อ่าน 24 นาที
เดซิเบล
เดซิ เบล (สัญลักษณ์: dB ) เป็น หน่วยวัด เชิงสัมพัทธ์ เท่ากับหนึ่งในสิบของ เบล ( B ) โดยแสดง อัตราส่วน ของค่าสองค่าของ กำลังหรือรากกำลัง บน มาตราส่วนลอการิทึม สัญญาณ สอง สัญญาณ...
เดซิเบล
| เดซิเบล | |
|---|---|
| ระบบหน่วย | หน่วยเมตริกที่ไม่ใช่ระบบ SI |
| เครื่องหมาย | เดซิเบล |
| ตั้งชื่อตาม | อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ |
| การแปลง | |
| 1 เดซิเบลใน... | ... เท่ากับ ... |
| เบล | 0.1 เบล |
เดซิเบล (สัญลักษณ์: dB ) เป็นหน่วยวัด เชิงสัมพัทธ์ เท่ากับหนึ่งในสิบของเบล ( B ) โดยแสดงอัตราส่วนของค่าสองค่าของกำลังหรือรากกำลังบนมาตราส่วนลอการิทึม สัญญาณ สองสัญญาณที่มีระดับแตกต่างกันหนึ่งเดซิเบลจะมีอัตราส่วนกำลังเท่ากับ 10 1/10 (โดยประมาณ)1.26 ) หรืออัตราส่วนรากกำลังเท่ากับ 10 1/20 (โดยประมาณ)1.12 ). [ 1 ] [ 2 ]
การใช้งานดั้งเดิมอย่างเคร่งครัดข้างต้นแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงเชิงสัมพัทธ์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม คำว่าเดซิเบลยังถูกใช้เพื่อแสดงค่าสัมบูรณ์ที่สัมพันธ์กับค่าอ้างอิงคงที่ ซึ่งในกรณีนี้ สัญลักษณ์ dB มักจะมีตัวอักษรต่อท้ายที่ระบุค่าอ้างอิง ตัวอย่างเช่น สำหรับค่าอ้างอิง 1 โวลต์คำต่อท้ายที่ใช้กันทั่วไปคือ " V " (เช่น "20 dBV") [ 3 ] [ 4 ]
เนื่องจากมีต้นกำเนิดมาจากความต้องการในการแสดงอัตราส่วนกำลัง จึงมีการใช้มาตราส่วนเดซิเบลหลักสองประเภทเพื่อให้เกิดความสอดคล้องกัน โดยขึ้นอยู่กับว่ามาตราส่วนนั้นหมายถึงอัตราส่วนของปริมาณกำลังหรือปริมาณกำลังราก เมื่อแสดงอัตราส่วนกำลัง การเปลี่ยนแปลงเดซิเบลที่สอดคล้องกันจะถูกกำหนดให้เป็นสิบเท่าของลอการิทึมฐาน 10ของอัตราส่วนนั้น[ 5 ]กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงกำลังด้วยปัจจัย 10 สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระดับ 10 dB เมื่อแสดงอัตราส่วนกำลังราก การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดด้วยปัจจัย 10 สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระดับ 20 dB มาตราส่วนเดซิเบลแตกต่างกันด้วยปัจจัยสองเท่า เพื่อให้ระดับกำลังและกำลังรากที่เกี่ยวข้องเปลี่ยนแปลงด้วยค่าเดียวกันในระบบเชิงเส้น ซึ่งกำลังเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแอมพลิจูด
หน่วยวัดเดซิเบลมีที่มาจากการวัดการสูญเสียและการส่งกำลังในระบบ โทรศัพท์ ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ในระบบเบลล์ของสหรัฐอเมริกา ชื่อ "เบลล์" ตั้งตามชื่อของอเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์แต่ปัจจุบันไม่ค่อยได้ใช้หน่วยนี้แล้ว ในทางกลับกัน หน่วยเดซิเบลถูกนำมาใช้ในการวัดที่หลากหลายในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวัดกำลังเสียงในด้านเสียงศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์และทฤษฎีการควบคุมในด้านอิเล็กทรอนิกส์อัตราขยายของเครื่องขยายเสียงการลดทอนของสัญญาณ และอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนมักจะแสดงในหน่วยเดซิเบล
ประวัติศาสตร์
หน่วยเดซิเบลมีที่มาจากวิธีการที่ใช้ในการวัดการสูญเสียสัญญาณในวงจรโทรเลขและโทรศัพท์ จนกระทั่งช่วงกลางทศวรรษ 1920 หน่วยที่ใช้วัดการสูญเสียคือไมล์ของสายเคเบิลมาตรฐาน (MSC) 1 MSC เทียบเท่ากับการสูญเสียพลังงานในสายเคเบิลโทรศัพท์มาตรฐานหนึ่งไมล์ (ประมาณ 1.6 กิโลเมตร) ที่ความถี่หนึ่ง5000 เรเดียนต่อวินาที (795.8 เฮิรตซ์) และตรงกับค่าการลดทอนที่น้อยที่สุดที่ผู้ฟังสามารถตรวจจับได้ สายโทรศัพท์มาตรฐานคือ "สายเคเบิลที่มีความต้านทานกระจายอย่างสม่ำเสมอ 88 โอห์มต่อลูปไมล์ และความจุขนาน กระจายอย่างสม่ำเสมอ 0.054 ไมโครฟารัดต่อไมล์" (โดยประมาณตรงกับ ลวด ขนาด 19 เกจ ) [ 6 ]
ในปี พ.ศ. 2467 Bell Telephone Laboratoriesได้รับการตอบรับที่ดีจากสมาชิกของคณะกรรมการที่ปรึกษาระหว่างประเทศด้านโทรศัพท์ทางไกลในยุโรปเกี่ยวกับการกำหนดหน่วยใหม่ และได้เปลี่ยน MSC เป็นหน่วยส่งกำลัง (TU) โดยกำหนดให้ 1 TU เท่ากับสิบเท่าของลอการิทึมฐาน 10 ของอัตราส่วนกำลังที่วัดได้ต่อกำลังอ้างอิง[ 7 ]การกำหนดนี้ถูกเลือกอย่างเหมาะสมเพื่อให้ 1 TU มีค่าใกล้เคียงกับ 1 MSC โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 1.056 MSC เท่ากับ 1 TU ในปี พ.ศ. 2461 ระบบของ Bell ได้เปลี่ยนชื่อ TU เป็นเดซิเบล [ 8 ] ซึ่งเป็นหนึ่งในสิบของหน่วยที่กำหนดใหม่สำหรับลอการิทึมฐาน 10 ของอัตราส่วนกำลัง โดยตั้งชื่อว่าbelเพื่อเป็นเกียรติแก่Alexander Graham Bell ผู้ บุกเบิก ด้านโทรคมนาคม [ 9 ]หน่วย bel ไม่ค่อยได้ใช้ เนื่องจากเดซิเบลเป็นหน่วยการทำงานที่เสนอไว้[ 10 ]
การตั้งชื่อและคำจำกัดความเบื้องต้นของเดซิเบลได้รับการอธิบายไว้ใน หนังสือประจำปีของ NBS Standard ปี 1931: [ 11 ]
นับตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของการประดิษฐ์โทรศัพท์ ความจำเป็นในการมีหน่วยวัดประสิทธิภาพการส่งสัญญาณของระบบโทรศัพท์ได้รับการยอมรับมาโดยตลอด การนำสายเคเบิลมาใช้ในปี 1896 ทำให้มีพื้นฐานที่มั่นคงสำหรับหน่วยวัดที่สะดวก และ "ไมล์ของสายเคเบิลมาตรฐาน" ก็เริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายในเวลาต่อมา หน่วยวัดนี้ถูกใช้จนถึงปี 1923 เมื่อมีการนำหน่วยวัดใหม่มาใช้ซึ่งเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานโทรศัพท์ในยุคปัจจุบัน หน่วยวัดการส่งสัญญาณใหม่นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในองค์กรโทรศัพท์ต่างประเทศ และเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ถูกเรียกว่า "เดซิเบล" ตามคำแนะนำของคณะกรรมการที่ปรึกษาระหว่างประเทศด้านโทรศัพท์ทางไกล
หน่วยเดซิเบลอาจนิยามได้จากข้อความที่ว่า กำลังไฟฟ้าสองปริมาณจะแตกต่างกัน 1 เดซิเบล เมื่อมีอัตราส่วน 10⁻⁶/ 0.1และกำลังไฟฟ้าสองปริมาณใดๆ จะแตกต่างกันNเดซิเบล เมื่อมีอัตราส่วน 10⁻⁶/ N (0.1)ดังนั้น จำนวนหน่วยการส่งสัญญาณที่แสดงอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าสองปริมาณใดๆ จึงเท่ากับสิบเท่าของลอการิทึมฐานสิบของอัตราส่วนนั้น วิธีการนี้ในการกำหนดการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของกำลังไฟฟ้าในวงจรโทรศัพท์ ช่วยให้สามารถบวกหรือลบหน่วยที่แสดงประสิทธิภาพของส่วนต่างๆ ของวงจรได้โดยตรง...
คำว่าเดซิเบลถูกนำไปใช้ในทางที่ผิดในไม่ช้า โดยหมายถึงปริมาณสัมบูรณ์และอัตราส่วนอื่นที่ไม่ใช่กำลัง มีการเสนอแนวทางแก้ไขความสับสนที่เกิดขึ้น ในปี 1954 เจ.ดับบลิว. ฮอร์ตัน พิจารณาว่า 10⁻⁶.¹ ควรได้รับการปฏิบัติเสมือนเป็นอัตราส่วนพื้นฐาน และเสนอคำว่าlogitว่าเป็น "อัตราส่วนมาตรฐานที่มีค่าตัวเลข 10⁻⁶.¹ และซึ่งรวมกันโดยการคูณกับอัตราส่วนที่คล้ายกันที่มีค่าเดียวกัน" ดังนั้นจึงสามารถอธิบาย อัตราส่วน 10⁻⁶.¹ของหน่วยมวลได้ว่า "มวล logit" ซึ่งแตกต่างจากคำว่าหน่วยที่สงวนไว้สำหรับขนาดที่รวมกันโดยการบวก และสงวนคำว่าเดซิเบลไว้เฉพาะสำหรับการสูญเสียการส่งผ่านหน่วย[ 12 ] decilog เป็นอีกข้อ เสนอ หนึ่ง (โดย NB Saunders ในปี 1943, AG Fox ในปี 1951 และ EI Green ในปี 1954 )เพื่อแสดงการหารของมาตราส่วนลอการิทึมที่สอดคล้องกับอัตราส่วน10⁻⁶.¹ [ 13 ]
ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2546 คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรวัดและหน่วยวัด (CIPM) ได้พิจารณาข้อเสนอแนะสำหรับการรวมเดซิเบลไว้ในระบบหน่วยสากล (SI) แต่ได้ตัดสินใจไม่รับข้อเสนอดังกล่าว[ 14 ]อย่างไรก็ตาม เดซิเบลได้รับการยอมรับจากหน่วยงานระหว่างประเทศอื่นๆ เช่นคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรฐานทางไฟฟ้า (IEC) และองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO) [ 15 ] IEC อนุญาตให้ใช้เดซิเบลกับปริมาณกำลังรากเช่นเดียวกับกำลัง และข้อแนะนำนี้ได้รับการปฏิบัติตามโดยหน่วยงานมาตรฐานแห่งชาติหลายแห่ง เช่นNISTซึ่งให้เหตุผลในการใช้เดซิเบลสำหรับอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า[ 16 ]แม้ว่าจะมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย แต่คำต่อท้าย (เช่นในdBAหรือ dBV) ก็ไม่ได้รับการยอมรับจาก IEC หรือ ISO [ 4 ]
คำนิยาม
| เดซิเบล | อัตราส่วนกำลัง | อัตราส่วนแอมพลิจูด | ||
|---|---|---|---|---|
| 100 | 10,000,000,000 | 100,000 | ||
| 90 | 1,000,000,000 บาท | 31 623 | ||
| 80 | 100,000,000 | 10,000 | ||
| 70 | 10,000,000 | 3 162 | ||
| 60 | 1,000,000 | 1,000 | ||
| 50 | 100,000 | 316 | .2 | |
| 40 | 10,000 | 100 | ||
| 30 | 1,000 | 31 | .62 | |
| 20 | 100 | 10 | ||
| 10 | 10 | 3 | .162 | |
| 6 | 3 | .981 ≈ 4 | 1 | .995 ≈ 2 |
| 3 | 1 | .995 ≈ 2 | 1 | .413 ≈ √ 2 |
| 1 | 1 | .259 | 1 | .122 |
| 0 | 1 | 1 | ||
| −1 | 0 | .794 | 0 | .891 |
| −3 | 0 | .501 ≈ 1/2 | 0 | .708 ≈ 1/√ 2 |
| −6 | 0 | .251 ≈ 1/4 | 0 | .501 ≈ 1/2 |
| −10 | 0 | .1 | 0 | .316 2 |
| −20 | 0 | .01 | 0 | .1 |
| −30 | 0 | .001 | 0 | .031 62 |
| −40 | 0 | .000 1 | 0 | .01 |
| -50 | 0 | .000 01 | 0 | .003 162 |
| −60 | 0 | .000 001 | 0 | .001 |
| −70 | 0 | .000 000 1 | 0 | .000 316 2 |
| −80 | 0 | .000 000 01 | 0 | .000 1 |
| -90 | 0 | .000 000 001 | 0 | .000 031 62 |
| -100 | 0 | .000 000 000 1 | 0 | .000 01 |
| ตัวอย่างมาตราส่วนที่แสดงอัตราส่วนกำลังx , อัตราส่วนแอมพลิจูด √ xและค่าเทียบเท่าเดซิเบล 10 log 10 x | ||||
มาตรฐาน IEC 60027-3:2002กำหนดปริมาณต่อไปนี้ เดซิเบล (dB) คือหนึ่งในสิบของเบล: 1 dB = 0.1 B เบล (B) คือ1/2 ln(10) nepers : 1 B = 1/2 ln(10) Np. เนเปอร์คือการเปลี่ยนแปลงในระดับของปริมาณรากกำลังเมื่อปริมาณรากกำลังเปลี่ยนแปลงด้วยปัจจัยeนั่นคือ1 Np = ln(e) = 1ซึ่งทำให้หน่วยทั้งหมดมีความสัมพันธ์กันเป็นลอการิทึมธรรมชาติ แบบไร้มิติ ของอัตราส่วนปริมาณรากกำลัง1 เดซิเบล =0.115 13 ... Np =0.115 13 ... . สุดท้าย ระดับของปริมาณใดๆ คือ ลอการิทึมของอัตราส่วนระหว่างค่าของปริมาณนั้นกับค่าอ้างอิงของปริมาณประเภทเดียวกัน
ดังนั้น เบล จึงแสดงถึงลอการิทึมของอัตราส่วนระหว่างปริมาณกำลังสองจำนวน 10:1 หรือลอการิทึมของอัตราส่วนระหว่างปริมาณรากกำลังสองจำนวน√10 :1 [ 17 ]
สัญญาณสองสัญญาณที่มีระดับความดังต่างกัน 1 เดซิเบล จะมีอัตราส่วนกำลังเท่ากับ 10 1/10ซึ่งโดยประมาณคือ1.258 93และอัตราส่วนแอมพลิจูด (ปริมาณรากกำลัง) เท่ากับ 10 1/20 (1.122 02 ). [ 1 ] [ 2 ]
หน่วยเบลไม่ค่อยถูกใช้โดยไม่มีคำนำหน้าหรือใช้กับคำนำหน้าหน่วย SIอื่นๆ นอกเหนือจากเดซิเบลเป็นเรื่องปกติที่จะใช้หน่วยร้อยส่วนของเดซิเบลแทนมิลลิเบล ตัวอย่าง เช่น ห้าส่วนพันของเบลจึงมักจะเขียนว่า 0.05 dB ไม่ใช่ 5 mB [ 18 ]
วิธีการแสดงอัตราส่วนเป็นระดับในหน่วยเดซิเบลนั้นขึ้นอยู่กับว่าคุณสมบัติที่วัดได้เป็นปริมาณกำลังหรือปริมาณรากกำลังโปรดดูรายละเอียดเพิ่มเติมในหัวข้อ กำลัง รากกำลัง และปริมาณสนาม
ปริมาณพลังงาน
เมื่ออ้างถึงการวัด ปริมาณ พลังงานอัตราส่วนสามารถแสดงเป็นระดับในหน่วยเดซิเบลได้โดยการประเมินค่าลอการิทึมฐาน 10ของอัตราส่วนของปริมาณที่วัดได้ต่อค่าอ้างอิงเป็นสิบเท่า ดังนั้น อัตราส่วนของP (พลังงานที่วัดได้) ต่อP 0 (พลังงานอ้างอิง) จะแสดงด้วยL Pซึ่งเป็นอัตราส่วนที่แสดงในหน่วยเดซิเบล[ 19 ]ซึ่งคำนวณโดยใช้สูตร: [ 20 ]
ลอการิทึมฐาน 10 ของอัตราส่วนของปริมาณกำลังสองปริมาณคือจำนวนเบล จำนวนเดซิเบลเป็นสิบเท่าของจำนวนเบล (หรืออีกนัยหนึ่ง เดซิเบลคือหนึ่งในสิบของเบล) P และ P₀ ต้องวัดปริมาณประเภทเดียวกันและมีหน่วยเดียวกันก่อนที่จะคำนวณอัตราส่วน ถ้าP = P₀ในสมการข้างต้นแล้วL/ P = 0 ถ้าPมากกว่าP₀แล้วL/ P จะเป็นบวก ถ้าPน้อยกว่าP₀แล้วL/ Pจะเป็นลบ
เมื่อจัดเรียงสมการข้างต้นใหม่ จะได้สูตรต่อไปนี้สำหรับPในรูปของP 0และL P :
ปริมาณพลังงานราก (สนาม)
เมื่อกล่าวถึงการวัดปริมาณรากกำลัง มักจะพิจารณาอัตราส่วนของกำลังสองของF (ที่วัดได้) และF₀ (ค่าอ้างอิง) ทั้งนี้เพราะนิยามดั้งเดิมถูกกำหนดขึ้นเพื่อให้ได้ค่าเดียวกันสำหรับอัตราส่วนสัมพัทธ์ของทั้งปริมาณกำลังและรากกำลัง ดังนั้นจึงใช้นิยามต่อไปนี้:
สูตรดังกล่าวสามารถจัดเรียงใหม่เพื่อให้ได้
ในทำนองเดียวกัน ในวงจรไฟฟ้าพลังงานที่สูญเสียไปโดยทั่วไปจะเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันหรือกระแสเมื่ออิมพีแดนซ์คงที่ ยกตัวอย่างเช่น แรงดัน จะนำไปสู่สมการสำหรับระดับการขยายกำลังL G ดังนี้ :
โดยที่Voutคือ ค่า รากกำลังสองเฉลี่ย (rms) ของแรงดันเอาต์พุต และVin คือ ค่ารากกำลังสองเฉลี่ย ( rms) ของแรงดันอินพุต สูตรที่คล้ายกันนี้ใช้ได้กับกระแสไฟฟ้าด้วย
คำว่า " ปริมาณกำลังราก" (root-power quantity)ถูกนำมาใช้ในมาตรฐาน ISO 80000-1:2009แทนคำว่า " ปริมาณฟิลด์" (field quantity ) อย่างไรก็ตาม มาตรฐานดังกล่าวได้ยกเลิกคำว่า " ปริมาณฟิลด์" แล้ว และ ในบทความนี้จะใช้คำ ว่า "ปริมาณกำลังราก" แทน
ความสัมพันธ์ระหว่างระดับพลังงานและระดับพลังงานราก
แม้ว่ากำลังและรากกำลังจะเป็นปริมาณที่แตกต่างกัน แต่ระดับของทั้งสองนั้นมักแสดงในหน่วยเดียวกัน โดยทั่วไปคือเดซิเบล มีการนำตัวประกอบ 2 มาใช้เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงในระดับที่เกี่ยวข้องสอดคล้องกันภายใต้เงื่อนไขที่จำกัด เช่น เมื่อตัวกลางเป็นเชิงเส้นและ พิจารณาคลื่น รูปเดียวกันโดยมีการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูด หรืออิมพีแดนซ์ของตัวกลางเป็นเชิงเส้นและไม่ขึ้นอยู่กับทั้งความถี่และเวลา สิ่งนี้อาศัยความสัมพันธ์ดังกล่าว
การถือครอง[ 21 ] ในระบบที่ไม่เป็นเชิงเส้น ความสัมพันธ์นี้ไม่เป็นไปตามนิยามของความเป็นเชิงเส้น อย่างไรก็ตาม แม้ในระบบเชิงเส้นที่ปริมาณพลังงานเป็นผลคูณของปริมาณสองปริมาณที่สัมพันธ์กันเชิงเส้น (เช่น แรงดันและกระแส) หากอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับความถี่หรือเวลา ความสัมพันธ์นี้โดยทั่วไปจะไม่เป็นไปตามนั้น ตัวอย่างเช่น หากสเปกตรัมพลังงานของรูปคลื่นเปลี่ยนแปลง
สำหรับความแตกต่างของระดับ ความสัมพันธ์ที่ต้องการจะผ่อนคลายจากที่กล่าวมาข้างต้นไปเป็นความสัมพันธ์แบบสัดส่วน (กล่าวคือ ปริมาณอ้างอิงP 0และF 0ไม่จำเป็นต้องมีความสัมพันธ์กัน) หรือเทียบเท่ากับ
เงื่อนไขนี้จะต้องคงอยู่เพื่อให้ความแตกต่างของระดับกำลังไฟฟ้าเท่ากับความแตกต่างของระดับกำลังไฟฟ้ารากที่สองจากกำลังไฟฟ้าP 1และF 1ไปยังP 2และF 2ตัวอย่างเช่นแอมพลิฟายเออร์ที่มีอัตราขยายแรงดันเท่ากับหนึ่งโดยไม่ขึ้นอยู่กับโหลดและความถี่ ขับโหลดที่มีอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับความถี่: อัตราขยายแรงดันสัมพัทธ์ของแอมพลิฟายเออร์จะเป็น 0 dB เสมอ แต่กำลังไฟฟ้าที่ได้จะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบสเปกตรัมที่เปลี่ยนแปลงไปของรูปคลื่นที่กำลังขยาย สามารถวิเคราะห์อิมพีแดนซ์ที่ขึ้นอยู่กับความถี่ได้โดยพิจารณาปริมาณความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังไฟฟ้าและปริมาณกำลังไฟฟ้ารากที่สองที่เกี่ยวข้องผ่านการแปลงฟูริเยร์ซึ่งช่วยให้สามารถขจัดความขึ้นอยู่กับความถี่ในการวิเคราะห์ได้โดยการวิเคราะห์ระบบที่แต่ละความถี่อย่างอิสระ
การแปลง
เนื่องจากผลต่างของลอการิทึมที่แสดงในหน่วยเหล่านี้มักแสดงถึงอัตราส่วนกำลังและอัตราส่วนรากกำลัง ดังนั้นค่าของทั้งสองจึงแสดงไว้ด้านล่าง โดยทั่วไปแล้ว เบล (bel) ใช้เป็นหน่วยของอัตราส่วนกำลังลอการิทึม ในขณะที่เนเปอร์ (neper) ใช้สำหรับอัตราส่วนรากกำลัง (แอมพลิจูด) ลอการิทึม
| หน่วย | หน่วยเป็นเดซิเบล | ในเบลส์ | ในเนเปอร์ส | อัตราส่วนกำลัง | อัตราส่วนกำลังราก |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 เดซิเบล | 1 เดซิเบล | 0.1 บี | 0.115 13 เอ็นพี | 10 1/10 ≈1.258 93 | 10 1/20 ≈1.122 02 |
| 1 บี | 10 เดซิเบล | 1 บี | 1.151 3 Np | 10 | 10 1/2 ≈ 3.162 28 |
| 1 เอ็นพี | 8.685 89 เดซิเบล | 0.868 589 บี | 1 เอ็นพี | e 2 ≈7.389 06 | e ≈2.718 28 |
ตัวอย่าง
- การคำนวณอัตราส่วนในหน่วยเดซิเบลของ1 กิโลวัตต์ (หนึ่งกิโลวัตต์ หรือจากกำลังไฟ 1000วัตต์ เหลือ1 วัตต์จะได้ผลลัพธ์ดังนี้:
- อัตราส่วนในหน่วยเดซิเบลของ√ 1000 V ≈ 31.62 Vต่อ1 Vคือ:
(31.62 V / 1 V) 2 ≈ 1 kW / 1 Wซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลที่ตามมาจากการนิยามข้างต้นว่าL Gมีค่าเท่ากันคือ 30 dB ไม่ว่าจะได้มาจากกำลังหรือจากแอมพลิจูดก็ตาม โดยมีเงื่อนไขว่าในระบบเฉพาะที่กำลังพิจารณานั้น อัตราส่วนของกำลังเท่ากับอัตราส่วนของแอมพลิจูดกำลังสอง
- อัตราส่วนในหน่วยเดซิเบลของ10 วัตต์ต่อ1มิลลิวัตต์ คำนวณได้จากสูตร:
- อัตราส่วนกำลังที่สอดคล้องกับ การเปลี่ยนแปลงระดับเสียง 3 dBคำนวณได้จากสูตร:
การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนกำลังไฟฟ้าเป็น 10 เท่า จะสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระดับเสียง10 เดซิเบลการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนกำลังไฟฟ้าเป็น 2 เท่า หรือ1/2คือการเปลี่ยนแปลงประมาณ 3 dBหรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้น การเปลี่ยนแปลงคือ ±3.0103 dB แต่ โดย ทั่วไปมักปัดเศษเป็น 3 dB ในเอกสารทางเทคนิค ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นปัจจัย√2 ≈1.4142ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าหรือครึ่งหนึ่ง ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มกำลังเป็นสี่เท่าหรือหนึ่งในสี่ มักจะอธิบายว่า 6 dB แทนที่จะเป็น ±6.0206 เดซิเบล
หากจำเป็นต้องแยกแยะความแตกต่าง ตัวเลขเดซิเบลจะเขียนด้วยตัวเลขสำคัญ เพิ่มเติม 3.000 dB สอดคล้องกับอัตราส่วนกำลัง 10 3/10หรือ1.9953ซึ่งแตกต่างจาก 2 ประมาณ 0.24% และมีอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ1.4125 ซึ่ง แตกต่างจาก √2ประมาณ 0.12% ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มขึ้น 6.000 dB สอดคล้องกับอัตราส่วนกำลังไฟฟ้า10⁶ /10 ≈3.9811แตกต่างจาก 4 ประมาณ 0.5%
คุณสมบัติ
หน่วยเดซิเบลมีประโยชน์ในการแสดงอัตราส่วนขนาดใหญ่ และในการทำให้การแสดงผลแบบทวีคูณง่ายขึ้น เช่น การลดทอนจากแหล่งกำเนิดหลายแหล่งตลอดสายสัญญาณ อย่างไรก็ตาม การนำไปใช้ในระบบที่มีผลกระทบแบบบวกนั้นทำได้ยากกว่า เช่นระดับความดันเสียง รวม ของเครื่องจักรสองเครื่องที่ทำงานร่วมกัน นอกจากนี้ยังต้องระมัดระวังในการใช้หน่วยเดซิเบลในรูปเศษส่วนโดยตรง และหน่วยของการดำเนินการแบบทวีคูณด้วย
การรายงานอัตราส่วนขนาดใหญ่
ลักษณะ มาตราส่วนลอการิทึมของเดซิเบลหมายความว่าอัตราส่วนที่หลากหลายสามารถแสดงได้ด้วยตัวเลขที่สะดวก ตัวอย่างเช่น การพูดว่า 50 dB นั้นง่ายกว่าการพูดว่า "กำลังทั้งสองมีอัตราส่วน 100,000 ต่อ 1" หรือ "กำลังหนึ่งเป็น 10⁵ ของอีกกำลังหนึ่ง" [ 13 ]เดซิเบลแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างมากของปริมาณด้วยตัวเลขไม่กี่หลักของ dB
การแสดงแทนการดำเนินการคูณ
ค่าระดับเสียงในหน่วยเดซิเบลสามารถนำมาบวกกันได้ แทนที่จะคูณค่ากำลังไฟฟ้าพื้นฐาน ซึ่งหมายความว่า อัตราขยายโดยรวมของระบบที่มีหลายองค์ประกอบ เช่น วงจรขยายสัญญาณหลายขั้น สามารถคำนวณได้โดยการรวมอัตราขยายในหน่วยเดซิเบลของแต่ละองค์ประกอบ แทนที่จะคูณตัวประกอบการขยาย นั่นคือlog( A × B × C ) = log( A ) + log( B ) + log( C ) ในทางปฏิบัติ หมายความว่า ด้วยความรู้เพียงว่า 1 dB คืออัตราขยายกำลังไฟฟ้าประมาณ 26%, 3 dB คืออัตราขยายกำลังไฟฟ้าประมาณ 2 เท่า และ 10 dB คืออัตราขยายกำลังไฟฟ้า 10 เท่า ก็สามารถกำหนดอัตราส่วนกำลังไฟฟ้าของระบบจากอัตราขยายในหน่วยเดซิเบลได้ด้วยการบวกและการคูณอย่างง่ายเท่านั้น ตัวอย่างเช่น:
- ระบบประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์ 3 ตัวต่ออนุกรมกัน โดยมีอัตราขยาย (อัตราส่วนของกำลังเอาต์พุตต่อกำลังอินพุต) เท่ากับ 10 dB, 8 dB และ 7 dB ตามลำดับ รวมเป็นอัตราขยายทั้งหมด 25 dB เมื่อแบ่งเป็นส่วนย่อย 10, 3 และ 1 dB จะได้ดังนี้:25 dB = 10 dB + 10 dB + 3 dB + 1 dB + 1 dBเมื่อใช้กำลังไฟเข้า 1 วัตต์ กำลังไฟออกจะอยู่ที่ประมาณ1 วัตต์ × 10 × 10 × 2 × 1.26 × 1.26 µm 317.5 วัตต์เมื่อคำนวณอย่างแม่นยำแล้ว ค่าที่ได้คือ 1 W × 10 25/10 ≈ 316.2 W ค่าโดยประมาณมีข้อผิดพลาดเพียง +0.4% เมื่อเทียบกับค่าจริง ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อพิจารณาถึงความแม่นยำของค่าที่ให้มาและความถูกต้องของเครื่องมือวัดส่วนใหญ่
อย่างไรก็ตาม ตามที่นักวิจารณ์กล่าวไว้ หน่วยเดซิเบลทำให้เกิดความสับสน บดบังเหตุผล เกี่ยวข้องกับยุคของไม้บรรทัดคำนวณมากกว่าการประมวลผลดิจิทัลสมัยใหม่ และยุ่งยากและตีความได้ยาก[ 22 ] [ 23 ]ปริมาณในหน่วยเดซิเบลไม่จำเป็นต้อง บวก กันได้ [ 24 ] [ 25 ] ดังนั้นจึง "อยู่ในรูปแบบที่ยอมรับไม่ได้สำหรับการใช้ในการวิเคราะห์มิติ " [ 26 ]ดังนั้น หน่วยจึงต้องการความระมัดระวังเป็นพิเศษในการดำเนินการกับเดซิเบล ยกตัวอย่างเช่นอัตราส่วนความหนาแน่นของคลื่นพาหะต่อสัญญาณรบกวนC / N 0 (ในเฮิรตซ์ ) ซึ่งเกี่ยวข้องกับกำลังของคลื่นพาหะC (ใน W) และความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังของสัญญาณรบกวนN 0 (ใน W/Hz) เมื่อแสดงในหน่วยเดซิเบล อัตราส่วนนี้จะเป็นการลบ( C / N 0 ) dB = C dB − N 0 dBอย่างไรก็ตาม หน่วยมาตราส่วนเชิงเส้นยังคงลดรูปในเศษส่วนโดยนัย ดังนั้นผลลัพธ์จะแสดงใน dB-Hz
การแสดงแทนการดำเนินการบวก
ตามที่ Mitschke กล่าวไว้[ 27 ] “ข้อดีของการใช้การวัดแบบลอการิทึมคือ ในห่วงโซ่การส่งสัญญาณจะมีองค์ประกอบหลายตัวที่เชื่อมต่อกัน และแต่ละตัวจะมีอัตราขยายหรือการลดทอนของตัวเอง การหาผลรวมโดยการบวกค่าเดซิเบลจะสะดวกกว่าการคูณปัจจัยแต่ละตัวมาก” อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่มนุษย์ถนัดการดำเนินการบวกมากกว่าการคูณ เดซิเบลจึงยุ่งยากในการดำเนินการบวกโดยธรรมชาติ: [ 28 ]
ถ้าเครื่องจักรสองเครื่องแต่ละเครื่องสร้างระดับความดันเสียงได้ 90 dB ณ จุดหนึ่ง เมื่อทั้งสองเครื่องทำงานพร้อมกัน เราควรคาดหวังว่าระดับความดันเสียงรวมจะเพิ่มขึ้นเป็น 93 dB แต่แน่นอนว่าจะไม่ถึง 180 dB! สมมติว่าวัดเสียงจากเครื่องจักร (รวมถึงเสียงรบกวนพื้นหลัง) แล้วพบว่าอยู่ที่ 87 dBA แต่เมื่อปิดเครื่องจักร เสียงรบกวนพื้นหลังเพียงอย่างเดียววัดได้ 83 dBA [...] ระดับเสียงของเครื่องจักร (เพียงอย่างเดียว) อาจหาได้โดยการ 'ลบ' เสียงรบกวนพื้นหลัง 83 dBA ออกจากระดับเสียงรวม 87 dBA นั่นคือ 84.8 dBA เพื่อหาค่าที่เป็นตัวแทนของระดับเสียงในห้อง จะทำการวัดหลายครั้งในตำแหน่งต่างๆ ภายในห้อง และคำนวณค่าเฉลี่ย [...] เปรียบเทียบค่าเฉลี่ยแบบลอการิทึมและแบบเลขคณิตของ [...] 70 dB และ 90 dB: ค่าเฉลี่ยแบบลอการิทึม = 87 dB ค่าเฉลี่ยเลขคณิต = 80 เดซิเบล
การบวกบนมาตราส่วนลอการิทึมเรียกว่าการบวกแบบลอการิทึมและสามารถกำหนดได้โดยการยกกำลังเพื่อแปลงเป็นมาตราส่วนเชิงเส้น จากนั้นบวกกัน แล้วจึงใช้ลอการิทึมเพื่อกลับมา ตัวอย่างเช่น การดำเนินการบนเดซิเบลคือการบวกหรือลบแบบลอการิทึม และการคูณหรือหารแบบลอการิทึม ในขณะที่การดำเนินการบนมาตราส่วนเชิงเส้นคือการดำเนินการตามปกติ:
ค่าเฉลี่ยลอการิทึมได้มาจากการลบผลรวมลอการิทึมเนื่องจากหารลอการิทึมเป็นการลบเชิงเส้น
เศษส่วน
ค่าคงที่ การลดทอนในหัวข้อต่างๆ เช่น การสื่อสาร ด้วยใยแก้วนำแสงและการสูญเสียระยะทางในการแพร่กระจายคลื่นวิทยุ มักแสดงในรูปของเศษส่วนหรืออัตราส่วนต่อระยะทางในการส่งสัญญาณ ในกรณีนี้dB/mหมายถึงเดซิเบลต่อเมตร และdB/miหมายถึงเดซิเบลต่อไมล์ เป็นต้น ปริมาณเหล่านี้จะต้องถูกจัดการตามกฎของการวิเคราะห์มิติ เช่น การส่งสัญญาณ 100 เมตรด้วยใยแก้ว นำแสงที่มีค่าการลดทอน 3.5 dB/kmจะมีการสูญเสีย0.35 dB = 3.5 dB/km × 0.1 km
การใช้งาน
การรับรู้
การรับรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับความเข้มของเสียงและแสงนั้นใกล้เคียงกับลอการิทึมของความเข้มมากกว่าความสัมพันธ์เชิงเส้น (ดูกฎของเวเบอร์-เฟชเนอร์ ) ทำให้มาตราส่วนเดซิเบลเป็นมาตรวัดที่มีประโยชน์[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]
อะคูสติก
เดซิเบลเป็นหน่วยที่ใช้กันทั่วไปในทางเสียงศาสตร์เป็นหน่วยวัดระดับกำลังเสียงหรือระดับความดันเสียงความดันอ้างอิงสำหรับเสียงในอากาศถูกกำหนดไว้ที่ระดับการรับรู้โดยทั่วไปของมนุษย์โดยเฉลี่ย และมีการเปรียบเทียบที่ใช้กันทั่วไปเพื่อแสดงระดับความดันเสียงที่แตกต่างกันเนื่องจากความดันเสียงเป็นปริมาณรากกำลัง จึงใช้คำจำกัดความของหน่วยในรูปแบบที่เหมาะสม:
โดยที่p rmsคือรากกำลังสองเฉลี่ยของความดันเสียงที่วัดได้ และp refคือความดันเสียงอ้างอิงมาตรฐานที่ 20 ไมโครปาสคาลในอากาศหรือ 1 ไมโครปาสคาลในน้ำ[ 35 ]
การใช้เดซิเบลในอะคูสติกใต้น้ำทำให้เกิดความสับสน ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความแตกต่างของค่าอ้างอิงนี้[ 36 ] [ 37 ]
ความเข้มของเสียงแปรผันตรงกับกำลังสองของความดันเสียง ดังนั้น ระดับความเข้มของเสียงจึงสามารถนิยามได้ดังนี้:
หูของมนุษย์มีช่วงไดนามิก กว้าง ในการรับเสียง อัตราส่วนของความเข้มเสียงที่ก่อให้เกิดความเสียหายถาวรในระหว่างการสัมผัสสั้นๆ ต่อความเข้มเสียงที่เบาที่สุดที่หูสามารถได้ยินนั้นเท่ากับหรือมากกว่า 1 ล้านล้าน (10 12 ) [ 38 ]ช่วงการวัดขนาดใหญ่ดังกล่าวสามารถแสดงได้อย่างสะดวกในมาตราส่วนลอการิทึม: ลอการิทึมฐาน 10 ของ 10 12คือ 12 ซึ่งแสดงเป็นระดับความเข้มเสียง 120 dB re 1 pW/m 2ค่าอ้างอิงของ I และ p ในอากาศได้รับการเลือกเพื่อให้สอดคล้องกับระดับความดันเสียงประมาณ 120 dB re 20 μPa
การเลือกใช้เดซิเบลแทนเบลเป็นหน่วยลอการิทึมของการเปลี่ยนแปลงความเข้มเสียงในตอนแรกนั้นเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงเพียงครั้งเดียวในคุณสมบัติของเสียงซึ่งต่ำกว่าความแตกต่างที่รับรู้ได้ (JND) จะไม่ส่งผลต่อการรับรู้เสียง สำหรับแอมพลิจูด JND สำหรับมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 1 dB [ 39 ] [ 40 ]
เนื่องจากหูของมนุษย์ไม่ได้มีความไวต่อความถี่เสียงทุกความถี่เท่ากัน สเปกตรัมกำลังเสียงจึงถูกปรับเปลี่ยนโดยการถ่วงน้ำหนักความถี่ ( การถ่วงน้ำหนักแบบ Aเป็นมาตรฐานที่พบได้บ่อยที่สุด) เพื่อให้ได้กำลังเสียงที่ถ่วงน้ำหนักก่อนที่จะแปลงเป็นระดับเสียงหรือระดับเสียงรบกวนในหน่วยเดซิเบล[ 41 ]
ระบบโทรศัพท์
หน่วยเดซิเบลใช้ในโทรศัพท์และเสียงเช่นเดียวกับการใช้งานในด้านเสียง มักใช้กำลังถ่วงน้ำหนักตามความถี่ สำหรับการวัดเสียงรบกวนในวงจรไฟฟ้า การถ่วงน้ำหนักเรียกว่าการถ่วงน้ำหนักแบบพโซโฟเมตริก[ 42 ]
อิเล็กทรอนิกส์
ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ หน่วยเดซิเบล มักใช้เพื่อแสดงอัตราส่วนของกำลังหรือแอมพลิจูด (เช่นเดียวกับอัตราขยาย ) แทนที่จะใช้อัตราส่วนทางคณิตศาสตร์ หรือ เปอร์เซ็นต์ข้อดีอย่างหนึ่งคือ อัตราขยายเดซิเบลรวมของชุดอุปกรณ์ (เช่น เครื่องขยายสัญญาณและตัวลดทอนสัญญาณ ) สามารถคำนวณได้ง่ายๆ โดยการรวมอัตราขยายเดซิเบลของแต่ละอุปกรณ์เข้าด้วยกัน ในทำนองเดียวกัน ในด้านโทรคมนาคม หน่วยเดซิเบลแสดงถึงการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของสัญญาณจากเครื่องส่งไปยังเครื่องรับผ่านตัวกลางบางอย่าง ( พื้นที่ว่าง , ท่อนำคลื่น , สายเคเบิลโคแอกเซียล , ใยแก้วนำแสงฯลฯ) โดยใช้การคำนวณงบประมาณการเชื่อมต่อ
หน่วยเดซิเบลยังสามารถใช้ร่วมกับระดับอ้างอิง ซึ่งมักระบุด้วยคำต่อท้าย เพื่อสร้างหน่วยกำลังไฟฟ้าสัมบูรณ์ได้ ตัวอย่างเช่น dBW ใช้กำลังอ้างอิง 1 วัตต์ ในขณะที่dBmใช้ กำลังอ้างอิง 1 มิลลิวัตต์ ( mย่อมาจากมิลลิวัตต์ ) ระดับกำลัง 0 dBm เท่ากับ 1 มิลลิวัตต์ และ 1 dBm เท่ากับ 1 เดซิเบล (ประมาณ 1.259 มิลลิวัตต์)
ในข้อกำหนดด้านเสียงระดับมืออาชีพ หน่วยที่นิยมใช้คือdBuซึ่งเป็นค่าสัมพัทธ์กับแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยกำลังสอง (root mean square voltage) ที่ส่งกำลัง 1 mW (0 dBm) เข้าสู่ตัวต้านทาน 600 โอห์ม หรือ√ 1 mW × 600 Ω ≈ 0.775 V RMSเมื่อใช้ในวงจร 600 โอห์ม (ซึ่งในอดีตเป็นอิมพีแดนซ์อ้างอิงมาตรฐานในวงจรโทรศัพท์) ค่า dBu และ dBm จะเหมือนกัน
ทัศนศาสตร์
ในการเชื่อมต่อแบบออปติคอล หากมีการส่งกำลัง แสงในปริมาณที่ทราบในหน่วย dBm (อ้างอิงที่ 1 mW) เข้าไปในไฟเบอร์ และทราบการสูญเสียในหน่วย dB (เดซิเบล) ของแต่ละส่วนประกอบ (เช่น ตัวเชื่อมต่อ จุดต่อ และความยาวของไฟเบอร์) การสูญเสียโดยรวมของการเชื่อมต่อสามารถคำนวณได้อย่างรวดเร็วโดยการบวกและลบปริมาณเดซิเบล[ 43 ]
ในด้านสเปกโทรเมตรีและทัศนศาสตร์หน่วยการปิดกั้นที่ใช้ในการวัดความหนาแน่นของแสงนั้นเทียบเท่ากับ −1 B
วิดีโอและภาพดิจิทัล
ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับวิดีโอและเซนเซอร์ภาพ ดิจิทัล โดยทั่วไปเดซิเบลจะแสดงอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าวิดีโอหรือความเข้มแสงดิจิทัล โดยใช้ลอการิทึม 20 เท่าของอัตราส่วน แม้ว่าความเข้มที่แสดง (กำลังแสง) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่สร้างโดยเซนเซอร์ ไม่ใช่กำลังสองของมัน เช่นเดียวกับในเซนเซอร์ CCDที่แรงดันไฟฟ้าตอบสนองเป็นเชิงเส้นตามความเข้ม[ 44 ] ดังนั้นอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนหรือช่วงไดนามิกของกล้องที่ระบุว่า 40 dB แสดงถึงอัตราส่วน 100:1 ระหว่างความเข้มของสัญญาณแสงและความเข้มของสัญญาณรบกวนมืดที่เทียบเท่าทางแสง ไม่ใช่อัตราส่วนความเข้ม (กำลัง) 10,000:1 อย่างที่ 40 dB อาจบ่งบอก[ 45 ] บางครั้งคำจำกัดความของอัตราส่วนลอการิทึม 20 เท่าจะถูกนำไปใช้กับจำนวนอิเล็กตรอนหรือจำนวนโฟตอนโดยตรง ซึ่งเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดของสัญญาณเซนเซอร์โดยไม่จำเป็นต้องพิจารณาว่าการตอบสนองของแรงดันไฟฟ้าต่อความเข้มเป็นเชิงเส้นหรือไม่[ 46 ]
อย่างไรก็ตาม ดังที่กล่าวมาข้างต้น การใช้หน่วยความเข้ม 10 log นั้นเป็นที่นิยมมากกว่าในทัศนศาสตร์เชิงฟิสิกส์ รวมถึงใยแก้วนำแสง ดังนั้นคำศัพท์จึงอาจมีความคลุมเครือระหว่างข้อกำหนดของเทคโนโลยีการถ่ายภาพดิจิทัลและฟิสิกส์ โดยทั่วไปแล้ว ปริมาณที่เรียกว่าช่วงไดนามิกหรืออัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (ของกล้อง) จะระบุเป็น20 log dBแต่ในบริบทที่เกี่ยวข้อง (เช่น การลดทอน อัตราขยาย อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของเครื่องขยายสัญญาณ หรืออัตราส่วนการปฏิเสธ) ควรตีความคำนี้อย่างระมัดระวัง เนื่องจากความสับสนระหว่างสองหน่วยอาจส่งผลให้เกิดความเข้าใจผิดอย่างมากเกี่ยวกับค่าดังกล่าว
โดยทั่วไปช่างภาพจะใช้หน่วยลอการิทึมฐาน 2 หรือ " สต็อป"เพื่ออธิบายอัตราส่วนความเข้มของแสงหรือช่วงไดนามิก
คำต่อท้ายและค่าอ้างอิง
โดยทั่วไปแล้ว จะมีการเติมคำต่อท้ายให้กับหน่วยเดซิเบลพื้นฐาน เพื่อระบุค่าอ้างอิงที่ใช้ในการคำนวณอัตราส่วน ตัวอย่างเช่น dBm หมายถึงการวัดกำลังไฟฟ้าเทียบกับ 1 มิลลิวัตต์
ในกรณีที่ระบุค่าหน่วยของค่าอ้างอิง ค่าเดซิเบลนั้นจะเรียกว่า "ค่าสัมบูรณ์" แต่ถ้าไม่ได้ระบุค่าหน่วยของค่าอ้างอิงไว้อย่างชัดเจน เช่น ในค่าอัตราขยายเดซิเบลของเครื่องขยายเสียง ค่าเดซิเบลนั้นจะถือว่าเป็นค่าสัมพัทธ์
รูปแบบการแนบคำต่อท้ายกับ dB นี้เป็นที่แพร่หลายในทางปฏิบัติ แม้ว่าจะขัดกับกฎที่กำหนดโดยหน่วยงานมาตรฐาน (ISO และ IEC) ก็ตาม[ 16 ]เนื่องจาก "ไม่สามารถแนบข้อมูลกับหน่วยได้" [ a ] และ "ไม่สามารถผสมข้อมูลกับหน่วยได้" [ b ] มาตรฐาน IEC 60027-3แนะนำรูปแบบต่อไปนี้: [ 15 ] L x (re x ref )หรือเป็นL x / x refโดยที่xคือสัญลักษณ์ปริมาณ และx refคือค่าของปริมาณอ้างอิง เช่นL E (re 1 μV/m) = 20 dB หรือL E /(1 μV/m) = 20 dB สำหรับความแรงของสนามไฟฟ้าEเทียบกับค่าอ้างอิง1 μV/mหากผลการวัด 20 dB ถูกนำเสนอแยกต่างหาก สามารถระบุได้โดยใช้ข้อมูลในวงเล็บ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของข้อความโดยรอบและไม่ใช่ส่วนหนึ่งของหน่วย เช่น 20 dB (re 1 μV/m ) หรือ 20 dB ( 1 μV/m)
นอกเหนือจากเอกสารที่ใช้หน่วย SI แล้ว การใช้คำต่อท้ายหน่วยเป็นเรื่องปกติมาก ดังตัวอย่างต่อไปนี้ ไม่มีกฎตายตัว มีแนวทางปฏิบัติเฉพาะด้านที่แตกต่างกันไป บางครั้งคำต่อท้ายเป็นสัญลักษณ์หน่วย ("W","K","m") บางครั้งเป็นการถอดเสียงสัญลักษณ์หน่วย ("uV" แทน μV สำหรับไมโครโวลต์) บางครั้งเป็นตัวย่อของชื่อหน่วย ("sm" สำหรับตารางเมตร "m" สำหรับมิลลิวัตต์) บางครั้งเป็นตัวช่วยจำสำหรับประเภทของปริมาณที่กำลังคำนวณ ("i" สำหรับอัตราขยายของเสาอากาศเมื่อเทียบกับเสาอากาศแบบไอโซโทรปิก "λ" สำหรับสิ่งใดก็ตามที่ทำให้เป็นมาตรฐานโดยความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) หรืออาจเป็นคุณลักษณะทั่วไปหรือตัวระบุเกี่ยวกับลักษณะของปริมาณ ("A" สำหรับระดับความดันเสียงถ่วงน้ำหนัก A) โดยทั่วไปแล้ว คำต่อท้ายจะเชื่อมด้วยเครื่องหมายยัติภังค์เช่น "dB‑Hz" หรือเชื่อมด้วยช่องว่าง เช่น "dB HL" หรืออยู่ในวงเล็บ เช่น "dB(HL)" หรือไม่มีอักขระคั่นกลาง เช่น "dBm" (ซึ่งไม่เป็นไปตามมาตรฐานสากล)
รายชื่อคำต่อท้าย
แรงดันไฟฟ้า
เนื่องจากเดซิเบลถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับกำลัง ไม่ใช่แอมพลิจูด การแปลงอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าเป็นเดซิเบลจึงต้องยกกำลังสองแอมพลิจูด หรือใช้ตัวคูณ 20 แทน 10 ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น
- เดซิเบลวี
- dB(V RMS ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1 โวลต์ โดยไม่คำนึงถึงอิมพีแดนซ์[ 3 ]ใช้ในการวัดความไวของไมโครโฟน และยังใช้ในการกำหนดระดับสายสัญญาณ สำหรับผู้บริโภค ที่−10 dBVเพื่อลดต้นทุนการผลิตเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานระดับสายสัญญาณ+4 dBu ที่ใหญ่กว่ามาก [ 47 ]
- dBu หรือ dBv
0 dBu ถูกกำหนดให้เป็นแรงดัน RMS ที่จะกระจายพลังงาน 0 dBm (1 mW) ในโหลด 600 Ω ตามกฎของโอห์มแรงดันนี้เท่ากับ: ดังนั้น 1 V RMSสอดคล้องกับ: [ 3 ]เดิมเรียกว่า dBv แต่เปลี่ยนเป็น dBu เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับ dBV [ 48 ]ตามที่Rupert Neve กล่าว uมาจากหน่วยปริมาตรที่แสดงบนมิเตอร์VU [ 49 ] u ยังถูกตีความว่าไม่มีโหลดอีกด้วย[ 50 ]
แผนภาพแสดงแหล่งจ่ายแรงดัน 0 dBu ที่กระจายพลังงาน 0 dBm ในรูปของความร้อน ใน ตัวต้านทาน 600 Ω
- ในอุปกรณ์เสียงระดับมืออาชีพอุปกรณ์อาจได้รับการปรับเทียบเพื่อแสดงค่า "0" บนมิเตอร์ VU ในช่วงเวลาที่กำหนดหลังจากมีการป้อนสัญญาณที่ระดับแอมพลิจูด+4 dBuอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคมักใช้ระดับสัญญาณ "ระบุ" ที่ต่ำกว่าคือ−10 dBV [ 51 ] ดังนั้นอุปกรณ์หลายชนิดจึงมีการทำงานแบบสองแรงดันไฟฟ้า (ด้วยการตั้งค่าเกนหรือ "การปรับแต่ง" ที่แตกต่างกัน) เพื่อความเข้ากันได้ สวิตช์หรือการปรับที่ครอบคลุมช่วงอย่างน้อยระหว่าง+4 dBuและ−10 dBVเป็นเรื่องปกติในอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ
- เดซิเมตรโวลต์
- dBmV: dB(mV RMS ) – แรงดันไฟฟ้ารากกำลังสองเฉลี่ยเทียบกับ 1 มิลลิโวลต์คร่อม 75 Ω [ 52 ]ใช้กันอย่างแพร่หลายใน เครือ ข่ายเคเบิลทีวีซึ่งความแรงของสัญญาณทีวีเดี่ยวที่ขั้วต่อรับสัญญาณอยู่ที่ประมาณ 0 dB mVเคเบิลทีวีใช้สายโคแอกเชียล 75 Ω ดังนั้น 0 dB mVจึงสอดคล้องกับ −78.75 dBW, −48.75 dBm หรือประมาณ 13 nW
- เดซิเมตรวีโอส
- กำหนดโดยข้อแนะนำ ITU-R V.574
- เดซิเบลไมโครโวลต์ หรือ เดซิเบลบิวโวลต์
- dB(μV RMS ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1 ไมโครโวลต์ ใช้กันอย่างแพร่หลายในข้อกำหนดของโทรทัศน์และเครื่องขยายสัญญาณเสาอากาศ 60 dBμV = 0 dBmV
อะคูสติก
การใช้ "เดซิเบล" ที่พบบ่อยที่สุดในการอ้างอิงระดับเสียงน่าจะเป็น dB SPLซึ่งเป็นระดับความดันเสียงที่อ้างอิงถึงเกณฑ์การได้ยินของมนุษย์[ 53 ] การวัดความดัน (ปริมาณรากกำลัง) ใช้ตัวประกอบ 20 และการวัดกำลัง (เช่น dBSIL และ dBSWL) ใช้ตัวประกอบ 10
- ดีบีเอสพีแอล
- dBSPL (ระดับความดันเสียง) – สำหรับเสียงในอากาศและก๊าซอื่นๆ เทียบกับ 20 ไมโครปาสคาล (μPa) หรือ2 × 10 −5 Paระดับ 0 dBSPL ถือเป็นเสียงที่เบาที่สุดที่มนุษย์สามารถได้ยิน สำหรับเสียงในน้ำและของเหลวอื่นๆ จะใช้ความดันอ้างอิงที่ 1 μPa [ 54 ]ระดับความดันเสียง RMS 1 ปาสคาล เทียบเท่ากับระดับเสียง 94 เดซิเบล SPL
- ดีบีเอสไอแอล
- ระดับความเข้มเสียงเดซิเบล– สัมพันธ์กับ 10 −12 วัตต์/ตารางเมตรซึ่งโดยประมาณคือขีดจำกัดการได้ยินของมนุษย์ในอากาศ
- ดีบีเอสดับบลิวแอล
- ระดับกำลังเสียงเดซิเบล– เทียบกับ 10 −12 วัตต์
- เดซิเบล (A), เดซิเบล (B) และ เดซิเบล (C)
- สัญลักษณ์เหล่านี้มักใช้เพื่อแสดงถึงการใช้ตัวกรองน้ำหนัก ที่แตกต่างกัน ซึ่งใช้เพื่อประมาณการ ตอบสนองของหูมนุษย์ต่อเสียง แม้ว่าการวัดจะยังคงอยู่ในหน่วยเดซิเบล (SPL) การวัดเหล่านี้มักหมายถึงเสียงรบกวนและผลกระทบต่อมนุษย์และสัตว์อื่นๆ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเมื่อกล่าวถึงประเด็นการควบคุมเสียงรบกวน ข้อบังคับ และมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม รูปแบบอื่นๆ ที่อาจพบเห็นได้คือ dBA หรือ dB(A) ตามมาตรฐานจากคณะกรรมการเทคนิคไฟฟ้าสากล ( IEC 61672-2013 ) [ 55 ]และสถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกันANSI S1.4 [ 56 ]การใช้งานที่นิยมคือการเขียนL A = x dBอย่างไรก็ตาม หน่วย dB(A) ยังคงใช้กันทั่วไปเป็นตัวย่อสำหรับการวัดแบบถ่วงน้ำหนัก A เปรียบเทียบกับdBcที่ใช้ในโทรคมนาคม
- เดคเอชแอล
- หน่วยเดซิเบล (dB) ใช้ใน การวัดระดับการได้ยินใน แผนภูมิการได้ยิน โดยระดับอ้างอิงจะแตกต่างกันไปตามความถี่ตามเส้นโค้งการได้ยินขั้นต่ำที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ANSI และมาตรฐานอื่นๆ ส่งผลให้แผนภูมิการได้ยินที่ได้แสดงให้เห็นถึงความเบี่ยงเบนจากสิ่งที่ถือว่าเป็นการได้ยิน 'ปกติ'
- เดซิคิว
- บางครั้งใช้เพื่อระบุระดับเสียงรบกวนแบบถ่วงน้ำหนัก โดยทั่วไปจะใช้การถ่วงน้ำหนักเสียงรบกวนตามมาตรฐาน ITU-R 468
- dBpp
- สัมพันธ์กับความดันเสียงสูงสุดถึงต่ำสุด[ 57 ]
- เดซิเบล(จี)
- สเปกตรัมถ่วงน้ำหนัก G [ 58 ]
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียง
โปรดดู dBV และ dBu ด้านบนด้วย
- เดซิเมตร
- dBmW – กำลังไฟฟ้าเทียบกับ 1 มิลลิวัตต์ในด้านเสียงและโทรศัพท์ โดยทั่วไป dBm จะอ้างอิงเทียบกับอิมพีแดนซ์ 600 Ω [ 59 ]ซึ่งสอดคล้องกับระดับแรงดันไฟฟ้า 0.775 โวลต์ หรือ 775 มิลลิโวลต์
- เดซิเมตร 0
- กำลังไฟฟ้าในหน่วยเดซิเมตร (dBm) (ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น) ที่วัด ณจุดที่มีระดับการส่งสัญญาณเป็นศูนย์
- เดบีเอฟเอส
- เดซิเบล (dBFS ) – แอมพลิจูดของสัญญาณเมื่อเทียบกับค่าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถรองรับได้ก่อนที่ จะเกิด การตัดสัญญาณค่าเต็มสเกลอาจนิยามได้ว่าเป็นระดับกำลังของคลื่น ไซน์เต็มสเกล หรือคลื่นสี่เหลี่ยม เต็มสเกล สัญญาณที่วัดโดยอ้างอิงจากคลื่นไซน์เต็มสเกลจะอ่อนลง 3 เดซิเบลเมื่ออ้างอิงจากคลื่นสี่เหลี่ยมเต็มสเกล ดังนั้น: 0 dBFS (คลื่นไซน์เต็มสเกล) = −3 dBFS (คลื่นสี่เหลี่ยมเต็มสเกล)
- เดซิเบล วียู
- หน่วยปริมาตรเดซิเบล[ 60 ]
- เดบีทีพี
- dB (true peak) – แอมพลิจูดสูงสุดของสัญญาณเมื่อเทียบกับค่าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถจัดการได้ก่อนที่จะเกิดการตัดสัญญาณ[ 61 ]ในระบบดิจิทัล 0 dBTP จะเท่ากับระดับสูงสุด (ตัวเลข) ที่โปรเซสเซอร์สามารถแสดงได้ ค่าที่วัดได้จะเป็นค่าลบหรือศูนย์เสมอ เนื่องจากมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับค่าเต็มสเกล
เรดาร์
- เดซิ
- dBZ – เดซิเบลสัมพันธ์กับ Z = 1 มม. 6 ⋅ม. −3 : [ 62 ]พลังงานการสะท้อน (เรดาร์ตรวจอากาศ) สัมพันธ์กับปริมาณพลังงานที่ส่งกลับมายังตัวรับสัญญาณเรดาร์ ค่าที่สูงกว่า 20 dBZ มักบ่งชี้ถึงปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมา[ 63 ]
- เดซิเมตร
- dB(m² ) – เดซิเบลสัมพันธ์กับหนึ่งตารางเมตร: การวัดพื้นที่หน้าตัดเรดาร์ (RCS) ของเป้าหมาย พลังงานที่สะท้อนจากเป้าหมายเป็นสัดส่วนกับ RCS ของเป้าหมาย เครื่องบินล่องหนและแมลงจะมีค่า RCS เป็นลบเมื่อวัดเป็น dBsm แผ่นเรียบขนาดใหญ่หรือเครื่องบินที่ไม่ใช่เครื่องบินล่องหนจะมีค่าเป็นบวก[ 64 ]
กำลังส่ง พลังงาน และความแรงของสนามวิทยุ
- เดซิเบล
- เมื่อเทียบกับคลื่นพาหะ – ในด้านโทรคมนาคมหมายถึงระดับของสัญญาณรบกวนหรือกำลังของแถบข้างเคียง เมื่อเทียบกับกำลังของคลื่นพาหะ ลองเปรียบเทียบกับ dB(C) ที่ใช้ในด้านเสียง
- dBpp
- เมื่อเทียบกับค่าสูงสุดของกำลังสูงสุด
- ดีบีเจ
- พลังงานสัมพัทธ์ต่อ 1 จูล 1 จูล = 1 วัตต์วินาที = 1 วัตต์ต่อเฮิรตซ์ ดังนั้นความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังสามารถแสดงได้ในหน่วยเดซิเบลจูล (dBJ)
- เดซิเมตรจูล
- พลังงานที่สัมพันธ์กับ 1 มิลลิจูลหรือ 1 มิลลิวัตต์ต่อเฮิรตซ์
- เดซิเมตร
- dB(mW) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ 1 มิลลิวัตต์โดยปกติจะอ้างอิงกับโหลด 50 Ω ดังนั้น 0 dBm จึงสอดคล้องกับ 0.224 โวลต์[ 65 ] 0 dBm = -30 dBW
- เดซิเมตร/เฮิร์ตซ์
- dB(mW/Hz) - ความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังสัมพัทธ์ต่อ 1 มิลลิวัตต์ต่อเฮิรตซ์ เทียบเท่ากับ dBmJ
- เดซิเบลไมโครโวลต์/เมตร, เดซิเบลบิวโวลต์/เมตร หรือ เดซิเบลไมโครโวลต์
- [ 66 ] dB(μV/m) –ความแรงของสนามไฟฟ้าสัมพันธ์กับ 1 ไมโครโวลต์ต่อเมตรเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงานผ่านอิมพีแดนซ์ของพื้นที่ว่าง (η0 = 376.73 Ω) ดังนั้น 0 dB μV/m จึงสอดคล้องกับ (1 μV/m)2/η0 = 2.65x10-15W/m2 = -145.76 dBW/m2= -115.76 dBm/m2
- เดซิเอฟ
- dB(fW) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ 1 เฟมโตวัตต์
- เดซิวัตต์
- dB(W) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ 1 วัตต์ 1 dBW = +30 dBm
- เดซิวัตต์/เฮิร์ตซ์
- dB(W/Hz) - ความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังสัมพัทธ์ต่อ 1 วัตต์ต่อเฮิรตซ์ เทียบเท่ากับ dBJ
- เดซิวัตต์/เมตร²
- dB(W/m² ) - ความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงาน (ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า) เทียบกับ 1 วัตต์ต่อตารางเมตร
- เดบีเค
- dB(kW) – หน่วยวัดกำลังไฟฟ้าเทียบกับ 1 กิโลวัตต์ 0 dBk = +30 dBW = +60 dBm อย่าสับสนกับ dBK ซึ่งเป็นหน่วยวัดอุณหภูมิเทียบกับ 1 เคลวิน
- ดีบี
- เดซิเบลไฟฟ้า
- ดีโบ
- dB ทางแสง การเปลี่ยนแปลง 1 dBo ในกำลังแสงสามารถส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ถึง 2 dBe ในกำลังสัญญาณไฟฟ้าในระบบที่จำกัดด้วยสัญญาณรบกวนความร้อน[ 67 ]
การวัดเสาอากาศ
- เดซิเบล
- เดซิเบล (ไอโซโทรปิก)– อัตราขยายของเสาอากาศเมื่อเทียบกับอัตราขยายของเสาอากาศไอโซโทรปิกใน ทางทฤษฎี ซึ่งกระจายพลังงานอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง โดยถือว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีโพลาไรเซชันเชิงเส้น เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น
- เดบีดี
- dB(dipole) – อัตราขยายของเสาอากาศ เมื่อเทียบกับอัตราขยายของ เสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่น0 dBd = 2.15 dBi
- ดีบีไอซี
- เดซิเบล (ไอโซโทรปิกแบบวงกลม) – อัตราขยายของเสาอากาศเมื่อเทียบกับอัตราขยายของ เสาอากาศไอโซโทรปิก แบบโพลาไรซ์วงกลม ตามทฤษฎี ไม่มีกฎการแปลงที่ตายตัวระหว่าง dBiC และ dBi เนื่องจากขึ้นอยู่กับเสาอากาศรับสัญญาณและการโพลาไรซ์ของสนาม
- เดซิคว
- เดซิเบล (dBq) – อัตราขยายของเสาอากาศเมื่อเทียบกับอัตราขยายของเสาอากาศแบบแส้ที่มีความยาวหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น ไม่ค่อยได้ใช้ ยกเว้นในเอกสารทางการตลาดบางประเภท; 0 dBq = −0.85 dBi
- เดซิเมตร
- dB(m² ) – เดซิเบลสัมพันธ์กับหนึ่งตารางเมตร: การวัดพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพในการรับสัญญาณของเสาอากาศ[ 68 ]
- เดซิเมตร−1
- dB(m −1 ) – เดซิเบลเทียบกับส่วนกลับของเมตร: หน่วยวัดค่าแฟกเตอร์ของเสาอากาศ
การวัดอื่นๆ
- เดซิเฮิร์ตซ์
- dB(Hz) – แบนด์วิดท์สัมพัทธ์ต่อหนึ่งเฮิร์ตซ์ เช่น 20 dBHz สอดคล้องกับแบนด์วิดท์ 100 Hz นิยมใช้ใน การคำนวณ งบประมาณการเชื่อมต่อนอกจากนี้ยังใช้ในอัตราส่วนความหนาแน่นของคลื่นพาหะต่อสัญญาณรบกวน (ไม่ควรสับสนกับอัตราส่วนความหนาแน่นของคลื่นพาหะต่อสัญญาณรบกวนในหน่วย dB)
- dBov หรือ dBO
- dB (โอเวอร์โหลด) – แอมพลิจูดของสัญญาณ (โดยปกติคือสัญญาณเสียง) เมื่อเทียบกับค่าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถรองรับได้ก่อนที่จะ เกิด การตัดสัญญาณคล้ายกับ dB FS แต่ยังใช้ได้กับระบบอนาล็อกด้วย ตาม ITU-T Rec. G.100.1 ระดับใน dB ov ของระบบดิจิทัลถูกกำหนดดังนี้: ด้วยกำลังสัญญาณสูงสุดสำหรับสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีแอมพลิจูดสูงสุดระดับของโทนเสียงที่มีแอมพลิจูดดิจิทัล (ค่าสูงสุด) จึงเป็น[ 69 ]
- เดบรา
- เดซิเบล (สัมพัทธ์) – คือความแตกต่างเชิงสัมพัทธ์จากสิ่งอื่น ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนเมื่อพิจารณาจากบริบท ตัวอย่างเช่น ความแตกต่างของการตอบสนองของตัวกรองต่อระดับเสียงที่กำหนดไว้
- dBrn
- dB เหนือระดับสัญญาณรบกวนอ้างอิงดูเพิ่มเติมที่dBrnC
- dBrnC
- dB(rnC)แสดงถึงการวัดระดับเสียง โดยทั่วไปในวงจรโทรศัพท์ เทียบกับระดับอ้างอิง −90 dBm โดยการวัดระดับนี้จะถูกถ่วงน้ำหนักความถี่ด้วยตัวกรองถ่วงน้ำหนักข้อความ C มาตรฐาน ตัวกรองถ่วงน้ำหนักข้อความ C ส่วนใหญ่ใช้ในอเมริกาเหนือ ตัวกรอง psophometricใช้สำหรับวัตถุประสงค์นี้ในวงจรระหว่างประเทศ[ c ] [ 70 ]
- ดีบีเค
- dB(K) – เดซิเบลเทียบกับ 1 K ; ใช้เพื่อแสดงอุณหภูมิเสียงรบกวน[ 71 ]
- dBK −1หรือ dB/K
- dB(K −1 ) – เดซิเบลเทียบกับ 1 K −1 [ 72 ] — ไม่ใช่ เดซิเบลต่อเคล วิน : ใช้สำหรับจี/ทีปัจจัย (G/T)ซึ่งเป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่ใช้ในการสื่อสารผ่านดาวเทียมโดยเชื่อมโยงอัตราขยายของเสาอากาศGกับอุณหภูมิเทียบเท่าสัญญาณรบกวนของระบบรับสัญญาณT [ 73 ] [ 74 ]
รายชื่อคำต่อท้ายเรียงตามลำดับตัวอักษร
คำต่อท้ายที่ไม่มีเครื่องหมายวรรคตอน
- ดีบีเอ
- ดูdB(A )
- เดซิเบล
- ดูค่า dBrn ที่ปรับแล้ว
- ดีบีบี
- ดูdB(B )
- เดซิเบล
- เมื่อเทียบกับคลื่นพาหะ – ในด้านโทรคมนาคมหมายถึงระดับพลังงานของสัญญาณรบกวนหรือคลื่นข้างเคียง เมื่อเทียบกับพลังงานของคลื่นพาหะ
- ดีบีซี
- ดูdB(C )
- ดีบีดี
- ดูdB(D )
- เดบีดี
- dB(dipole) – อัตราขยายไปข้างหน้าของเสาอากาศ เมื่อเทียบกับ เสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่น0 dBd = 2.15 dBi
- ดีบี
- เดซิเบลไฟฟ้า
- เดซิเอฟ
- dB(fW) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ 1 เฟมโตวัตต์
- เดบีเอฟเอส
- เดซิเบล (dBFS ) – แอมพลิจูดของสัญญาณเมื่อเทียบกับค่าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถรองรับได้ก่อนที่ จะเกิด การตัดสัญญาณ (clipping)ค่าเต็มสเกลอาจนิยามได้ว่าเป็นระดับกำลังของคลื่นไซน์เต็มสเกลหรือคลื่นสี่เหลี่ยม เต็มสเกล สัญญาณที่วัดโดยอ้างอิงจากคลื่นไซน์เต็มสเกลจะอ่อนลง 3 เดซิเบลเมื่ออ้างอิงจากคลื่นสี่เหลี่ยมเต็มสเกล ดังนั้น: 0 dBFS (คลื่นไซน์เต็มสเกล) = −3 dBFS (คลื่นสี่เหลี่ยมเต็มสเกล)
- ดีบีจี
- สเปกตรัมถ่วงน้ำหนัก G
- เดซิเบล
- เดซิเบล (ไอโซโทรปิก) – อัตราขยายไปข้างหน้าของเสาอากาศเมื่อเทียบกับเสาอากาศไอโซโทรปิก ในเชิงสมมติ ซึ่งกระจายพลังงานอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง สมมติว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามี โพลาไรเซชันเชิงเส้นเว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น
- ดีบีไอซี
- dB (ไอโซโทรปิกแบบวงกลม) – อัตราขยายไปข้างหน้าของเสาอากาศเมื่อเทียบกับ เสาอากาศไอโซโทรปิก แบบโพลาไรซ์วงกลมไม่มีกฎการแปลงที่ตายตัวระหว่าง dBiC และ dBi เนื่องจากขึ้นอยู่กับเสาอากาศรับสัญญาณและโพลาไรซ์ของสนาม
- ดีบีเจ
- พลังงานสัมพัทธ์ต่อ 1 จูล : 1 จูล = 1 วัตต์-วินาที = 1 วัตต์ต่อเฮิรตซ์ ดังนั้นความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังสามารถแสดงได้ในหน่วยเดซิเบลจูล (dBJ)
- เดบีเค
- dB(kW) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ 1 กิโลวัตต์
- ดีบีเค
- dB(K) – เดซิเบลเทียบกับเคลวิน : ใช้ในการแสดงอุณหภูมิของเสียงรบกวน
- เดซิเมตร
- dB(mW) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ 1 มิลลิวัตต์
- เดซิเมตร2หรือ เดซิเมตร
- dB(m² ) – เดซิเบลสัมพัทธ์ต่อหนึ่งตารางเมตร
- เดซิเมตร 0
- กำลังไฟฟ้าในหน่วยเดซิเมตร (dBm) ที่วัด ณ จุดที่มีระดับการส่งสัญญาณเป็นศูนย์
- เดซิเมตร0
- กำหนดโดยข้อแนะนำ ITU-R V.574
- เดซิเมตรโวลต์
- dB(mV RMS ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1 มิลลิโวลต์คร่อม 75 โอห์ม
- ดีโบ
- หน่วยเดซิเบลทางแสง (dB) การเปลี่ยนแปลงกำลังแสง 1 เดซิเบล (dBo) อาจส่งผลให้กำลังสัญญาณไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงได้ถึง 2 เดซิเบล (dBe) ในระบบที่มีข้อจำกัดด้านสัญญาณรบกวนจากความร้อน
- ดีบีโอ
- ดู dBov
- dBov หรือ dBO
- เดซิเบล (โอเวอร์โหลด) – ค่าแอมพลิจูดของสัญญาณ (โดยปกติคือสัญญาณเสียง) เมื่อเทียบกับค่าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถรองรับได้ก่อนที่จะเกิดการตัดสัญญาณ (clipping )
- dBpp
- เมื่อเทียบกับระดับ ความดันเสียงสูงสุดถึงต่ำสุด
- dBpp
- เมื่อเทียบกับค่าสูงสุดของกำลังไฟฟ้าสูงสุด
- เดซิคว
- dB (quarterwave) – อัตราขยายของเสาอากาศเมื่อเทียบกับเสาอากาศแบบแส้ที่มีความยาวหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น ไม่ค่อยได้ใช้ ยกเว้นในเอกสารทางการตลาดบางประเภท 0 dBq = −0.85 dBi
- เดบรา
- เดซิเบล (สัมพัทธ์) – คือความแตกต่างเชิงสัมพัทธ์จากสิ่งอื่น ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนเมื่อพิจารณาจากบริบท ตัวอย่างเช่น ความแตกต่างของการตอบสนองของตัวกรองต่อระดับเสียงที่กำหนดไว้
- dBrn
- dB เหนือระดับสัญญาณรบกวนอ้างอิงดูเพิ่มเติมที่dBrnC
- dBrnC
- แสดงถึงการวัดระดับเสียง โดยทั่วไปในวงจรโทรศัพท์ เทียบกับระดับสัญญาณรบกวนของวงจรโดยการวัดระดับนี้จะถูกถ่วงน้ำหนักความถี่ด้วยตัวกรองถ่วงน้ำหนักข้อความ C มาตรฐาน ตัวกรองถ่วงน้ำหนักข้อความ C ส่วนใหญ่ใช้ในทวีปอเมริกาเหนือ
- เดซิเมตร
- ดู dBm 2
- เดบีทีพี
- dB (true peak) – ค่าแอมพลิจูดสูงสุดของสัญญาณเมื่อเทียบกับค่าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถรองรับได้ก่อนที่จะเกิดการตัดสัญญาณ (clipping)
- dBu หรือ dBv
- แรงดันไฟฟ้า RMS สัมพันธ์กับ
- dBu0s
- กำหนดโดยข้อแนะนำ ITU-R V.574
- ดีบียูวี
- ดู dBμV
- dBuV/m
- ดู dBμV/m
- เดซิวี
- ดู dBu
- เดซิเบลวี
- dB(V RMS ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1 โวลต์ โดยไม่ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์
- เดซิเบล วียู
- เดซิเบล (VU) หน่วยวัดระดับเสียง
- เดซิวัตต์
- dB(W) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ 1 วัตต์
- เดซิเบล วัตต์·เมตร⁻² ·เฮิร์ตซ์⁻¹
- ความหนาแน่นสเปกตรัมสัมพันธ์กับ 1 W·m −2 ·Hz −1 [ 75 ]
- เดซิ
- dB(Z) – เดซิเบลสัมพันธ์กับ Z = 1 มม. 6 ⋅ม. −3
- เดซิเบลμ
- ดู dBμV/m
- เดซิเบลไมโครโวลต์ หรือ เดซิเบลบิวโวลต์
- dB(μV RMS ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1 ไมโครโวลต์รากกำลังสองเฉลี่ย
- เดซิเบลไมโครโวลต์/เมตร, เดซิเบลบิวโวลต์/เมตร หรือ เดซิเบลไมโครโวลต์
- dB(μV/m) – ความแรงของสนามไฟฟ้าเมื่อเทียบกับ 1 ไมโครโวลต์ต่อเมตร
คำต่อท้ายที่มีช่องว่างนำหน้า
- เดซิเบล เอชแอล
- หน่วยวัดระดับการได้ยิน (dB) ถูกนำมาใช้ในออดิโอแกรมเพื่อวัดระดับการสูญเสียการได้ยิน
- เดซิเบล คิว
- บางครั้งใช้เพื่อระบุระดับเสียงรบกวนแบบถ่วงน้ำหนัก
- เดซิเบล เอสไอแอล
- ระดับความเข้มเสียงเดซิเบล– เทียบกับ 10 −12 วัตต์/ตารางเมตร
- เดซิเบล เอสพีแอล
- เดซิเบล SPL (ระดับความดันเสียง) – สำหรับเสียงในอากาศและก๊าซอื่นๆ โดยเทียบกับ 20 ไมโครปาสคาลในอากาศ หรือ 1 ไมโครปาสคาลในน้ำ
- เดซิเบล SWL
- ระดับกำลังเสียงเดซิเบล– เทียบกับ 10 −12 วัตต์
คำต่อท้ายที่อยู่ในวงเล็บ
- dB(A) , dB(B) , dB(C) , dB(D) , dB(G)และdB(Z)
- สัญลักษณ์เหล่านี้มักใช้เพื่อแสดงถึงการใช้ตัวกรองถ่วงน้ำหนัก ที่แตกต่างกัน ซึ่งใช้เพื่อประมาณการ ตอบสนอง ต่อเสียง ของหูมนุษย์แม้ว่าการวัดจะยังคงอยู่ในหน่วยเดซิเบล (SPL) การวัดเหล่านี้มักหมายถึงเสียงรบกวนและผลกระทบต่อมนุษย์และสัตว์อื่นๆ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเมื่อกล่าวถึงประเด็นการควบคุมเสียงรบกวน กฎระเบียบ และมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม รูปแบบอื่นๆ ที่อาจพบเห็นได้คือ เดซิเบลเอหรือ เดซิเบลบีเอ
คำต่อท้ายอื่นๆ
- เดซิเฮิร์ตซ์ หรือ เดซิเฮิร์ตซ์-เฮิร์ตซ์
- dB(Hz) – แบนด์วิดท์สัมพัทธ์ต่อหนึ่งเฮิร์ตซ์
- เดซิเฮิรตซ์2หรือ เดซิเฮิรตซ์/วินาที2
- dB(Hz² ) – ขนาดกำลังสองของสัญญาณตอบสนองแบบอิมพัลส์ (หรือซองสัญญาณตอบสนองแบบอิมพัลส์) เทียบกับขนาดกำลังสองของสัญญาณตอบสนองแบบอิมพัลส์ที่มีแอมพลิจูดเท่ากับหนึ่ง
- dBK −1หรือ dB/K
- dB(K −1 ) – เดซิเบลเทียบกับส่วนกลับของเคลวิน
- เดซิเมตร−1
- dB(m −1 ) – เดซิเบลเทียบกับส่วนกลับของเมตร: หน่วยวัดค่าแฟกเตอร์ของเสาอากาศ
- เอ็มบีเอ็ม
- mB(mW) – กำลังไฟฟ้าสัมพันธ์กับ 1 มิลลิวัตต์ในหน่วยมิลลิเบล (หนึ่งในร้อยของเดซิเบล) 100 mBm = 1 dBm หน่วยนี้อยู่ในไดรเวอร์ Wi-Fi ของเคอร์เนลLinux [ 76 ]และส่วนโดเมนควบคุม[ 77 ]
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^ "เมื่อระบุค่าของปริมาณ การแนบตัวอักษรหรือสัญลักษณ์อื่นๆ เข้ากับหน่วยเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณหรือเงื่อนไขการวัดนั้นไม่ถูกต้อง ควรแนบตัวอักษรหรือสัญลักษณ์อื่นๆ เข้ากับปริมาณแทน" [ 16 ] : 16
- ^ "เมื่อให้ค่าของปริมาณ ข้อมูลใดๆ เกี่ยวกับปริมาณหรือเงื่อนไขการวัดจะต้องนำเสนอในลักษณะที่ไม่เกี่ยวข้องกับหน่วย ซึ่งหมายความว่าปริมาณจะต้องถูกกำหนดเพื่อให้สามารถแสดงได้เฉพาะในหน่วยที่ยอมรับได้เท่านั้น..." [ 16 ] : 17
- ^ดูการถ่วงน้ำหนักแบบพโซโฟเมตริกเพื่อดูการเปรียบเทียบเส้นโค้งการตอบสนองความถี่สำหรับตัวกรองการถ่วงน้ำหนักข้อความ C และตัวกรองการถ่วงน้ำหนักแบบพโซโฟเมตริก
อ่านเพิ่มเติม
- ทัฟเฟนท์แซมเมอร์, คาร์ล (1956) "Das Dezilog, eine Brücke zwischen Logarithmen, Dezibel, Neper und Normzahlen" [เดซิล็อก ซึ่งเป็นสะพานเชื่อมระหว่างลอการิทึม เดซิเบล เนเปอร์ และตัวเลขที่ต้องการ] VDI-Zeitschrift (ภาษาเยอรมัน) 98 : 267– 274.
- เพาลิน, ออยเกน (1 กันยายน พ.ศ. 2550) ลอการิทึม, Normzahlen, Dezibel, Neper, Phon - natürlich verwandt! [ ลอการิทึม, ตัวเลขที่ต้องการ, เดซิเบล, เนเปอร์, โฟน - เกี่ยวข้องกันตามธรรมชาติ! ] (PDF) (ในภาษาเยอรมัน) เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อวันที่ 18 ธันวาคม 2559 . สืบค้นเมื่อ18 ธันวาคม 2559 .
ลิงก์ภายนอก
- เดซิเบลคืออะไร? พร้อมไฟล์เสียงและภาพเคลื่อนไหว
- การแปลงหน่วยระดับเสียง: dBSPL หรือ dBA เป็นความดันเสียง p และความเข้มเสียง J
- ข้อบังคับของ OSHA ว่าด้วยการสัมผัสเสียงดังในสถานที่ทำงาน
- การทำงานกับหน่วยเดซิเบล (ความแรงของสัญญาณ RF และสนามแม่เหล็ก)
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เดซิเบล
เดซิ เบล (สัญลักษณ์: dB ) เป็น หน่วยวัด เชิงสัมพัทธ์ เท่ากับหนึ่งในสิบของ เบล ( B ) โดยแสดง อัตราส่วน ของค่าสองค่าของ กำลังหรือรากกำลัง บน มาตราส่วนลอการิทึม สัญญาณ สอง สัญญาณ...
ประวัติศาสตร์
หน่วยเดซิเบลมีที่มาจากวิธีการที่ใช้ในการวัดการสูญเสียสัญญาณในวงจรโทรเลขและโทรศัพท์ จนกระทั่งช่วงกลางทศวรรษ 1920 หน่วยที่ใช้วัดการสูญเสียคือ ไมล์ของสายเคเบิลมาตรฐาน (MSC) 1 MSC เทียบเท่ากับการสูญเสียพลังงานในสายเคเบิลโทรศัพท์มาตรฐานหนึ่ง ไมล์ (ประมาณ 1.
คำนิยาม
มาตรฐาน IEC 60027-3:2002 กำหนดปริมาณต่อไปนี้ เดซิเบล (dB) คือหนึ่งในสิบของเบล: 1 dB = 0.1 B เบล (B) คือ 1 / 2 ln(10) nepers : 1 B = 1 / 2 ln(10) Np.
ปริมาณพลังงาน
เมื่ออ้างถึงการวัด ปริมาณ พลังงาน อัตราส่วนสามารถแสดงเป็นระดับในหน่วยเดซิเบลได้โดยการประเมิน ค่าลอการิทึมฐาน 10 ของอัตราส่วนของปริมาณที่วัดได้ต่อค่าอ้างอิงเป็นสิบเท่า ดังนั้น อัตราส่วนของ P (พลังงานที่วัดได้) ต่อ P 0 (พลังงานอ้างอิง) จะแสดงด้วย L P...
