La unidad de decibelios fue originalmente definida por los laboratorios Bell como una forma estándar de relacionar las pérdidas de potencia en los circuitos y la ganancia en amplificadores. Desde entonces se ha expandido a muchas ramas de ingeniería, especialmente la acústica. Un decibel relaciona el poder o la intensidad de una cantidad física como una relación con un nivel de referencia o con otra cantidad. El decibel es útil porque se maneja un amplio rango de valores con un pequeño rango de números de decibelios. Estas relaciones también se pueden expresar como un porcentaje para dar una indicación de la escala de cambio de potencia con un cierto cambio en decibelios.
El cálculo del nivel de decibelios depende del tipo de cantidad física que se mide . Si está midiendo niveles de potencia, como energía acústica o intensidad de luz, los niveles de decibelios (LdB) son proporcionales al logaritmo (base 10) de la relación de la potencia (P) a un nivel de referencia (Pref). El decibelio en este caso se define como:
LdB = 10 log (P /Pref): Tenga en cuenta que el logaritmo se multiplica por 10 para la respuesta en dB.
Cuando se mide la amplitud del campo tal como niveles de sonido o voltaje, entonces la potencia se mide proporcionalmente al cuadrado de la amplitud. Entonces, el aumento de decibel es el logaritmo de la relación del cuadrado de la amplitud (A) con el nivel de referencia (Aref). La mayoría de los usos de decibelios en términos diarios entran en esta categoría.
Ldb = 10 log (A ^ 2 /Aref ^ 2)
Desde log (A ^ 2) = 2 log (A) , esto se simplifica a:
Ldb = 20 log (A /Aref)
Todas las mediciones de decibelios deben tener un nivel de referencia. Si se están midiendo los niveles de presión sonora de un altavoz, entonces la referencia suele ser el límite de la sensibilidad del sonido humano, establecido como un nivel de presión sonora de 20 micropascales (0.02mPa). Un sonido con este nivel tiene una medida de 0 dB. Un sonido con el doble de este nivel tiene una medición en dB de:
20 log (0.04 /0.02) = 20 log 2 = 6.0 dB
Si está midiendo la intensidad del sonido, esa es toda la potencia disponible a partir de una fuente de sonido, incluido el sonido reflejado y transmitido, entonces el aumento de dB es:
10 log (0.04 /0.02) = 3.0 dB
Esta es también la cantidad de potencia que necesita el amplificador si los altavoces tienen una respuesta lineal. Un aumento de potencia en un factor de 4 da un aumento de 6 dB, y un aumento en un factor de 10 da un aumento de 10 dB.
Calcule el aumento porcentual del aumento de potencia de dB resolviendo primero la fórmula de decibeles para la relación de las potencias.
L = 10 log (P /Pref), L se mide en dB
L /10 = log (P /Pref)
P /Pref = 10 ^ (L /10)
El cambio porcentual sería entonces (P-Pref) (100%) /Pref = 10 ^ (L /10). Si el valor de P es mucho mayor que Pref, entonces esto se simplifica aproximadamente:
cambio porcentual = 100% * 10 ^ (L /10); con L en dB.
Calcule el porcentaje de aumento del aumento de la amplitud dB al resolver primero la fórmula de decibelios para la relación de las potencias.
L = 20 log (A /Aref), L se mide en dB
L /20 = log (A /Aref)
A /Aref = 10 ^ (L /20)
El cambio porcentual sería entonces ( A-Aref) (100%) /Aref = 10 ^ (L /20). Una vez más, como es típico, el valor de A es mucho más grande que Aref, entonces esto se simplifica aproximadamente:
cambio porcentual = 100% * 10 ^ (L /20); con L en dB.
Entonces un cambio en la Amplitud de Voltaje de 6 dBu sería un cambio de:
100% * 10 ^ (6/20) = 100% * 1.995 = 199.5% , generalmente escrito como 200%
Un cambio en la presión sonora de -3.0 dbA sería:
100% * 10 ^ (- 3/20) = 100% * 0.7079 = 70.8% de disminución en presión de sonido.
Consejo
Las medidas de Decibel de diferentes tipos generalmente se denotan con un sufijo, para indicar la unidad de referencia, o la escala que se está midiendo. Por ejemplo, dBu mide voltajes en comparación con 0.775 voltios RMS. Otras escalas son:
dBA, una medición de la presión de sonido que es ponderada para la sensibilidad del oído humano;
dBm o dBmW, la potencia relativa a un milivatio.
ganancia de amplificador generalmente tiene la potencia de entrada como voltaje de referencia, y generalmente se nota como solo dB, ya que no hay referencia estandarizada en este caso.
