desibeli (\ $ dB \ $) on tapa ilmaista suhde. Useimmat desibelien käytännön käytöt mittaavat jotain suhteessa johonkin toiseen. Negatiivinen desibelien määrä osoittaa, että mitattava asia on pienempi kuin vertailukohde.

Tarkastellaan esimerkkinä \ $ dBm \ $, yksikköä, joka mittaa tehoa \ $ p \ $ suhteessa \ 1 mW \ $. Näin:

\ $ P_ {dB} = 10 \ log_ {10} \ vasen (\ dfrac {p} {1mW} \ oikea) \ $

Joten 1mW on:

\ $ 10 \ log_ {10} \ left (\ dfrac {1mW} {1mW} \ right) = 10 \ log_ {10} (1) = 0 dBm \ $

Entä \ $ 100mW \ $?

\ $ 10 \ log_ {10} \ left (\ dfrac {100mW} {1mW} \ right) = 10 \ log_ {10} (100) = 20 dBm \ $

Entä \ $ 2 \ mu W \ $?

\ $ 10 \ log_ {10} \ left (\ dfrac {2 \ mu W} {1mW} \ right ) = 10 \ log_ {10} (0,002) \ noin -26,99 dBm \ $

Kun tarkastelemme jotain jännitettä, on tavallista ottaa huomioon neliöiden suhde arvot, koska teho on verrannollinen amplitudin neliöön. Esimerkiksi \ $ 1V \ $ \ $ 1 \ Omega \ $ -kuormalla on \ $ (1V) ^ 2/1 \ Omega = 1W \ $, mutta jos jännite on 2V, \ $ (2V) ^ 2/1 \ Omega = 4W \ $. Mielestäni tämä on huono tapa, ja jos haluat, että desibeleinä ilmaistut mittauksesi ovat kuin voima, sinun tulisi mitata teho. Mutta se on yleissopimus, ja voit todennäköisesti syyttää insinöörejä, jotka ovat kehittäneet puhelinverkon.

Otetaan joka tapauksessa huomioon \ $ dBV \ $, joka käyttää 1 V: tä viitteenä. Tässä esimerkki \ $ 1V \ $:

\ $ 10 \ log_ {10} \ left (\ dfrac {(1V) ^ 2} {(1V) ^ 2} \ right) = 20 \ log_ {10} \ left (\ dfrac {1V} {1V} \ right) = 20 \ log_ {10} (1) = 0 dBV \ $

Huomaa, että sen sijaan että neliöisit molemmat jännitteet murtoluvussa , voimme kertoa logaritmin kahdella. Nämä kaksi ovat matemaattisesti vastaavia, mutta kertominen 2: lla on helpompaa kuin neliöinti.

\ $ 20 \ log_ {10} \ left (\ dfrac {120V} {1V} \ oikea) = 20 \ log_ {10} (120) \ noin 41,58 dBV \ $

\ $ 20 \ log_ {10} \ vasen (\ dfrac {3mV} {1V} \ oikea) = 20 \ log_ {10} (0,003) \ noin -50,47 dBV \ $

Sine-aallon kaltainen taso ilmoitetaan yleensä RMS (Root Mean Square) -arvona, joka (siniaalto) on 0,707 huippuarvosta.

Esimerkiksi 240 VAC: n verkkojännite on tosiasiallisesti (1 / 0,707) * 240 V = 340 V huipusta huippuun - käytetään RMS-arvoa, koska tämä vastaa DC-arvoa tehon mukaan (ts. 240 VDC tuottaa saman Teho 340 VAC pk-pk) Koska RMS-arvo oletetaan yleensä, sinun on kirjoitettava esim. 240 VAC pk-pk, jos korkein kohta on +/- 240 V

Negatiivinen amplitudi tarkoittaa, että signaali vaimennetaan suhteessa vertailupisteeseen, joten jos näet esim. -20dB, se tarkoittaa, että signaali on 1/10 referenssiarvosta. Omalla dB: llä ei ole yksikköä, joten näet esimerkiksi dBm (suhteessa 1mW → 0dB = 1mW) tai dBV (suhteessa 1V → 0dB = 1V)

Joten jos näet -3dBV, tämä tarkoittaa, että taso on 0,707 * 1V = 0,707V ja -20dBV olisi 0,1 V.

Vastaavasti 20dBV tarkoittaisi 10V.

(Seuraavissa laskelmissa log10 viittaa perus 10 logaritmiin, toisin kuin luonnollinen logaritmi tai esim. log2 perus 2 logaritmiin) dB: n laskenta on 20 * log10 (signaali / viite), joten yllä olevat:

20 * log10 (10/1) = 20dBV

Tapauksessa 0.707:

20 * log10 (0.707) = -3dBV

1mV dBV: ssä olisi:

20 * log10 (0,001 / 1) = -60dBV

Tehon mittauksissa laskelma on seuraava:

10 * log10 (tehon_taso / ref_tehotaso), esimerkiksi 100 W dBW: nä olisi:

10 * log10 (100/1) = 20dBW

Joten negatiivinen amplitudi tarkoittaa amplitudin pieneneminen suhteessa vertailupisteeseen.

Katso Wikipedia-sivu desibeleistä.

Kysymys on minulle hieman epäselvä: mutta jos tarkoitat, miten amplitudi mitataan tai määritetään, kun signaali on alle 0 V, muista muistaa nopeuden ja nopeuden ero: amplitudi (kuten nopeus) on suuruusluokkaa ja on joko nolla tai positiivinen.

Signaali (kuten nopeus) on vektori: nopeuden määrittävät nopeus ja suunta; signaali (rajoittaa keskustelun kosiniin tällä hetkellä) määritetään amplitudilla ja vaiheella. Täten signaalin negatiivinen huippu -V määritellään amplitudiksi V ja vaiheeksi Pi (tai 180 astetta). , Fourier-muunnos on tekniikka mielivaltaisen aaltomuodon kääntämiseksi tällaiseksi esitykseksi (ja takaisin)

Desibelit kuvaavat signaalin voimakkuuksien suhdetta sen mukaan, kuinka monta kerrointa kymmenestä uusi signaali (kuten jonkin piirin lähtö) verrataan alkuperäiseen tai johonkin vakiosignaaliin.

Kun lähtö on pienempi kuin tulo, joudut jakamaan joillakin kymmenellä kertoimella - sama kuin kertomalla 1/10, joka on (10) ^ (- 1). Siten negatiiviset desibelit.

Kuvassa iso signaali on tulo joillekin vempaimille, ja muodostin arvon 15,0 V sen huippu amplitudille (nollasta). Siniaalle RMS-jännite on 1 / sqrt (2) huippuamplitudista. Huipusta huippuun on kaksinkertainen. Toisella siniaallolla on pienempi amplitudi. Jos kuvittelemme näiden siniaaltojen soveltamisen yksinkertaiselle kuormalle (vastus), virrat virtaavat suhteessa jännitteisiin.

Teho on jännite kertaa virta, joten pienemmän signaalin teho (vastuksen lämmitys) on (0,4) ^ 2 alkuperäisen tehosta. Tämä tehosuhde on insinöörien yleensä välitettävä.

Insinöörit, jotka ovat kiinnostuneita diasäännöistä ja helposta matematiikasta, käyttävät kymmeneen perustason logaritmia moniin asioihin. Vahvistimien ja häviöllisten suodattimien ketju voidaan käsitellä helpommin lisäämällä voittojen ja häviöiden logaritmit sen sijaan, että voitto ja häviötekijä kerrotaan. Kerroin 10 on yksi "Bel", mutta koska olemme tekemisissä usein murtomäärien kanssa, kuten 0,3 Bel (tehon kaksinkertaistaminen), olemme vuosikausien ajan käyttäneet desibelejä siirtämään kyseisen desimaalin. > Huomaa, että dB viittaa aina (yleensä) tehoon eikä jännitteisiin. Huomaa myös, että sillä ei ole väliä, käytämme piikin amplitudia, huipusta huippuun tai RMS: ää, kunhan mittaamme johdonmukaisesti tuloa ja lähtöä samalla tavalla.

Nolla desibeliä tarkoittaa yhtenäisyyden vahvistusta tai signaalitason muutoksen puuttumista, koska \ $ 10 ^ 0 = 1 \ $.

Desibelit ovat yleensä jokin suhteellinen mitta, kuten tuloon liittyvä lähtö. Positiiviset desibeliarvot ovat lisääntyy signaalitaso (vahvistus) ja negatiiviset desibeliarvot pienenevät (vaimennus).

Loin äskettäin paneelin, jossa jotkut nupit on merkitty meneviksi \ $ - \ infty \ $ - \ $ 0 \ $ desibeliä, joiden välillä on negatiivisesti arvostettujen punkkien asteikko. Tämä heijastaa sitä, että nuppi on lineaarinen potentiometri, joka vaimentaa tulosignaalia. \ $ - \ infty \ $ tarkoittaa, että signaali on kokonaan leikattu nollaksi, ja \ $ 0 \ $ tarkoittaa, että koko signaali kulkee läpi. Keskipiste on merkitty \ $ - 6 \ $, koska jännite katkaistaan ​​kahtia. Jännitteen puolittaminen tarkoittaa, että teho pienenee neljännekseen, mikä on noin kuusi desibeliä: \ $ 20 \ kertaa \ log_ {10} (0,5) \ $.

On olemassa mittakaavaa, jossa desibeliä liittyy johonkin absoluuttiseen tasoon. Näissä asteikoissa nolla desibeliä viittaa tiettyyn absoluuttiseen jännitteeseen, tehoon tai muuhun suureeseen. Esimerkiksi asteikolla dBm 0 dB on yksi milliwatti. DBu-asteikolla nolla desibeliä on 0,775 VRMS.

\ $ - \ infty \ $ dB: Tämä on vähän instrumentoinnissa esiintyvää notaation väärinkäyttöä, jonka kaikki ymmärtävät. Logaritmeja ei ole määritelty nollalle, mutta ne kasvavat suuriksi, kun niiden argumentti lähestyy nollaa ylhäältä. Äärettömyys ei tietenkään ole luku, eikä nollasignaalilla ole määriteltyä desibeliarvoa.