrjedhja e ndërsjellë e sinjaleve ndodh kryesisht përmes nyjeve të përbashkëta për të dy kanalet. Cilësia e ndarjes së kanalit karakterizohet nga të ashtuquajturat amortizimi i ndërlidhjes a PZ Një masë e ndërlidhjes në decibel është raporti i fuqive dalëse të të dy kanaleve kur sinjali i hyrjes aplikohet vetëm në një kanal:

ku R D - fuqia maksimale e daljes së kanalit operativ; R SV është fuqia dalëse e kanalit të lirë.

Ndarja e mirë e kanalit korrespondon me një ndërlidhje prej 60-70 dB, e shkëlqyer – 90-100 dB.

Zhurma dhe sfondi

Në daljen e çdo pajisjeje amplifikuese marrëse, edhe në mungesë të një sinjali hyrës të dobishëm, mund të zbulohet një tension i alternuar, i cili shkaktohet nga zhurma e natyrshme e pajisjes. Arsyet që shkaktojnë zhurmën e brendshme mund të jenë të jashtme - për shkak të ndërhyrjeve, filtrimit të dobët të tensionit të furnizimit dhe të brendshëm, për shkak të zhurmës së brendshme të komponentëve të radios. Zhurma dhe ndërhyrja që lindin në qarqet e hyrjes dhe në fazën e parë të amplifikatorit janë më të prekura, pasi ato përforcohen nga të gjitha fazat pasuese. Zhurma e brendshme degradon ndjeshmërinë aktuale të marrësit ose amplifikatorit.

Zhurma matet në disa mënyra.

Më e thjeshta është se të gjitha zhurmat, pavarësisht nga shkaku dhe vendi i shfaqjes së tyre, rillogariten në hyrje, d.m.th., voltazhi i zhurmës në dalje (në mungesë të një sinjali hyrës) ndahet me fitimin:

Ky tension, i shprehur në mikrovolt, është një masë e zhurmës së brendshme. Megjithatë, për vlerësimin e një pajisjeje nga pikëpamja e interferencës, nuk është vlera absolute e zhurmës ajo që është e rëndësishme, por raporti midis sinjalit të dobishëm dhe kësaj zhurme (raporti sinjal-zhurmë), pasi sinjali i dobishëm duhet të dallohet në mënyrë të besueshme nga sfondi i ndërhyrjes. Raporti sinjal-zhurmë zakonisht shprehet në decibel:

ku R Me - fuqia dalëse e specifikuar ose nominale e sinjalit të dobishëm së bashku me zhurmën; R w - fuqia dalëse e zhurmës kur burimi i sinjalit të dobishëm është i fikur; U c - tensioni i sinjalit dhe zhurmës në të gjithë rezistencën e ngarkesës; U Sh - Tensioni i zhurmës në të njëjtin rezistencë. Pra, rezulton e ashtuquajtura. Raporti "i papeshuar" sinjal ndaj zhurmës.

Shpesh raporti sinjal-zhurmë jepet në parametrat e pajisjeve audio, të matura me një filtër peshimi ("i ponderuar"). Filtri ju lejon të merrni parasysh ndjeshmërinë e ndryshme të dëgjimit të një personi ndaj zhurmës në frekuenca të ndryshme. Filtri më i përdorur është tipi A, në të cilin rast emërtimi zakonisht tregon njësinë matëse "dBA" ("dBA"). Përdorimi i një filtri zakonisht jep rezultate më të mira sasiore sesa për zhurmën e papeshuar (zakonisht raporti sinjal-zhurmë është 6-9 dB më i lartë), prandaj (për arsye marketingu) prodhuesit e pajisjeve shpesh tregojnë saktësisht vlerën e "ponderuar". Për më shumë informacion mbi filtrat e peshimit, shihni seksionin e Matësit të zërit më poshtë.

Natyrisht, për funksionimin e suksesshëm të pajisjes, raporti sinjal-zhurmë duhet të jetë më i lartë se një vlerë minimale e pranueshme, e cila varet nga qëllimi dhe kërkesat për pajisjen. Për pajisjet Hi-Fi, ky parametër duhet të jetë së paku 75 dB, për pajisjet Hi-End - të paktën 90 dB.

Ndonjëherë, në praktikë, ata përdorin raportin e kundërt, duke karakterizuar nivelin e zhurmës në lidhje me sinjalin e dobishëm. Niveli i zhurmës shprehet në të njëjtat decibel si raporti sinjal-zhurmë, por me një shenjë negative.

Në përshkrimet e pajisjeve marrëse dhe amplifikuese, ndonjëherë shfaqet termi nivel i sfondit, i cili karakterizon në decibel raportin e përbërësve të tensionit të sfondit me tensionin që korrespondon me një fuqi nominale të caktuar. Komponentët e sfondit janë shumëfish të frekuencës së rrjetit (50, 100, 150 dhe 200 Hz) dhe gjatë matjes janë të izoluar nga tensioni total i interferencës duke përdorur filtra brez-pass.

Megjithatë, raporti sinjal-zhurmë nuk lejon të gjykohet se cila pjesë e zhurmës shkaktohet drejtpërdrejt nga elementët e qarkut dhe cila është futur si rezultat i papërsosmërive në dizajn (marrje, sfond). Për të vlerësuar vetitë e zhurmës së komponentëve të radios, është prezantuar koncepti faktori i zhurmës ... Shifra e zhurmës vlerësohet në terma të fuqisë dhe shprehet gjithashtu në decibel. Ky parametër mund të karakterizohet si më poshtë. Nëse në hyrje të pajisjes (marrës, përforcues) një sinjal i dobishëm me fuqi R Me dhe fuqia e zhurmës R w , atëherë raporti sinjal-zhurmë në hyrje do të jetë (R Me /R w ) në Pas forcimit të qëndrimit (R Me /R w ) jashtë do të jetë më pak, pasi zhurma e brendshme e përforcuar e fazave amplifikuese do t'i shtohet gjithashtu zhurmës hyrëse.

Shifra e zhurmës është raporti i shprehur në decibel:

ku TE R është faktori i përforcimit të fuqisë.

Prandaj, shifra e zhurmës përfaqëson raportin e fuqisë së zhurmës në dalje me fuqinë e përforcuar të zhurmës hyrëse.

Kuptimi Rsh.in përcaktuar me llogaritje; Psh.jashte matet dhe TE R zakonisht. i njohur nga llogaritja ose pas matjes. Një përforcues ideal përsa i përket zhurmës duhet të përforcojë vetëm sinjale të dobishme dhe nuk duhet të sjellë zhurmë shtesë. Siç vijon nga ekuacioni, për një përforcues të tillë, shifra e zhurmës është F Sh = 0 dB .

Për transistorët dhe IC-të e destinuara për funksionim në fazat e para të pajisjeve përforcuese, shifra e zhurmës rregullohet dhe jepet në librat e referencës.

Tensioni i vetë zhurmës përcakton gjithashtu një parametër tjetër të rëndësishëm të shumë pajisjeve amplifikuese - diapazonin dinamik.

Gama dinamike dhe rregullimet

Gama dinamike është raporti i fuqisë maksimale të daljes të pa shtrembëruar me vlerën e saj minimale, i shprehur në decibel, në të cilin ende sigurohet raporti i pranueshëm sinjal-zhurmë:

Sa më i ulët të jetë niveli i zhurmës dhe sa më i lartë të jetë fuqia dalëse e pashtrembëruar, aq më i gjerë është diapazoni dinamik.

Gama dinamike e burimeve të tingullit - orkestra, zëri, përcaktohet në mënyrë të ngjashme, vetëm këtu fuqia minimale e zërit përcaktohet nga zhurma e sfondit. Në mënyrë që pajisja të transmetojë amplituda minimale dhe maksimale të sinjalit të hyrjes pa shtrembërim, diapazoni i tij dinamik duhet të jetë jo më i vogël se diapazoni dinamik i sinjalit. Në rastet kur diapazoni dinamik i sinjalit hyrës tejkalon diapazonin dinamik të pajisjes, ai kompresohet artificialisht. Kjo bëhet, për shembull, gjatë regjistrimit.

Efektiviteti i kontrollit manual të volumit kontrollohet në dy pozicione ekstreme të kontrollit. Së pari, me rregullatorin në pozicionin maksimal të volumit, një tension prej 1 kHz aplikohet në hyrjen e amplifikatorit të frekuencës audio, i tillë që në daljen e amplifikatorit vendoset një tension që korrespondon me një fuqi të caktuar të specifikuar. Pastaj çelësi i kontrollit të volumit kthehet në volumin minimal dhe voltazhi në hyrjen e amplifikatorit rritet derisa voltazhi i daljes të bëhet përsëri i barabartë me atë fillestar. Raporti i tensionit të hyrjes me çelësin në pozicionin e volumit minimal ndaj tensionit të hyrjes në volumin maksimal, i shprehur në decibel, është një tregues se si funksionon kontrolli i volumit.

Shembujt e dhënë janë larg nga të qenit të shterura raste praktike të aplikimit të decibelëve në vlerësimin e parametrave të pajisjeve radioelektronike. Duke ditur rregullat e përgjithshme për zbatimin e këtyre njësive, mund të kuptohet se si ato përdoren në kushte të tjera që nuk konsiderohen këtu. Përballë një termi të panjohur, të përcaktuar në decibel, duhet të imagjinohet qartë raporti i cilës dy sasi i korrespondon. Në disa raste, kjo është e qartë nga vetë përkufizimi, në raste të tjera, marrëdhënia midis përbërësve është më e ndërlikuar dhe kur nuk ka qartësi të qartë, duhet t'i referohemi përshkrimit të procedurës së matjes për të shmangur gabimet serioze.

Kur punoni me decibel, gjithmonë duhet t'i kushtoni vëmendje raportit të njësive - fuqisë ose tensionit - çdo rast specifik korrespondon, d.m.th. cili koeficient - 10 ose 20 - duhet të vijë përpara shenjës së logaritmit.

SHKALLA LOGARITMIKE

Sistemi logaritmik, duke përfshirë decibelët, përdoret shpesh kur ndërtohen karakteristikat e frekuencës së amplitudës (AFC) - kthesa që përshkruajnë varësinë e koeficientit të transferimit të pajisjeve të ndryshme (përforcues, ndarës, filtra) nga frekuenca e ndikimeve të jashtme. Për të ndërtuar përgjigjen e frekuencës, një numër pikash që karakterizojnë tensionin ose fuqinë e daljes në një tension konstant të hyrjes në frekuenca të ndryshme përcaktohen me llogaritje ose eksperiment. Kurba e lëmuar që lidh këto pika karakterizon vetitë e frekuencës së pajisjes ose sistemit.

Nëse vlerat numerike vizatohen përgjatë boshtit të frekuencës në një shkallë lineare, d.m.th., në proporcion me vlerat e tyre aktuale, atëherë një përgjigje e tillë e frekuencës do të jetë e papërshtatshme për përdorim dhe nuk do të jetë vizuale: në rajonin e frekuencave më të ulëta është e ngjeshur. , dhe në rajonin e frekuencave më të larta shtrihet.

Karakteristikat e frekuencës zakonisht vizatohen në të ashtuquajturën shkallë logaritmike. Në boshtin e frekuencës, në një shkallë të përshtatshme për punë, vizatohen vlera që nuk janë proporcionale me vetë frekuencën. f , dhe logaritmi lgf / f o , ku f O - frekuenca që korrespondon me origjinën. Vlerat janë etiketuar kundrejt shenjave të boshtit f ... Për të ndërtuar përgjigjen logaritmike të frekuencës, përdoret një letër e veçantë grafike logaritmike.

Kur kryejnë llogaritjet teorike, ata zakonisht përdorin më shumë sesa thjesht frekuencën f , dhe vlerën ω = 2πf që quhet frekuencë rrethore.

Frekuenca f O , që korrespondon me origjinën, mund të jetë arbitrarisht i vogël, por nuk mund të jetë i barabartë me zero.

Në boshtin vertikal, raporti i koeficientëve të transmetimit në frekuenca të ndryshme me vlerën e tij maksimale ose mesatare paraqitet në decibel ose në numra relativë.

Shkalla logaritmike lejon që një gamë e gjerë frekuencash të shfaqet në një seksion të vogël të boshtit. Në një bosht të tillë, raportet e barabarta të dy frekuencave korrespondojnë me seksione me gjatësi të barabartë. Intervali që karakterizon rritjen dhjetëfish të frekuencës quhet dekadë ; dyfishi i raportit të frekuencës që korrespondon oktavë (ky term është huazuar nga teoria e muzikës).

Gama e frekuencës me frekuenca të ndërprera f H dhe f V zë një rrip në dekada f B / f H = 10 m , ku m - numri i dekadave, dhe në oktava 2 n , ku n - numri i oktavave.

Nëse gjerësia e brezit të një oktavë është shumë e gjerë, atëherë mund të përdoren intervale me një raport më të ulët të frekuencës prej gjysmë oktavë ose një të tretën e oktavës.

Frekuenca mesatare e një oktavë (gjysmë oktavë) nuk është e barabartë me mesataren aritmetike të frekuencave më të ulëta dhe më të larta të oktavës, por është e barabartë me 0,707 f V .

Frekuencat e gjetura në këtë mënyrë quhen rms.

Për dy oktava ngjitur, frekuencat e mesme gjithashtu formojnë oktava. Duke përdorur këtë veçori, një dhe e njëjta seri frekuencash logaritmike mund të konsiderohet ose si kufij oktavë ose si frekuenca mesatare e tyre, nëse dëshironi.

Në format logaritmike, frekuenca qendrore përgjysmon serinë e oktavës.

Në boshtin e frekuencës në një shkallë logaritmike, për çdo të tretën e një oktavë ka segmente të barabarta boshti, secila një e treta e një oktavë të gjatë.

Gjatë testimit të pajisjeve elektroakustike dhe kryerjes së matjeve akustike, rekomandohet përdorimi i një numri frekuencash të preferuara. Frekuencat e kësaj serie janë anëtarë të një progresion gjeometrik me emërues 1.122. Për lehtësi, disa frekuenca janë rrumbullakosur brenda ± 1%.

Intervali midis frekuencave të rekomanduara është një e gjashta e oktavës. Kjo nuk u bë rastësisht: seria përmban një grup mjaft të madh frekuencash për lloje të ndryshme matjesh dhe merr seritë e frekuencave në intervale prej 1/3, 1/2 dhe një oktavë të tërë.

Dhe një veçori më e rëndësishme e një numri frekuencash të preferuara. Në disa raste, jo një oktavë, por një dekadë përdoret si intervali kryesor i frekuencës. Pra, diapazoni i preferuar i frekuencave mund të konsiderohet në mënyrë të barabartë si binare (oktavë) dhe dhjetore (dekadë).

Emëruesi i progresionit mbi bazën e të cilit ndërtohet diapazoni i preferuar i frekuencës është numerikisht i barabartë me 1 dB tension, ose 1/2 dB fuqi.

PARAQITJA E NUMRAVE TË EMËRTIMIT NË DECIBEL

Deri më tani, ne supozonim se edhe dividenti edhe pjesëtuesi nën shenjën e logaritmit kanë një vlerë arbitrare dhe për të kryer konvertimin e decibelit është e rëndësishme të dihet vetëm raporti i tyre, pavarësisht nga vlerat absolute.

Në decibel, ju gjithashtu mund të shprehni vlera specifike të fuqive, si dhe tensione dhe rryma. Kur jepet vlera e njërit prej termave nën shenjën e logaritmit në formulat e shqyrtuara më parë, termi i dytë i raportit dhe numri i decibelëve do të përcaktojnë në mënyrë unike njëri-tjetrin. Prandaj, nëse vendosni ndonjë fuqi referencë (tension, rrymë) si një nivel krahasimi të kushtëzuar, atëherë një fuqi tjetër (tension, rrymë), krahasuar me të, do të korrespondojë me një numër të përcaktuar rreptësisht decibel. Në këtë rast, një fuqi e barabartë me fuqinë e nivelit të krahasimit të kushtëzuar korrespondon me zero decibel, pasi në N P = 0 R 2 = P 1 prandaj ky nivel zakonisht quhet zero. Natyrisht, në nivele të ndryshme zero, e njëjta fuqi specifike (tension, rrymë) do të shprehet në decibel të ndryshëm.

ku R është fuqia për t'u konvertuar në decibel, dhe R 0 - niveli i fuqisë zero. Madhësia R 0 vihet në emërues, ndërsa fuqia shprehet në decibel pozitiv P> P 0 .

Niveli i fuqisë së kushtëzuar me të cilin bëhet krahasimi, në parim, mund të jetë çdo gjë, por jo të gjithë do të ishin të përshtatshëm për përdorim praktik. Më shpesh, një fuqi prej 1 mW zgjidhet si niveli zero, i shpërndarë nëpër një rezistencë 600 ohm. Zgjedhja e këtyre parametrave ndodhi historikisht: fillimisht, decibeli si njësi matëse u shfaq në teknologjinë e komunikimit telefonik. Rezistenca karakteristike e linjave ajrore me dy tela të bakrit është afër 600 ohms, dhe një fuqi prej 1 mW zhvillohet pa përforcim nga një mikrofon telefonik me karbon me cilësi të lartë në një rezistencë të përshtatshme të ngarkesës.

Për rastin kur R 0 = 1 mW = 10 –3 W: P R = 10 lg P + 30

Fakti që decibelët e parametrit të paraqitur raportohen në lidhje me një nivel të caktuar theksohet me termin "nivel": niveli i zhurmës, niveli i fuqisë, niveli i zhurmës.

Duke përdorur këtë formulë, është e lehtë të zbulohet se në lidhje me nivelin zero prej 1 mW, fuqia e 1 W përcaktohet si 30 dB, 1 kW si 60 dB dhe 1 MW është 90 dB, pra pothuajse të gjitha fuqitë që ju duhet të përmbushni bien brenda njëqind decibelëve të parë. Fuqitë më pak se 1 mW do të shprehen në decibel negativ.

Decibelët, të specifikuar në lidhje me nivelin 1 mW, quhen decibel-milivat dhe janë dBm ose dBm. Vlerat më të zakonshme për nivelet zero janë përmbledhur në Tabelën 3.

Në mënyrë të ngjashme, ju mund të paraqisni formula për shprehjen e tensioneve dhe rrymave në decibel:

ku U dhe Unë - Tensioni ose rryma që do të konvertohet, a U 0 dhe Unë 0 - nivelet zero të këtyre parametrave.

Fakti që decibelët e parametrit të paraqitur raportohen në lidhje me një nivel të caktuar, theksohet nga termi "nivel": niveli i zhurmës, niveli i fuqisë, niveli i zërit.

Ndjeshmëria e mikrofonit , d.m.th., raporti i daljes elektrike me presionin e zërit që vepron në diafragmë, shpesh shprehet në decibel duke krahasuar fuqinë e dhënë nga një mikrofon në rezistencën e tij nominale të ngarkesës me një nivel standard të fuqisë zero. P 0 = 1 mW ... Ky parametër i mikrofonit quhet ndjeshmëri standarde e mikrofonit ... Kushtet tipike të provës konsiderohen të jenë një presion zëri prej 1 Pa me një frekuencë prej 1 kHz, një rezistencë ndaj ngarkesës për një mikrofon dinamik - 250 Ohm.

Tabela 3. Nivele zero për matjen e numrave me emër

Emërtimi		Përshkrim
ndër.	rusisht
dBc	dBc	referenca është niveli i bartësit ose harmonik themelor në spektër; për shembull, "shtrembërimi është –60 dBc".
dBu	dBu	një tension referimi prej 0,775 V, që korrespondon me një fuqi prej 1 mW me një ngarkesë prej 600 ohms; për shembull, niveli i standardizuar i sinjalit për pajisjet profesionale audio është +4 dBu, pra 1,23 V.
dBV	dBV	tension referencë 1 V me ngarkesë nominale (për pajisjet shtëpiake zakonisht 47 kOhm); për shembull, niveli i standardizuar i sinjalit për pajisjet audio të konsumatorit është –10 dBV, pra 0,316 V
dBμV	dBμV	tension referencë 1mkV; për shembull, "ndjeshmëria e marrësit është –10dBμV".
dBm	dBm	fuqia referencë prej 1 mW, që korrespondon me një fuqi prej 1 milivat me një ngarkesë nominale (në telefoni 600 Ohm, për pajisjet profesionale zakonisht 10 kOhm për frekuenca më të vogla se 10 MHz, 50 Ohm për sinjalet me frekuencë të lartë, 75 Ohm për sinjalet televizive) ; për shembull, "ndjeshmëria e një telefoni celular është -110 dBm"
dBm0	dBm0	fuqia e referencës në dBm në pikën e referencës. dBm - Tensioni i referencës korrespondon me zhurmën termike të një rezistence ideale 50 ohm në temperaturën e dhomës në një gjerësi brezi 1 Hz. Për shembull, "niveli i zhurmës së amplifikatorit është 6 dBm0"
dBFS		(Anglisht Full Scale - "shkallë e plotë") tensioni i referencës korrespondon me shkallën e plotë të pajisjes; për shembull, "niveli i regjistrimit është –6 dBfs"
dBSPL		(Niveli i presionit të zërit në anglisht - "niveli i presionit të zërit") - presioni referues i zërit prej 20 μPa, që korrespondon me pragun e dëgjueshmërisë; për shembull, "volumi 100 dBSPL". dBPa - presioni i zërit referues 1 Pa ose 94 dB shkalla e zërit dBSPL; për shembull, "për një vëllim prej 6 dBPa, mikser u vendos në +4 dBu, dhe kontrolli i regjistrimit ishte -3 dBFS, shtrembërimi ishte -70 dBc".
dBA, dBB, dBC, dBD		Nivelet e referencës zgjidhen në përputhje me karakteristikat e frekuencës së "filtrave të peshës" standarde të tipit A, B, C ose D, përkatësisht (filtrat pasqyrojnë kthesa me zë të barabartë për kushte të ndryshme, shih më poshtë në seksionin "Matësat e nivelit të zërit")

Fuqia e dhënë nga një mikrofon dinamik është natyrisht jashtëzakonisht e ulët, shumë më pak se 1 mW, dhe niveli i ndjeshmërisë së mikrofonit shprehet në decibel negativ. Duke ditur nivelin standard të ndjeshmërisë së mikrofonit (është dhënë në të dhënat e pasaportës), mund të llogarisni ndjeshmërinë e tij në njësitë e tensionit.

Vitet e fundit, për të karakterizuar parametrat elektrikë të pajisjeve radio, sasi të tjera kanë filluar të përdoren si nivele zero, në veçanti, 1 pW, 1 μV, 1 μV / m (kjo e fundit përdoret për të vlerësuar forcën e fushës).

Ndonjëherë bëhet e nevojshme të rillogaritet niveli i njohur i fuqisë P R ose tension P U dhënë në raport me një nivel zero R 01 (ose U 01 ) një tjetër R 02 (ose U 02 ). Kjo mund të bëhet duke përdorur formulën e mëposhtme:

Aftësia për të përfaqësuar numrat abstraktë dhe të emërtuar në decibel çon në faktin se e njëjta pajisje mund të karakterizohet nga numra të ndryshëm decibel. Duhet të kihet parasysh ky dualitet i decibelëve. Një kuptim i qartë i natyrës së parametrit që përcaktohet mund të shërbejë si mbrojtje kundër gabimeve.

Për të shmangur konfuzionin, këshillohet që niveli i referencës të shprehet në mënyrë eksplicite, p.sh. –20 dB (në raport me 0,775 V).

Kur konvertoni nivelet e fuqisë në nivele të tensionit dhe anasjelltas, është e domosdoshme të merret parasysh rezistenca që është standarde për këtë detyrë. Në veçanti, dBV për një qark TV 75 ohm është (dBm – 11dB); dBμV për qark TV 75 ohm korrespondon me (dBm + 109dB).

Decibel në akustikë

Deri më tani, duke folur për decibel, ne kemi funksionuar në terma elektrike - fuqi, tension, rrymë, rezistencë. Ndërkohë, njësitë logaritmike përdoren gjerësisht në akustikë, ku ato janë njësia më e përdorur në vlerësimet sasiore të madhësive të zërit.

Presioni i zërit R paraqet presionin e tepërt në medium në raport me presionin konstant që ekziston aty para shfaqjes së valëve të zërit (njësia matëse - pascal (Pa)).

Një shembull i një marrësi të presionit të zërit (ose gradientit të presionit të zërit) janë shumica e llojeve të mikrofonave moderne që e konvertojnë këtë presion në sinjale elektrike proporcionale.

Intensiteti i zërit lidhet me presionin e zërit dhe shpejtësinë vibruese të grimcave të ajrit nga një lidhje e thjeshtë:

J = pv

Nëse një valë zanore përhapet në hapësirën e lirë, ku nuk ka reflektim zëri, atëherë

v = p / (ρc)

këtu ρ është dendësia e mediumit, kg / m3; Me - shpejtësia e zërit në medium, m / s. Produkt ρ c karakterizon mjedisin në të cilin ndodh përhapja e energjisë së zërit dhe quhet rezistencë specifike akustike ... Për ajër në presion normal atmosferik dhe një temperaturë prej 20 ° С ρ c = 420 kg / m2 * s; për ujë ρ c = 1,5 * 106 kg / m2 * s.

Mund të shkruani se:

J = p 2 / (рс)

gjithçka që është thënë për shndërrimin e sasive elektrike në decibel vlen njësoj për fenomenet akustike

Nëse i krahasoni këto formula me formulat e nxjerra më parë për kardinalitetin. rryma, tensioni dhe rezistenca, është e lehtë të gjesh një analogji midis koncepteve individuale që karakterizojnë fenomenet elektrike dhe akustike, dhe ekuacioneve që përshkruajnë marrëdhëniet sasiore midis tyre.

Tabela 4. Marrëdhënia midis performancës elektrike dhe akustike

Analog i fuqisë elektrike është fuqia akustike dhe intensiteti i zërit; analog i tensionit është presioni i zërit; rryma elektrike korrespondon me shpejtësinë e vibrimit, dhe rezistenca elektrike - me rezistencën specifike akustike. Në analogji me ligjin e Ohm-it për një qark elektrik, mund të flasim për ligjin akustik të Ohm-it. Për rrjedhojë, gjithçka që është thënë për shndërrimin e sasive elektrike në decibel vlen njëlloj edhe për dukuritë akustike.

Përdorimi i decibelit në akustikë është shumë i përshtatshëm. Intensiteti i tingujve që duhet të trajtohen në kushtet moderne mund të ndryshojnë qindra miliona herë. Një gamë e tillë e madhe ndryshimesh në sasitë akustike krijon shqetësime të mëdha kur krahasohen vlerat e tyre absolute dhe kur përdoren njësitë logaritmike, ky problem hiqet. Për më tepër, u zbulua se forca e zërit kur vlerësohet nga veshi rritet afërsisht në proporcion me logaritmin e intensitetit të zërit. Kështu, nivelet e këtyre sasive, të shprehura në decibel, korrespondojnë mjaft afër me zërin e perceptuar nga veshi. Për shumicën e njerëzve me dëgjim normal, një ndryshim në volumin e një tingulli 1 kHz ndihet kur intensiteti i zërit ndryshon me rreth 26%, domethënë me 1 dB.

Në akustikë, për analogji me inxhinierinë elektrike, përkufizimi i decibelit bazohet në raportin e dy fuqive:

ku J 2 dhe J 1 - Fuqitë akustike të dy burimeve arbitrare të zërit.

Po kështu, raporti i dy intensiteteve të zërit shprehet në decibel:

Ekuacioni i fundit është i vlefshëm vetëm nëse impedancat akustike janë të barabarta, me fjalë të tjera, qëndrueshmëria e parametrave fizikë të mediumit në të cilin përhapen valët e zërit.

Decibelët e përcaktuar nga formulat e mësipërme nuk lidhen me vlerat absolute të vlerave akustike dhe përdoren për të vlerësuar dobësimin e zërit, për shembull, efektivitetin e sistemeve të izolimit të zërit dhe shtypjes dhe shtypjes së zhurmës. Pabarazia e karakteristikave të frekuencës shprehet në mënyrë të ngjashme, domethënë ndryshimi midis vlerave maksimale dhe minimale në një gamë të caktuar frekuence të emituesve dhe marrësve të ndryshëm të tingullit: mikrofona, altoparlantët, etj.) në raport me vlerë në një frekuencë prej 1 kHz.

Në praktikën e matjeve akustike, megjithatë, si rregull, duhet të merret me tinguj, vlerat e të cilave duhet të shprehen në numra specifikë. Pajisjet për kryerjen e matjeve akustike janë më komplekse se pajisjet për matjet elektrike, dhe për sa i përket saktësisë janë dukshëm inferiore ndaj saj. Për të thjeshtuar teknikën e matjes dhe për të zvogëluar gabimin në akustikë, përparësi u jepet matjeve në lidhje me nivelet referente, të kalibruara, vlerat e të cilave janë të njohura. Për të njëjtin qëllim, për të matur dhe studiuar sinjalet akustike, ato shndërrohen në elektrike.

Vlerat absolute të fuqive, intensiteteve të tingujve dhe presioneve të zërit mund të shprehen edhe në decibel, nëse në formulat e mësipërme specifikoni vlerat e njërit prej termave nën shenjën e logaritmit. Sipas marrëveshjes ndërkombëtare, niveli i referencës së intensitetit të zërit (niveli zero) konsiderohet të jetë J 0 = 10 –12 W / m 2 ... Ky intensitet i papërfillshëm, nën ndikimin e të cilit amplituda e dridhjeve të membranës timpanike është më e vogël se madhësia e një atomi, konsiderohet konvencionalisht si pragu i dëgjimit të veshit në diapazonin e frekuencës së ndjeshmërisë më të lartë të dëgjimit. Është e qartë se të gjithë tingujt e dëgjueshëm shprehen në lidhje me këtë nivel vetëm në decibel pozitivë. Pragu aktual i dëgjimit për njerëzit me dëgjim normal është pak më i lartë dhe është i barabartë me 5-10 dB.

Për të paraqitur intensitetin e zërit në decibel në lidhje me një nivel të caktuar, përdorni formulën:

Zakonisht quhet vlera e intensitetit e llogaritur me këtë formulë niveli i intensitetit të zërit .

Niveli i presionit të zërit mund të shprehet në mënyrë të ngjashme:

Në mënyrë që nivelet e intensitetit të zërit dhe presionit të zërit në decibel të shprehen numerikisht në një sasi, vlera duhet të merret si niveli zero i presionit të zërit (pragu i presionit të zërit):

Shembull. Le të përcaktojmë se çfarë niveli intensiteti në decibel krijohet nga një orkestër me fuqi tingulli 10 W në një distancë prej r = 15 m.

Intensiteti i zërit në një distancë r = 15 m nga burimi do të jetë:

Niveli i intensitetit në decibel:

I njëjti rezultat do të merret nëse nuk e konvertoni nivelin e intensitetit në decibel, por nivelin e presionit të zërit.

Meqenëse niveli i intensitetit të zërit dhe niveli i presionit të zërit shprehen në të njëjtin numër decibelësh në vendin e marrjes së zërit, në praktikë termi "niveli në decibel" përdoret shpesh pa specifikuar se cilit parametër i referohen këto decibel.

Duke përcaktuar nivelin e intensitetit në decibel në çdo pikë të hapësirës në distancë r 1 nga një burim zëri (me llogaritje ose eksperiment), është e lehtë të llogaritet niveli i intensitetit në distancë r 2 :

Nëse marrësi i zërit ndikohet njëkohësisht nga dy ose më shumë burime tingulli dhe dihet intensiteti i zërit në decibel të prodhuar nga secili prej tyre, atëherë për të përcaktuar vlerën rezultuese të decibelëve duhet të konvertohet në vlera absolute të intensitetit (W / m2), i shtoi dhe kjo shumë u shndërrua sërish në decibel. Në këtë rast, është e pamundur të shtoni decibel menjëherë, pasi kjo do të korrespondonte me produktin e vlerave absolute të intensiteteve.

Nëse ka n disa burime identike të zërit me nivelin e secilit L J , atëherë niveli i tyre total do të jetë:

Nëse niveli i intensitetit të një burimi zëri tejkalon nivelet e të tjerëve me 8-10 dB ose më shumë, vetëm ky burim mund të merret parasysh dhe efekti i pjesës tjetër mund të neglizhohet.

Përveç niveleve akustike të konsideruara, ndonjëherë mund të gjeni edhe konceptin e nivelit të fuqisë së zërit të një burimi tingulli, të përcaktuar nga formula:

ku R - fuqia e zërit të burimit arbitrar të karakterizuar të zërit, W; R 0 - fuqia fillestare (pragu) e zërit, vlera e së cilës zakonisht merret e barabartë me P 0 = 10 –12 W.

NIVELET E VËLIMIT

Ndjeshmëria e veshit ndaj tingujve të frekuencave të ndryshme është e ndryshme. Kjo varësi është mjaft komplekse. Në nivele të ulëta të intensitetit të zërit (deri në rreth 70 dB), ndjeshmëria maksimale është 2-5 kHz dhe zvogëlohet me rritjen dhe uljen e frekuencës. Prandaj, tingujt me të njëjtin intensitet, por me frekuenca të ndryshme, do t'i duken veshit si të ndryshëm në vëllim. Me një rritje të fuqisë së zërit, përgjigja e frekuencës së veshit rrafshohet dhe në nivele me intensitet të lartë (80 dB e lart) veshi reagon afërsisht njësoj ndaj tingujve të frekuencave të ndryshme të diapazonit të zërit. Nga kjo rezulton se intensiteti i zërit, i cili matet me pajisje speciale me brez të gjerë, dhe zëri që regjistrohet nga veshi, nuk janë koncepte ekuivalente.

Niveli i zërit të zërit të çdo frekuence karakterizohet nga vlera e nivelit të barabartë në zë me zërin me një frekuencë prej 1 kHz

Niveli i volumit të zërit të çdo frekuence karakterizohet nga vlera e nivelit të barabartë në vëllim me një tingull me një frekuencë prej 1 kHz. Nivelet e zërit karakterizohen nga të ashtuquajturat kthesa të barabarta të zërit, secila prej të cilave tregon se çfarë niveli intensiteti në frekuenca të ndryshme duhet të zhvillojë burimi i zërit për të dhënë përshtypjen e zërit të barabartë me një ton prej 1 kHz të një intensiteti të caktuar (Fig. 4).

Oriz. 4. Kthesa me zë të barabartë

Lakoret e barabarta të zërit përfaqësojnë në thelb një familje përgjigjesh të frekuencës së veshit në një shkallë decibel për nivele të ndryshme intensiteti. Dallimi i tyre nga përgjigja e zakonshme e frekuencës është vetëm në mënyrën e ndërtimit: "bllokimi" i karakteristikës, domethënë një rënie në koeficientin e transmetimit, tregohet këtu nga një rritje, jo një ulje në seksionin përkatës të kurbës. .

Njësisë që karakterizon nivelin e zërit, për të shmangur konfuzionin me decibelët e intensitetit dhe presionit të zërit, i është caktuar një emër i veçantë - sfond .

Niveli i volumit të zërit në sfond është numerikisht i barabartë me nivelin e presionit të zërit në decibel të një toni të pastër me një frekuencë prej 1 kHz, e barabartë me atë në vëllim.

Me fjalë të tjera, një zhurmë është 1 dB SPL e një toni 1 kHz, i korrigjuar për përgjigjen e frekuencës së veshit. Nuk ka asnjë lidhje konstante midis të dyjave, këtyre njësive: ndryshon në varësi të vëllimit të sinjalit dhe frekuencës së tij. Vetëm për rrymat me frekuencë 1 kHz, vlerat numerike për nivelin e zërit në sfond dhe nivelin e intensitetit në decibel përkojnë.

Duke iu referuar Fig. 4 dhe për të gjurmuar rrjedhën e njërës prej kthesave, për shembull, për një nivel prej 60 sfondi, është e lehtë të përcaktohet se për të siguruar zëshmëri të barabartë me një ton prej 1 kHz në një frekuencë prej 63 Hz, një intensitet tingulli prej 75 Kërkohet dB, dhe në një frekuencë prej 125 Hz, vetëm 65 dB.

Përforcuesit audio me cilësi të lartë përdorin kontrolle manuale të volumit me zë të lartë ose, siç quhen gjithashtu, kontrolle të kompensuara. Kontrolle të tilla, njëkohësisht me rregullimin e vlerës së sinjalit të hyrjes në drejtim të uljes, sigurojnë një rritje të përgjigjes së frekuencës në rajonin me frekuencë të ulët, për shkak të së cilës krijohet një timbër konstant tingulli për dëgjimin në vëllime të ndryshme të riprodhimit të zërit.

Studimet kanë zbuluar gjithashtu se një ndryshim i dyfishtë në volumin e zërit (siç vlerësohet nga veshi) është afërsisht i barabartë me një ndryshim në nivelin e volumit me 10 fon. Kjo varësi përdoret si bazë për vlerësimin e zërit të lartë. Për një njësi të zërit të quajtur ëndërroj , miratoi në mënyrë konvencionale një nivel vëllimi prej 40 sfondi. Zëri i dyfishuar, i barabartë me dy gjumë, korrespondon me 50 fon, katër gjumë - 60 fon, etj. Shndërrimi i niveleve të zërit në njësi të zhurmës lehtësohet nga grafiku në Fig. 5.

Oriz. 5. Marrëdhënia ndërmjet vëllimit dhe vëllimit

Shumica e tingujve me të cilët duhet të përballeni në jetën e përditshme janë të zhurmshëm në natyrë. Karakterizimi i zërit të zhurmës bazuar në krahasimin me tonet e pastra 1 kHz është i thjeshtë, por rezultatet në zhurmën e perceptuar nga veshi mund të jenë në kundërshtim me leximet e instrumenteve matëse. Kjo shpjegohet me faktin se në nivele të barabarta të zërit të zhurmës (në sfond), efekti më i bezdisshëm tek një person prodhohet nga komponentët e zhurmës në intervalin 3-5 kHz. Zhurmat mund të perceptohen si po aq të pakëndshme, megjithëse nivelet e tyre të zhurmës nuk janë të barabarta.

Efekti i bezdisshëm i zhurmës vlerësohet më saktë nga një parametër tjetër, i ashtuquajturi niveli i perceptuar i zhurmës ... Një masë e zhurmës së perceptuar është niveli i zërit të zhurmës uniforme në një brez oktavë me një frekuencë mesatare prej 1 kHz, e cila, në kushte të dhëna, gjykohet nga dëgjuesi si po aq e pakëndshme me zhurmën që matet. Nivelet e perceptuara të zhurmës shprehen në njësi PNdB ose PNdB. Llogaritja e tyre kryhet sipas një metode të veçantë.

Zhvillimi i mëtejshëm i sistemit të vlerësimit të zhurmës janë të ashtuquajturat nivele efektive të zhurmës së perceptuar, të shprehura në EPNdB. Sistemi EPNdB lejon një vlerësim gjithëpërfshirës të natyrës së zhurmës ndikuese: përbërjen e frekuencës, përbërësit diskretë në spektrin e tij, si dhe kohëzgjatjen e ekspozimit ndaj zhurmës.

Për analogji me njësinë e gjumit të zhurmës, është futur njësia e zhurmës - Noah .

Per nje Noah miratoi nivelin e zhurmës së zhurmës uniforme në brezin 910-1090 Hz në një nivel presioni zëri prej 40 dB. Në aspekte të tjera, zhurmat janë të ngjashme me ëndrrat: një rritje e dyfishtë e zhurmës korrespondon me një rritje të nivelit të zhurmës së perceptuar me 10 RNdB, pra 2 noi = 50 RNdB, 4 noi = 60 RNdB, etj.

Kur punoni me koncepte akustike, duhet pasur parasysh se intensiteti i zërit është një fenomen fizik objektiv që mund të përcaktohet dhe matet me saktësi. Ekziston me të vërtetë pavarësisht nëse dikush e dëgjon apo jo. Fortësia e zërit përcakton efektin që tingulli prodhon tek dëgjuesi, dhe për këtë arsye është një koncept thjesht subjektiv, pasi varet nga gjendja e organeve të dëgjimit të njeriut dhe vetitë e tij personale për perceptimin e zërit.

MJESAT E ZHURMAVE

Për të matur të gjitha llojet e karakteristikave të zhurmës, përdoren pajisje speciale - matës të nivelit të zërit. Matësi i nivelit të zërit është një pajisje portative e pavarur që ju lejon të matni drejtpërdrejt në decibel nivelet e intensitetit të zërit në një gamë të gjerë në krahasim me nivelet standarde.

Matësi i nivelit të zërit (Fig. 6) përbëhet nga një mikrofon me cilësi të lartë, një përforcues me brez të gjerë, një çelës ndjeshmërie që ndryshon fitimin në hapa 10 dB, një ndërprerës i përgjigjes së frekuencës dhe një tregues grafik, i cili zakonisht ofron disa opsione për paraqitjen e të dhëna të matura - nga numrat dhe tabelat në grafikët.

Oriz. 6. Matës portativ i nivelit të zërit dixhital

Matësit modernë të nivelit të zërit janë shumë kompakt, gjë që lejon matjet në vende të vështira për t'u arritur. Nga matësit e nivelit të zërit të brendshëm, mund të emërtohet pajisja e kompanisë "Octava-Electrodesign" "Octava-110A" (http://www.octava.info/?q=catalog/soundvibro/slm).

Matësit e nivelit të zërit lejojnë përcaktimin e niveleve të përgjithshme të intensitetit të zërit në matjet me përgjigje lineare të frekuencës dhe niveleve të zërit në sfond kur maten me përgjigje frekuence të ngjashme me ato të veshit të njeriut. Gama e matjes së niveleve të presionit të zërit është zakonisht në rangun nga 20-30 në 130-140 dB në krahasim me nivelin standard të presionit të zërit prej 2 * 10-5 Pa. Me mikrofona të këmbyeshëm, niveli i matjes mund të zgjerohet deri në 180 dB.

Në varësi të parametrave metrologjikë dhe karakteristikave teknike, matësit e nivelit të zërit të brendshëm ndahen në klasat e para dhe të dyta.

Karakteristikat e frekuencës së të gjithë shtegut të njehsorit të nivelit të zërit, duke përfshirë mikrofonin, janë të standardizuara. Gjithsej janë pesë karakteristika të frekuencës. Njëri prej tyre është linear brenda të gjithë intervalit të frekuencës së funksionimit (simbol Lin), katër të tjerë përafërsisht përsërisin karakteristikat e veshit të njeriut për tone të pastra në nivele të ndryshme vëllimi. Emërtohen nga shkronjat e para të alfabetit latin. A, B, C dhe D ... Forma e këtyre karakteristikave është paraqitur në Fig. 7. Ndërprerësi i përgjigjes së frekuencës është i pavarur nga çelësi i intervalit. Për matësit e nivelit të zërit të klasës së parë, kërkohen karakteristika A, B, C dhe Lin ... Përgjigja e frekuencës D - shtesë. Matësit e nivelit të zërit të klasës së dytë duhet të kenë karakteristikat A dhe ME ; pjesa tjetër lejohet.

Oriz. 7. Karakteristikat standarde të frekuencës së matësve të nivelit të zërit

Karakteristike A simulon veshin në rreth 40 fon. Kjo karakteristikë përdoret kur matni zhurmën e dobët - deri në 55 dB dhe kur matni nivelet e zhurmës. Në kushte praktike, përgjigja e frekuencës me korrigjim përdoret më shpesh. A ... Kjo shpjegohet me faktin se, megjithëse perceptimi i zërit nga një person është shumë më i ndërlikuar sesa një varësi e thjeshtë e frekuencës që përcakton karakteristikën A , në shumë raste matjet e instrumentit janë në përputhje të mirë me vlerësimet e zhurmës së dëgjimit në nivele të ulëta të volumit. Shumë standarde - vendase dhe të huaja - rekomandojnë vlerësimin e zhurmës sipas karakteristikës A pavarësisht nga niveli aktual i intensitetit të zërit.

Karakteristike V përsërit karakteristikën e veshit në sfondin e nivelit 70. Përdoret kur matni zhurmën në intervalin 55-85 dB.

Karakteristike ME uniforme në rangun 40-8000 Hz. Kjo karakteristikë përdoret kur matni nivele të konsiderueshme të zhurmës - nga 85 fon e lart, kur matni nivelet e presionit të zërit - pavarësisht nga kufijtë e matjes, si dhe kur lidhni pajisje me një matës të nivelit të zërit për matjen e përbërjes spektrale të zhurmës në rastet kur Matësi i nivelit të zërit nuk ka një përgjigje frekuence Lin .

Karakteristike D - ndihmëse. Ai përfaqëson mesataren e veshit në rreth 80 fon, duke marrë parasysh rritjen e ndjeshmërisë së tij në brez nga 1.5 në 8 kHz. Kur përdorni këtë karakteristikë, leximet e matësit të nivelit të zërit më saktë sesa sipas karakteristikave të tjera korrespondojnë me nivelin e zhurmës së perceptuar nga një person. Kjo karakteristikë përdoret kryesisht kur vlerësohet efekti irritues i zhurmës me intensitet të lartë (aeroplanë, makina me shpejtësi të lartë, etj.).

Matësi i nivelit të zërit përfshin gjithashtu një çelës I shpejtë - i ngadalshëm - puls , i cili kontrollon karakteristikat kohore të pajisjes. Kur çelësi është në pozicion Shpejt , pajisja arrin të monitorojë ndryshimet e shpejta në nivelet e zërit, në pozicion Ngadalë instrumenti tregon vlerën mesatare të zhurmës së matur. Karakteristikë e kohës Pulsi përdoret për regjistrimin e impulseve të shkurtra të zërit. Disa lloje matësash të nivelit të zërit përmbajnë gjithashtu një integrues me një konstante kohore prej 35 ms, i cili simulon inercinë e perceptimit të zërit të njeriut.

Kur përdorni një matës të nivelit të zërit, rezultatet e matjes do të ndryshojnë në varësi të përgjigjes së caktuar të frekuencës. Prandaj, gjatë regjistrimit të leximeve, për të shmangur konfuzionin, tregohet edhe lloji i karakteristikës në të cilën janë bërë matjet: dB ( A ), dB ( V ), dB ( ME ) ose dB ( D ).

Për të kalibruar të gjithë rrugën e matësit të mikrofonit, kompleti i matësit të nivelit të zërit zakonisht përfshin një kalibrator akustik, qëllimi i të cilit është të krijojë zhurmë uniforme të një niveli të caktuar.

Sipas udhëzimit aktualisht të vlefshëm "Standardet sanitare për zhurmën e lejueshme në ndërtesat e banimit dhe publike dhe në territorin e zhvillimit të banimit", parametrat e normalizuar të zhurmës konstante ose të ndërprerë janë nivelet e presionit të zërit (në decibel) në brezat e frekuencës oktavë me frekuenca mesatare prej 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. Për zhurmën e ndërprerë, si zhurma nga automjetet që kalojnë, parametri i standardizuar është niveli i zërit në dB ( A ).

Janë vendosur këto nivele totale të tingullit, të matura në shkallën A të matësit të nivelit të zërit: ambientet e banimit - 30 dB, auditoret dhe klasat e institucioneve arsimore - 40 dB, zonat e banuara dhe zonat rekreative - 45 dB, ambientet e punës së administrative ndërtesa - 50 dB ( A ).

Për një vlerësim sanitar të nivelit të zhurmës, korrigjimet nga -5 dB në +10 dB futen në leximet e njehsorit të nivelit të zërit, të cilat marrin parasysh natyrën e zhurmës, kohën totale të veprimit të saj, kohën e ditës dhe vendndodhjen e objektit. Për shembull, gjatë ditës, norma e lejueshme e zhurmës në ambientet e banimit, duke marrë parasysh ndryshimin, është 40 dB.

Në varësi të përbërjes spektrale të zhurmës, norma e përafërt e niveleve maksimale të lejueshme, dB, karakterizohet nga figurat e mëposhtme:

Frekuencë e lartë nga 800 Hz e lart	75-85
Frekuenca mesatare 300-800 Hz	85-90
Frekuencë e ulët nën 300 Hz	90-100

Në mungesë të një matësi të nivelit të zërit, një vlerësim i përafërt i niveleve të zërit të zhurmave të ndryshme mund të kryhet duke përdorur tabelën. 5.

Tabela 5. Zhurmat dhe vlerësimi i tyre

Vlerësimi i zërit në mënyrë dëgjimore	Niveli zhurma, dB	Burimi dhe vendndodhja e matjes së zhurmës
shurdhuese	160	Dëmtimi i membranës timpanike.
	140-170	Motorë reaktivë (nga afër).
	140	Kufiri i Tolerancës së Zhurmës.
	130	Pragu i dhimbjes (tingulli perceptohet si dhimbje); motorët e avionëve me piston (2-3 m).
	120	Bubullima sipër.
	110	Motorë të fuqishëm me shpejtësi të lartë (2-3 m); makinë ribatinuese (2-3 m); punëtori shumë e zhurmshme.
Shumë zhurmë	100	Orkestra simfonike (zëshmëria arrin majat); makina për përpunimin e drurit (në vendin e punës)
	90	Altoparlant i jashtëm; rrugë e zhurmshme; makina metalprerëse (në vendin e punës).
	80	Marrës radio me zë të lartë (2 m)
Me zë të lartë	70	Sallon autobusi; bërtas; bilbil polici (15 m); rrugë me zhurmë mesatare; zyrë e zhurmshme; sallë e madhe dyqanesh
E moderuar	60	Bisedë e qetë (1 m).
	50	Makinë e lehtë (10-15 m); zyrë e qetë; ambientet e banimit.
I dobët	40	Pëshpëritje; Dhoma e leximit.
	60	Shushurima letre.
	20	Reparti i spitalit.
Shumë i dobët	10	Kopsht i qetë; studio e qendrës së radios.
	0	Pragu i dëgjimit

1 A. Bell është një shkencëtar, shpikës dhe biznesmen amerikan me origjinë skoceze, themeluesi i telefonisë, themeluesi i kompanisë telefonike Bell, e cila përcaktoi zhvillimin e industrisë së telekomunikacionit në Shtetet e Bashkuara.
2 Logaritmet e numrave negativë janë numra kompleks dhe nuk do të shqyrtohen më tej.

Shkalla logaritmike dhe njësitë logaritmike përdoren shpesh kur është e nevojshme të matet një sasi e caktuar që ndryshon në një gamë të madhe. Shembuj të sasive të tilla janë presioni i zërit, magnituda e tërmetit, fluksi i dritës, sasitë e ndryshme të varura nga frekuenca të përdorura në muzikë (intervale muzikore), ushqyes antenash, elektronikë dhe akustikë. Njësitë logaritmike ju lejojnë të shprehni raportet e sasive që ndryshojnë në një gamë shumë të madhe duke përdorur numra të vegjël të përshtatshëm, njësoj si bëhet me shënimin eksponencial të numrave, kur çdo numër shumë i madh ose shumë i vogël mund të përfaqësohet në formë të shkurtër në formë e mantisës dhe rendit. Për shembull, fuqia e zërit të mjetit lëshues Saturn ishte 100,000,000 watts ose 200 dB SWL. Në të njëjtën kohë, fuqia e zërit të një bisede shumë të qetë është 0,000000001 W ose 30 dB SWL (e matur në decibel në lidhje me fuqinë e zërit prej 10-12 vat, shih më poshtë).

Njësi të përshtatshme, apo jo? Por, siç rezulton, ato nuk janë të përshtatshme për të gjithë! Mund të thuhet se shumica e njerëzve që kanë njohuri të dobëta në fizikë, matematikë dhe inxhinieri nuk i kuptojnë njësitë logaritmike si decibelët. Disa madje besojnë se vlerat logaritmike nuk i përkasin teknologjisë moderne dixhitale, por ditëve kur një rregull rrëshqitës u përdor për llogaritjet inxhinierike!

Pak histori

Shpikja e logaritmeve thjeshtoi llogaritjen, pasi ato bënë të mundur zëvendësimin e shumëzimit me mbledhjen, e cila është shumë më e shpejtë se shumëzimi. Ndër shkencëtarët që dhanë një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e teorisë së logaritmeve, mund të vërehet matematikani, fizikani dhe astronomi skocez John Napier, i cili botoi në 1619 një ese që përshkruan logaritmet natyrore, i cili thjeshtoi shumë llogaritjet.

Një mjet i rëndësishëm për përdorimin praktik të logaritmeve ishin tabelat e logaritmeve. Tabela e parë e tillë u përpilua nga matematikani anglez Henry Briggs në 1617. Bazuar në punën e John Napier dhe të tjerëve, matematikani anglez dhe prifti i Kishës së Anglisë William Oughtred shpiku rregullin e rrëshqitjes, i cili u përdor nga inxhinierët dhe shkencëtarët (përfshirë autorin e këtij artikulli) për 350 vitet e ardhshme, derisa u zëvendësua. me kalkulatorë xhepi në mesin e viteve shtatëdhjetë të shekullit të kaluar. ...

Përkufizimi

Logaritmi është operacioni i anasjelltë ndaj fuqisë. Numri y është logaritmi i x me bazën b

nëse respektohet barazia

Me fjalë të tjera, logaritmi i një numri të caktuar është një eksponent tek i cili duhet të rritet numri i quajtur bazë për të marrë numrin e dhënë. Mund të shprehet thjesht. Logaritmi është përgjigja e pyetjes "Sa herë duhet të shumëzoni një numër në vetvete për të marrë një numër tjetër". Për shembull, sa herë duhet të shumëzoni 5 në vetvete për të marrë 25? Përgjigja është 2, d.m.th.

Sipas përkufizimit të mësipërm

Klasifikimi i njësive logaritmike

Njësitë logaritmike përdoren gjerësisht në shkencë, teknologji dhe madje edhe në aktivitetet e përditshme si fotografia dhe muzika. Ekzistojnë njësi logaritmike absolute dhe relative.

Nëpërmjet njësitë logaritmike absolute shprehin madhësi fizike që krahasohen me një vlerë të caktuar fikse. Për shembull, dBm (decibel milivat) është njësia logaritmike absolute e fuqisë, e cila krahason fuqinë me 1 mW. Vini re se 0 dBm = 1 mW. Njësitë absolute janë të shkëlqyera për t'u përshkruar vlerë e vetme në vend të raportit të dy sasive. Njësitë logaritmike absolute të matjes së sasive fizike gjithmonë mund të shndërrohen në njësi të tjera, të zakonshme matëse të këtyre madhësive. Për shembull, 20 dBm = 100 mW ose 40 dBV = 100 V.

Ne anen tjeter, njësitë logaritmike relative përdoren për të shprehur një sasi fizike në formën e një raporti ose proporcioni të sasive të tjera fizike, për shembull, në elektronikë, ku përdoret një decibel (dB) për këtë. Njësitë logaritmike janë të përshtatshme për të përshkruar, për shembull, raportin e transferimit të sistemeve elektronike, domethënë marrëdhënien midis sinjaleve të daljes dhe hyrjes.

Duhet të theksohet se të gjitha njësitë logaritmike relative janë pa dimensione. Decibel, neper dhe emra të tjerë janë vetëm emra të veçantë që përdoren në lidhje me njësitë pa dimensione. Vini re gjithashtu se decibeli përdoret shpesh me prapashtesa të ndryshme, të cilat zakonisht i bashkëngjiten shkurtesës dB me vizë, si p.sh. dB-Hz, një hapësirë ​​si në dB SPL, pa asnjë simbol midis dB dhe prapashtesë, si në dBm, ose të mbyllura në thonjëza si në njësi dB (m²). Ne do të flasim për të gjitha këto njësi më vonë në këtë artikull.

Duhet të theksohet gjithashtu se konvertimi i njësive logaritmike në njësi të zakonshme shpesh nuk është i mundur. Megjithatë, kjo ndodh vetëm kur njerëzit flasin për marrëdhënie. Për shembull, koeficienti i transferimit të tensionit të një amplifikuesi prej 20 dB mund të konvertohet vetëm "herë", domethënë në një vlerë pa dimension - do të jetë e barabartë me 10. Në të njëjtën kohë, presioni i zërit i matur në decibel mund të konvertohet në paskale, pasi presioni i zërit matet në njësi logaritmike absolute, domethënë në lidhje me vlerën e referencës. Vini re se koeficienti i transferimit në decibel është gjithashtu një sasi pa dimension, megjithëse ka një emër. Rezulton konfuzion i plotë! Por ne do të përpiqemi ta kuptojmë.

Njësitë logaritmike të amplitudës dhe fuqisë

Fuqia... Dihet se fuqia është proporcionale me katrorin e amplitudës. Për shembull, fuqia elektrike, e përcaktuar me shprehjen P = U² / R. Kjo do të thotë, një ndryshim 10-fish i amplitudës shoqërohet nga një ndryshim 100-fish i fuqisë. Raporti i dy vlerave të fuqisë në decibel përcaktohet nga shprehja

10 log10 (P1 / P2) dB

Amplituda... Për shkak të faktit se fuqia është proporcionale me katrorin e amplitudës, raporti i dy vlerave të amplitudës në decibel përshkruhet me shprehjen

20 log10 (P1 / P2) dB.

Shembuj të vlerave dhe njësive logaritmike relative

• Njësitë e përbashkëta



• dB (decibel)- një njësi logaritmike pa dimensione e përdorur për të shprehur raportin e dy vlerave arbitrare të së njëjtës sasi fizike. Për shembull, në elektronikë, decibelët përdoren për të përshkruar amplifikimin e një sinjali në amplifikues ose dobësimin e një sinjali në kabllo. Decibeli është numerikisht i barabartë me logaritmin dhjetor të raportit të dy madhësive fizike, shumëzuar me dhjetë për raportin e fuqisë dhe shumëzuar me 20 për raportin e amplitudës.
• B (bel)- përdoret rrallë njësi matëse logaritmike pa dimensione e raportit të dy sasive fizike me të njëjtin emër, e barabartë me 10 decibel.
• N (neper)- njësi logaritmike pa dimensione e matjes së raportit të dy vlerave të së njëjtës sasi fizike. Ndryshe nga decibeli, neper përcaktohet si logaritmi natyror për të shprehur diferencën midis dy sasive x1 dhe x2 me formulën:
  

  R = ln (x1 / x2) = ln (x1) - ln (x2)

  
  Mund të konvertoni H, B dhe dB në faqen "Sound Converter".
• Muzikë, akustikë dhe elektronikë





s = 1000 ∙ log₁0 (f2 / f1)

• Teknologjia e antenës. Shkalla logaritmike përdoret në shumë njësi relative pa dimensione për të matur sasi të ndryshme fizike në teknologjinë e antenave. Në këto njësi, parametri i matur zakonisht krahasohet me parametrin përkatës të llojit standard të antenës.




• Komunikimi dhe transmetimi i të dhënave



• dBc ose dBc(decibel bartës, raporti i fuqisë) është fuqia pa dimensione e sinjalit të radios (niveli i rrezatimit) në raport me nivelin e rrezatimit në frekuencën e bartësit, e shprehur në decibel. Përcaktuar si S dBc = 10 log10 (bartës P / modulim P). Nëse vlera dBc është pozitive, atëherë fuqia e sinjalit të moduluar është më e madhe se fuqia e bartësit të pamoduluar. Nëse vlera dBc është negative, atëherë fuqia e sinjalit të moduluar është më e vogël se fuqia e bartësit të pamoduluar.
• Pajisje elektronike për riprodhimin e zërit dhe regjistrimin e zërit




• Njësi dhe sasi të tjera

Shembuj të njësive logaritmike absolute dhe vlerave decibel me prapashtesa dhe nivele referimi

• Fuqia, niveli i sinjalit (absolut)

• Tensioni (absolut)

• Rezistenca elektrike (absolute)
• dBΩ, dBohm ose dBΩ(decibel ohms, raporti i amplitudës) - rezistenca absolute në decibel në raport me 1 ohm. Kjo njësi matëse është e përshtatshme kur merret parasysh një gamë e madhe rezistence. Psh
• Akustika (niveli absolut i zërit, presioni i zërit ose intensiteti i zërit)

• Radari... Vlerat absolute të shkallës së regjistrit përdoren për të matur reflektimin e radarit në lidhje me një vlerë referencë.



• dBZ ose dB (Z)(raporti i amplitudës) - koeficienti absolut i reflektimit të radarit në decibel në raport me renë minimale Z = 1 mm6 m-3. 1 dBZ = 10 log (z / 1 mm6 m³). Kjo njësi tregon numrin e pikave për njësi të vëllimit dhe përdoret nga stacionet e radarëve meteorologjikë (radarët meteorologjikë). Informacioni i marrë nga matjet në kombinim me të dhëna të tjera, në veçanti, rezultatet e analizës së polarizimit dhe zhvendosjes Doppler, ju lejon të vlerësoni se çfarë po ndodh në atmosferë: nëse bie shi, borë, breshër ose një tufë insektesh. ose zogjtë që fluturojnë. Për shembull, 30 dBZ korrespondon me shiun e lehtë dhe 40 dBZ me shiun mesatar.
• dBη(raporti i amplitudës) - faktori absolut i reflektimit të radarit të objekteve në decibel në raport me 1 cm² / km³. Kjo vlerë është e përshtatshme nëse duhet të matni reflektueshmërinë e radarit të objekteve biologjike fluturuese, si zogjtë dhe lakuriqët e natës. Radarët e motit përdoren shpesh për të monitoruar objekte të tilla biologjike.
• dB (m²), dBsm ose dB (m²)(metër katror decibel, raporti i amplitudës) është një njësi absolute e matjes së zonës efektive të shpërndarjes së një objektivi (RCS, seksion kryq i radarit anglez, RCS) në lidhje me një metër katror. Insektet dhe objektivat me reflektim të ulët kanë një zonë shpërndarjeje efektive negative, ndërsa avionët e mëdhenj të pasagjerëve kanë një zonë pozitive.
• Komunikimi dhe transmetimi i të dhënave. Njësitë logaritmike absolute përdoren për të matur parametra të ndryshëm që lidhen me frekuencën, amplituda dhe fuqinë e sinjaleve të transmetuara dhe të marra. Të gjitha vlerat absolute në decibel mund të konvertohen në njësi të zakonshme që korrespondojnë me vlerën e matur. Për shembull, niveli i fuqisë së zhurmës në dBrn mund të konvertohet drejtpërdrejt në milivat.

• Njësi të tjera logaritmike absolute. Ka shumë njësi të tilla në degë të ndryshme të shkencës dhe teknologjisë, dhe këtu do të japim vetëm disa shembuj.
• Shkalla e shkallës Rihter të tërmetit përmban njësi logaritmike konvencionale (përdoret logaritmi dhjetor) që përdoren për të vlerësuar ashpërsinë e një tërmeti. Sipas kësaj shkalle, magnituda e një tërmeti përcaktohet si logaritmi dhjetor i raportit të amplitudës së valëve sizmike me një amplitudë shumë të vogël të zgjedhur në mënyrë arbitrare, e cila përfaqëson një magnitudë prej 0. Çdo hap i shkallës së Rihterit korrespondon me një rritje në amplitudë vibrimi me 10 herë.
• dBr(decibel në lidhje me nivelin e referencës, raporti në amplitudë ose fuqi, specifikohet në mënyrë eksplicite) - një njësi absolute logaritmike e matjes së çdo sasie fizike të specifikuar në një kontekst.
• dBSVL- Shpejtësia e dridhjeve të grimcave në decibel në lidhje me nivelin e referencës 5 ∙ 10-8 m / s. Emri vjen nga anglishtja. niveli i shpejtësisë së zërit - niveli i shpejtësisë së zërit. Shpejtësia e dridhjes së grimcave të mediumit quhet ndryshe shpejtësia akustike dhe përcakton shpejtësinë me të cilën lëvizin grimcat e mediumit kur vibrojnë në raport me pozicionin e ekuilibrit. Vlera e referencës 5 ∙ 10-8 m / s korrespondon me shpejtësinë e grimcave vibruese për zërin në ajër.

Kur kryeni matjet e parametrave të pajisjeve radio, mjaft shpesh është e nevojshme të merren me vlerat relative të shprehura në decibel [dB]. Në decibel shprehet intensiteti i zërit, fitimi i një faze në tension, rrymë ose fuqi, humbje në transmetim ose zbutje e sinjalit etj.

Decibeli është një njësi logaritmike universale. Përdorimi i përhapur i paraqitjes së vlerave në dB shoqërohet me komoditetin e një shkalle logaritmike, dhe kur llogaritni decibelët, respektoni ligjet e aritmetikës - ato mund të shtohen dhe zbriten nëse sinjalet kanë të njëjtën formë.

Ekziston një formulë për konvertimin e raportit të dy tensioneve me numrin e decibelëve (një formulë e ngjashme është e vlefshme për rrymat):

Për shembull, nëse prodhimi i U2 është në dyfishin e nivelit të U1, atëherë ky raport është +6 dB (Ig2 = 0,301). Nëse U2> U1 10 herë, atëherë raporti i sinjalit është 20 dB (Ig10 = 1). Nëse U1> U2, atëherë shenja e raportit ndryshon me minus 20 dB.

Për shembull, për një gjenerator matës, zbutësi për zbutjen e sinjalit të daljes mund të gradohet në dB. Në këtë rast, për të kthyer një vlerë nga decibel në një vlerë absolute, rezultati do të merret më shpejt nëse përdorni tabelën tashmë të llogaritur. 6; 1. Ka një diskrete prej 1 dB (që është mjaft e mjaftueshme në shumicën e rasteve) dhe një gamë vlerash 0 ...- 119 dB.

Tab. 6.1 mund të përdoret për të kthyer decibelët e dobësimit të zbutësit në nivelin e tensionit të daljes. Për lehtësinë e përdorimit të tabelës, do të jetë e nevojshme të vendosni një nivel tensioni prej 1 V (efektiv ose amplitudë) në daljen e gjeneratorit në mungesë të zbutjes (0 dB në zbutës). Në këtë rast, vlera përkatëse e dëshiruar e tensionit të daljes pas vendosjes së dobësimit është në kryqëzimin e grafikut horizontal dhe vertikal (vlerat në decibel shtohen në mënyrë aritmetike).

Vlera e tensionit të daljes në tabelë tregohet në mikrovolt (1 μV = 10-6 V). Unë

Duke përdorur këtë tabelë, nuk është e vështirë të zgjidhet problemi i kundërt - me tensionin e kërkuar, përcaktoni se sa dobësim i sinjalit duhet të vendoset në zbutës në decibel. Për shembull, për të marrë një tension prej 5 μV në daljen e gjeneratorit, siç shihet nga tabela, do të duhet të vendoset një zbutje prej 100 + 6 = 106 dB në zbutës. Raporti i fuqisë së dy sinjaleve në decibel llogaritet duke përdorur formulën:

Formula për fuqinë është e vlefshme me kusht që impedancat hyrëse dhe dalëse të pajisjes të jenë të njëjta, gjë që shpesh bëhet në pajisjet me frekuencë të lartë për të lehtësuar përputhjen e tyre me njëra-tjetrën.

Për të përcaktuar fuqinë, mund të përdorni tabelën e llogaritur. 6.2

Shpesh, në përdorimin praktik të dB, është e rëndësishme të dihet vlera absolute e raportit të dy madhësive, d.m.th. sa herë tensioni ose fuqia në dalje është më e madhe se në hyrje (ose anasjelltas). Nëse raporti i dy sasive është caktuar: K = U2 / U1 ose K = P2 / P1, atëherë mund të përdorni tabelën. 6.3 për të kthyer vlerën nga dB në herë (K) dhe anasjelltas.

Kështu, për shembull, një përforcues antene siguron një përforcim të fuqisë së sinjalit prej 28 dB. Nga tavolina. 6.3 mund të shihet se sinjali është përforcuar me një faktor prej 631.

Literatura: I.P. Shelestov - Skema të dobishme për amatorët e radios, libri 3.

] Zakonisht, decibelët përdoren për të matur fortësinë e një tingulli. Decibeli është logaritmi dhjetor. Kjo do të thotë se një rritje në volumin prej 10 decibel tregon se tingulli është bërë dy herë më i lartë se ai origjinal. Vëllimi i zërit në decibel zakonisht përshkruhet nga formula 10 Regjistri 10 (I / 10 -12) ku I është intensiteti i zërit në vat / metër katror.

Hapat

Tabela krahasuese e niveleve të zhurmës në decibel

Tabela më poshtë përshkruan nivelet e decibelit në rend rritës dhe shembujt e tyre përkatës të burimeve të zërit. Gjithashtu jep informacion mbi efektet negative në dëgjim para çdo niveli zhurme.

Nivelet e decibelit për burime të ndryshme zhurmash

Decibel	Shembull burimi	Ndikimi në shëndet
0	Heshtje	Në mungesë
10	Frymëmarrje	Në mungesë
20	Pëshpëritje	Në mungesë
30	Zhurma e qetë e sfondit në natyrë	Në mungesë
40	Tinguj në bibliotekë, zhurmë e qetë në sfond në qytet	Në mungesë
50	Bisedë e qetë, zhurmë normale e sfondit periferik	Në mungesë
60	Zhurma e zyrës ose restorantit, biseda me zë të lartë	Në mungesë
70	TV, zhurma e autostradës nga 15.2 metra (50 këmbë)	Shënimi; disa janë të pakëndshme
80	Zhurma nga fabrika, përpunuesi ushqimor, larja e makinave nga një distancë prej 6.1 metrash (20 këmbë)	Dëmtim i mundshëm i dëgjimit me ekspozim të zgjatur
90	Kositës lëndine, motoçikletë nga 7,62 m (25 ft)	Probabilitet i lartë i dëmtimit të dëgjimit nga ekspozimi i zgjatur
100	Motori i jashtëm, çekiç	Dëmtimi serioz i dëgjimit ka shumë të ngjarë me ekspozim të zgjatur
110	Koncert me zë të lartë rock, mulli çeliku	Mund të lëndohet menjëherë; ka shumë të ngjarë të shkaktojë dëmtim serioz të dëgjimit me ekspozim të zgjatur
120	Sharrë me zinxhir, bubullima	Zakonisht ka dhimbje momentale
130-150	Nisja e një luftani nga një aeroplanmbajtëse	Mund të ndodhë humbje e menjëhershme e dëgjimit ose këputje e daulles së veshit.

Matja e nivelit të zërit me instrumente

Përdorni kompjuterin tuaj. Me softuer dhe pajisje speciale, është e lehtë të matni nivelin e zhurmës në decibel pikërisht në kompjuterin tuaj. Më poshtë janë vetëm disa nga mënyrat se si mund ta bëni këtë. Vini re se përdorimi i pajisjeve të regjistrimit me cilësi më të mirë do të japë gjithmonë rezultate më të mira; me fjalë të tjera, mikrofoni i integruar në laptop mund të jetë i mjaftueshëm për disa detyra, por një mikrofon i jashtëm me cilësi të lartë do të japë rezultate më të sakta.

1. Përdorni një aplikacion celular. Për të matur nivelin e zërit kudo, aplikacionet celulare do të vijnë në ndihmë. Mikrofoni në pajisjen tuaj celulare mund të mos jetë aq i mirë sa një mikrofon i jashtëm i lidhur me kompjuterin tuaj, por mund të jetë çuditërisht i saktë. Për shembull, saktësia e leximit në një telefon celular mund të ndryshojë me 5 decibel nga pajisjet profesionale. Më poshtë është një listë e programeve për leximin e nivelit të zërit në decibel për platforma të ndryshme celulare:

   • Për pajisjet Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Mater
   • Për pajisjet Android: Sound Meter, Decibel Meter, Noise Meter, deciBel
   • Për telefonat Windows: Decibel Meter Falas, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro

2. Përdorni një matës profesional decibel. Kjo zakonisht nuk është e lirë, por mund të jetë mënyra më e lehtë për të marrë matje të sakta të nivelit të zërit që ju intereson. I quajtur edhe "matës i nivelit të zërit", kjo është një pajisje e specializuar (e disponueshme nga një dyqan online ose dyqan i specializuar) që përdor një mikrofon të ndjeshëm për të matur nivelin e zhurmës rreth tij dhe jep një lexim të saktë të decibelit. Meqenëse pajisje të tilla nuk janë shumë të kërkuara, ato mund të jenë mjaft të shtrenjta, shpesh duke filluar nga 200 dollarë, madje edhe për pajisjet e klasës hyrëse.

   • Vini re se matësi i nivelit të decibelit / zërit mund ta quajë atë paksa ndryshe. Për shembull, një pajisje tjetër e ngjashme e quajtur "noise meter" bën të njëjtën gjë si një matës i nivelit të zërit.

   Llogaritja e decibelëve

   1. Gjeni intensitetin e zërit në vat / metër katror. Në jetën e përditshme, decibelët përdoren si një masë e thjeshtë e zërit. Megjithatë, gjërat nuk janë aq të thjeshta. Në fizikë, decibelët shpesh shihen si një mënyrë e përshtatshme për të shprehur "intensitetin" e një valë zanore. Sa më e madhe të jetë amplituda e valës së zërit, aq më shumë energji transferon, aq më shumë grimca ajri dridhen në rrugën e saj dhe aq më intensiv është vetë tingulli. Për shkak të marrëdhënies së drejtpërdrejtë midis intensitetit të valës së zërit dhe zërit në decibel, është e mundur të gjesh vlerën e decibelit, duke ditur vetëm intensitetin e nivelit të zërit (i cili zakonisht matet në vat / metër katror)

      • Vini re se vlera e intensitetit është shumë e ulët për tingujt normalë. Për shembull, një tingull me një intensitet prej 5 × 10 -5 (ose 0,00005) vat / metër katror korrespondon me afërsisht 80 decibel, që përafërsisht korrespondon me volumin e një blenderi ose përpunuesi ushqimi.
      • Për një kuptim më të mirë të marrëdhënies midis intensitetit dhe nivelit të decibelit, le të zgjidhim një problem. Për shembull, le të marrim këtë: le të supozojmë se jemi inxhinierë të zërit dhe duhet të kalojmë përpara zhurmës së sfondit në studion e regjistrimit për të përmirësuar cilësinë e tingullit të regjistruar. Pas instalimit të pajisjes, ne regjistruam intensitetin e zhurmës së sfondit 1 × 10 -11 (0.00000000001) vat / metër katror... Më pas, duke përdorur këtë informacion, ne mund të llogarisim nivelin e zhurmës së sfondit të studios në decibel.

   2. Ndani me 10 -12. Nëse e dini intensitetin e zërit tuaj, mund ta lidhni lehtësisht në formulën 10Log 10 (I / 10 -12) (ku "I" është intensiteti në vat / metër katror) për të marrë vlerën e decibelit. Së pari, ndani 10 -12 (0.0000000000001). 10 -12 tregon intensitetin e zërit me një rezultat 0 në shkallën decibel, duke krahasuar intensitetin e zërit tuaj me këtë numër, do të gjeni raportin e tij me vlerën fillestare.

      • Në shembullin tonë, ne e ndamë vlerën e intensitetit 10 -11 me 10 -12 dhe morëm 10 -11 / 10 -12 = 10 .

   3. Le të llogarisim Regjistrin 10 të këtij numri dhe ta shumëzojmë me 10. Për të përfunduar zgjidhjen, gjithçka që duhet të bëni është të merrni logaritmin bazë 10 të numrit që rezulton dhe më në fund ta shumëzoni atë me 10. Kjo konfirmon që decibelët janë baza log 10 - me fjalë të tjera, një rritje prej 10 decibel në nivelin e zhurmës është një dyfishimi i volumit të zërit.

      • Shembulli ynë është i lehtë për t'u zgjidhur. Regjistri 10 (10) = 1.1 × 10 = 10. Prandaj, vlera e zhurmës së sfondit në studion tonë është 10 decibel... Është mjaft i qetë, por gjithsesi kapet nga pajisjet tona të regjistrimit me cilësi të lartë, kështu që ndoshta duhet të eliminojmë burimin e zhurmës për të arritur një regjistrim me cilësi më të lartë.

   4. Kuptimi i natyrës logaritmike të decibelëve. Siç u përmend më lart, decibelët janë vlera logaritmike me bazë 10. Për çdo vlerë të caktuar decibel, zhurma 10 decibel është dy herë më e lartë se ajo origjinale, dhe zhurma 20 decibel është katër herë më e madhe, e kështu me radhë. Kjo bën të mundur përcaktimin e një game të gjerë të intensiteteve të zërit që mund të perceptohen nga veshi i njeriut. Tingulli më i lartë që një person mund të dëgjojë pa përjetuar dhimbje është një miliard herë më i fortë se tingulli më i qetë që një person mund të dëgjojë. Duke përdorur decibel, ne shmangim përdorimin e numrave të mëdhenj për të përshkruar tingujt e zakonshëm - në vend të kësaj, na duhen vetëm tre shifra.

      • Mendoni se cila është më e lehtë për t'u përdorur: 55 decibel ose 3 × 10 -7 vat / metër katror? Të dyja vlerat janë të barabarta, por në vend që të përdorni shënimin shkencor (si një pjesë shumë e vogël e një numri), është shumë më i përshtatshëm të përdorni decibel, të cilët janë një lloj shkurtimi i thjeshtë për përdorim të lehtë të përditshëm.

Decibeli është një njësi matëse relative, nuk është si sasitë e tjera të njohura, prandaj nuk është përfshirë në sistemin SI të njësive matëse të pranuara përgjithësisht. Megjithatë, shumë llogaritje lejojnë përdorimin e decibelëve në të njëjtin nivel me njësitë absolute të matjes, madje edhe t'i përdorin ato si vlerë referencë.

Decibelët përcaktohen nga përkatësia në sasi fizike, prandaj nuk mund t'i atribuohen koncepteve matematikore. Kjo është e lehtë të imagjinohet nëse bëjmë një paralele me përqindjet, me të cilat decibelët kanë shumë të përbashkëta. Ata nuk kanë dimensione specifike, por në të njëjtën kohë janë shumë të përshtatshëm kur krahasoni 2 vlera me të njëjtin emër, edhe nëse ato janë të ndryshme në natyrë. Pra, nuk është e vështirë të imagjinohet se çfarë matet në decibel.

Historia e origjinës

Siç doli si rezultat i një studimi afatgjatë, ndjeshmëria nuk lidhet drejtpërdrejt me nivelin absolut të përhapjes së zërit. Është një masë e fuqisë që aplikohet në një njësi të caktuar të zonës që është në zonën e ekspozimit ndaj valëve të zërit, e cila sot matet në decibel. Si rezultat, u krijua një proporcion kurioz - sa më shumë hapësira i përket zonës së përdorshme të veshit të njeriut, aq më mirë është për perceptimin e fuqive minimale.

Kështu, studiuesi Alexander Graham Bell ishte në gjendje të vërtetonte se kufiri i perceptimit të veshit të njeriut është 10 deri në 12 vat për metër katror. Të dhënat e marra mbulonin një gamë shumë të gjerë, e cila përfaqësohej vetëm nga disa vlera. Kjo krijoi disa shqetësime dhe studiuesi duhej të krijonte shkallën e tij të matjes.

Në versionin origjinal, shkalla e paemërtuar kishte 14 vlera - nga 0 në 13, ku pëshpëritja njerëzore kishte vlerën "3" dhe gjuha e folur - "6". Më pas, kjo shkallë u përdor gjerësisht, dhe njësitë e saj u quajtën bel. Për të marrë të dhëna më të sakta në një shkallë logaritmike, njësia origjinale u rrit 10 herë - kështu u formuan decibelët.

Informacion i pergjithshem

Para së gjithash, duhet theksuar se decibel është një e dhjeta e Bel, e cila është forma dhjetore e logaritmit që përcakton raportin midis 2 fuqive. Natyra e kapaciteteve që do të krahasohen është arbitrare. Gjëja kryesore është që rregulli të respektohet, duke përfaqësuar fuqitë e krahasuara në njësi të barabarta, për shembull, në vat. Për shkak të kësaj veçorie, përcaktimet e decibelit përdoren në zona të ndryshme:

• mekanike;
• elektrike;
• akustike;
• elektromagnetike.

Meqenëse aplikimi praktik tregoi se Bel doli të ishte një njësi mjaft e madhe, për qartësi më të mirë, u propozua të shumëzohej vlera e tij me dhjetë. Kështu, u shfaq njësia e pranuar përgjithësisht - decibel, në të cilën tingulli matet sot.

Pavarësisht zonës së gjerë të aplikimit, shumica e njerëzve e dinë se decibelët përdoren për të përcaktuar shkallën e zërit. Kjo vlerë karakterizon valët për metër katror. Kështu, një rritje në vëllim prej 10 decibel është e krahasueshme me një dyfishim të intensitetit të zërit.

Në legjislacion, decibeli njihej si vlera e llogaritur e nivelit të zhurmës së një dhome. Ishte karakteristikë përcaktuese për llogaritjen e fuqisë së lejueshme të zhurmës në ndërtesat e banimit. Kjo vlerë bën të mundur matjen e nivelit të lejuar të zhurmës në decibel në apartament dhe zbulimin e fakteve të shkeljes, nëse është e nevojshme.

Zona e aplikimit

Dizajnerët e telekomunikacionit sot përdorin decibelin si njësi bazë për krahasimin e performancës së pajisjes në një shkallë log. Mundësi të tilla ofrohen nga veçoria e projektimit të kësaj vlere, e cila është një njësi logaritmike e niveleve të ndryshme që përdoret për zbutjen ose, anasjelltas, përforcimin e fuqisë.

Decibeli përdoret gjerësisht në fusha të ndryshme të teknologjisë moderne. Çfarë matet në decibel sot? Këto janë vlera të ndryshme që ndryshojnë në një gamë të gjerë që mund të aplikohen:

• në sistemet që lidhen me transferimin e informacionit;
• radio inxhinieri;
• optikë;
• teknologji antenash;
• akustikë.

Kështu, decibelët përdoren për të matur karakteristikat e diapazonit dinamik, për shembull, ata mund të matin zërin e një instrumenti muzikor të caktuar. Dhe gjithashtu bëhet e mundur llogaritja e valëve të amortizuara në momentin e kalimit të tyre përmes mediumit thithës. Decibelët ju lejojnë të përcaktoni fitimin ose të rregulloni shifrën e zhurmës së krijuar nga amplifikatori.

Është e mundur të përdoren këto njësi pa dimensione si për sasitë fizike që lidhen me rendin e dytë - energjinë ose fuqinë, ashtu edhe për sasitë që lidhen me rendin e parë - rrymë ose tension. Decibelët hapin mundësinë e matjes së marrëdhënies midis të gjitha sasive fizike, dhe përveç kësaj, me ndihmën e tyre, krahasohen vlerat absolute.

Vëllimi i zërit

Komponenti fizik i fortësisë së ndikimit të zërit përcaktohet nga niveli i presionit të disponueshëm të zërit që vepron në një njësi të zonës së kontaktit, i cili matet në decibel. Niveli i zhurmës formohet nga shkrirja kaotike e tingujve. Një person reagon ndaj frekuencave të ulëta ose, anasjelltas, tingujve me frekuencë të lartë si ndaj tingujve më të qetë. Tingujt e nivelit të mesëm do të perceptohen si më të fortë pavarësisht të njëjtit intensitet.

Duke marrë parasysh perceptimin e pabarabartë të tingujve të frekuencave të ndryshme nga veshi i njeriut, u krijua një filtër frekuencash në bazë elektronike, i aftë për të transmetuar një shkallë ekuivalente tingulli me një njësi matëse, e cila shprehet në dBa - ku "a" tregon përdorimin e një filtri. Ky filtër, bazuar në normalizimin e matjes, është në gjendje të simulojë një vlerë të ponderuar të nivelit të zërit.

Aftësia e njerëzve të ndryshëm për të perceptuar tingujt është në intervalin e zëshmërisë nga 10 deri në 15 dB, dhe në disa raste edhe më e lartë. Kufijtë e perceptuar të intensitetit të zërit janë frekuenca nga 20 në 20 mijë Hertz. Tingujt më të lehtë për perceptim ndodhen në intervalin e frekuencës nga 3 në 4 kHz. Është zakon të përdoret kjo frekuencë në telefona, si dhe në transmetimet radio në valë të mesme dhe të gjata.

Me kalimin e viteve, diapazoni i tingujve të perceptuar ngushtohet, veçanërisht në spektrin me frekuencë të lartë, ku ndjeshmëria mund të reduktohet në 18 kHz. Kjo çon në një dëmtim të përgjithshëm të dëgjimit që prek shumë njerëz të moshuar.

Niveli i pranueshëm i zhurmës në ambientet e banimit

Me përdorimin e decibelit, u bë i mundur përcaktimi i një shkalle më të saktë të zhurmës për tingujt e ambientit. Ai pasqyron karakteristika që janë më të larta në saktësi në krahasim me shkallën origjinale të krijuar në kohën e duhur nga Alexander Bell. Duke përdorur këtë shkallë, autoritetet legjislative kanë përcaktuar nivelin e zhurmës, norma e së cilës është e vlefshme brenda ambienteve të banimit të destinuara për çlodhjen e qytetarëve.

Kështu, një vlerë prej "0" dB do të thotë heshtje e plotë, nga e cila dëgjohet zhurma në vesh. Vlera tjetër prej 5 dB përcakton gjithashtu heshtjen e plotë në prani të një tingulli të vogël sfondi që mbyt proceset e brendshme të trupit. Në 10 dB, tingujt e paqartë bëhen të dallueshëm - të gjitha llojet e shushurimës ose shushurimës së gjetheve.

Një vlerë prej 15 dB është në intervalin e qartë të tingujve më të qetë, siç është tik-takimi i një ore dore. Me një fuqi zëri prej 20 dB, mund të dalloni pëshpëritjet e kujdesshme të njerëzve në një distancë prej 1 metër. Shenja 25 dB ju lejon të dëgjoni më qartë një bisedë me një pëshpëritje dhe një shushurimë nga fërkimi i indeve të buta.

30 dB përcakton se sa decibel lejohen në një apartament gjatë natës dhe krahasohet me bisedën e heshtur ose me tik-takimin e orës së murit. Në 35 dB, të folurit e mbytur mund të dëgjohet qartë.

Niveli 40 decibel përcakton intensitetin e zërit të bisedës normale. Është mjaft me zë të lartë për të komunikuar lirshëm brenda dhomës, për të parë TV ose për të dëgjuar këngë muzikore. Kjo shenjë përcakton se sa decibel lejohen në apartament gjatë ditës.

Niveli i zhurmës së funksionimit

Krahasuar me nivelin e lejuar të zhurmës në decibel në një apartament, në prodhim dhe në aktivitetet e zyrës, nivelet e tjera të zërit lejohen gjatë orarit të punës. Këtu zbatohen kufizime të një rendi të ndryshëm, të rregulluara qartë për çdo lloj profesioni. Rregulli bazë në këto kushte është shmangia e niveleve të zhurmës që mund të ndikojnë negativisht në shëndetin e njeriut.

Në zyra

Vlera e nivelit të zhurmës prej 45 dB është brenda kufijve të dëgjueshmërisë së mirë dhe është e krahasueshme me zhurmën e një stërvitjeje ose një motori elektrik. Zhurma prej 50 dB karakterizohet gjithashtu nga kufizime të shkëlqyera të dëgjueshmërisë dhe është e njëjtë me forcën e zërit të një makinë shkrimi.

Niveli i zhurmës prej 55 decibel mbetet në dëgjueshmëri të shkëlqyeshme, ai mund të përfaqësohet nga shembulli i një bisede të njëkohshme tingëlluese midis disa njerëzve në të njëjtën kohë. Ky tregues merret si shenja e sipërme e pranueshme për hapësirën e zyrës.

Në blegtori dhe aktivitete nëpunësore

Niveli i zhurmës prej 60 dB konsiderohet i ngritur, ky nivel zhurme mund të gjendet në zyrat ku punojnë shumë makina shkrimi në të njëjtën kohë. Treguesi prej 65 dB gjithashtu konsiderohet i rritur dhe mund të rregullohet kur pajisja e printimit është në punë.

Niveli i zhurmës, që arrin 70 dB, mbetet i ngritur dhe gjendet në fermat blegtorale. Vlera e zhurmës prej 75 dB është niveli ekstrem i zhurmës dhe mund të vërehet në fermat e shpendëve.

Në prodhim dhe transport

Me një shenjë prej 80 dB, vendoset një nivel zëri i lartë, ekspozimi i zgjatur ndaj të cilit do të rezultojë në humbje të pjesshme të dëgjimit. Prandaj, kur punoni në kushte të tilla, rekomandohet përdorimi i mbrojtësve të veshit. Niveli i zhurmës prej 85 dB është gjithashtu brenda nivelit të zërit të lartë, i cili mund të krahasohet me funksionimin e pajisjeve të një mulli thurjeje.

Shifra e zhurmës prej 90 dB mbetet brenda gamës së zërit të lartë, një nivel i tillë zhurme mund të regjistrohet kur një tren është në lëvizje. Niveli i zhurmës prej 95 dB arrin kufijtë ekstremë të zërit të lartë, një nivel i tillë zhurme mund të zbulohet në një dyqan rrotullimi metalik.

Kufizoni nivelin e zhurmës

Niveli i zhurmës në rreth 100 dB arrin kufijtë e zërit tepër të lartë, mund të krahasohet me rrokullisjen e bubullimës. Puna në kushte të tilla konsiderohet e dëmshme për shëndetin dhe kryhet në kuadër të një kohe të caktuar shërbimi, pas së cilës një person konsiderohet i papërshtatshëm për punë të dëmshme.

Vlera e zhurmës prej 105 dB është gjithashtu brenda kufijve të një tingulli tepër të lartë, zhurma e një force të tillë krijohet nga një prerës gazi gjatë prerjes së metalit. Niveli i zhurmës prej 110 dB mbetet brenda kufijve të një tingulli tepër të lartë, një tregues i tillë regjistrohet gjatë ngritjes së helikopterit. Niveli i zhurmës prej 115 dB konsiderohet kufiri për kufijtë e tingullit tepër të lartë, një zhurmë e tillë emetohet nga një rërë.

Niveli i zhurmës prej 120 dB konsiderohet i padurueshëm dhe mund të krahasohet me funksionimin e një çekiçi. Niveli i zhurmës prej 125 dB karakterizohet gjithashtu nga një nivel zhurme i padurueshëm, i cili arrihet nga avioni në fillim. Niveli maksimal i zhurmës në dB konsiderohet të jetë kufiri në rreth 130, pas së cilës vendoset pragu i dhimbjes, të cilin jo të gjithë mund ta durojnë.

Niveli kritik i zhurmës

Niveli i zhurmës në rreth 135 dB konsiderohet i papranueshëm; një person që e gjen veten në zonën e një tingulli të tillë do të marrë një tronditje. Niveli i zhurmës prej 140 dB gjithashtu çon në tronditje, një tingull i tillë që shoqëron nisjen e një aeroplani reaktiv. Në një nivel zhurme prej 145 dB, shpërthen një granatë copëzuese.

Thyerja e një predhe kumulative në armaturën e tankeve arrin 150-155 dB, zhurma e një force të tillë çon në tronditje dhe lëndime. Mbi 160 dB, shfaqet një pengesë zëri, zëri që tejkalon këtë kufi çon në këputje të daulleve të veshit, kolaps të mushkërive dhe dëmtime të shumta nga valët e goditjes, duke rezultuar në vdekje të menjëhershme.

Ndikimi në trupin e tingujve të padëgjueshëm

Një tingull me një frekuencë nën 16 Hz quhet infra të kuqe, dhe nëse frekuenca e tij kalon 20 mijë Hz, atëherë një tingull i tillë quhet ultratinguj. Daullet e veshit të njeriut janë të paaftë për të kapur tinguj të kësaj frekuence, kështu që ato janë jashtë rrezes së dëgjimit të njeriut. Decibelët, në të cilët matet zëri sot, përcaktojnë edhe kuptimin e tingujve të padëgjueshëm.

Tingujt me frekuencë të ulët, që variojnë nga 5 në 10 Hz, tolerohen dobët nga trupi i njeriut. Një ndikim i tillë mund të aktivizojë keqfunksionimet në punën e organeve të brendshme dhe të ndikojë në aktivitetin e trurit. Përveç kësaj, intensiteti i frekuencave të ulëta prek indin kockor, duke provokuar dhimbje kyçesh tek personat që vuajnë nga sëmundje të ndryshme apo të lënduar.

Burimet e përditshme të ultrazërit janë automjete të ndryshme dhe mund të jenë edhe bubullima ose funksionimi i pajisjeve elektronike. Ndikime të tilla shprehen në ngrohjen e indeve, dhe forca e ndikimit të tyre varet nga distanca në burimin aktiv dhe nga shkalla e zërit.

Ekzistojnë gjithashtu kufizime të caktuara për vendet publike të punës me rreze të padëgjueshme. Fuqia maksimale e tingullit infra të kuqe duhet të mbahet brenda 110 dBa, dhe fuqia e ultrazërit është e kufizuar në 125 dBa. Edhe qëndrimi afatshkurtër në zona ku presioni i zërit kalon 135 dB të çdo frekuence është rreptësisht i ndaluar.

Ndikimi i zhurmës nga pajisjet e zyrës dhe metodat e mbrojtjes

Zhurma e emetuar nga një kompjuter dhe pajisje të tjera organizative mund të jetë më e lartë se 70 dB. Në këtë drejtim, ekspertët nuk rekomandojnë instalimin e një numri të madh të kësaj pajisje në një dhomë, veçanërisht nëse nuk është e madhe. Rekomandohet instalimi i njësive me zhurmë jashtë ambienteve ku ka njerëz.

Për të ulur nivelin e zhurmës në punimet e mbarimit, përdoren materiale me veti thithëse të zërit. Përveç kësaj, mund të përdorni perde të bëra prej pëlhure të trashë ose, në raste ekstreme, arinj, duke mbuluar daullet e veshit nga goditja.

Sot, në ndërtimin e ndërtesave moderne, ekziston një standard i ri që përcakton shkallën e izolimit të zërit të ambienteve. Muret dhe tavanet e ndërtesave të ndërtesave të banimit kontrollohen për rezistencë ndaj zhurmës. Nëse niveli i izolimit të zërit është nën kufirin e pranueshëm, ndërtesa nuk mund të vihet në funksion derisa problemet të korrigjohen.

Përveç kësaj, sot ata vendosin kufij në fuqinë e zërit për pajisje të ndryshme sinjalizuese dhe paralajmëruese. Për sistemet e mbrojtjes nga zjarri, për shembull, forca e zërit të sinjalit paralajmërues duhet të jetë midis 75 dBa dhe 125 dBa.