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DeciBel dB: formules, équations et calculs

DeciBel dB: formules, équations et calculs

Le déciBel, dB utilise une échelle logarithmique basée pour comparer deux quantités. C'est un moyen pratique de comparer deux grandeurs physiques telles que la puissance électrique, l'intensité ou même le courant ou la tension.

Le déciBel utilise les logarithmes de base dix, c'est-à-dire ceux couramment utilisés en mathématiques. En utilisant une échelle logarithmique, le deciBel est capable de comparer des quantités qui peuvent avoir des rapports importants entre elles.

Le déciBel, dB ou déci-Bel est en fait un dixième de Bel - une unité qui est rarement utilisée.

L'abréviation d'un déciBel est dB - le «B» majuscule est utilisé pour désigner le Bel comme unité fondamentale.

Applications DeciBel

Le déciBel, dB est largement utilisé dans de nombreuses applications. Il est utilisé dans une grande variété de mesures dans les domaines de l'ingénierie et de la science, en particulier dans l'électronique, l'acoustique et également dans la théorie du contrôle.

Généralement, le déciBel, dB est utilisé pour définir les gains d'amplification, les pertes de composants (par exemple, les atténuateurs, les départs, les mélangeurs, etc.), ainsi qu'une foule d'autres mesures telles que le facteur de bruit, le rapport signal sur bruit, et bien d'autres.

Compte tenu de son échelle logarithmique, le déciBel est capable de représenter de manière pratique de très grands ratios en termes de nombres gérables ainsi que de fournir la possibilité d'effectuer une multiplication des ratios par simple addition et soustraction.

Le deciBel est largement utilisé pour mesurer l'intensité sonore ou le niveau de pression acoustique. Pour cela, le son se réfère à une pression de 0,0002 microbars qui équivaut à la norme pour le seuil d'audition.

Comment le deciBel est arrivé

Depuis le début des télécommunications, il est nécessaire de mesurer les niveaux d'intensité relative des signaux afin de pouvoir voir la perte et le gain.

Les systèmes de télécommunications d'origine utilisaient la perte survenue dans un mile de câble standard à une fréquence de 800 Hz.

Cependant, ce n'était pas une méthode particulièrement satisfaisante pour déterminer les niveaux de perte ou les intensités relatives du signal et comme la radio et d'autres applications basées sur l'électronique ont commencé à avoir besoin d'utiliser une forme d'unité standard pour la comparaison, le Bel a été introduit dans les années 1920. Cela a gagné son nom de l'Ecossais, Alexander Graham Bell qui a été à l'origine crédité de l'invention du téléphone.

Avec ce système, un Bel équivaut à une multiplication par dix du niveau du signal. Une fois qu'il a été introduit, le Bel s'est avéré trop grand pour la plupart des victimes et le deciBel a donc été utilisé à la place. C'est maintenant la norme qui a été adoptée universellement.

Formule DeciBel pour les comparaisons de puissance

La forme la plus élémentaire des calculs de déciBel est une comparaison des niveaux de puissance. Comme on pouvait s'y attendre, c'est dix fois le logarithme de la sortie divisé par l'entrée. Le facteur dix est utilisé parce que des déciBels plutôt que des Bels sont utilisés.

La formule ou l'équation de déciBel pour la puissance est donnée ci-dessous:

NdB=10Journal10(P2P1)

Où:
Ndb est le rapport des deux puissances exprimé en déciBels, dB
P2 est le niveau de puissance de sortie
P1 est le niveau de puissance d'entrée

Si la valeur de P2 est supérieure à P1, alors le résultat est donné sous forme de gain et exprimé sous forme de valeur positive, par ex. + 10 dB. En cas de perte, l'équation deciBel renverra une valeur négative, par ex. -15dB. De cette manière, un nombre positif de déciBels implique un gain, et là où il y a un signe négatif, cela implique une perte.

Utilisez notre calculateur de puissance deciBel

Formules DeciBel pour la tension et le courant

Bien que le déciBel soit principalement utilisé pour comparer les niveaux de puissance, des équations de courant déciBel ou des équations de tension déciBel peuvent également être utilisées à condition que les niveaux d'impédance soient les mêmes. De cette manière, le rapport de tension ou de courant peut être lié au rapport de niveau de puissance.

Lors de l'utilisation de mesures de tension, il est facile de faire la transformation de la formule déciBel car puissance = tension au carré sur la résistance:

NdB=10Journal10(V22V12)

Et cela peut être exprimé plus simplement par

NdB=20Journal10(V2V1)

Où:
Ndb est le rapport des deux puissances exprimé en déciBels, dB
V2 est le niveau de tension de sortie
V1 est le niveau de tension d'entrée

Il est possible d'entreprendre une transformation similaire pour que la formule utilise le courant. Puissance = courant au carré de la résistance, et donc l'équation du courant déciBel devient:

NdB=10Journal10(je22je12)

Et cela peut être exprimé plus simplement par

NdB=20Journal10(je2je1)

Où:
Ndb est le rapport des deux puissances exprimé en déciBels, dB
I2 est le niveau de courant de sortie
I1 est le niveau de courant d'entrée

Formules deciBel de tension et de courant pour différentes impédances

En tant que déciBel, dB est une comparaison de deux niveaux de puissance ou d'intensité, lorsque le courant et la tension sont utilisés, les impédances pour les mesures doivent être les mêmes, sinon cela doit être incorporé dans les équations.

N=20Journal10(V2V1)+10Journal10(Z1Z2)

Où:
Ndb est le rapport des deux puissances exprimé en déciBels, dB
V2 est le niveau de tension de sortie
V1 est le niveau de tension d'entrée
Z2 est l'impédance de sortie
Z1 est l'impédance d'entrée

De cette manière, il est possible de calculer les rapports de puissance en termes de déciBels entre les signaux sur des points qui ont des niveaux d'impédance différents en utilisant des mesures de tension ou de courant. Cela peut être très utile lors de la mesure des niveaux de puissance sur un amplificateur qui peut avoir des niveaux d'impédance très différents à l'entrée et à la sortie. Si les lectures de tension ou de courant sont prises, cette formule peut être utilisée pour fournir la bonne comparaison de puissance en termes de déciBels.

Abréviations DeciBel

Le deciBel est utilisé dans de nombreux domaines, des scénarios audio aux fréquences radio. Dans tous ces cas, il fournit un moyen très utile de comparer deux signaux.

En conséquence, il existe de nombreuses variantes de l'abréviation e deciBel et leur signification n'est pas toujours évidente. Un tableau des abréviations deciBel est donné ci-dessous:

Abréviation DeciBelSignification / utilisation
dBAMesure de pression acoustique ou d'intensité sonore pondérée «A».
dBcNiveau d'un signal par rapport à la porteuse mesurée - normalement utilisé pour indiquer les niveaux des rayonnements non essentiels et du bruit
dBdGain d'une antenne par rapport à un dipôle demi-onde en espace libre
dBFSNiveau par rapport à la lecture pleine échelle
dBiGain d'une antenne par rapport à une source isotrope, c'est-à-dire qui rayonne également dans toutes les directions.
dBmNiveau de puissance par rapport à 1 mW
dBVNiveau par rapport à 1 volt
dBµVNiveau par rapport à 1 microvolt
dBWNiveau de puissance par rapport à 1 watt

Le deciBel est largement utilisé dans de nombreux domaines de l'électronique et de la mesure du son. Il fournit un moyen très utile de comparer différents niveaux qui peuvent varier sur une vaste gamme. Étant basé sur le logarithme, le deciBel est capable de s'adapter à des variations de plusieurs ordres de grandeur sans se perdre dans un grand nombre de zéros. De cette manière, c'est une manière idéale de comparer différentes valeurs.

Voir la vidéo: Intensité et échelle Décibel (Octobre 2020).