กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 26 นาที

เดซิเบล

เดซิ เบล (สัญลักษณ์: dB ) เป็น หน่วยวัด เชิงสัมพัทธ์ เท่ากับหนึ่งในสิบของ เบล ( B ) โดยแสดง อัตราส่วน ของค่าสองค่าของ กำลังหรือรากกำลัง บน มาตราส่วนลอการิทึม สัญญาณ สอง สัญญาณ...

เดซิเบล

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 สอดคล้องกับ การเปลี่ยนแปลงระดับ 10 dB เมื่อแสดงอัตราส่วนกำลังราก การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดด้วยปัจจัย 10 สอดคล้องกับ การเปลี่ยนแปลงระดับ 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" (โดยประมาณตรงกับลวด 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

เดซิเบลอัตราส่วนกำลังอัตราส่วนแอมพลิจูด
10010,000,000,000100,000
901,000,000,000 บาท31 623
80100,000,00010,000
7010,000,0003 162
601,000,000 บาท1,000
50100,000316.2
4010,000100
301,00031.62
2010010
10103.162
63.981 ≈ 41.995 ≈ 2
31.995 ≈ 21.413 ≈ 2
11.2591.122
011
−10.7940.891
−30.501 1/20.708 ≈ 1 / 2
−60.251 1/40.501 1/2
−100.10.316 2
−200.010.1
−300.0010.031 62
−400.000 10.01
-500.000 010.003 162
−600.000 0010.001
−700.000 000 10.000 316 2
−800.000 000 010.000 1
-900.000 000 0010.000 031 62
-1000.000 000 000 10.000 01
ตัวอย่างมาตราส่วนที่แสดงอัตราส่วนกำลังx , อัตราส่วนแอมพลิจูด √ xและค่าเทียบเท่าเดซิเบล 10  log x 

มาตรฐาน IEC 60027-3:2002กำหนดปริมาณต่อไปนี้ เดซิเบล (dB) คือหนึ่งในสิบของเบล: 1  dB  = 0.1  B เบล (B) คือ1/2 ln ( 10) เนเปอร์ : 1 B = 1/2 ln ( 10) Np เนเปอร์คือการเปลี่ยนแปลงระดับของปริมาณรากกำลัง เมื่อปริมาณราก กำลังเปลี่ยนแปลงด้วยปัจจัยeนั่นคือ1 Np = ln(e) = 1 ดังนั้นจึงเชื่อมโยงหน่วยทั้งหมดเป็นลอการิทึมธรรมชาติไร้มิติของอัตราส่วนปริมาณรากกำลัง     1  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 ]

วิธีการแสดงอัตราส่วนเป็นระดับในหน่วยเดซิเบลนั้นขึ้นอยู่กับว่าคุณสมบัติที่วัดได้เป็นปริมาณกำลังหรือปริมาณรากกำลังโปรดดูรายละเอียดเพิ่มเติมในหัวข้อกำลัง รากกำลัง และปริมาณสนาม

ปริมาณพลังงาน

เมื่ออ้างถึงการวัด ปริมาณ พลังงานอัตราส่วนสามารถแสดงเป็นระดับในหน่วยเดซิเบลได้โดยการประเมินค่าลอการิทึมฐาน 10ของอัตราส่วนของปริมาณที่วัดได้ต่อค่าอ้างอิงเป็นสิบเท่า ดังนั้น อัตราส่วนของP (พลังงานที่วัดได้) ต่อP (พลังงานอ้างอิง) จะแสดงด้วยL ซึ่งเป็นอัตราส่วนที่แสดงในหน่วยเดซิเบล[ 19 ]ซึ่งคำนวณโดยใช้สูตร: [ 20 ]

แอลพี=12ln(พีพี0)เอ็นพี=10บันทึก10(พีพี0)เดซิเบล{\displaystyle L_{P}={\frac {1}{2}}\ln \!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\,{\text{Np}}=10\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\,{\text{dB}}}

ลอการิทึมฐาน 10 ของอัตราส่วนของปริมาณกำลังสองปริมาณคือจำนวนเบล จำนวนเดซิเบลเป็นสิบเท่าของจำนวนเบล (หรืออีกนัยหนึ่ง เดซิเบลคือหนึ่งในสิบของเบล) และ P₀ ต้องวัดปริมาณประเภทเดียวกันและมีหน่วยเดียวกันก่อนที่จะคำนวณอัตราส่วน ถ้าP = P₀ในสมการข้างต้นแล้วL/ 0 ถ้าPมากกว่าP₀แล้วL/ เป็นบวก ถ้าPน้อยกว่าP₀แล้วL/ เป็นลบ 

เมื่อจัดเรียงสมการข้างต้นใหม่ จะได้สูตรต่อไปนี้สำหรับPในรูปของP และL   :

พี=10แอลพี10เดซิเบลพี0{\displaystyle P=10^{\frac {L_{P}}{10\,{\text{dB}}}}P_{0}}

ปริมาณรากกำลัง (สนาม)

เมื่อกล่าวถึงการวัดปริมาณรากกำลัง มักจะพิจารณาอัตราส่วนของกำลังสองของF (ที่วัดได้) และF₀ ค่าอ้างอิง) ทั้งนี้เพราะนิยามดั้งเดิมถูกกำหนดขึ้นเพื่อให้ได้ค่าเดียวกันสำหรับอัตราส่วนสัมพัทธ์ของทั้งปริมาณกำลังและรากกำลัง ดังนั้นจึงใช้นิยามต่อไปนี้:

แอลเอฟ=ln(เอฟเอฟ0)เอ็นพี=10บันทึก10(เอฟ2เอฟ02)เดซิเบล=20บันทึก10(เอฟเอฟ0)เดซิเบล{\displaystyle L_{F}=\ln \!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\,{\text{Np}}=10\log _{10}\!\left({\frac {F^{2}}{F_{0}^{2}}}\right)\,{\text{dB}}=20\log _{10}\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\,{\text{dB}}}

สูตรดังกล่าวสามารถจัดเรียงใหม่เพื่อให้ได้

เอฟ=10แอลเอฟ20เดซิเบลเอฟ0{\displaystyle F=10^{\frac {L_{F}}{20\,{\text{dB}}}}F_{0}}

ในทำนองเดียวกัน ในวงจรไฟฟ้าพลังงานที่สูญเสียไปโดยทั่วไปจะเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันหรือกระแสเมื่ออิมพีแดนซ์คงที่ ยกตัวอย่างเช่น แรงดัน จะนำไปสู่สมการสำหรับระดับการขยายกำลังL ดังนี้ :

แอลจี=20บันทึก10(วีออกวีใน)เดซิเบล{\displaystyle L_{G}=20\log _{10}\!\left({\frac {V_{\text{out}}}{V_{\text{in}}}}\right)\,{\text{dB}}}

โดยที่Voutคือ ค่า รากกำลังสองเฉลี่ย (rms) ของแรงดันเอาต์พุต และคือ 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

พี(ที)พี0=(เอฟ(ที)เอฟ0)2{\displaystyle {\frac {P(t)}{P_{0}}}=\left({\frac {F(t)}{F_{0}}}\right)^{2}}

การถือครอง[ 21 ] ในระบบที่ไม่เป็นเชิงเส้นความสัมพันธ์นี้ไม่เป็นไปตามนิยามของความเป็นเชิงเส้น อย่างไรก็ตาม แม้ในระบบเชิงเส้นซึ่งปริมาณกำลังเป็นผลคูณของปริมาณสองปริมาณที่สัมพันธ์กันเชิงเส้น (เช่น แรงดันและกระแส) หากอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับความถี่หรือเวลา ความสัมพันธ์นี้โดยทั่วไปจะไม่เป็นไปตามนั้น ตัวอย่างเช่น หากสเปกตรัมพลังงานของรูปคลื่นเปลี่ยนแปลง

สำหรับความแตกต่างของระดับ ความสัมพันธ์ที่ต้องการจะผ่อนคลายจากที่กล่าวมาข้างต้นไปเป็นความสัมพันธ์แบบสัดส่วน (กล่าวคือ ปริมาณอ้างอิงP และF ไม่จำเป็นต้องมีความสัมพันธ์กัน) หรือเทียบเท่ากับ

พี2พี1=(เอฟ2เอฟ1)2{\displaystyle {\frac {P_{2}}{P_{1}}}=\left({\frac {F_{2}}{F_{1}}}\right)^{2}}

เงื่อนไขนี้จะต้องคงอยู่เพื่อให้ความแตกต่างของระดับกำลังไฟฟ้าเท่ากับความแตกต่างของระดับกำลังไฟฟ้ารากที่สองจากกำลังไฟฟ้าP และF ไปยังP และF ตัวอย่างเช่นแอมพลิฟายเออร์ที่มีอัตราขยายแรงดันเท่ากับหนึ่งโดยไม่ขึ้นอยู่กับโหลดและความถี่ ขับโหลดที่มีอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับความถี่: อัตราขยายแรงดันสัมพัทธ์ของแอมพลิฟายเออร์จะเป็น 0  dB เสมอ แต่กำลังไฟฟ้าที่ได้จะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบสเปกตรัมที่เปลี่ยนแปลงไปของรูปคลื่นที่กำลังขยาย สามารถวิเคราะห์อิมพีแดนซ์ที่ขึ้นอยู่กับความถี่ได้โดยพิจารณาปริมาณความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังไฟฟ้าและปริมาณกำลังไฟฟ้ารากที่สองที่เกี่ยวข้องผ่านการแปลงฟูริเยร์ซึ่งช่วยให้สามารถขจัดความขึ้นอยู่กับความถี่ในการวิเคราะห์ได้โดยการวิเคราะห์ระบบที่แต่ละความถี่อย่างอิสระ

การแปลง

เนื่องจากผลต่างของลอการิทึมที่แสดงในหน่วยเหล่านี้มักแสดงถึงอัตราส่วนกำลังและอัตราส่วนรากกำลัง ดังนั้นค่าของทั้งสองจึงแสดงไว้ด้านล่าง โดยทั่วไปแล้ว เบล (bel) ใช้เป็นหน่วยของอัตราส่วนกำลังลอการิทึม ในขณะที่เนเปอร์ (neper) ใช้สำหรับอัตราส่วนรากกำลัง (แอมพลิจูด) ลอการิทึม

การแปลงหน่วยระดับและรายการอัตราส่วนที่เกี่ยวข้อง
หน่วยหน่วยเป็นเดซิเบลในเบลส์ในเนเปอร์สอัตราส่วนกำลังอัตราส่วนกำลังราก
1  เดซิเบล1  เดซิเบล0.1 บี0.115 13 เอ็นพี10 1/101.258 9310 1/201.122 02
1 บี10  เดซิเบล1 บี1.151  3 Np1010 1/2 ≈ 3.162  28
1 เอ็นพี8.685 89 เดซิเบล0.868 589 บี1 เอ็นพีe 27.389 06e2.718 28

ตัวอย่าง

  • การคำนวณอัตราส่วนในหน่วยเดซิเบลของ1 กิโลวัตต์ (หนึ่งกิโลวัตต์ หรือจากกำลังไฟ 1000วัตต์ เหลือ1 วัตต์จะได้ผลลัพธ์ดังนี้:แอลจี=10บันทึก10(10001)เดซิเบล=30เดซิเบล{\displaystyle L_{G}=10\log _{10}\left({\frac {1\,000\,{\text{W}}}{1\,{\text{W}}}}\right)\,{\text{dB}}=30\,{\text{dB}}}
  • อัตราส่วนในหน่วยเดซิเบลของ1000 V ≈ 31.62 Vต่อ1 Vคือ:แอลจี=20บันทึก10(31.62วี1วี)เดซิเบล=30เดซิเบล{\displaystyle L_{G}=20\log _{10}\left({\frac {31.62\,{\text{V}}}{1\,{\text{V}}}}\right)\,{\text{dB}}=30\,{\text{dB}}}

(31.62 V / 1 V) 2 ≈ 1 kW / 1 Wซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลที่ตามมาจากการนิยามข้างต้นว่าL มีค่าเท่ากันคือ 30  dB ไม่ว่าจะได้มาจากกำลังหรือจากแอมพลิจูดก็ตาม โดยมีเงื่อนไขว่าในระบบเฉพาะที่กำลังพิจารณานั้น อัตราส่วนของกำลังเท่ากับอัตราส่วนของแอมพลิจูดกำลังสอง

  • อัตราส่วนในหน่วยเดซิเบลของ10 วัตต์ต่อ1มิลลิวัตต์ คำนวณได้จากสูตร:แอลจี=10บันทึก10(100.001)เดซิเบล=40เดซิเบล{\displaystyle L_{G}=10\log _{10}\left({\frac {10{\text{W}}}{0.001{\text{W}}}}\right)\,{\text{dB}}=40\,{\text{dB}}}
  • อัตราส่วนกำลังที่สอดคล้องกับ การเปลี่ยนแปลงระดับเสียง 3 dBคำนวณได้จากสูตร:จี=10310×1=1.995262G=10^{\frac {3}{10}}\times 1=1.995\,26\ldots \approx 2}

การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนกำลังไฟฟ้าเป็น 10 เท่า จะสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระดับเสียง10 เดซิเบลการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนกำลังไฟฟ้าเป็น 2 เท่า หรือ1/2 เท่าจะ มีการเปลี่ยนแปลง ประมาณ3 เดซิเบลหรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้น การเปลี่ยนแปลงคือ ± 3.0103  dB แต่โดยทั่วไปมักปัดเศษเป็น 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 /103.9811แตกต่างจาก 4 ประมาณ 0.5%

คุณสมบัติ

หน่วยเดซิเบลมีประโยชน์ในการแสดงอัตราส่วนขนาดใหญ่ และในการทำให้การแสดงผลแบบทวีคูณง่ายขึ้น เช่น การลดทอนจากแหล่งกำเนิดหลายแหล่งตลอดสายสัญญาณ อย่างไรก็ตาม การนำไปใช้ในระบบที่มีผลกระทบแบบบวกนั้นทำได้ยากกว่า เช่นระดับความดันเสียง รวม ของเครื่องจักรสองเครื่องที่ทำงานร่วมกัน นอกจากนี้ยังต้องระมัดระวังในการใช้หน่วยเดซิเบลในรูปเศษส่วนโดยตรง และหน่วยของการดำเนินการแบบทวีคูณด้วย

การรายงานอัตราส่วนขนาดใหญ่

แผนภูมิโบเด (Bode plot)จะระบุแกนขนาดเป็นเดซิเบล เพื่อช่วยแสดงมาตราส่วนลอการิทึมขนาดใหญ่ โดย 0  เดซิเบลหมายถึงอัตราขยาย เท่ากับ 1 และมีรอยหยักอย่างง่าย ๆ ทุกๆ 10  เดซิเบล

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  dB
    เมื่อใช้กำลังไฟเข้า 1  วัตต์ กำลังไฟออกจะอยู่ที่ประมาณ
    1  วัตต์ × 10  × 10  × 2  × 1.26  × 1.26 µm  317.5  วัตต์
    เมื่อคำนวณอย่างแม่นยำแล้ว ค่าที่ได้คือ 1  W  × 10 25/10  ≈ 316.2  W ค่าโดยประมาณมีข้อผิดพลาดเพียง +0.4% เมื่อเทียบกับค่าจริง ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อพิจารณาถึงความแม่นยำของค่าที่ให้มาและความถูกต้องของเครื่องมือวัดส่วนใหญ่

อย่างไรก็ตาม ตามที่นักวิจารณ์กล่าวไว้ เดซิเบลทำให้เกิดความสับสน บดบังเหตุผล เกี่ยวข้องกับยุคของไม้บรรทัดคำนวณมากกว่าการประมวลผลดิจิทัลสมัยใหม่ และยุ่งยากและตีความได้ยาก[ 22 ] [ 23 ]ปริมาณในเดซิเบลไม่จำเป็นต้องบวกกัน ได้ [ 24 ] [ 25 ]ดังนั้นจึง "อยู่ในรูปแบบที่ยอมรับไม่ได้สำหรับการใช้ในการวิเคราะห์มิติ " [ 26 ] ดังนั้น หน่วยจึงต้องการความระมัดระวังเป็นพิเศษในการดำเนินการ กับเดซิเบล ยกตัวอย่างเช่นอัตราส่วนความหนาแน่นของคลื่นพาหะต่อสัญญาณรบกวนC / N (ในเฮิรตซ์ ) ซึ่งเกี่ยวข้องกับกำลังของคลื่นพาหะC (ใน W) และความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังของสัญญาณรบกวนN (ใน W/Hz) เมื่อแสดงในหน่วยเดซิเบล อัตราส่วนนี้จะเป็นการลบ( C / N ) = C N อย่างไรก็ตาม 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:

87ดีบีเอ83ดีบีเอ=10บันทึก10(1087/101083/10)ดีบีเอ84.8ดีบีเอ{\displaystyle 87\,{\text{dBA}}\ominus 83\,{\text{dBA}}=10\cdot \log _{10}{\bigl (}10^{87/10}-10^{83/10}{\bigr )}\,{\text{dBA}}\approx 84.8\,{\text{dBA}}}
เอ็มแอลเอ็ม(70,90)=(70ดีบีเอ+90ดีบีเอ)/2=10บันทึก10((1070/10+1090/10)/2)ดีบีเอ=10(บันทึก10(1070/10+1090/10)บันทึก102)ดีบีเอ87ดีบีเอ{\displaystyle {\begin{aligned}M_{\text{lm}}(70,90)&=\left(70\,{\text{dBA}}+90\,{\text{dBA}}\right)/2\\&=10\cdot \log _{10}\left({\bigl (}10^{70/10}+10^{90/10}{\bigr )}/2\right)\,{\text{dBA}}\\&=10\cdot \left(\log _{10}{\bigl (}10^{70/10}+10^{90/10}{\bigr )}-\log _{10}2\right)\,{\text{dBA}}\approx 87\,{\text{dBA}}\end{aligned}}}

ค่าเฉลี่ยลอการิทึมได้มาจากการลบผลรวมลอการิทึม10บันทึก102{\displaystyle 10\log _{10}2}เนื่องจากการหารลอการิทึมคือการลบเชิงเส้น

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:

แอลพี=20บันทึก10(พีอาร์เอ็มเอสพีอ้างอิง)เดซิเบล,{\displaystyle L_{p}=20\log _{10}\!\left({\frac {p_{\text{rms}}}{p_{\text{ref}}}}\right)\,{\text{dB}},}

โดยที่p คือรากกำลังสองเฉลี่ยของความดันเสียงที่วัดได้ และp คือความดันเสียงอ้างอิงมาตรฐานที่ 20 ไมโครปาสคาลในอากาศหรือ 1 ไมโครปาสคาลในน้ำ[ 35 ]

การใช้เดซิเบลในอะคูสติกใต้น้ำทำให้เกิดความสับสน ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความแตกต่างของค่าอ้างอิงนี้[ 36 ] [ 37 ]

ความเข้มของเสียงแปรผันตรงกับกำลังสองของความดันเสียง ดังนั้น ระดับความเข้มของเสียงจึงสามารถนิยามได้ดังนี้:

แอลพี=10บันทึก10(ฉันฉันอ้างอิง)เดซิเบล,{\displaystyle L_{p}=10\log _{10}\!\left({\frac {I}{I_{\text{ref}}}}\right)\,{\text{dB}},}

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 ใช้กำลัง อ้างอิง 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 หรือ1  mW × 600  Ω ≈ 0.775  V เมื่อใช้ในวงจร 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

ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับวิดีโอและเซ็นเซอร์ภาพ ดิจิทัล โดยทั่วไปเดซิเบลจะแสดงอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าวิดีโอหรือความเข้มแสงดิจิทัล โดยใช้ลอการิทึม 20  เท่าของอัตราส่วน แม้ว่าความเข้มที่แสดง ( กำลังแสง ) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่สร้างโดยเซ็นเซอร์ ไม่ใช่กำลังสองของมัน เช่นเดียวกับในอิมเมจเจอร์ CCDที่แรงดันไฟฟ้าตอบสนองเป็นเชิงเส้นกับความเข้ม[ 44 ] ดังนั้นอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนหรือช่วงไดนามิกของกล้องที่ระบุว่า 40  dB แสดงถึงอัตราส่วน 100:1 ระหว่างความเข้มของสัญญาณแสงและความเข้มของสัญญาณรบกวนมืดที่เทียบเท่าทางแสง ไม่ใช่อัตราส่วนความเข้ม (กำลัง) 10,000:1 อย่างที่ 40  dB อาจบ่งบอก[ 45 ] บางครั้งคำจำกัดความของอัตราส่วนลอการิทึม 20 เท่าจะ ถูกนำไปใช้กับจำนวนอิเล็กตรอนหรือจำนวนโฟตอนโดยตรง ซึ่งเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดของสัญญาณเซ็นเซอร์โดยไม่จำเป็นต้องพิจารณาว่าการตอบสนองของแรงดันไฟฟ้าต่อความเข้มเป็นเชิงเส้นหรือไม่[ 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 (re x )หรือเป็นL โดยที่xคือสัญลักษณ์ปริมาณ และx คือค่าของปริมาณอ้างอิง เช่นL (re 1  μV/m)  = 20  dB หรือL   = 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 )  – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1  โวลต์ โดยไม่คำนึงถึงอิมพีแดนซ์[ 3 ]ใช้ในการวัดความไวของไมโครโฟน และยังใช้ในการกำหนดระดับสายสัญญาณ สำหรับผู้บริโภค ที่−10 dBVเพื่อลดต้นทุนการผลิตเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานระดับสายสัญญาณ+4 dBu ที่ใหญ่กว่ามาก [ 47 ]
dBu หรือ dBv
แผนภาพแสดงแหล่งจ่ายแรงดัน  0 dBu ที่กระจายพลังงาน 0 dBm ในรูปของความร้อน ใน ตัวต้านทาน 600 Ω  
0 dBu ถูกกำหนดให้เป็นแรงดันไฟฟ้า RMS ที่จะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน 0  dBm (1  mW) ในโหลด  600 Ω ตามกฎของโอห์มแรงดันไฟฟ้านี้เท่ากับ:ความต้านทานพลัง=600 Ω  0.001 =0.6 วีอาร์เอ็มเอส0.7746 วีอาร์เอ็มเอส.{\displaystyle {\sqrt {{\text{resistance}}\cdot {\text{power}}}}={\sqrt {600\ {\mathsf {\Omega }}\ \cdot \ 0.001\ {\mathsf {W}}\;}}={\sqrt {0.6}}\ {\mathsf {V_{RMS}}}\approx 0.7746\ {\mathsf {V_{RMS}}}\,.}ดังนั้น 1  V จึงสอดคล้องกับ: [ 3 ]20บันทึก10(1 วีอาร์เอ็มเอส0.6 วีอาร์เอ็มเอส)2.218 บีคุณ .{\displaystyle 20\cdot \log _{10}\left({\frac {1\ {\mathsf {V_{RMS}}}}{{\sqrt {0.6}}\ {\mathsf {V_{RMS}}}}}\right)\approx 2.218\ {\mathsf {dB_{u}}}~.}เดิมเรียกว่า dBv แต่เปลี่ยนเป็น dBu เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับ dBV [ 48 ]ตามที่Rupert Neve กล่าว ตัว อักษร uมาจากหน่วยวัดระดับเสียงที่แสดงบนมิเตอร์VU [ 49 ] นอกจากนี้ ตัวอักษรuยังถูกตีความว่าไม่มีโหลด[ 50 ]
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 ) – แรงดันไฟฟ้ารากกำลังสองเฉลี่ยเทียบกับ 1  มิลลิโวลต์คร่อม 75  Ω [ 52 ]ใช้กันอย่างแพร่หลายใน เครือ ข่ายเคเบิลทีวีซึ่งความแรงของสัญญาณทีวีเดี่ยวที่ขั้วต่อรับสัญญาณอยู่ที่ประมาณ 0  dB เคเบิล ทีวีใช้ สายโคแอกเชียล 75 Ω ดังนั้น 0  dB จึงสอดคล้องกับ −78.75  dBW, −48.75  dBm หรือประมาณ 13  nW
เดซิเมตรวีโอส
กำหนดโดยข้อแนะนำ ITU-R V.574
เดซิเบลไมโครโวลต์ หรือ เดซิเบลบิวโวลต์
dB(μV ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1  ไมโครโวลต์ ใช้กันอย่างแพร่หลายในข้อกำหนดของโทรทัศน์และเครื่องขยายสัญญาณเสาอากาศ 60  dBμV  = 0  dBmV

อะคูสติก

การใช้ "เดซิเบล" ที่พบบ่อยที่สุดในการอ้างอิงระดับเสียงน่าจะเป็น dB ซึ่งเป็นระดับความดันเสียงที่อ้างอิงถึงเกณฑ์การได้ยินของมนุษย์[ 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 สำหรับเสียงในน้ำ  และของเหลวอื่นๆ จะใช้ความดันอ้างอิงที่ 1 μPa [ 54 ]
ความดันเสียง RMS หนึ่งปาสคาล เทียบเท่ากับระดับเสียง 94  เดซิเบล SPL ในอากาศ
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 = 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 สัญญาณที่วัดโดยอ้างอิงจากคลื่นไซน์เต็มสเกลจะ อ่อนลง 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 1ไมโครโวลต์ต่อเมตรเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงานผ่านอิมพีแดนซ์ของพื้นที่ว่าง (η= 376.73Ω) ดังนั้น 0dBμV/m จึงสอดคล้องกับ (1μV/m)2/η= 2.65x10-15W/m2= -145.76dBW/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 ในกำลังสัญญาณไฟฟ้าในระบบที่มีข้อจำกัดด้านสัญญาณรบกวนความร้อน[ 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
dB (quarterwave) – 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) – ระดับความแรงของสัญญาณ (โดยปกติคือสัญญาณเสียง) เมื่อเทียบกับค่าสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถรองรับได้ก่อนที่ จะเกิด การตัดสัญญาณคล้ายกับ dB FS แต่ก็สามารถใช้ได้กับระบบอนาล็อกด้วย ตามมาตรฐาน ITU-T Rec. G.100.1 ระดับในหน่วย dB ov ของระบบดิจิทัลถูกกำหนดดังนี้:แอลโอวี=10บันทึก10(พี พีเอx ) [บีโอวี],{\displaystyle L_{\mathsf {ov}}=10\log _{10}\left({\frac {P}{\ P_{\mathsf {max}}\ }}\right)\ [{\mathsf {dB_{ov}}}],}ด้วยกำลังส่งสัญญาณสูงสุดพีเอx=1.0{\displaystyle P_{\mathsf {max}}=1.0}สำหรับสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีแอมพลิจูดสูงสุดxโอวีอี{\displaystyle x_{\mathsf {over}}}ระดับเสียงที่มีแอมพลิจูดดิจิทัล (ค่าสูงสุด) เท่ากับxโอวีอี{\displaystyle x_{\mathsf {over}}}ดังนั้นแอลโอวี=3.01 บีโอวี{\displaystyle L_{\mathsf {ov}}=-3.01\ {\mathsf {dB_{ov}}}}[ 69 ]
เดบรา
เดซิเบล (สัมพัทธ์) – คือความแตกต่างเชิงสัมพัทธ์จากสิ่งอื่น ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนเมื่อพิจารณาจากบริบท ตัวอย่างเช่น ความแตกต่างของการตอบสนองของตัวกรองต่อระดับเสียงที่กำหนดไว้
dBrn
dB เหนือระดับสัญญาณรบกวนอ้างอิงดูเพิ่มเติมที่dBrnC
dBrnC
dB(rnC)แสดงถึงการวัดระดับเสียง โดยทั่วไปในวงจรโทรศัพท์ เทียบกับ ระดับอ้างอิง −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 ]ไม่ใช่เดซิเบลต่อเคลวิน: ใช้สำหรับปัจจัยG / T (G/T)ซึ่งเป็นตัวชี้วัดคุณภาพที่ใช้ในการสื่อสารผ่านดาวเทียมโดยเชื่อมโยงอัตราขยายของเสาอากาศGกับอุณหภูมิเทียบเท่าสัญญาณรบกวนของระบบรับสัญญาณT [ 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 สัญญาณที่วัดโดยอ้างอิงจากคลื่นไซน์เต็มสเกลจะ อ่อนลง 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 ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1  มิลลิโวลต์คร่อม 75  โอห์ม
ดีโบ
หน่วยเดซิเบลทางแสง (dB) การเปลี่ยนแปลง กำลังแสง 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 0.6  วี 0.7746 วี 2.218 บีวี .{\displaystyle \ {\sqrt {0.6\ }}\ {\mathsf {V}}\ \approx 0.7746\ {\mathsf {V}}\ \approx -2.218\ {\mathsf {dB_{V}}}~.}
dBu0s
กำหนดโดยข้อแนะนำ ITU-R V.574
ดีบียูวี
ดู dBμV
dBuV/m
ดู dBμV/m
เดซิวี
ดู dBu
เดซิเบลวี
dB(V ) – แรงดันไฟฟ้าเทียบกับ 1  โวลต์ โดยไม่ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์
เดซิเบล วียู
เดซิเบล (VU) หน่วยวัดระดับเสียง
เดซิวัตต์
dB(W) – กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่อ1 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 ) – 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 เดซิเบลหรือ 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

  1. "เมื่อระบุค่าของปริมาณ การแนบตัวอักษรหรือสัญลักษณ์อื่น ๆ เข้ากับหน่วยเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณหรือเงื่อนไขการวัดนั้นไม่ถูกต้อง ควรแนบตัวอักษรหรือสัญลักษณ์อื่น ๆ เข้ากับปริมาณแทน" [ 16 ] : 16
  2. "เมื่อให้ค่าของปริมาณ ข้อมูลใดๆ เกี่ยวกับปริมาณหรือเงื่อนไขการวัดจะต้องนำเสนอในลักษณะที่ไม่เกี่ยวข้องกับหน่วย ซึ่งหมายความว่าปริมาณจะต้องถูกกำหนดเพื่อให้สามารถแสดงได้เฉพาะในหน่วยที่ยอมรับได้เท่านั้น..." [ 16 ] : 17
  3. 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 .
  • 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.

ปริมาณพลังงาน

เมื่ออ้างถึงการวัด ปริมาณ พลังงาน อัตราส่วนสามารถแสดงเป็นระดับในหน่วยเดซิเบลได้โดยการประเมิน ค่าลอการิทึมฐาน 10 ของอัตราส่วนของปริมาณที่วัดได้ต่อค่าอ้างอิงเป็นสิบเท่า ดังนั้น อัตราส่วนของ P (พลังงานที่วัดได้) ต่อ P (พลังงานอ้างอิง) จะแสดงด้วย L...