Come fare trucchetti con il Decibel

Come fare trucchetti con il Decibel

Solitamente vediamo l’unità dB quando lavoriamo con circuiti elettronici, sopratutto nei circuiti amplificatori. Decibel o dB deriva dalla parola Bel, in onore di Alexander Graham Bell, l’inventore del telefono. Il bel è una quantità troppo elevata da usare, quindi si lavora con i decibel. Vale un decimo di bel ed è un’unità più pratica da usare. Il decibel è un’unità di misura relativa per per descrivere i guadagni di potenza o di tensione, p.e.

il Guadagno di Potenza in db = 10 log(Pout/Pin)
il Guadagno di tensione in db = 20 log(Vout/Vin) se Rout = Rin

Di seguito un pratico circuito utile ad esempio per calcolarci il guadagno di tensione.
Se Vin = 0.2Veff, Vout sarà uguale a -2.0Veff. Il guadagno di tensione si calcola:

Guadagno di tensione in dB = 20 log(Vout/Vin) = 20dB

oltre a descrivere rapporti tra potenze o tensioni, il decibel può anche essere usato per rappresentare un valore assoluto che si riferisce ad un valore standard. L’utilizzo più comune in elettronica e comunicazioni è il dBm, che è un valore riferito a 1.0mW, p.e. 0dBm = 1mW. Un altro valore comune usato è il dBW, che è riferito a 1W, che significa che 0dBW = 1W. Guardare la lista per controllare altri valori di riferimento diffusi.

dBm – riferito a 1mW (0dBm = 1mW), usato tipicamente per misurare livelli audio (carico di 600ohm), livelli video e CATV (75 ohm) e nei sistemi RF (50 ohm).
dBu – riferito a 0.775Veff / 600 ohm usato tipicamente in applicazioni audio. Questa è l’unità di misura comunemente utilizzata nei VU meters.
dBW – riferito a 1W (0dbW = 1W) usato tipicamente negli amplificatori audio di alta potenza e amplificatori di potenza RF.
dBuV/m – forza del campo elettrico relativa a 1uV/m usata tipicamente nelle applicazioni di comunicazione RF.
dBV – riferito a 1Veff (0dBV = 1Veff) usato tipicamente in elettronica per misurare i livelli di tensione.
dBi – si riferisce al guadagno di un’antenna rispetto al guadagno di un’antenna isotropica (di tipo omni-direzionale).
dB/Hz – misura della potenza del rumore relativo nella banda di 1Hz.
dBFS – riferito all’ampiezza di un segnale audio digitale comparato con il massimo che un dispositivo può gestire prime che si verificano fenomeni di tosatura (0dBFS).
dB SPL – è la misura del livello di pressione del suono riferito alla soglia dell’udito, che è 20uPascal.

Questa soglia è definita come il più debole suono che una persona possa udire in silenzio in una stanza assumendo che il suo udito sia normale ed è assegnato a un valore di 0dB. Si dovrebbe notare che un cambiamento percettibile a livello di suono è 3dB o un incremento doppio della potenza della sorgente del suono. La lista mostra una stima dei livelli di dB SPL a differenti condizioni:

dB SPL 
Soglia dell'udito                                0
Leggero bisbiglio                               30
Conversazione normale                           60
Rumore della strada                             80
concerto rock (soglia del dolore)               120
motore jet                                      150

Ecco alcuni utili consigli per operare con i Decibel:
Per trovare il guadagno totale di una serie di amplificatori, i guadagni (espressi in dB) sono semplicemente sommati. Per esempio, il guadagno di Amp1 è +2dB e il guadagno di Amp2 è +3dB, il guadagno totale sarà uguale a +5dB.

 
Raddoppiando la potenza (a parità di impedenza in ingresso e uscita) risulterà un guadagno di +3dB. Aumentare il livello di potenza di 10 volte equivale a un guadagno di +10dB. La lista riporta altri rapporti di potenza

Rapporto          Decibel
0.1                         -10
0.25                        -6
0.5                         -3
1                            0
2                           +3
4                           +6
10                         +10
100                        +20
1000                       +30

 
Questa lista è anche un utile riferimento per le unità di dB assolute:

Power        dBuV        dBm        dBW
1 mW        +30          0        -30
2 mW        +33        +3        -27
10 mW      +40        +10      -20
100 mW    +50        +20      -10
1 W       +60        +30        0
2 W       +63        +33        +3
4 W       +66        +36        +6
10 W      +70        +40        +10
100 W     +80        +50        +20
1 kW      +90        +60        +30
1 MW     +120        +90        +60

Leggi la versione inglese: The Decibel Explained and Helpful Tips

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One Response

  1. IT9AHV 11 giugno 2010

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