Transkrypcja DB. Przeliczanie wartości z decybeli na wartości bezwzględne i moc

Internet jest pełen podobnych kalkulatorów, ale chciałem też stworzyć własny. Na pewno nikogo nie zaskoczę stwierdzeniem, że i tutaj to działa JavaScript, a całe obciążenie obliczeniowe spada na Twoją przeglądarkę. Jeżeli pola są puste, oznacza to, że Twoja przeglądarka nie współpracuje JavaScript-ohm, i obliczenia nie zadziałają :(

19 grudnia 2017 r pojawił się konwerter jednostek EMC. Być może lepiej odpowiada Twoim potrzebom?

Warunki korzystania proste jak cholera. Zmień wartość dowolnej wartości, a wszystkie pozostałe wartości zostaną automatycznie przeliczone.

Konwersja stosunku mocy padającej i odbitej na SWR:

Na wszelki wypadek podpowiedź do stosowania:
Przelicz dBµV V dBm(dBμV do dBm) W polu „Napięcie, dBμV” wprowadź wartość napięcia w decybelach-mikrowoltach. Jeśli masz wartość w decybelach miliwoltach (dBmV), po prostu dodaj do niej 60 dB (0 dBmV ≡ 60 dBmV). Nie zapominaj, że aby zamienić napięcie na moc, musisz także znać rezystancję obciążenia! Przelicz dBm V dBµV(dBm w dBμV) W polu „Moc, dBm” wprowadź wartość mocy w decybelach-miliwatach. Jeśli masz wartość w decybelach, po prostu odejmij od niej 30 dB (0 dBW ≡ 30 dBm). Nie zapominaj, że aby przeliczyć moc na napięcie, musisz także znać rezystancję obciążenia! Przeliczanie decybeli na razy Wpisz do tabeli zmianę poziomu w decybelach, a kalkulator pokaże, ile razy zmieni się napięcie i moc. Kalkulator nie lubi liczb ujemnych i zastępuje je liczbami dodatnimi. Przelicz czasy na decybele W tabeli wpisz w odpowiednie pole zmianę poziomu napięcia lub mocy sygnału, a dowiesz się, ile to jest decybeli. Jednocześnie przeliczona zostanie zmiana drugiej wielkości. Kalkulator nie lubi liczb ujemnych i zastępuje je liczbami dodatnimi. W rzeczywistości wzrost 0,5-krotny jest zmniejszeniem 2-krotnym i fizycznie nie ma różnicy. Ale tak jest jaśniej! Przelicz współczynnik mocy na SWR. W odpowiednich polach wpisz wartości mocy padającej i odbitej. Jeżeli zamiast wartości masz ich różnicę, od razu wpisz tę różnicę w pole dla różnicy i zignoruj ​​dwa górne pola. Przelicz SWR na stosunek mocy. Wpisz wartość SWR w odpowiednie pole, a kalkulator obliczy stosunek mocy, i dla podanej wartości P FWD wprowadzi odpowiednią wartość P REF

Ludzie naprawdę lubią określone dźwięki, na przykład muzykę. Podnosi na duchu, a czasem nawet wywołuje uczucie błogości. Parada Świętego Mikołaja w Toronto (Kanada), 2010.

Informacje ogólne

Poziom dźwięku określa jego głośność i jest stosowany w akustyce - nauce badającej poziom i inne właściwości dźwięku. Kiedy ludzie mówią o głośności, często mają na myśli poziom dźwięku. Niektóre dźwięki są bardzo nieprzyjemne i mogą powodować szereg problemów psychologicznych i fizjologicznych, inne natomiast, takie jak muzyka, szum fal i śpiew ptaków, działają uspokajająco, atrakcyjnie i poprawiają nastrój.

Tabela wartości w decybelach oraz stosunków amplitud i mocy

Ta tabela pokazuje, jak skala logarytmiczna pozwala opisać bardzo duże i bardzo małe liczby reprezentujące stosunki mocy, energii lub amplitud.

Ludzkie ucho jest bardzo wrażliwe i słyszy dźwięki od szeptu z odległości 10 metrów po hałas silników odrzutowych. Moc akustyczna petardy może być 100 000 000 000 000 razy większa niż najsłabszy dźwięk słyszalny przez ludzkie ucho (20 mikropaskali). To bardzo duża różnica! Ponieważ ucho ludzkie jest w stanie wykryć tak szeroki zakres głośności dźwięku, do pomiaru natężenia dźwięku stosuje się skalę logarytmiczną. W skali decybeli najsłabszy dźwięk, zwany progiem słyszalności, ma poziom 0 decybeli. Dźwięk 10 razy głośniejszy od progu słyszalności ma poziom 20 decybeli. Jeśli dźwięk jest 30 razy głośniejszy niż próg słyszalności, jego poziom wyniesie 30 decybeli. Poniżej znajdują się przykłady głośności różnych dźwięków:

• Próg słyszenia - 0 dB
• Szept - 20 dB
• Cicha rozmowa w odległości 1 m - 50 dB
• Mocny odkurzacz w odległości 1 m - 80 dB
• Dźwięk, który przy długotrwałym narażeniu może powodować uszkodzenie słuchu - 85 dB
• Przenośny odtwarzacz multimedialny przy pełnej głośności - 100 dB
• Próg bólu - 130 dB
• Myśliwski silnik turboodrzutowy w odległości 30 m - 150 dB
• Błysk i dźwięk granatu ręcznego M84 w odległości 1,5 m - 170 dB

Muzyka

Według archeologów muzyka zdobi nasze życie od co najmniej 50 000 lat. Otacza nas wszędzie – muzyka jest obecna we wszystkich kulturach i zdaniem naukowców jednoczy nas z innymi ludźmi – w społeczeństwie, w rodzinie, w grupie zainteresowań. Matki śpiewają kołysanki swoim dzieciom; ludzie chodzą na koncerty; przy muzyce odbywają się tańce, zarówno ludowe, jak i nowoczesne. Muzyka przyciąga nas swoją regularnością i rytmem, gdyż często szukamy porządku i przejrzystości w życiu codziennym.

Zanieczyszczenie hałasem

W przeciwieństwie do muzyki, niektóre dźwięki sprawiają, że czujemy się bardzo nieprzyjemnie. Hałas powodowany działalnością człowieka, który przeszkadza ludziom lub szkodzi zwierzętom, nazywany jest zanieczyszczeniem hałasem. Powoduje szereg problemów psychologicznych i fizjologicznych u ludzi i zwierząt, takich jak bezsenność, zmęczenie, zaburzenia ciśnienia krwi, utrata słuchu na skutek głośnego hałasu i inne problemy.

Źródła hałasu

Hałas może być spowodowany wieloma czynnikami. Transport jest jedną z głównych substancji zanieczyszczających środowisko hałasem. Samoloty, pociągi i samochody emitują dużo hałasu. Źródłem hałasu są także urządzenia znajdujące się w różnych zakładach na obszarze przemysłowym. Osoby mieszkające w pobliżu turbin wiatrowych często skarżą się na hałas i związane z nim choroby. Prace naprawcze, szczególnie te wymagające użycia młotów pneumatycznych, zwykle powodują duży hałas. W niektórych krajach ludzie trzymają psy, często ze względów bezpieczeństwa. Te psy, najczęściej te, które mieszkają na podwórku, szczekają, jeśli w pobliżu znajdują się inne psy i nieznajomi. W dzień nie jest to aż tak zauważalne, gdy dookoła jest już dużo hałasu, natomiast w nocy jest to bardzo wyraźnie słyszalne. Hałas w obszarach mieszkalnych jest często powodowany przez głośną muzykę w domach, barach i restauracjach.

]Zazwyczaj do pomiaru głośności dźwięku używa się decybeli. Decybel to logarytm dziesiętny. Oznacza to, że wzrost głośności o 10 decybeli oznacza, że ​​dźwięk stał się dwukrotnie głośniejszy od pierwotnego. Głośność dźwięku w decybelach opisuje się zwykle wzorem 10Log 10 (I/10 -12), gdzie I to natężenie dźwięku w watach/metr kwadratowy.

Kroki

Tabela porównawcza poziomów hałasu w decybelach

Poniższa tabela opisuje poziomy decybeli w kolejności rosnącej i odpowiadające im przykłady źródeł dźwięku. Dla każdego poziomu hałasu podana jest także informacja o negatywnym wpływie na słuch.

Pomiar poziomu dźwięku za pomocą przyrządów

Skorzystaj ze swojego komputera. Dzięki specjalnym programom i sprzętowi łatwo jest zmierzyć poziom hałasu w decybelach bezpośrednio na komputerze. Poniżej znajdziesz tylko niektóre sposoby, jak możesz to zrobić. Należy pamiętać, że używanie sprzętu nagrywającego wyższej jakości zawsze daje lepsze rezultaty; Innymi słowy, wbudowany mikrofon laptopa może wystarczyć do niektórych zadań, ale wysokiej jakości mikrofon zewnętrzny zapewni dokładniejsze wyniki.

1. Skorzystaj z aplikacji mobilnej. Do pomiaru poziomu dźwięku w dowolnym miejscu przydadzą się aplikacje mobilne. Mikrofon w urządzeniu mobilnym prawdopodobnie nie zapewni tej samej jakości, co mikrofon zewnętrzny podłączony do komputera, ale może być zaskakująco dokładny. Na przykład dokładność odczytu na telefonie komórkowym może różnić się o 5 decybeli od dokładności sprzętu profesjonalnego. Poniżej znajduje się lista programów do odczytu poziomu dźwięku w decybelach dla różnych platform mobilnych:

   • Dla urządzeń Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Miernik poziomu dźwięku
   • Dla urządzeń z systemem Android: miernik dźwięku, miernik decybeli, miernik hałasu, decybel
   • Dla telefonów z systemem Windows: Decibel Meter Free, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro

2. Użyj profesjonalnego decybeliomierza. Zwykle nie jest to tanie rozwiązanie, ale może być najłatwiejszym sposobem uzyskania dokładnych pomiarów poziomu dźwięku, który Cię interesuje. Nazywany także „miernikiem poziomu dźwięku”, jest to specjalistyczne urządzenie (można je kupić w sklepie internetowym lub wyspecjalizowanych sklepach), które wykorzystuje czuły mikrofon do pomiaru poziomu hałasu w otoczeniu i podaje dokładną wartość w decybelach. Ponieważ takie urządzenia nie cieszą się dużym zainteresowaniem, mogą być dość drogie, często zaczynając od 200 dolarów, nawet w przypadku urządzeń klasy podstawowej.

   • Należy pamiętać, że miernik decybeli/poziomu dźwięku może mieć nieco inną nazwę. Na przykład inne podobne urządzenie zwane miernikiem hałasu robi to samo, co miernik poziomu dźwięku.

   Matematyczne obliczanie decybeli

   1. Sprawdź natężenie dźwięku w watach na metr kwadratowy. W życiu codziennym decybele są prostą miarą głośności. Jednak nie wszystko jest takie proste. W fizyce decybele są często postrzegane jako wygodny sposób wyrażania „natężenia” fali dźwiękowej. Im większa amplituda fali dźwiękowej, tym więcej energii przekazuje, tym więcej cząstek powietrza wibruje na jej drodze i tym intensywniejszy jest sam dźwięk. Ze względu na bezpośredni związek między natężeniem fali dźwiękowej a głośnością w decybelach, możliwe jest znalezienie wartości decybeli, znając jedynie natężenie poziomu dźwięku (które zwykle mierzy się w watach na metr kwadratowy).

      • Należy pamiętać, że w przypadku normalnych dźwięków wartość intensywności jest bardzo niska. Na przykład dźwięk o natężeniu 5 × 10 -5 (lub 0,00005) watów/metr kwadratowy odpowiada w przybliżeniu 80 decybelom, co odpowiada w przybliżeniu objętości blendera lub robota kuchennego.
      • Aby lepiej zrozumieć związek pomiędzy intensywnością a poziomem decybeli, rozwiążmy problem. Weźmy to jako przykład: Załóżmy, że jesteśmy inżynierami dźwięku i musimy wyprzedzić poziom szumów tła w studiu nagraniowym, aby poprawić jakość nagrywanego dźwięku. Po zainstalowaniu sprzętu rejestrowaliśmy natężenie hałasu w tle 1 × 10 -11 (0,00000000001) wat/metr kwadratowy. Korzystając z tych informacji, możemy następnie obliczyć poziom hałasu tła w studiu w decybelach.

   2. Podziel przez 10 -12. Jeśli znasz intensywność swojego dźwięku, możesz łatwo podłączyć ją do wzoru 10Log 10 (I/10 -12) (gdzie „I” to natężenie w watach na metr kwadratowy), aby uzyskać wartość w decybelach. Najpierw podziel 10–12 (0,000000000001). 10 -12 wyświetla natężenie dźwięku o wartości 0 w skali decybeli. Porównując natężenie dźwięku z tą liczbą, znajdziesz jego stosunek do wartości początkowej.

      • W naszym przykładzie podzieliliśmy wartość intensywności 10 -11 przez 10 -12 i otrzymaliśmy 10 -11 / 10 -12 = 10 .

   3. Obliczmy Log 10 na podstawie tej liczby i pomnóżmy ją przez 10. Aby zakończyć rozwiązanie, wystarczy wziąć logarytm o podstawie 10 z otrzymanej liczby, a następnie pomnożyć ją przez 10. To potwierdza, że ​​decybele są wartością logarytmiczną o podstawie 10 - innymi słowy, wzrost poziomu hałasu o 10 decybeli oznacza podwojenie głośności dźwięku.

      • Nasz przykład jest łatwy do rozwiązania. Log 10 (10) = 1. 1 × 10 = 10. Zatem wartość szumu tła w naszym studiu jest równa 10 decybeli. Jest dość cichy, ale wciąż wychwytywany przez nasz wysokiej klasy sprzęt nagrywający, więc prawdopodobnie będziemy musieli wyeliminować źródło szumu, aby uzyskać nagranie wyższej jakości.

Słowo „decybel” składa się z dwóch części: przedrostka „deci” i rdzenia „bel”. „Deci” dosłownie oznacza „dziesiąty”, tj. dziesiąta część „bel”. Oznacza to, że aby zrozumieć, czym jest decybel, musisz zrozumieć, czym jest bel i wszystko się ułoży.

Dawno temu Alexander Bell odkrył, że człowiek przestaje słyszeć dźwięk, jeśli moc źródła tego dźwięku jest mniejsza niż 10-12 W/m2, a jeśli przekracza 10 W/m2, to przygotuj swoje uszy na nieprzyjemny ból - to jest próg bólu.

Jak widać różnica pomiędzy 10 -12 W/m2 a 10 W/m2 to aż 13 rzędów wielkości. Bell podzielił odległość pomiędzy progiem słyszenia a progiem bólu na 13 stopni: od 0 (10 -12 W/m2) do 13 (10 W/m2). W ten sposób wyznaczył skalę mocy akustycznej.

Tutaj możesz powiedzieć: „Och, wszystko jasne!” - dobrze! Ale potem robi się jeszcze ciekawiej.

Przejdź do rzeczy

Dowiedzieliśmy się tego decybel równa 1/10 Bel, ale jak to zastosować w życiu? Podam ci taki przykład:

• 0 dB - nic nie słychać
• 15 dB - ledwo słyszalne (szelest liści)
• 50 dB - Wyraźnie słyszalne
• 60 dB - Głośno

Ale po co to konieczne, skoro można na przykład powiedzieć: „poziom mocy akustycznej 0,1 W/m2”. Faktem jest, że eksperymentalnie ustalono, że dana osoba odczuwa zmianę jasności, głośności itp. gdy zmieniają się logarytmicznie. Lubię to:

Który wyraża się w belach jako stosunek poziomu mierzonego sygnału do pewnego sygnału odniesienia. 1 Bel = lg(P 1 / P 0), gdzie P 0 to moc akustyczna progu słyszalności, ale aby otrzymać decybel, wystarczy pomnożyć przez 10: 1 dB = 10*lg(P 1 / P 0)

Zatem decybel pokazuje logarytm stosunku poziomu jednego sygnału do drugiego i służy do porównania dwóch sygnałów. Nawiasem mówiąc, ze wzoru jasno wynika, że ​​​​decybeli można używać do porównywania dowolnych sygnałów (a nie tylko mocy akustycznej), ponieważ decybele są bezwymiarowe.

Osobliwości

Zamieszanie z decybelami powstaje, ponieważ istnieje kilka ich „rodzajów”. Nazywa się je umownie amplitudą i mocą (energią).

Formuła 1 dB = 10*lg(P 1 / P 0) - porównuje dwie wielkości energii w decybelach. W tym przypadku moc. I formuła 1 dB = 20*lg(A 1 /A 0) - porównuje dwie wielkości amplitudowe. Na przykład napięcie, prąd itp.
Bardzo łatwo jest przejść od decybeli amplitudy do decybeli energii i odwrotnie. Wystarczy po prostu zamienić ilości „nieenergetyczne” na energetyczne. Pokażę to na przykładzie prądu i napięcia.

Z definicji potęgi P = UI = U 2 / R = I 2 * R. Podstawmy do 10*lg(P 1 /P 0) i po przekształceniu otrzymamy 20*lg(A 1 /A 0) - wszystko jest proste .

Transformacje dla innych wartości amplitudy zostaną przeprowadzone w ten sam sposób. Jak zawsze, więcej można przeczytać w podręcznikach i podręcznikach.

Dlaczego wszystko musiało być skomplikowane?

Widzisz, dwie wielkości mogą różnić się miliony razy. Zatem prosty stosunek (P 1 /P 0) może dawać zarówno bardzo duże, jak i bardzo małe wartości. Zgadzam się, że w praktyce nie jest to zbyt wygodne. Może to być również jedną z przyczyn takiej przewagi decybeli (wraz z konsekwencją prawa Webera-Fechnera)

Zatem decybel pozwala na obliczenia w „papugach”, tj. czasami przechodzą na bardziej szczegółowe i mniejsze ilości. Które możesz szybko dodawać i odejmować w głowie. Jeśli jednak nadal chcesz oceniać stosunek u papug na podstawie znanej wartości w decybelach, to wystarczy zapamiętać prostą regułę mnemoniczną (zaobserwowałem to u Revici):

Jeśli stosunek wartości jest większy niż jeden, będzie to dodatni dB (+3 dB), a jeśli mniejszy, będzie ujemny (-3 dB). Zatem:

• 3 dB oznacza zwiększenie/zmniejszenie sygnału o jedną trzecią
• 6 dB oznacza wzrost/spadek o 2 razy
• 10 dB odpowiada 3-krotnej zmianie wartości
• 20 dB odpowiada 10-krotnej zmianie

A teraz przykład. Powiedzmy, że sygnał jest wzmacniany o 50 dB. A 50 dB = 10 dB + 20 dB + 20 dB = 3 * 10 * 10 = 300 razy. Te. sygnał został wzmocniony 300 razy.

Zatem decybel to po prostu wygodna konwencja inżynierska, która została wprowadzona w wyniku pewnych praktycznych pomiarów, a także korzyści płynących z praktycznego zastosowania.