A unidade de decibéis foi originalmente definida pela Bell Labs como uma forma padrão de relacionar perdas de potência em circuitos e ganho em amplificadores. Desde então, foi expandido em muitos ramos de engenharia, especialmente acústica. Um decibel relaciona o poder ou intensidade de uma grandeza física como uma relação com um nível de referência ou com outra quantidade. O decibel é útil porque um grande intervalo de valores é gerenciado com uma pequena faixa de números de decibéis. Essas razões também podem ser expressas como um percentual para dar uma indicação da escala de mudança de poder com uma certa mudança em decibéis.
O cálculo do nível de decibéis depende do tipo de quantidade física que está sendo medida. . Se você estiver medindo níveis de potência, como energia acústica ou intensidade de luz, então os níveis de decibéis (LdB) são proporcionais ao logaritmo (base 10) da razão entre a potência (P) e o nível de referência (Pref). O decibel neste caso é definido como:
LdB = 10 log (P /Pref): Observe que o logaritmo é multiplicado por 10 para a resposta em dB.
Ao medir a amplitude do campo como como níveis de som ou tensão, a potência é medida proporcionalmente ao quadrado da amplitude. Assim, o aumento de decibéis é então o logaritmo da razão entre o quadrado da amplitude (A) e o nível de referência (Aref). A maioria dos usos de decibéis em termos diários se enquadra nessa categoria.
Ldb = 10 log (A ^ 2 /Aref ^ 2)
Como log (A ^ 2) = 2 log (A) , isso simplifica para:
Ldb = 20 log (A /Aref)
Todas as medições de decibéis devem ter um nível de referência. Se os níveis de pressão sonora de um alto-falante estiverem sendo medidos, a referência geralmente é o limite da sensibilidade do som humano, declarado como um nível de pressão sonora de 20 micropacais (0,02mPa). Um som com este nível tem uma medida de 0 dB. Um som com o dobro deste nível tem uma medição dB de:
20 log (0.04 /0.02) = 20 log 2 = 6.0 dB
Se você está medindo a intensidade do som, isso é todo o poder disponível a partir de uma fonte sonora, incluindo som refletido e transmitido, então o aumento de dB é:
10 log (0,04 /0,02) = 3,0 dB
Esta também a quantidade de energia necessária para o amplificador se os alto-falantes tiverem uma resposta linear. Um aumento de poder por um fator de 4 dá um aumento de 6 dB, um aumento de um fator de 10 resulta em um aumento de 10 dB. Calcule o aumento percentual do aumento de potência dB primeiro resolvendo a fórmula em decibel. para a razão das potências.
L = 10 log (P /Pref), L é medido em dB
L /10 = log (P /Pref)
P /Pref = 10 ^ (L /10)
A variação percentual seria então (P-Pref) (100%) /Pref = 10 ^ (L /10). Se o valor de P for muito maior que Pref, então isso simplifica para aproximadamente:
porcentagem de alteração = 100% * 10 ^ (L /10); com L em dB.
Calcule o aumento percentual do aumento da amplitude dB primeiro resolvendo a fórmula em decibéis para a razão das potências.
L = 20 log (A /Aref), L é medido em dB
L /20 = log (A /Aref)
A /Aref = 10 ^ (L /20)
A variação percentual seria então ( A-Aref) (100%) /Aref = 10 ^ (L /20). Mais uma vez, como é típico, o valor de A é muito maior que Aref, então isso simplifica para aproximadamente:
mudança percentual = 100% * 10 ^ (L /20); com L em dB.
Assim, uma mudança na Amplitude de Voltagem de 6 dBu seria uma mudança de:
100% * 10 ^ (6/20) = 100% * 1.995 = 199.5% , geralmente escrito como 200%
Uma alteração na pressão sonora de -3,0 dbA seria:
100% * 10 ^ (- 3/20) = 100% * 0,77079 = 70,8% de redução em pressão sonora.
Dica
As medições em decibéis de diferentes tipos são geralmente denotadas com um sufixo, para indicar a unidade de referência ou a escala a ser medida. Por exemplo, o dBu mede as voltagens em comparação com 0,775 Volts RMS. Outras escalas são:
dBA, uma medida de pressão sonora ponderada pela sensibilidade do ouvido humano;
dBm ou dBmW, a potência relativa a um miliwatt.
Amplificador geralmente ganho tem a potência de entrada como a tensão de referência e é geralmente anotada como apenas dB, pois não há referência padronizada nesse caso.
