Inhoud
De decibel-eenheid werd oorspronkelijk door Bell Labs gedefinieerd als een standaardmanier om vermogensverliezen in circuits en versterkingen in versterkers te relateren. Het is sindsdien uitgebreid naar vele technische vestigingen, met name akoestiek. Een decibel relateert de kracht of intensiteit van een fysieke hoeveelheid als een verhouding tot een referentieniveau of een andere hoeveelheid. De decibel is handig omdat een groot bereik van waarden wordt beheerd met een klein bereik van decibelgetallen. Deze verhoudingen kunnen ook worden uitgedrukt als een percentage om een indicatie te geven van de schaal van machtsverandering met een bepaalde verandering in decibel.
De berekening van het decibelniveau is afhankelijk van het type fysieke hoeveelheid dat wordt gemeten. Als u vermogensniveaus meet, zoals akoestische energie of lichtintensiteit, dan zijn decibelniveaus (LdB) evenredig met de logaritme (basis 10) van de verhouding van het vermogen (P) tot een referentieniveau (Pref). De decibel is in dit geval gedefinieerd als:
LdB = 10 log (P / Pref): Merk op dat de logaritme wordt vermenigvuldigd met 10 voor het antwoord in dB.
Bij het meten van veldamplitude, zoals geluids- of spanningsniveaus, wordt het vermogen gemeten evenredig met het kwadraat van de amplitude. De toename in decibel is dus de logaritme van de verhouding van het kwadraat van de amplitude (A) tot het referentieniveau (Aref). Het meeste gebruik van decibel in alledaagse termen valt in deze categorie.
Ldb = 10 log (A ^ 2 / Aref ^ 2)
Aangezien log (A ^ 2) = 2 log (A), vereenvoudigt dit om:
Ldb = 20 log (A / Aref)
Alle decibel-metingen moeten een referentieniveau hebben. Als de geluidsdrukniveaus van een luidspreker worden gemeten, is de referentie meestal de limiet van de menselijke geluidsgevoeligheid, vermeld als een geluidsdrukniveau van 20 micro-pascal (0,02 mPa). Een geluid met dit niveau heeft een meting van 0 dB. Een geluid met twee keer dit niveau heeft een dB-meting van:
20 log (0,04 / 0,02) = 20 log 2 = 6,0 dB
Als u de geluidsintensiteit meet, dat is al het beschikbare vermogen van een geluidsbron, inclusief gereflecteerd en verzonden geluid, dan is de dB-toename:
10 log (0,04 / 0,02) = 3,0 dB
Dit is ook de hoeveelheid vermogen die de versterker nodig heeft als de luidsprekers een lineaire respons hebben. Een toename van het vermogen met een factor 4 geeft een toename van 6 dB, een toename met een factor 10 geeft een toename van 10 dB.
Bereken de procentuele toename van de dB-vermogenstoename door eerst de decibelformule voor de verhouding van de vermogens op te lossen.
L = 10 log (P / Pref), L wordt gemeten in dB
L / 10 = log (P / Pref)
P / Pref = 10 ^ (L / 10)
De procentuele verandering zou dan (P-Pref) (100%) / Pref = 10 ^ (L / 10) zijn. Als de waarde van P veel groter is dan Pref, vereenvoudigt dit tot ongeveer:
procentuele verandering = 100% * 10 ^ (L / 10); met L in dB.
