El decibelio (DB del ) es una unidad logarítmica de medida que exprese la magnitud de una cantidad física (generalmente energía o intensidad) concerniente a un nivel de referencia especificado o implicado del . Su naturaleza logarítmica permite los cocientes muy grandes o muy pequeños que se representarán por un número conveniente, de una manera similar a la notación científica . Puesto que expresa un cociente de dos cantidades (de la misma unidad), es una unidad sin dimensiones .

El decibelio es útil para una gran variedad de medidas en la ingeniería (e. acústica de la ciencia y y la electrónica ) y otras disciplinas porque lineariza un &ndash del valor físico; e. intensidad de luz o nivel de &ndash del ruido; de qué cambios de la magnitud exponenciales son percibidos por los seres humanos como más o menos linear relacionándose (es decir una duplicación de intensidad real hace intensidad percibida aumentar siempre en áspero la misma cantidad, con independencia del nivel de intensidad original). Específicamente, un aumento de DB 3 corresponde a una duplicación aproximada de la energía. (En términos exactos, el factor es 10^3/10, o 1.24% diferentes de exactamente 2.) puesto que en muchos usos eléctricos la energía es proporcional al cuadrado del voltaje, un aumento de DB 3 implica un aumento en voltaje por un factor de aproximadamente √2, o cerca de 1. Semejantemente, un aumento de DB 6 corresponde a aproximadamente cuatro veces la energía y dos veces el voltaje, y así sucesivamente. (En términos exactos el factor de energía es 10^6/10, o cerca de 3.9811, un error relativo de cerca de 0.) Ver las fórmulas abajo para otros detalles.

Un decibelio es un décimo de un belio ( B ) del . Ideado por los ingenieros del laboratorio de teléfono de Bell para cuantificar la reducción en nivel audio sobre una 1 longitud de la milla (aproximadamente 1.6 kilómetros) del cable estándar del teléfono, el belio original fue llamado la unidad de transmisión del o el TU, pero retitulado en 1923 o 1924 en honor fundador de s del sistema Bell del 'y pionero Alexander Graham Bell de las telecomunicaciones. En muchas situaciones, sin embargo, el belio probó incómodo grande, así que el decibelio ha llegado a ser más común.

El decibelio no es una unidad del SI . En abril de 2003, el comité internacional para los pesos y las medidas (CIPM) consideraban una recomendación para su inclusión en el sistema del SI y decidían no adoptar esa recomendación. Después de la convención del SI, el d es minúsculo, pues representa el Deci del del prefijo del SI - se capitaliza, y el B, pues es una abreviatura de una unidad nombre-derivada (el belio). El decibelio nombre completo sigue las reglas inglesas de la capitalización generalmente para un sustantivo común . El símbolo del decibelio se califica a menudo con un sufijo, que indica se ha asumido qué cantidad de referencia. Por ejemplo, " dBm" indica que la cantidad de referencia es un milivatio. La práctica de atar un sufijo de esta manera, aunque no permitida por el SI, se sigue extensamente.

Las definiciones del decibelio y del belio utilizan los logaritmos base-10. Para una unidad similar usar logaritmos naturales al bajo e, ver el Neper .

Definiciones

Energía

Al referirse las medidas del accionan o la intensidad del, un cociente se puede expresar en decibelios evaluando diez veces el logaritmo base-10 del cociente de la cantidad medida al nivel de referencia. Así, si el λ del representa el cociente de un P ₁ del valor de la energía a otro P ₀ del valor de la energía, después el λ _dB del representa que el cociente expresado en decibelios y está calculado usar la fórmula:

$\backslash \; lambda\_\; \backslash \; mathrm\; \{DB\}\; =\; 10\; \backslash \; log\_\; \{10\}\; \backslash \; cebada\; bigg\; (\backslash \; frac\; \{P\_1\}\; \{P\_0\}\; \backslash )\; \backslash$ de la cebada bigg

Naturalmente, el P ₁ y el P ₀ deben tener la misma dimensión (es decir, debe medir el mismo tipo de cantidad), y se deben cuanto sea necesario convertir a las mismas unidades antes de calcular el cociente de sus valores numéricos. Observar eso si el P ₁ = el P ₀ en la ecuación antedicha, entonces λ_dB = 0. Si el P ₁ es mayor que el λ _dB del del P ₀ entonces es positivo; si el P ₁ es menos que el λ _dB del del P ₀ entonces es negativo.

El cambio de la ecuación antedicha da la fórmula siguiente para el P ₁ en términos de P ₀ y λ _dB del : $del$

l P_1 = 10^ \ frac {\ lambda_ \ mathrm {DB}} {10} P_0.

Puesto que un belio es igual a diez decibelios, las fórmulas correspondientes para la medida en los belios (λ _B del ) son

$\backslash \; lambda\_\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; =\; \backslash \; log\_\; \{10\}\; \backslash cebadabigg\; (\backslash \; frac\; \{P\_1\}\; \{P\_0\}\; \backslash $ del$$
) \ de la cebada bigg P_1 = 10^ {\ lambda_ \ mathrm {B}} P_0.

Amplitud, voltaje y corriente

Al referir a medidas de la amplitud del es generalmente considerar el cociente de los cuadrados del A ₁ (amplitud medida) y del A ₀ (amplitud de la referencia). Esto es porque en la mayoría de los usos la energía es proporcional al cuadrado de la amplitud. Así la definición siguiente se utiliza:

$\backslash \; lambda\_\; \backslash \; mathrm\; \{DB\}\; =\; 10\; \backslash \; log\_\; \{10\}\; \backslash \; cebada\; bigg\; (\backslash \; frac\; \{A\_1^2\}\; \{A\_0^2\}\; \backslash \; cebada\; bigg)\; =\; 20\; \backslash \; log\_\; \{10\}\; \backslash \; cebada\; bigg\; (\backslash \; frac\; \{A\_1\}\; \{A\_0\}\; \backslash \; cebada\; bigg)$

La fórmula se puede cambiar para dar $del$

l A_1 = 10^ \ frac {\ lambda_ \ mathrm {DB}} {20} A_0

Semejantemente, en los circuitos eléctricos, la energía disipada es típicamente proporcional al cuadrado del voltaje o actual cuando la impedancia se lleva a cabo constante. Tomando voltaje como ejemplo, esto lleva a la ecuación:

$G\_\; \backslash \; mathrm\; \{DB\}\; =20\; \backslash \; log\_\; \{10\}\; \backslash \; ido\; (\backslash \; frac\; \{V\_1\}\; \{V\_0\}\; \backslash )\; derecho\; \backslash \; patio\; \backslash \; mathrm\; \backslash \; patio$

donde está el voltaje el V ₁ que es medido, el V ₀ es un voltaje especificado de la referencia, y el G _dB es el aumento de la energía expresado en decibelios. Asimientos similares de una fórmula para la corriente.

Ejemplos

Observar que todos estos ejemplos rinden respuestas sin dimensiones en el DB porque son cocientes relativos expresados en decibelios.

para calcular el cociente de 1 kilovatio (un kilovatio, o de 1000 vatios) a 1 W en decibelios, utiliza la fórmula

$G\_\; \backslash \; mathrm\; \{DB\}\; =\; 10\; \backslash \; log\_\; \{10\}\; \backslash \; cebada\; bigg\; (\backslash \; frac\; \{1000\; \backslash \; mathrm\; \{W\}\}\; \{1\; \backslash \; mathrm\; \{W\}\}\; \backslash \; cebada\; bigg)\; =\; 30\; \backslash \; mathrm\; \{\}\; \backslash$ del DB

para calcular el cociente de 1 mW (un milivatio) a 10 W en decibelios, utiliza la fórmula

$G\_\; \backslash \; mathrm\; \{DB\}\; =\; 10\; \backslash \; log\_\; \{10\}\; \backslash \; cebada\; bigg\; (\backslash \; frac\; \{.001\; \backslash \; mathrm\; \{W\}\}\; \{10\; \backslash \; mathrm\; \{W\}\}\; \backslash \; cebada\; bigg)\; =\; -40\; \backslash \; mathrm\; \{\}\; \backslash$ del DB

para encontrar el valor del cociente del no-decibelio de DB 3, utiliza la fórmula $del$

l G = 10^ \ frac {3} {10} \ épocas 1 \ = 1.99526… \ aproximadamente 2 \

el
It será considerado que hay un aumento del DB 10 (disminución) para cada aumento del factor 10 (disminución) en el cociente del X ₁ al X ₀, y aproximadamente un aumento del DB 3 (disminución) para cada aumento del factor 2 (disminución).

Méritos

El uso de decibelios tiene un número de méritos:
Las leyes matemáticas del medio de los exponentes que el aumento total del decibelio de un sistema de varios componentes (tal como amplificadores consecutivos ) puede ser calculado simplemente sumando los aumentos del decibelio de los componentes individuales, algo que necesitando multiplicar factores de amplificación.
Una gama muy grande de cocientes se puede expresar con valores del decibelio en una gama de tamaño moderado, permitiendo que uno visualice claramente cambios enormes de una cierta cantidad. (Véase el presagiar el diagrama y el medio gráfico del logaritmo.)
En acústica, la escala del decibelio aproxima la opinión humana de la intensidad (que es sí mismo áspero logarítmica).

Aplicaciones

Acústica

El decibelio es de uso general en acústica cuantificar niveles sanos concerniente a una cierta referencia de 0 DB. El nivel de referencia se fija típicamente en el umbral de la opinión de un humano medio y hay las comparaciones comunes usadas para ilustrar diversos niveles de presión sana.

Una razón de usar el decibelio es que el oído es capaz de detectar una gama muy grande de las presiones sanas el cociente de la presión del de los sonidos que causa daño permanente de la exposición corta al límite que los oídos (indemnes) pueden oír están sobre un millón . Porque la energía del en una onda acústica es proporcional al cuadrado del de la presión, el cociente de la energía máxima a la energía mínima está sobre un (la escala del cortocircuito) trillón . Para ocuparse de tal gama, las unidades logarítmicas son útiles: el registro de un trillón es 12, así que este cociente representa una diferencia de DB 120. Puesto que el oído humano no es igualmente sensible a todas las frecuencias del sonido dentro del espectro entero, los niveles de ruidos en la sensibilidad humana máxima - por ejemplo, los armónicos más altos del centro A (entre 2 y 4 el kilociclo ) - se descomponen en factores más pesadamente en descripciones sanas usar una carga de frecuencia llamada de proceso .

Electrónica

El decibelio se utiliza algo que los cocientes o los porcentajes aritméticos porque cuando ciertos tipos de circulan, tal como amplificadores y atenuadores están conectados en serie, las expresiones del nivel del aumento en decibelios pueden ser agregadas y ser restadas. Es también campo común en disciplinas tales como audio, en el cual las características de la señal se expresan mejor en los logaritmos debido a la respuesta del oído humano.

En la electrónica y las telecomunicaciones de radio, el decibelio se utiliza para describir el cociente entre dos medidas de la energía eléctrica . Puede también ser combinado con un sufijo para crear una unidad absoluta de energía eléctrica. Por ejemplo, puede ser combinado con el " m" para el " milliwatt" para producir el " " de DBm ;. El dBm cero es el nivel de energía que corresponde a una energía de un milivatio, y 1 dBm es un decibelio mayor (cerca de 1.

Los decibelios se utilizan para explicar los aumentos y las pérdidas de una señal de un transmisor a un receptor con un cierto medio (espacio libre, coaxil de las guías de la onda, óptica de fibras, etc.) usar un presupuesto del acoplamiento.

En audio profesional, una unidad popular es el dBu (véase abajo para todas las unidades). El " u" soportes para el " unloaded", y fue elegido probablemente ser similar al " minúsculo; v", como dBv estaba el más viejo nombre para la misma cosa. Fue cambiado para evitar la confusión con el dBV. Esta unidad (dBu) es una medida del RMS del voltaje que utiliza como su referencia 0. Elegido por razones históricas, es el nivel voltaico en el cual usted consigue de 1 mW una energía en un resistor de 600 ohmios, que era la impedancia estándar de la referencia en casi todos los circuitos audios de baja impedancia profesionales.

El belio se utiliza para representar niveles de energía de ruido en especificaciones de la impulsión dura . Comparte el mismo símbolo ( B ) como el octeto .

La óptica

En un acoplamiento óptico, si una cantidad sabida de energía óptica, en el DBm (referido a 1 mW), se pone en marcha en una fibra, y las pérdidas, en DB (decibelios), de cada que se sabe el componente electrónico (e., conectadores, empalmes, y longitudes de la fibra), la pérdida total del acoplamiento puede ser calculado rápidamente por la adición y la substracción de las cantidades del decibelio.

En espectrometría y la óptica, el que bloquea la unidad usada para medir la densidad óptica es equivalente a −1 B. En astronomía, la magnitud evidente mide el brillo de una estrella logarítmico, puesto que, apenas pues el oído responde logarítmico a la energía acústica, el ojo responde logarítmico al brillo; sin embargo las magnitudes astronómicas invierten la muestra con respecto al belio, de modo que las estrellas más brillantes tengan las magnitudes más bajas del, y la magnitud aumenta para estrellas más débiles del .

Niveles de referencia comunes y unidades correspondientes

" Absolute" y " relative" medidas del decibelio

Aunque las medidas del decibelio estén siempre concerniente a un nivel de referencia, si el valor numérico de esa referencia está explícitamente e indicado exactamente, después la medida del decibelio se llama un " absolute" medida, en el sentido que el valor exacto de la cantidad medida se puede recuperar usar la fórmula dada anterior. Por ejemplo, puesto que el dBm indica la medida de energía concerniente a 1 milivatio,
0 dBm no significan ningún cambio a partir de 1 mW. Así, 0 dBm son el nivel de energía que corresponde a una energía del exactamente 1 mW.
3 DB de los medios 3 del dBm mayor de 0 dBm. Así, el dBm 3 es el nivel de energía que corresponde a los × 10^3/10; 1 mW, o aproximadamente 2 mW.
el dBm −6 significa DB 6 menos de 0 dBm. Así, − el dBm 6 es el nivel de energía que corresponde a 10^{− × 6/10}; 1 mW, o μW aproximadamente 250 (0.

Si el valor numérico de la referencia no se indica explícitamente, como en el aumento del DB de un amplificador, después de la medida del decibelio es puramente relativo. La práctica de atar un sufijo a la unidad básica del DB, formando unidades compuestas tales como dBm, dBu, el DBA, el etc, no es permitida por el SI. Sin embargo, la práctica es muy común, según lo ilustrado por los ejemplos siguientes.

Medidas absolutas

Energía eléctrica

DBm o DB del del dBmW (1 mW) - medida de energía concerniente a 1 milivatio. X_dBm = X_dBW + 30.

DB del DBW (1 W) - similar al dBm, a menos que el nivel de referencia sea 1 vatio . 0 dBW = dBm +30; -30 dBW = 0 dBm; X_dBW = X_dBm - 30.

Voltaje

Observar que el decibelio tiene una diversa definición cuando está aplicado al voltaje (según lo puesto en contraste con energía). Ver el " Definitions" sección arriba.

dBu o DB del del dBv (0.775 RMS ) - voltaje de V _{concerniente a 0. Original dBv, fue cambiado al dBu para evitar la confusión con el dBV. El " v" viene de " volt", mientras que " u" viene de " unloaded". el dBu se puede utilizar sin importar impedancia, pero se deriva de un 600  Ω carga que disipa 0  dBm (1  mW). Comparar el uso ambiguo del dBu en la ingeniería de radio.}

DB del del dBV (1 RMS ) - voltaje de V _{concerniente a 1 voltio, sin importar impedancia.}

DB del del dBmV (1 RMS ) - voltaje del mV _{concerniente a 1 milivoltio, sin importar impedancia. Ampliamente utilizado en redes de cabletelevisión, donde está cerca de 0 dBmV la fuerza nominal de una sola señal de la TV en los terminales del receptor. La televisión por cable utiliza el cable coaxial de 75 Ω, así que 0 dBmV corresponden -48.75 al dBm o ~13 nanovatio.}

Acústica

DB del del DB del (SPL) (nivel de presión sana ) - para el sonido en aire y otros gases, concerniente a 20 micropascals (μPa) = 2×10⁻⁵ PA, el sonido más reservado que un ser humano puede oír. Éste es áspero el sonido de un mosquito que vuela 3 metros lejos. Esto se abrevia a menudo apenas al " dB", que da a algunos la noción errónea que " dB" está una unidad absoluta por sí mismo. Para el sonido en el agua y otros líquidos, una presión de referencia de 1 μPa se utiliza.

nivel de intensidad sana del DB del del DB SIL - concerniente a 10⁻¹² W/m², que es áspero el umbral de la audiencia humana en aire.

nivel de energía sana del DB del del DB SWL - concerniente a 10⁻¹² W.

DB del (A), DB del (B), y DB del (C) el de estos símbolos es de uso frecuente denotar el uso de diversas cargas de frecuencia usadas para aproximar la respuesta del oído humano al sonido, aunque la medida todavía esté en DB (SPL). Otras variaciones que pueden ser consideradas son dB_A o DBA. Según estándares del ANSI, el uso preferred es escribir L_A = DB de x. Sin embargo, el DBA de las unidades y el DB (A) es todavía de uso general como taquigrafía para las medidas A-weighted. Comparar el dBc, usado en telecomunicaciones.

Energía o energía de radio

DB del del dBJ (J) - energía concerniente a 1 julio . 1 julio = 1 vatio-segundo, así que la densidad espectral del ruido se pueden expresar en dBJ.

DB del del dBm (mW) - energía concerniente a 1 milivatio .

dBμ o DB del del dBu (μV/m) - fuerza de campo eléctrico concerniente a 1 microvoltio por el metro . Comparar el uso ambiguo del dBu como unidad de nivel voltaico.

DB del del dBf (fW) - energía concerniente a 1 Femtowatt .

DB del del dBW (W) - energía concerniente a 1 vatio .

DB del del dBk (kilovatio) - energía concerniente a 1 kilovatio .

Medidas relativas

el DB del del dBd (dipolo) - el aumento delantero de una antena comparó a una antena de dipolo de media-onda .

el DBFS o el DB del de los dBfs ( completo) - la amplitud de una señal (generalmente audio) comparó al máximo que un dispositivo puede manejar antes de que ocurra el recortes . En sistemas digitales, 0 dBFS (pico) igualarían el del más alto nivel (número) el procesador son capaces de la representación. Los valores medidos son generalmente negativos, puesto que deben ser menos que el máximo.

DB del de DB-Hertzio ( Hertz ) - anchura de banda concerniente a 1 hertzio., 20 DB-Hertzios corresponden a una anchura de banda de 100 hertzios. De uso general en cálculos del presupuesto del acoplamiento.

DB del del dBi (isotrópico) - que el aumento delantero de una antena comparó a la antena isotrópica hipotético, que distribuye uniformemente energía en todas las direcciones.

DB del del dBiC (circular isométrica) - medida de energía concerniente a una antena isométrica circular polarizada.

el dBov o el DB del del dBO (sobrecarga ) - la amplitud de una señal (generalmente audio) comparó al máximo que un dispositivo puede manejar antes de que ocurra el recortes . Similar al dBFS, pero también aplicable a los sistemas análogos.

DB del del dBr (relativo) - simplemente una diferencia relativa al algo más, que se hace evidente en contexto. La diferencia de la respuesta de un filtro a los niveles nominales, por ejemplo.

DB del de DBrn del sobre el ruido de referencia . Ver también el DBrnC .

portador en relación con del DB del de DBc del - en las telecomunicaciones esto indica los niveles relativos de ruido o de energía máxima del banda lateral, comparados a la potencia de la portadora. Comparar el dBC, usado en acústica.

Cómputo

Los decibelios son prácticos para el cálculo mental, porque el adición de ellos es más fácil que multiplicando cocientes. Primero, sin embargo, uno tiene que poder convertir fácilmente entre los cocientes y los decibelios. La manera más obvia es memorizar los registros de pequeño prepara, pero hay algunos otros trucos que pueden ayudar.

Números redondos

Los valores de monedas y de billetes de banco son números redondos. Las reglas son: Uno es un

del número redondo Un número redondo es dos veces un número redondo: 2, 4, 8, 16, 32,

64 Diez veces un número redondo es un número redondo: 10,

100 La mitad de un número redondo es un número redondo: 50, 25, 12.25 El décimo de un número redondo es un número redondo: 5, 2.4 son aproximadamente iguales a 6.3, así que no cuidamos. Así los números redondos entre 1 y 10 son éstos: Cociente 1 1.3 8 10 DB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Esta tabla de logaritmos aproximada útil se reconstruye o se memoriza fácilmente.

4 la regla de la energía del → 6

A un lugar decimal de precisión, 4.

Ejemplos:
10 DB del → 6.0 de log₁₀ ( 4.0 )
10 DB del → 6.3 de log₁₀ ( 4.3 )
10 DB del → 6.7 de log₁₀ ( 4.7 )
10 DB del → 6.9 de log₁₀ ( 4.9 )

El " 789" regla

A un lugar decimal de precisión, → de x (½ • DB x + 5.

Ejemplos:
½ del → de 10 log₁₀ ( 7.5
½ del → de 10 log₁₀ ( 7.75
½ del → de 10 log₁₀ ( 8.1
½ del → de 10 log₁₀ ( 9.95
½ del → de 10 log₁₀ ( 10.0 DB = DB 10

energía del ½ del ≈ del DB −3

Una diferencia llana de DB ±3 es áspero doble/la media potencia (igual a un cociente de 1. Ése es porqué es de uso general como marca en el equipo sano y similares.

Otra secuencia común es 1, 2, 5, 10, 20, 50…. Este el prefirió números que están muy cercanos a ser equidistantes en términos de sus logaritmos. Los valores reales serían 1, 2.

La conversión para los decibelios se simplifica a menudo: " +3 medios del DB dos veces la energía y 1.414 veces el voltage", y " +6 medios del DB cuatro veces la energía y dos veces el " del voltaje;.

Mientras que esto es exacto para muchas situaciones, no es exacto. Como se declaró anteriormente, definir decibelios para " de +10 medios del DB; diez veces el power". De esto, calculamos que el DB +3 multiplica realmente la energía por 10^3/10. Éste es un cociente de la energía de 1.25% diferente del " mide el tiempo de 2" cociente de la energía que se asume a veces. Una diferencia llana de DB +6 es 3.5% diferente a partir del 4.

Para idear un ejemplo más serio, considerar convertir una figura grande del decibelio en su cociente linear, por ejemplo DB 120. El cociente de la energía se calcula correctamente como cociente de 10¹² o un trillón. Pero si utilizamos la asunción que " de 3 medios del DB; mide el tiempo de 2", calcularíamos un cociente de la energía de 2^120/3 = 2⁴⁰ = 1.0995 el × 10¹², dando un error del 10%.

DB 6 por pedacito

En la modulación linear del Pulso-código del audio de Digitaces, el primer pedacito (menos pedacito significativo, o LSB) produce el ruido residual de la cuantificación (cojinete poca semejanza a la señal de la fuente) y cada pedacito subsecuente ofreció por los dobles del sistema la resolución (del voltaje), correspondiendo a un cociente del DB 6 (energía). Tan por ejemplo, un formato audio (linear) de 16 bits ofrece 15 pedacitos más allá del primeros, para un rango dinámico (entre el ruido de la cuantificación y el recortes) de (15 el × 6) = 90 DB, significado que la señal máxima (véase el dBFS del 0, arriba) es DB 90 sobre los picos teóricos del ruido de la cuantificación. Los impactos negativos del ruido de la cuantificación pueden ser reducidos ejecutando el estremecimiento .

carta del DB

Como está claro de la descripción antedicha, el nivel del DB es una manera logarítmica de expresar no sólo cocientes de la energía, pero también cocientes del voltaje. Las tablas siguientes proporcionan los valores para el vario " del DB; power" y " voltage" cocientes.

Valores de uso general del DB

Ver también

Centavo en música
Fricción que compite con del DB
contorno de la Igual-intensidad
Carga del ruido ITU-R 468
Neper
Ruido (ambiental)
Escala de Richter
Ruido de la señal
Filtro - discusión de la carga de DBA

Notas al pie de la página

.

Zenithic

Science in Medieval Western Europe

Random links:

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