Практическое применение

Поскольку децибел — не абсолютная, а относительная величина и вычисляется для различных физических величин по-разному (см. выше), то во избежание путаницы при использовании децибелов на практике существуют дополнительные договорённости.

Условные обозначения

Для различных физических величин одному и тому же числовому значению, выраженному в децибелах, могут соответствовать разные уровни сигналов (вернее разности уровней). Поэтому во избежание путаницы такие «конкретизированные» единицы измерения обозначают теми же буквами «дБ», но с добавлением индекса — общепринятого обозначения измеряемой физической величины. Например «дБВ» (децибел относительно вольта) или «дБмкВ» (децибел относительно микровольта), «дБВт» (децибел относительно ватта) и т. п. В соответствии с международным стандартом МЭК 27–3 при необходимости указать исходную величину ее значение помещают в скобках за обозначением логарифмической величины, например для уровня звукового давления: L_P (re 20 µPA) = 20 dB; L_P (исх. 20 мкПа) = 20 дБ

Применение в теории автоматического регулирования

Децибел также используется в теории автоматического регулирования и управления (ТАУ) и является одним из важнейших параметров при сравнении амплитуд выходного и входного сигналов.

Опорный уровень

Несмотря на то, что децибел служит для определения отношения двух величин, иногда децибелы используют и для измерения абсолютных значений. Для этого достаточно условиться, какой уровень измеряемой физической величины будет принят за опорный уровень (условный 0). На практике распространены следующие опорные уровни и специальные обозначения для них:

• dBc (русское дБн) — опорным является уровень несущей частоты (англ. carrier) или основной гармоники в спектре; например, «уровень искажений составляет −60дБн».
• dBu — опорное напряжение 0,775В, соответствующее мощности 1мВт на нагрузке 600Ω; например, стандартизованный уровень сигнала для профессионального аудиооборудования составляет +4dBu, то есть 1.23В.
• dBV (русское дБВ) — опорное напряжение 1В на номинальной нагрузке (для бытовой техники — обычно 47кΩ); например, стандартизованный уровень сигнала для бытового аудиооборудования составляет −10dBV, то есть 0.316В.
• dBuV (русское дБмкВ) — опорное напряжение 1мкВ; например, «чувствительность приёмника составляет −10дБмкВ».
• dBm (русское дБм) — опорная мощность 1мВт, соответствующее мощности 1 милливатт на номинальной нагрузке (для профессиональной техники — обычно 10кОм для частот менее 10МГц, 50 Ом для высокочастотных сигналов, 75 Ом для телевизионных сигналов); например, «чувствительность сотового телефона составляет −110дБм»^[1].
• dBm0 (русское дБм0) — опорная мощность в дБм в точке нулевого относительного уровня.
• dBrn — опорное напряжение соответствует тепловому шуму идеального резистора сопротивлением 50Ω при комнатной температуре в полосе 1Гц: . Например, «уровень шума усилителя составляет 6dBrn».
• dBFS (англ. Full Scale — «полная шкала») — опорное напряжение соответствует полной шкале прибора; например, «уровень записи составляет −6dBfs». Для линейного цифрового кода каждый разряд соответствует 6дБ, и максимально возможный уровень записи равен 0dBFS.
• dBSPL (англ. Sound Pressure Level — «уровень звукового давления») — опорное звуковое давление 20мкПа, соответствующее порогу слышимости; например, «громкость 100dBSPL».
• dBPa — опорное звуковое давление 1Па или 94дБ звуковой шкалы громкости dBSPL; например, «для громкости 6dBPa микшером установили +4dBu, а регулятором записи −3dBFS, искажения при этом составили −70dBc».
• dBA, dBB, dBC, dBD — опорные уровни выбраны в соответствии с частотными характеристиками «весовых фильтров» в соответствии с кривыми равной громкости (см. Фон).

Во избежание путаницы желательно указывать опорный уровень явно, например −20 дБ (относительно 0.775 B).

При пересчёте уровней мощностей в уровни напряжений и обратно надо обязательно учитывать сопротивление, являющиеся стандартным для данной задачи:

• дБВ для 50 омной СВЧ-цепи соответствует (дБм−13дБ);
• дБмкВ для 50 омной СВЧ-цепи соответствует (дБм+107дБ)
• дБВ для 75 омной ТВ-цепи соответствует (дБм−11дБ);
• дБмкВ для 75 омной ТВ-цепи соответствует (дБм+109дБ)

Следует чётко помнить математические правила:

• перемножать или делить относительные единицы нельзя;
• суммирование или вычитание относительных единиц производится независимо от их исходной размерности и соответствует умножению или делению абсолютных.

Например, подав на один конец 50-омного кабеля с коэффициентом передачи −6 дБ, мощность 0дБм, что эквивалентно 1мВт, или 0.22В, или 107дБмкВ, на выходе получим мощность −6дБм, что эквивалентно 0.25мВт (в 4 раза меньше по мощности) или 0.11В (в два раза меньше по напряжению) или 101дБмкВ (на те же 6дБ меньше).

Поиск по сайту: