1 РАДИОЛЮБИТЕЛЬ - НАЧИНАЮЩИМ I
Василий Пясецкий
I
220005, г. Минск-5, д/в
I
Децибел - специфическая единица, Не
схожая ни с одной из тех, с которыми при-
ходится встречаться в повседневной
практике. Децибел не физическая вели-
чина, а математическое понятие. В этом
отношении у этих единиц есть некоторое
сходство с процентами. Как и проценты,
децибелы безразмерны и служат для
сравнения двух одноименных величин, в
принципе самых различных, независимо
от природы. Но если проценты выража-
ют численно какую-то величину, сравни-
тельно с целым, принятым за единицу
(
100
%), то в основе децибела лежит бо-
лее широкое понятие, характеризующее
в общем случае отношение двух незави-
симых, но, конечно, одноименных вели-
чин. Надо, однако, сразу оговориться, что
хотя описываемые единицы пригодны для
численной характеристики различных
физических явлений, термин "децибел”
всегда связывают только с энергетичес-
кими величинами, чаще всего с мощнос-
тью и, с некоторыми оговорками, с ее со-
ставляющими - напряжением и током.
Децибел (русское обозначение дБ,
международное
6
В), как показывает при-
ставка “деци”, составляет десятую часть
другой, более крупной единицы - бел
(русское обозначение Б, международ-
ное В). Единица названа по имени Алек-
сандра Грехема Белла - изобретателя
телефона.
Бел - это десятичный логарифм от-
ношения двух мощностей. Если извест-
ны две мощности
Р1
и
Р2,
то их отноше-
ние, выраженное в белах, определяется
формулой
ЫБ=\д (Р2/Р1).
Физическая природа сравниваемых
мощностей не оговаривается и по суще-
ству может быть любой - электрической,
электромагнитной, акустической, механи-
ческой, - важно лишь, чтобы обе величи-
ны были выражены в одинаковых едини-
цах - ваттах, милливаттах, лошадиных
силахит.п.
Для практики бел слишком крупная
величина, и даже большие отношения
мощностей выражаются небольшим
числом бел. Например, для
Р2/Р1
= 100,
1д100 = 2, если
Р2/Р1 =
1000, то 1д1000 = 3,
т.е. любые отношения мощностей в гра-
ницах от
100
до
1000
будут укладываться
в пределах одного бела - от 2 Б до 3 Б.
Для большей наглядности число, пока-
зывающее количество бел, умножают на
46 | ----------------------------------------------------------------
Децибелы и их свойства
десять и полученное произведение счи-
тают показателем децибел, т.е. 2 Б =
20 дБ, 4,62 Б = 46,2 дБ и т.п.
Обычно отношение мощностей выра-
жают сразу в децибелах, для чего при рас-
четах пользуются формулой
Ор= 101д(Р2/Р7).
Действия с децибелами не отличают-
ся от операций с логарифмами и поэто-
му сумма двух чисел в децибелах экви-
валентна произведению тех величин, ко-
торым она соответствует, аразность в де-
цибелах характеризует отношение этих
величин.
Положительные децибелы чаще все-
го характеризуют усиление и поэтому на-
зываются обычно децибелами усиления.
Отрицательные децибелы, как правило,
характеризуют потери энергии (в фильт-
рах, делителях, длинных линиях, волно-
водах) и называются децибелами потерь
или затухания. Между децибелами уси-
ления и затухания существует простая за-
висимость: одинаковому числу децибел
с разными знаками соответствуют обрат-
ные числа отношений.
К достоинствам децибельной систе-
мы, обеспечившим ей широкое распрос-
транение, следует отнести универсаль-
ность, т.е. возможность использования
при оценке различных параметров и яв-
лений, натуральные числа, представля-
ющие степени десяти, выражаются “круг-
лым” числом децибел; огромные перепа-
ды преобразуемых чисел - от единиц и
до миллионов - отображаются в децибе-
лах числами первой сотни, взаимообраз-
ные числа выражаются в децибелах рав-
ными числами, но с разными знаками, в
децибелах могут быть выражены как от-
влеченные, так и именованные числа.
Следует иметь в виду и недостатки
децибельной системы.
Малая наглядность: для преобразова-
ния децибел в отношения двух чисел и
выполнения обратных действий нужны
таблицы децибел или таблицы логариф-
мов и выполнения расчетов.
Отношения мощностей и отношения
напряжений (или токов) пересчитывают-
ся в децибелы по разным формулам, что
ведет иногда к путанице и ошибкам.
Децибелы могут отсчитываться толь-
ко относительно условного, не равного
нулю уровня. Абсолютный нуль, например
нуль ватт, нуль вольт, децибелами не вы-
ражается.
Сравнение двух сигналов путем со-
поставления их мощностей не всегда бы-
вает удобным, так как для непосредствен-
ного измерения электрической мощнос-
ти в диапазоне звуковых и радиочастот
требуются дорогие и сложные приборы.
В практических условиях, при работе с ап-
паратурой, гораздо проще измерять не
мощность, которая выделяется на нагруз-
ке, а падение напряжения на ней, а в не-
которых случаях - протекающий ток.
Нет нужды каждый раз производить
расчет децибел с использованием лога-
рифмов. Существуют специальные таб-
лицы для прямого перевода отношений
мощностей и напряжений (токов) в деци-
белы и выполнения обратных действий.
В таблице 1
дан пересчет положитель-
ных децибел в пределах от 0 до 60 дБ,
что соответствует отношению напряже-
ний или токов от
1,0
до
1000
,
0
.
Если заданное значение децибел вы-
ходит за рамки таблицы, его следует
представить в виде алгебраической сум-
мы двух или нескольких чисел, входящих
в
таблицу 1,
а соответствующие им от-
ношения - мощности или напряжения, пе-
ремножить. Для удобства преобразова-
ния исходное число децибел следует
представить как сумму из 20 дБ (если тре-
буется - несколько раз) и числа остатка,
меньшего 20 дБ (если требуется - не-
сколько раз). Выполняя преобразования,
удобно располагать соответственные чис-
ла одно под другим.
Пример.
Найти отношения напряже-
ний и отношения мощностей, соответ-
ствующие +56,7 дБ.
Решение:
+56,7 дБ = 20 + 20 + 16,7.
По
таблице 1
для отношения напря-
жений находим: +20 дБ соответствует 10;
16,7
дБ соответствует 6,839; следова-
тельно:
0 „ = 20 + 20 +16,7 = 56,7 дБ;
112/111
= 10 ■
10 • 6,839 = 683,9.
Чтобы не пользоваться формулой для
определения отношения мощностей, до-
статочно возвести в квадрат уже извест-
ное отношение напряжений (токов):
0 Р =0,5 =683,92 =467719.
Литература
1. Зельдин Е.А. Децибелы. - М.: Энер-
гия, 1972, с. 56.
2. Пясецкий В.В. Антенны телевизи-
онные: конструкции, установка, подклю-
чение. - Мн.: Беларусь, 2000, с. 224.
| Радиолюбитель - 0 4 /2 0 0 6
предыдущая страница 46 Радиолюбитель 2006-04 читать онлайн следующая страница 48 Радиолюбитель 2006-04 читать онлайн Домой Выключить/включить текст