V populárně-technické literatuře o rádiích i při popisu elektronických obvodů se poměrně často používá jednotka decibel (dB). Ne každý však plně chápe, co to znamená.
Co znamená decibel
Při studiu elektroniky je začínající radioamatér zvyklý na absolutní jednotky, jako jsou ampér (proud), volt (napětí a EMF), ohm (elektrický odpor) a mnoho dalších, které se používají pro kvantifikaci určitého elektrického parametru (kapacita, indukčnost, frekvence).
Pro začínajícího radioamatéra obvykle není příliš obtížné zjistit, co je to ampér nebo volt. Je jasné, že jde o elektrický parametr nebo veličinu, kterou je třeba měřit. Existuje počáteční referenční úroveň, která je ve znění této měrné jednotky výchozí. Pro tento parametr nebo veličinu existuje konvence (A, V). Jakmile si totiž přečtete nápis 12 V, pochopíte, že se jedná o napětí podobné například napětí autobaterie.
Jakmile se však na displeji objeví například informace, že se napětí zvýšilo o 3 dB nebo že výkon signálu je 10 dBm, mnozí lidé jsou zmateni.
O decibelech byste měli vědět toto.
Co je to decibel
Hned na začátku je třeba vysvětlit, že belly a decibely nejsou měrnými jednotkami ničeho. Nejsou výsledkem měření. Decibel je hodnota, která ukazuje, o kolik/o kolik se změnil určitý parametr. Jinými slovy, bel nebo decibel je relativní hodnota, která se vypočítá porovnáním dvou měření stejného parametru.
A teď vlastně k Belovi a Decibelům. Pokud jde o definice, Bel je desetinný logaritmus poměru dvou veličin. Jakýchkoli dvou veličin. Výkon, napětí, zvukový výkon, frekvence atd. Použijme příklad. Musíte pochopit, co přístroj vydává, když změníte vstupní parametry. Zvolíte si nějaký referenční bod – základnu. Pak změní parametr, změří výsledek, vydělí ho „základem“ a vezme desetinný logaritmus. Získáte výsledek v decibelech. Takže změříte parametry, přepočítáte je v decibelech a sestavíte závislosti.
Co je to hlasitost zvuku
Každý zvuk je vlnění, které se šíří v pružném prostředí, jako je vzduch. Vlny vznikají kmitáním těles, šíří se od nich všemi směry a nesou mechanickou energii. Právě tato energie způsobuje kmitání bubínku našeho ucha nebo membrány mikrofonu.
Měřič hluku je především mikrofon. Čím větší je energie přenášená vlnou, tím větší je amplituda vibrací membrány mikrofonu a tím větší je elektrický proud, který z mikrofonu protéká vodiči. Tento proud můžete změřit a pomocí něj zjistit, jaká byla energie zvukové vlny, která způsobila rozkmitání membrány.
Pokud je pro vás energie příliš abstraktní, zvolme jiný přístup. Místo toho, aby v místnosti mluvil jeden člověk stejnou hlasitostí, nechte mluvit deset lidí současně. Je přirozené předpokládat, že tím bude hluk v místnosti desetkrát hlasitější. A fyzik vám řekne, že deset lidí mluvících současně ve srovnání s jedním člověkem vytváří desetkrát více zvukové energie.
Jaká je definice decibelu
O jednom signálu se říká, že je o 10 decibelů silnější („hlasitější“) než druhý, pokud energie prvního signálu desetkrát převyšuje energii druhého signálu. Nejdůležitější na této definici je, že spojuje dvě různé aritmetické operace – sčítání a násobení.
Zjistíme, kolikrát se bude lišit energie dvou signálů, když jeden z nich bude o 30 dB hlasitější než druhý. První signál bude o 10 dB hlasitější než druhý, plus dalších 10 dB, plus dalších 10 dB. Použijme definici a uvědomme si, že energie prvního signálu bude 10krát větší než energie druhého signálu, pak ještě 10krát větší a pak ještě 10krát větší. Zvýšit něco desetkrát třikrát za sebou však znamená zvýšit to 10 × 10 × 10 = 1000krát.
Co znamená 0 dB
Není to nepřítomnost zvuku ve fyzikálním smyslu – je to úroveň zvuku, při které lidské ucho přestává cokoli slyšet. Zvuk ve fyzikálním smyslu, například vibrace vzduchu, stále existuje, ale už ho neslyšíme, protože je pro člověka příliš slabý. Pokud takový zvuk zesílíte desetkrát, bude to 10 dB, pak opět desetkrát více, tedy 20 dB, a tak dále. Všimněte si také, že hlasitost zvuku na decibelové stupnici může být záporná – takové zvuky prostě neuslyšíte, i když nějaké citlivější ucho nebo fyzikální přístroj je stále dokáže zachytit.
Pokud je hladina zvuku na hlučné diskotéce 100 dB, znamená to, že je 10 000 000 000krát (deset nul) hlasitější než nejtišší zvuk, který můžete slyšet. Přibližné hodnoty pro různé úrovně hlasitosti jsou uvedeny v této tabulce. Je zajímavé, že lidé psychologicky vnímají spíše decibely než zvukovou energii: hlasitý a tichý rozhovor se liší o 30 dB, ale nikdo nebude mít pocit, že je rozhovor 1000krát hlasitější.
