Нерідко громадяни, особливо жителі міста, скаржаться на зайвий шум у квартирах і на вулиці. Особливо дратує він (шум) у вихідні та вночі. Та й днем радості від нього мало, якщо в квартирі знаходиться маленька дитина.
Як експерти, так і інтернет єдині у своїх порадах – потрібно викликати дільничного. Але перед тим, як звернутися до представника правоохоронних органів, необхідно хоча б приблизно розбиратися з рівнями шуму, за яких таке звернення виправдане, а яке є лише дратівливим фактором, але під заборону не потрапляє.
Допустимі рівні шуму в житлових приміщеннях
Регулюється він законодавчими актами, за якими час діб ділиться на періоди й у кожного періоду допустимий рівень шуму різний.
- 22.00 – 08.00 період тиші, під час якого зазначений рівень не повинен перевищувати 35-40 децибел, (саме у них вважається цей показник).
- З восьмої ранку до десятої вечора за законом відноситься до світлого часу доби і шуміти можна трохи сильніше - 40-50 дБ.
Багато хто цікавиться, а чому такий розкид у дБ. Вся справа в тому, що федеральна влада дала лише зразкові значення, а кожен регіон встановлює їх самостійно. Наприклад, у деяких регіонах, зокрема у столичному, вдень існують додаткові періоди тиші. Зазвичай, це проміжок від 13.00 до 15.00. Недотримання тиші у цей термін є порушенням.
Варто сказати, що під нормами розуміється той рівень, який не може завдати жодної шкоди людському слуху. Але багато хто не розуміє, що означає зазначені показники. Тому даємо порівняльну таблицю з рівнями шуму та з тим, з чим порівняти.
- 0-5 дБ – нічого чи майже нічого не чути.
- 10 – цей рівень можна порівняти з невеликим шелестом листя на дереві.
- 15 - шелест листя.
- 20 – ледь чутний людський шепіт (на зразковій відстані один метр).
- 25 – рівень, коли людина розмовляє пошепки з відривом пари метрів.
- 30 децибел із чим порівняти? - Гучний шепіт, хід годинника на стіні. Згідно з нормативами БНіП, цей рівень є максимально допустимим у нічний час у приміщеннях, що належать до житлових.
- 35 – приблизно цьому рівні ведеться розмова, щоправда, на приглушених тонах.
- 40 децибел - звичайна мова. БНіП визначає цей рівень як допустимий для денного часу.
- 45 – також стандартна розмова.
- 50 - звук, який видає друкарська машинка (старше покоління зрозуміє).
- 55 – із чим можна порівняти цей рівень? Та те саме, що й верхній рядок. До речі, згідно з євронормами, цей рівень є максимально допустимим для офісів класу А.
- 60 - рівень, який визначається законодавством для звичайних офісів.
- 65-70 - гучні розмови на відстані один метр.
- 75 – людський крик, сміх.
- 80 - працюючий мотоцикл з глушником, також це рівень працюючого пилососа з двигуном потужністю 2 кВт і більше.
- 90 - звук, що видається вантажним вагоном при русі залізницею і чутний на відстані в сім метрів.
- 95 – це звук вагона метро під час руху.
- 100 – на цьому рівні грає духовий оркестр, працює бензопила. Звук такої ж потужності видає грім. За євростандартами, це максимально допустимий рівень для навушників плеєра.
- 105 – такий рівень допускався у пасажирських авіалайнерах до 80-х років. минулого сторіччя.
- 110 - шум, що видається вертольотом, що летить.
- 120-125 - звук працюючого на відстані в один метр відбійника.
- 130 - стільки децибел видає літак, що стартує.
- 135-145 - з таким шумом злітає реактивний літак або ракета.
- 150-160 - надзвуковий літак перетинає звуковий бар'єр.
Все перераховане умовно ділиться за рівнем впливу на людський слух:
- 0-10 – нічого чи майже нічого не чути.
- 15-20 – ледь чутно.
- 25-30 – тихо.
- 35-45 – вже досить галасливо.
- 50-55 – чітко чути.
- 60-75 - галасливо.
- 85-95 – дуже галасливо.
- 100-115 - дуже шумно.
- 120-125 - майже нестерпний рівень шуму для людського слуху. Працівники, що працюють відбійним молотком, в обов'язковому порядку повинні надягати спеціальні навушники, інакше втрата слуху забезпечена.
- 130 – це так званий больовий поріг, звук вищий для людського слуху вже фатальний.
- 135-155 - без захисного спорядження (навушники, шоломи) у людини настає контузія, травми мозку.
- 160-200 – гарантований розрив барабанних перетинок та, увага, легень.
Понад 200 децибелів можна навіть не розглядати, оскільки це смертельний рівень звуку. Саме на такому рівні діє так звана шумова зброя.
Що ще
Але й менші показники можуть призвести до незворотних травм. Наприклад, тривалий вплив на слух звуку в 70-90 децибел має на людину згубний вплив, зокрема, на ЦНС. Для порівняння – зазвичай це гучний телевізор, рівень музики в автомобілі у деяких «любителів», звук у навушниках плеєра. Хочете ще слухати гучну музику – будьте готові до того, що згодом доведеться довго лікувати нерви.
А якщо шум перевищує показник 100 децибел, то втрата слуху практично гарантована. Та й, як показує практика, від музики на такому рівні більше негативу, ніж задоволення.
У Європі заборонено розміщувати багато оргтехніки в одному приміщенні, особливо, якщо кімната не оброблена звукопоглинаючими матеріалами. Адже у невеликому приміщенні два комп'ютери, факс та принтер можуть підняти рівень шуму до 70 дБ.
Загалом на робочому місці максимальний рівень шуму може бути не більше 110 дБ. Якщо десь перевищує 135, то на цій ділянці забороняється будь-яке перебування людини, навіть короткочасне.
При перевищенні рівня шуму на робочому місці 65-70 дБ рекомендується носити спеціальні м'які беруші. Якщо вони виготовлені якісно, повинні зменшити зовнішній шум на 30 дБ.
Ізолювальні навушники, що продаються в будівельних магазинах, не тільки забезпечують максимальний захист практично від будь-якого шуму, а й захистять скроневу частку голови.
І насамкінець скажемо одну цікаву новину, яка комусь може здатися смішною. Статистика показала, що міський житель, який живе в режимі постійного шуму, потрапивши в зону повної тиші, де рівень шуму вбирається у 20 дБ, починає відчувати дискомфорт. Та що казати, у нього починається депресія. Ось такий парадокс.
Шум визначається як безладне поєднання різних звуків, що володіють тонами різної сили та частоти. Рівні шуму підлягають виміру в величинах, здатних виразити ступінь звукового тиску. Такі одиниці виміру рівня шуму пов'язують із іменами двох фізиків – Олександра Белла та Генріха Герца.
Білами, а частіше децибелами, виражається відносна гучність звуку. За своєю суттю, децибел є десятикратним логарифмом відношення інтенсивності існуючої звукової енергії до її значення. Він є безпосередньо одиницею виміру, саме виразом відносини.
Вимірна характеристика звуку – кількість енергії, що міститься в ньому. Тобто інтенсивність його як потоку цієї енергії. Саме тому кількісною характеристикою виступає, наприклад, вираз у ватах на квадратний метр (Вт/м2). Однак одержувані величини щодо еталонного рівня 10-12 Вт/м2 настільки малі і незрозумілі більшості обивателів, що 1 білий був «прийнятий» для вираження одержуваних відносин. Наприклад, рівень шуму реактивного літака становить близько 13 біл або у дрібніших величинах – 130 децибел (дБ). Для людського вуха нормальний діапазон шумів визначається межами від 20 до 120 децибелів. При звуках вище за цей рівень людина може отримувати серйозні травми барабанної перетинки та контузії. А 160 дБ можуть виявитися смертельними.
Усі люди стикаються із житлово-побутовими шумами. Вони складаються з безпосередньо виникають у приміщенні і проникають ззовні. З метою охорони здоров'я та нормального стану громадян прийнято норми допустимого проникаючого шуму. Це 40 дБ вдень та 30 – вночі. Середні показники одиниць рівня виміру шуму доводять, що приблизно в 80% випадків навіть при нормальній роботі радіо та телевізора, розмовах, що проникає із сусідніх квартир, шум тримається на рівні 40-45 дБ, а звуки з під'їзду (рух ліфта, хлопки дверей) досягають 60 дБ.
Крім інтенсивності звуку, людське вухо чутливе до шумових коливань. Герц - одиниця Сі частоти, рівновелика частоті періодичного процесу, при якому за 1 секунду відбувається один цикл такого періодичного процесу (тобто 1 коливання). Тому для об'єктивної характеристики необхідно використовувати обидві ці одиниці вимірювання рівня шуму. Слуховий апарат людини чутливіший до коливань, створюваним високими частотами, ніж низькими. Але у виробничих та житлово-побутових умовах, будь-який перебуває під впливом усього спектру. У зв'язку з цим, при проведенні порівняння рівня гучності звуку необхідно крім характеристики сили та інтенсивності звуку в децибелах вказувати також і частоту коливань в секунду.
Експерти ВООЗ вважають безпечним для здоров'я звук у 85 дБ, що діє на людину щодня не більше ніж 8 годин. 25-30 децибел Такий рівень шуму вважається комфортним для людини. Це природне звукове тло, без якого неможливе життя. По гучності це порівняно з шерехом листя на деревах - 5-10 дБ, шумом вітру - 10-20 дБ, пошепки - 30-40 дБ. А також з приготуванням їжі на плиті - 35-42 дБ, наповненням ванни - 36-58 дБ, рухом ліфта - 34-42 дБ, шумом холодильника - 42 дБ, кондиціонера - 45 дБ. У будинку не повинно бути надто тихо. Коли довкола гробове мовчання, ми підсвідомо відчуваємо занепокоєння. Шум дощу, шелест листя, передзвін підвішених у дверному отворі дзвіночків, цокання годинників діють на нас умиротворююче і навіть цілюще впливають.
Збірник відповідей на ваші запитання
KAKRAS.RUЯкщо під час грози ви побачили сильну блискавку і через 12 секунд почули перші гуркіти грому - це означає, що блискавка вдарила за чотири кілометри від вас (340 * 12 = 4080 м.) У приблизних розрахунках приймається - три секунди на кілометр у повітряному просторі) до джерела звуку. Лінія поширення звукових хвиль відхиляється в напрямку зменшення швидкості звуку (рефракція на градієнті температури), тобто, сонячним днем, коли повітря біля поверхні землі тепліше, ніж вище - лінія поширення звукових хвиль згинається вгору, але якщо верхній шар атмосфери виявиться теплішим за приземний, то звук піде звідти назад униз і буде чути краще. Дифракція звуку - обгинання хвилями перешкоди, коли його розміри можна порівняти з довжиною хвилі або менше її.
Шумове забруднення: як захиститись?
Для восьмигерцової частоти ці випромінюючі точки розташовані на протилежній стороні земної кулі, від джерела електромагн. хвиль. На 14-герцової - по трикутнику. Локальні, сильно іонізовані області в нижніх шарах іоносфери (спорадичний шар Еs) та плазмові відбивачі можуть бути взаємопов'язані або просторово збігатися. Як зберегти свій слух Тривале вплив шуму з рівнем більше 80-90 децибел може призвести до часткової або повної втрати слуху (на концертах потужність акустичних систем може досягати десятків кіловат).
Також, при цьому можуть відбутися патологічні зміни в серцево-судинній та нервовій системі. Безпечні лише звуки гучністю до 35 дБ. Реакцією на тривалий і сильний шумовий вплив є «тінітус» -дзвін у вухах, «шум у голові», який може перерости в прогресуюче зниження слуху.
Рівень шуму.
Сучасна медицина вважає гучні звуки одним із грізних ворогів здоров'я людини. В екології існує навіть поняття «шумове забруднення». Крім слухових розладів, можуть виникнути серцево-судинні захворювання, гіпертонічна хвороба.
Порушуються обмін речовин, діяльність щитовидної залози, мозку. Знижуються пам'ять, працездатність. Від шумового стресу з'являється безсоння, пропадає апетит. Високий рівень шуму може спричинити виразкову хворобу, гастрит, психічні захворювання.
Шум через провідні шляхи звукового аналізатора впливає різні центри мозку, у результаті порушується робота різних систем організму. За даними австрійського вченого Гріффіта, шум стає причиною передчасного старіння у 30 випадках зі 100 і вкорочує життя людей у великих містах на 8–12 років.
Норма шуму в децибелах у квартирі
Звук сприймається як болісний. Приводить до зниження слуху. При інтенсивному впливі шуму в 95 дБ і вище можливе порушення вітамінного, вуглеводного, білкового, холестеринового та водно-сольового обміну. За сили звуку 110 дБ виникає так зване «шумове сп'яніння», розвивається агресія.
До речі… Мотоцикл, мотор вантажівки та Ніагарський водоспад – 90 дБ, перепланування у квартирі – 90–100 дБ, газонокосарка – 100 дБ, концерт та дискотека – 110–120 дБ. Згідно з ДСТУ, виробництво з таким рівнем шуму є шкідливим, працівники повинні регулярно проходити медогляд. Люди, які працюють у таких умовах, у 2 рази частіше страждають на гіпертонію.
Робочим галасливих професій рекомендується приймати вітаміни групи В і С. Якщо плеєр увімкнений на повну потужність, то на вуха діє звук близько 110 дБ. Високий ризик розвитку приглухуватості (глухоти).
У "господарстві" може стати в нагоді
Це "больовий поріг", коли звуку як такого практично вже не чути, відчувається біль у вухах. Лідери зі створення такого шуму – аеропорти та вокзали. Гучність товарного складу під час руху становить понад 100 дБ.
Коли поїзд підходить до платформи, рівень шуму на пероні трохи менше – 95 дБ. Навіть за кілометр від злітно-посадкової смуги рівень шуму від лайнера, що злітає або сідає, становить більше 100 дБ. Рівень шуму в метро може досягати 110 дБ на станціях та 80-90 дБ – у вагонах.
Не варто занадто захоплюватися караоке. Рівень акустичного навантаження у своїй перевищує допустимі межі, досягаючи 115 дБ. Після такого екстремального вокалу слух тимчасово знижується на 8 дБ. 140-150 децибел Шум практично непереносимий, можлива втрата свідомості, можуть луснути барабанні перетинки.
403 forbidden
Однак це далеко не так. В даному випадку така потужність – це миттєва потужність по імпедансу. Спрощуючи всі особливості гармонійних коливань - це потужність, що виникає при певній частоті в дуже короткий проміжок часу. Таке ще називають «китайські кіловати». Насправді потужність у сотні разів менша.
- Дизайн.
Якщо система не виграє за гучністю, вона може перемогти дизайн. На відміну від гучності, цей параметр виміряти не можна, і він дуже суб'єктивний.
- Практичність. На даний момент рекорд по гучності автомобільної аудіосистеми складає більше 180дб.
Це смертельний рівень. Звідси випливає закономірне питання, навіщо потрібна така система?
Як і у будь-яких турнірах та конкурсах тут є й нагороди. Спонсоруються такі заходи представниками компаній-гігантів аудіотехнічної індустрії, таких як Pioneer, Alpine та інші.
Джерела звуку 0 Нічого не чутно 5 Майже не чутно 10 Майже не чутно тихе шелест листя 15 Ледве чутно шелест листя 20 Ледве чутно шепіт людини (на відстані 1 метр). 25 Тихо шепіт людини (1м) 30 Тихо шепіт, цокання настінного годинника. Допустимий максимум за нормами для житлових приміщень вночі, з 23 до 7 год. 35 Досить чутно приглушена розмова 40 Досить чутно звичайна мова.Норма для житлових приміщень вдень, з 7 до 23 год.Докладніше читати в «Російській газеті» 45 для офісних приміщень класу А (за європейськими нормами) 60 Шумно Норма для контор 65 Шумно гучна розмова (1м) 70 Шумно гучні розмови (1м) 75 Шумно крик, сміх (1м) 80 Дуже шумно крик, мотоцикл з глушником, шум пилососа (з великою потужністю двигуна - 2 кіловати).
Частотні діапазони звуку Піддіапазони спектру звукових частот, на які налаштовані фільтри двох- або трисмугових акустичних систем: низькочастотний - коливання до 400 герц; середньочастотний - 400-5000 Гц; ного звуку (Частотою порядку 1-2 кГц) і максимальна дальність його поширення в різних середовищах: у повітрі - 344.4 метрів в секунду (при температурі 21.1 за шкалою Цельсія) і приблизно 332 м / с - при нулі градусів; у воді - приблизно 1.5 кілометра секунду; в дереві твердих сортів - близько 4-5 км / с вздовж волокон і в півтора рази менше - поперек. При 20 ° С. швидкість звуку в прісній воді дорівнює 1484 м / с (при 17 ° - 1430), в морській - 1490 м / с.
Дуже часто новачки стикаються з таким поняттям, як децибел. Багато хто з них інтуїтивно здогадується, що це таке, але у більшості досі виникають питання.
Відносні логарифмічні одиниці Біли (децибели) широко використовуються при кількісних оцінках параметрів аудіо, відео, вимірювальних пристроїв. Фізична природа порівнюваних потужностей може бути будь-якої - електричної, електромагнітної, акустичної, механічної, - важливо лише, щоб обидві величини були виражені в однакових одиницях - ватах, міліватах і т.п. під енергетичними величинами розуміються потужність, енергія.
До речі, ця одиниця отримала свою назву на честь Олександра Белла (1847 – 1922) – американського вченого шотландського походження, основоположника телефонії, засновника всесвітньо відомих компаній AT&T та Bell Laboratories. Ще цікаво нагадати, що в багатьох сучасних мобільних телефонах (смартфонах) обов'язково є звук дзвінка (оповіщення), що вибирається, так і званий “bell”. Втім, Бел відноситься до одиниць, що не входять до Міжнародної системи одиниць (СІ), але відповідно до рішення Міжнародного комітету заходів та ваг допускається до застосування без обмежень спільно з одиницями СІ. В основному застосовується в електрозв'язку, акустиці, радіотехніці.
Формули для обчислення децибелів
Біл (Б) = lg (P2/P1)
де
Насправді, виявилося, що зручніше скористатися зменшеним удесятеро значенням Бел, тобто. децибел, тому:
дециБел (ДБ) = 10 * lg (P2/P1)
Посилення чи ослаблення потужності в децибелахвиражається формулою:
де
P 1 - Потужність до посилення, Вт
P 2 – потужність після посилення чи ослаблення, Вт
Значення Бел, децибел може бути зі знаком “плюс”, якщо P2 > P1 (посилення сигналу) і зі знаком “мінус”, якщо P2< P1 (ослабление сигнала)
У багатьох випадках порівняння сигналів шляхом вимірювання потужностей може бути незручним або неможливим – простіше виміряти напругу або струм.
У цьому випадку, якщо ми порівнюємо напруги або струми, формула набуде вже іншого вигляду:
де
N дБ – посилення, чи ослаблення потужності децибелах
U 1 - це напруга до посилення,
I 1 – сила струму до посилення, А
I 2 – сила струму після посилення, А
Ось невелика табличка, в якій наведено основні відносини напруги та відповідне число децибел:
Справа в тому, що операції множення та розподілу над числами у звичайному базисі, замінюються операціями складання та віднімання у логарифмічному базисі. Наприклад, у нас є два каскадно-включені підсилювачі з коефіцієнтами посилення K1 = 963 і K2 = 48. Який загальний коефіцієнт посилення? Правильно - він дорівнює добутку K = K1 * K2. Ви можете швидко розрахувати 963*48? Я – ні. Я можу прикинути K = 1000 * 50 = 50 тис., не більше. А якщо нам відомо, що K1 = 59 дБ і K2 = 33 дБ, то К = 59+33 = 92 дБ – скласти було не важко, сподіваюся.
Втім, актуальність таких обчислень була великою в епоху, коли запровадили поняття Бел і коли не було не те, що айфонів, а й електронних калькуляторів. Зараз досить відкрити калькулятор на ваших гаджетах і швиденько порахувати, що є що. Ну і щоб не паритися щоразу при перекладі дБ у рази, найзручніше знайти в інтернеті онлайн-калькулятор. Та хоча б ось.
Закон Вебера-Фехнера
Чому саме децибели? Все виходить від закону Вебера-Фехнера, який говорить нам, що інтенсивність відчуття людських почуттів прямо-пропорційна логарифму інтенсивності будь-якого подразника.
Так світильник, у якому вісім лампочок, здається нам настільки ж яскравіше світильника з чотирьох лампочок, наскільки світильник із чотирьох лампочок яскравіше світильника з двох лампочок. Тобто кількість лампочок має збільшуватися щоразу вдвічі, щоб здавалося, що приріст яскравості постійний. Тобто якщо додати до наших 32 ламп на графіку ще одну лампочку, то ми навіть і не помітимо різниці. Для того, щоб для нашого ока була помітна різниця, ми повинні до 32 лампочки додати ще 32 лампочки, і т.д. Або іншими словами, щоб нам здавалося, що наш світильник плавно набирає яскравість, нам треба запалювати вдвічі більше лампочок щоразу, ніж було попереднє значення.
Тому децибел дійсно зручніший у деяких випадках, тому що порівнювати дві величини набагато простіше в маленьких цифрах, ніж у мільйонах і мільярдах. Оскільки електроніка – це суто фізичне явище, те й децибели не обійшли її стороною.
Децибели та АЧХ підсилювача
Як ви пам'ятаєте у минулому прикладі з ОУ, у нас неінвертуючий посилював сигнал у 10 разів. Якщо подивитися в нашу табличку, це виходить 20 дБ щодо вхідного сигналу. Так, так воно і є:
Також у дБ на деяких графіках АЧХ позначають нахил характеристики АЧХ. Це може виглядати приблизно так:
На графіку бачимо АЧХ полосового фільтра. Зміна сигналу +20 дБ на декаду(дБ/дек, dB/dec) говорить нам у тому, що з кожному збільшенні частоти в 10 разів, амплітуда сигналу зростає на 20 дБ. Те саме можна сказати і про спад сигналу -20 дБ на декаду. При кожному збільшенні частоти в 10 разів, у нас амплітуда сигналу зменшуватиметься на -20 дБ. Є також схожа характеристика дБ на октаву(ДБ/окт, dB/oct). Тут майже все те саме, тільки зміна сигналу відбувається при кожному збільшенні частоти в 2 рази.
Давайте розглянемо приклад. Маємо фільтр високих частот (ФВЧ) першого порядку, зібраного на RC-ланцюзі.
Його АЧХ буде виглядати так (клацніть для повного відкриття)
Нас зараз цікавить пряма похильна лінія АЧХ. Так як у неї нахил приблизно однаковий до частоти зрізу -3дБ, то можна знайти її крутість, тобто дізнатися, у скільки разів збільшується сигнал при кожному збільшенні частоти в 10 разів.
Отже візьмемо першу точку на частоті 10 Герц. На частоті 10 Герц амплітуда сигналу зменшилася на 44 дБ, це видно в правому нижньому кутку (out:-44)
Помножуємо частоту на 10 (декада) і отримуємо другу точку 100 Герц. На частоті 100 Герц наш сигнал зменшився приблизно на 24 дБ
Тобто виходить за одну декаду, у нас сигнал збільшився з -44 до -24 дБ на декаду. Тобто нахил характеристики становив +20 дБ/декаду. Якщо +20 дБ/декаду перевести в дБ на октаву, то вийде 6 дБ/октаву.
Досить часто, дискретні атенюатори (дільники) вихідного сигналу на вимірювальних приладах (особливо на генераторах) проградуйовані в децибелах:
0, -3, -6, -10, -20, -30, -40 дБ. Це дозволяє швидко орієнтуватися у відносному рівні вихідного сигналу.
Що ще вимірюють у децибелах?
Також дуже часто в дБ виражають (signal-to-noise ratio, скор. SNR)
де
U c – це ефективне значення напруги сигналу,
U ш - ефективне значення напруги шуму,
Чим вище значення сигнал/шум, тим чистіший звук забезпечується аудіосистемою. Для музичної апаратури бажано, щоб це ставлення було не менше 75 дБ, а Hi-Fi апаратури не менше 90 дБ. Немає значення фізична природа сигналу, важливо, щоб одиниці були у однакових вимірах.
Як одиниця логарифмічного відношення двох однойменних фізичних величин застосовується також непер (Нп) - 1 Нп ~ 0,8686 Б. В основі лежить не десятковий (lg), а натуральний (ln) логарифм відносин. Нині використовується рідко.
У багатьох випадках зручно порівнювати між собою не довільні величини, а одну величину щодо іншої, названої умовно опорною (нульовою, базовою).
В електротехніці, в якості такої опорної або нульової величини обрано значення потужності 1 мВт, що виділяється на резисторі опором 600 Ом.
У цьому випадку, базовими значеннями при порівнянні напруги або струмів стануть величини 0.775 або 1.29 мА.
Для звукової потужності такою базовою величиною є 20 мікроПаскаль (0 дБ), а поріг +130 дБ вважається болючим для людини:
Докладніше про це написано у Вікіпедії за цим посиланням.
Для випадків коли як базові значення використовуються ті чи інші конкретні величини, придумані навіть спеціальні позначення одиниць вимірювань:
dbW (дБВт)– тут відлік іде щодо 1 Ватта (Вт). Наприклад, нехай рівень потужності становив +20 дБВт. Це означає, що потужність збільшилася в 100 разів, тобто на 100 Вт.
dBm (дБм)– тут у нас відлік вже йде щодо 1 мілівата (мВт). Наприклад, рівень потужності +30дБм буде відповідно дорівнює 1 Вт. Не забуваймо, що це у нас енергетичні децибели, тому для них буде справедлива формула
Наступні характеристики – це амплітудні децибели. Для них буде справедлива формула
dBV (дБВ)- Як ви здогадалися, опорна напруга 1 Вольт. Наприклад, +20дБВ дасть – це 10 Вольт
Від дБВ також випливають інші види децибелів із різними приставками:
dBmV (дБмВ)- Опорний рівень 1 мілівольт.
dBuV (дБмкВ)- Опорна напруга 1 мікровольт.
Тут я навів найуживаніші спеціальні види децибелів в електроніці.
Децибели використовуються і в інших галузях, де вони також показують відношення будь-яких двох величин, що вимірюються в логарифмічному масштабі.
Також на YouTube є цікаве відео про децибели.
За участю Jeer
Досить часто у популярній радіотехнічній літературі , у описі електронних схем використовується одиниця виміру – децибел (дБ чи dB).
При вивченні електроніки радіоаматор-початківець звик до таких абсолютних одиниць вимірювання як Ампер (сила струму), Вольт (напруга і ЕРС), Ом (електричний опір) і багатьом іншим, за допомогою яких позначають кількісно той чи інший електричний параметр (ємність, індуктивність, частоту ).
Початківцю радіоаматору, як правило, не складає особливих труднощів розібратися, що таке ампер або вольт. Тут все зрозуміло, чи є електричний параметр або величина, яку потрібно виміряти. Існує початковий рівень відліку, який приймається за умовчанням у формулюванні даної одиниці виміру. Є умовне позначення цього параметра чи величини (A, V). І справді, як тільки ми читаємо напис 12 V, то ми розуміємо, що мова йде про напругу, аналогічну, наприклад, напруги автомобільної акумуляторної батареї.
Але щойно зустрічається напис, наприклад: напруга підвищилося на 3 дБ чи потужність сигналу становить 10 дБм (10 dBm), то в багатьох виникає подив. Як це? Чому згадується напруга чи потужність, а значення вказується у якихось децибелах?
Практика показує, що не багато радіоаматорів-початківців розуміють, що ж таке децибел. Спробуємо розвіяти непроглядний туман над такою таємничою одиницею виміру, як децибел.
Одиницю виміру під назвою Белстали вперше застосовувати інженери телефонної лабораторії Белла. Децибел є десятою частиною Бела (1 децибел = 0,1 Бела). На практиці широко використовується якраз децибел.
Як мовилося раніше, децибел, це особлива одиниця виміру. Варто зазначити, що децибел не є частиною офіційної системи одиниць СІ. Але, незважаючи на це, децибел отримав визнання та зайняв міцне місце поряд з іншими одиницями виміру.
Згадайте, коли ми хочемо пояснити будь-яку зміну, ми говоримо, що, наприклад, стало яскравіше вдвічі. Або, наприклад, напруга впала вдесятеро. При цьому ми встановлюємо певний поріг відліку, щодо якого відбулася зміна в 10 або 2 рази. За допомогою децибел також вимірюють ці "рази", тільки в логарифмічному масштабі.
Наприклад, зміна на 1 дБ відповідає зміні енергетичної величини в 1,26 рази. Зміна на 3 дБ відповідає зміні енергетичної величини вдвічі.
Але навіщо так морочитися з децибелами, якщо відносини можна виміряти в разах? На це питання немає однозначної відповіді. Але, оскільки децибели активно застосовуються, то напевно це виправдано.
Причини використання децибел все-таки є. Перелічимо їх.
Частково відповідь на це питання криється в так званому законі Вебера-Фехнера. Це емпіричний психофізіологічний закон, тобто він заснований на результатах реальних, а не теоретичних експериментів. Суть його полягає в тому, що будь-які зміни будь-яких величин (яскравості, гучності, ваги) відчуваються нами за умови, якщо ці зміни мають логарифмічний характер.
Графік залежності відчуття гучності від сили (потужності) звуку. Закон Вебера-Фехнера
Так, наприклад, чутливість людського вуха зменшується зі зростанням рівня гучності звукового сигналу. Саме тому, при виборі змінного резистора, який планується застосувати в регуляторі гучності звукового підсилювача, варто брати з показовою залежністю опору від кута повороту ручки регулятора. У цьому випадку, при повороті двигуна регулятора гучності звук у динаміці буде наростати плавно. Регулювання гучності буде лінійним, оскільки показова залежність регулятора гучності компенсує логарифмічну залежність нашого слуху та в сумі стане лінійною. При погляді малюнок це стане зрозуміліше.
Залежність опору змінного резистора від кута повороту двигуна (А-лінійна, Б-логарифмічна, В-показова)
Тут показано графіки залежності опору змінних резисторів різних типів: А – лінійна, Б – логарифмічна, В – показова. Як правило, на змінних резисторах вітчизняного виробництва вказується, яку залежність має змінний резистор. На тих же принципах базуються цифрові та електронні регулятори гучності.
Також варто відзначити, що людське вухо сприймає звуки, потужність яких відрізняється на колосальну величину в 10 000 000 000 000 разів! Таким чином, найгучніший звук відрізняється від самого тихого, який може вловити наш слух, на 130 дБ (10 000 000 000 000 разів).
Другою причиною широкого використання децибелу є простота обчислень.
Погодьтеся, що набагато простіше при обчисленнях використовувати невеликі числа на кшталт 10, 20, 60,80,100,130 (найчастіше використовувані числа при розрахунку в децибелах) порівняно з числами 100 (20 дБ), 1000 (30 дБ), 00 100 000 000 (80 дБ), 10 000 000 000 (100 дБ), 10 000 000 000 000 (130 дБ). Ще однією перевагою децибел є те, що їх просто підсумовують. Якщо проводити обчислення в разах, числа необхідно множити.
Наприклад, 30 дБ + 30 дБ = 60 дБ (у разах: 1000*1000 = 1000 000). Думаю, із цим все ясно.
Також децибели дуже зручні при графічній побудові різних залежностей. Усі графіки на кшталт діаграм спрямованості антен, амплітудно-частотних характеристик підсилювачів виконують із застосуванням децибелів.
Децибел є безрозмірною одиницею виміру. Ми вже з'ясували, що децибел насправді вказує, у скільки разів зросла, або зменшилася якась величина (струм, напруга, потужність). Відмінність децибел від разів полягає лише в тому, що відбувається вимір за логарифмічним масштабом. Щоб це якось позначити та приписують позначення дБ . Так чи інакше, в оцінці доводиться переходити від децибел до разом. Порівнювати з допомогою децибел можна будь-які одиниці виміру (як струм, напруга та ін.), оскільки децибел є відносною, безрозмірною величиною.
Якщо вказується знак “-”, наприклад, -1 дБзначення значення вимірюваної величини, наприклад, потужності, зменшилося в 1,26 разів. Якщо перед децибелами не ставлять жодного знака, то йдеться про збільшення, зростання величини. Це варто враховувати. Іноді замість знака "-" говорять про згасання, зниження коефіцієнта посилення.
Перехід від децибел до разом.
Насправді найчастіше доводиться переходити від децибел до разом. Для цього є проста формула:
Увага! Дані формули застосовуються про так званих “енергетичних” величин. Таких як енергія та потужність.
m = 10 (n / 10) ,де m - ставлення у разах, n - відношення в децибелах.
Наприклад, 1дБ дорівнює 10 (1дБ / 10) = 1,258925 ... = 1,26 рази.
Аналогічно,
при 20 дБ: 10 (20дБ/10) = 100 (збільшення величини у 100 разів)
при 10 дБ: 10 (10дБ/10) = 10 (збільшення у 10 разів)
Але не все так просто. Є й підводне каміння. Наприклад, загасання сигналу становить -10 дБ. Тоді:
при -10 дБ: 10 (-10дБ/10) = 0,1
Якщо потужність з 5 Вт зменшилася до 0,5 Вт, зниження потужності дорівнює -10 дБ (зменшення в 10 разів).
при -20 дБ: 10 (-20дБ/10) = 0,01
Тут аналогічно. При зниженні потужності з 5 Вт до 0,05 Вт, у децибелах падіння потужності становитиме -20 дБ (зменшення у 100 разів).
Таким чином, при -10 дБ потужність сигналу зменшилася у 10 разів! При цьому якщо ми перемножимо початкову величину сигналу на 0,1 і отримаємо значення потужності сигналу при згасанні в -10 дБ. Саме тому значення 0,1 і вказано без "разів", як у попередніх прикладах. Враховуйте цю особливістьпри підстановці дані формули значень децибел зі знаком "-".
Перехід від разів до децибелів можна здійснити за такою формулою:
n = 10 * log 10 (m), де n - значення в децибелах, m - відношення в разах.
Наприклад, зростання потужності в 4 рази буде відповідати значенню 6,021 дБ.
10 * log 10 (4) = 6,021 дБ.
Увага! Для перерахунку відносин таких величин як напругаі сила струмуіснують трохи інші формули:
(Сила струму та напруга, це так звані "силові" величини. Тому і формули відрізняються.)
Для переходу до децибелів: n = 20 * log 10 (m)
Для переходу від децибел до разом: m = 10 (n/20)
n – значення децибелах, m – ставлення у разах.
Якщо Ви успішно дійшли до цих рядків, то вважайте, що зробили ще один вагомий крок у освоєнні електроніки!