|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ desibel nedir? Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Acemi radyo amatör Desibel, adını telefonun mucidi Alexander Graham Bell'den (1847-1922) alan logaritmik bir birim olan Bel'in onda biridir. Bir Bel, sinyal gücünde on kat artışa karşılık gelir: 10 dB = 1 B = Ig10. On kat güç zayıflaması -10 dB = -1 B = Ig0,1'e karşılık gelir. Bununla birlikte, güçte on kat değişiklik olan voltaj veya akım yalnızca 3,16 kez değişir (güç, voltaj veya akımın karesiyle orantılıdır). Dolayısıyla, desibel cinsinden ifade edilen kazanç G veya zayıflama a şu şekildedir: G, α(dB) = 10lg(P2/P1) = 20lg(U2/U1). Yaygın hatalara karşı uyaralım: "voltaj desibelleri" ve "güç desibelleri" yoktur - G \u20d 100 dB'lik bir amplifikatör, sinyal gücünü 10 kat ve voltajı (giriş ve çıkış empedansları eşitse) - 10 kere. Parantez içindeki madde esastır - sonuçta, gücü değiştirmeden alternatif voltajlar ve akımlar dönüştürülebilir. Gerilimi 20 kat artıran bir transformatörün kazancının 0 dB olduğunu söylemek kimsenin aklına gelmez. Önemsiz kayıpları hesaba katarsak kazancı G = 0,1 dB veya hatta α = - 1...XNUMX dB'dir. Yani, formülü kullanmak için G = 20log(U2/U1), G veya α = 1lg(P2/P10) formülü kısıtlama olmaksızın kullanılırken önce U2 giriş gerilimini ve U1 çıkış gerilimini aynı dirençlere getirmelisiniz. Herhangi bir devrenin, uzun hattın ve filtrenin ses hacmini, sinyal gücünü ve voltajını, amplifikasyonunu ve zayıflamasını (zayıflaması) desibel cinsinden ölçmenin son derece uygun olduğu ortaya çıktı. Hatlardaki zayıflama ve sinyal seviyelerini değerlendirmek için desibelleri yaygın olarak kullanan ilk kişiler telgraf operatörleri ve telefonculardı. Ana avantaj, hesaplamalarda çarpma ve bölmenin yerini akılda bile kolay olan toplama ve çıkarmanın alması ve logaritmik bir ölçekte oluşturulan grafiklerde birçok eğrinin düz hale gelmesiydi. Herhangi bir değeri desibel cinsinden okumak için başlangıç (sıfır) seviyesine ihtiyacınız vardır. Kazanç ve zayıflama hesaplanırken, cihazın girişindeki dikkate alınan değerin değeri (P1, U1) başlangıç seviyesi olarak işlev görür. Bir boyutu olan belirli, belirli niceliklerle uğraşıyorsak (logaritma yalnızca boyutsuz bir sayıdan alınabilir), o zaman başlangıç düzeyi ayarlanmalıdır. Sıfır ses düzeyi, ses yoğunluğunun (akustik enerji akış yoğunluğu) 10-12 W/m2 ve ses basıncının 2-10 Pa olduğu insan işitme duyusunun ortalama eşik duyarlılığına karşılık gelir. Bunlar son derece küçük miktarlardır. Örneğin, böyle bir ses gücünde salınan hava parçacıklarının hızı yalnızca 5 5-10 m / s'dir ve bu parçacıkların denge konumundan (8 Hz ses frekansında) yer değiştirmesi yalnızca 1000 2- 10 m, ki bu moleküllerin boyutuyla kıyaslanabilir! Bu, doğanın yarattığı mükemmel işitme organıdır. Diyelim ki hoparlörünüz 0,2 Pa'lık standart bir ses basıncı geliştiriyor (1 W giriş elektrik gücüyle 0,1 m mesafede), bu da 10 "4 W / m2'lik bir ses gücüne (referans kitabından belirlenir) karşılık geliyor. Sesi desibel cinsinden bulalım: 10lg(10-4/10-12) = 80 dB, bu yaklaşık olarak bir orkestranın hacmiyle aynıdır. Ses gücü ve ses yüksekliğinin ses basıncının karesiyle orantılı olması koşuluyla (tıpkı gücün voltajın karesiyle orantılı olması gibi): ses yüksekliği \u20d 0,2lg (2 / 10 5-) göz önüne alındığında, ses basıncı verilerini kullanarak bir referans kitabı olmadan yapabilirsiniz. 80) \u1d XNUMX db. Yönlendirme için Tablo XNUMX verilmiştir. XNUMX ses yüksekliği, ses yoğunluğu ve ses basıncı ile ilgili.
Desibel cinsinden ses yüksekliği ölçeğinin güçlü bir fiziksel, hatta daha iyi bir fizyolojik gerekçeye sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Gerçek şu ki, öznel ses yüksekliği algısının özelliği doğrusal değildir - logaritmik bir yasaya (ve diğer duyu organlarının özelliklerine) uyar. Bu, düşük seviyelerde seste gözle görülür bir artışa neden olmak için çok az ve yüksek seviyelerde oldukça fazla güç eklemeniz gerektiği anlamına gelir. Ancak başlangıç seviyesinin yüzdesi olarak artış aynı değerde, örneğin %26 olacaktır. Desibel olarak bu 10lg(1.26/1) = 1 dB olacaktır. Bu, logaritmik ölçeklerin "sırrı" dır - bazıları tarafından argümandaki bir artış, bazı zamanlarda fonksiyonda bir değişikliğe neden olur. Tablodaki sesin gücü. 1 desibel olarak da ifade edilebilir ve 1000 Hz frekans için değerler ses yüksekliği değerleri ile örtüşecektir. Ses aralığındaki diğer frekanslarda, insan işitme hassasiyeti biraz farklıdır ve eşit ses gücüyle, sübjektif olarak algılanan ses yüksekliği genellikle daha azdır. Farklı frekanslar (eğrilere yakın sayılar) için ses yoğunluğu ve ses yüksekliği arasındaki bağımlılık, Şekil 36'de gösterilmektedir. XNUMX.
Ters logaritmik, üstel bağımlılık, doğada doğrusaldan çok daha sık meydana gelir. Atmosferdeki hava basıncı sonraki her 2,72 km'de bir e faktörü (e = 8 - doğal logaritmaların tabanı) azalır, radyoaktif atomların sayısı ve kütleleri, yarı ömre eşit bir süre sonra yarıya iner, vb. Logaritmik ölçekte oluşturulan grafiklerdeki tüm benzer bağımlılıklar düz çizgiler olarak gösterilir. Güç genellikle 1mW seviyesine göre ölçülür. Bu "sıfır", 0,775 ohm'luk bir yüke 600 V'luk bir voltaja karşılık gelen standart bir telefon seviyesi olarak alınır. Mikrodalga teknolojisinde de son derece sık kullanılır. Bu sıfır seviyesini belirtmek için (dB yerine) dBm gösterimini kullanın: P(dBm) = 101d(P/1mW). 1 mW'lık bir güç, 0 dBm, 1 W - +30 dBm, 0,1 mW - -10 dBm'ye karşılık gelir. Benzer şekilde, alan güçlerine genellikle 1 µV/m'de atıfta bulunulur, örneğin 46 dBµV'lik bir alan kuvveti, 200 µV/m'ye karşılık gelir. Değerlerin desibele dönüştürülmesini kolaylaştırmak için tablo kullanışlıdır. 2. İçinde sadece desibel birimleri verilmiştir, onlarca ile durum çok daha basittir. Her 10 dB güçte 10 kat ve voltajda 3,16 kat artış sağlar. 48 dB zayıflamalı filtre çıkışındaki sinyalin gücünün ve voltajının kaç kat azaldığını bulmak istensin. 48 = 40 + 8, 40 dB'nin 10000 kez ve 8 dB'nin 6,3 kez daha zayıflama verdiğini unutmayın. Sonuç olarak, filtre çıkış gücü 63 kat azalır. Gerilimdeki azalma bu sayının karekökü alınarak bulunabilir. 000 çıkıyor - çünkü güç, voltajın karesiyle orantılıdır. Ama hesaplamaya desibel cinsinden devam edeceğiz. 250 dB 40 kat ve 100 dB - 8 kat verir. Yine 2,5 kez çıkıyor.
Başka bir örnek. Amplifikatörün kazancı 17 dB'dir, giriş ve çıkış empedansları eşittir, voltaj kaç kez yükseltilir? Tabloda 17 dB yoktur, ancak 17 = 20 - 3'tür. 20 dB'lik bir kazanç, 10 katlık bir voltaj artışına karşılık gelir ve -3 dB, 1,4 katlık bir zayıflama anlamına gelir. Toplam: 10/1,4=7. Cevabı farklı bulalım: 17 = 8 + 9; 8 dB, 2,5 kat, 9 dB ise 2,8 kat voltaj artışına karşılık gelir. Bu sayıları zihnimizde çarpalım ve 2,5 2,8 = 7 elde edelim. Sonuç olarak, burada " bölümünde sunulan materyalle ilgili faydalı bir grafik var.Bu karmaşık Ohm yasası"(Radyo, 2002, No. 9, s. 52, 53). Orada r iç dirençli bir jeneratör ve R dirençli bir yükten oluşan en basit devreyi ele aldık. Maksimum gücün yüke aktarıldığı gösterildi. dirençler eşit olduğunda r = R. Peki eşit değillerse ne olacak? Yüke iletilen güç daha az olacak ama ne kadar olacak? Şekil 37'de cevap desibel cinsinden verilmiştir. uyumsuzluk katsayısı k = r/R.
Kendi kendine test için soru. Uyumsuzluk katsayısı k'ya bağlı olarak yüke iletilen gücün bağımlılığı için formülü alın ve ardından Şekil 37'e benzer bir grafik oluşturun. XNUMX. Bu grafikteki hangi bilgilerin gereksiz olduğunu ve basitleştirmek için ne yapılması gerektiğini düşünün. Cevap. EMF E'li bir kaynak ve r iç direnci ve R dirençli bir yük içeren basit bir devre için (Şekil 4), akım l \uXNUMXd E / (r + R)'dir.
Bu hem doğru hem de alternatif akım için geçerlidir. Yükteki voltaj U = ER / (r + R) olacaktır. Yükteki gücü bulun P = U l = E2R/(r+R)2. Yük ve kaynak dirençleri eşit olduğunda (R = r), bu güç maksimumdur ve P'dir.0 = E2/4r. P/P Uyuşmazlık Kaybını Bulun0 = 4rR/(r + R)2. Formülün sağ tarafının hem payını hem de paydasını R'ye bölersek2 ve r/R = k (uyumsuzluk katsayısı) olduğunu hesaba katarsak, P/P elde ederiz0 = 4k/(1+k)2. Bu, Şekil l'deki grafiğin kullandığı formüldür. 37. Elbette, formül P/P oranını verir.0 "zaman olarak" ve grafikte zaten desibele çevrilmiştir. Bir örnekle açıklayalım: k = 2 için güç oranı Р/Р olacaktır.0 = 8/9. Bir hesap cetvelinin yardımıyla (yazarın birkaç hesap makinesi ve bir bilgisayarın varlığına rağmen hala büyük bir başarıyla kullandığı), saniyenin çok kısa bir bölümünde uyumsuzluktan kaynaklanan kaybı - 0,5 dB buluyoruz. k = 0,5 ikamesinin tam olarak aynı kayıp değerini verdiğine dikkat etmek ilginçtir. Bu, yükün yarıya indirilmesinin (hem azalma hem de artış yönünde) yükteki güçte aynı azalmayı verdiği anlamına gelir. Durum gerçekten böyledir ve türettiğimiz formül k'= 1/k yerine koyduğumuzda aynı kalacaktır. Uyumsuzluk katsayısının başka bir tanımının literatürde sıklıkla bulunduğunu unutmayın: k'= R/r, ancak kayıp hesaplamasının sonuçları aynıdır. Böylece, Şekil l'deki grafik Logaritmik bir ölçek üzerine inşa edilen 37, k = 1 noktasına göre simetriktir. K'nin birden küçük veya birden büyük değerlerini alarak ve "k veya Apsis üzerinde 1/k". Bu, grafiğin fazlalığıdır. Gördüğünüz gibi, oldukça önemli bir uyumsuzlukla bile (yük direnci, kaynağın iç direncinden iki kat farklıdır), uyumsuzluktan kaynaklanan kayıplar çok küçüktür. Örneğin, bir ses frekansı yükselticisiyle uğraşıyorsak, ses seviyesindeki 0,5 dB'lik bir değişiklik pratikte duyulamaz. Büyük uyumsuzlukların olduğu alanda (" 1'e veya " 1'e), uyumsuzluktan kaynaklanan güç kaybı zaten önemli. Yazar: V.Polyakov, Moskova
Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor
06.05.2024 Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D
06.05.2024 Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024
▪ Mikro lensli kamera, kartal görüşünü taklit eder ▪ Canon EOS M10 Aynasız Fotoğraf Makinesi ▪ Almanya içten yanmalı motorlu arabaları reddediyor ▪ Supermicro A1SA7-2750F anakartta 17 SATA bağlantı noktası bulunur
▪ sitenin radyo amatörlerinin hayatından hikayeler bölümü. Makale seçimi ▪ makale Şair, halkın sevgisine değer vermeyin. Popüler ifade ▪ makale Paraşütü kim icat etti? ayrıntılı cevap ▪ makale Motosiklet yakıt göstergesi. Kişisel ulaşım ▪ makale Basit LC osilatörü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ Makale Harika iplik. Kimyasal deneyim
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri