¿Qué es un decibelio? Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Cuando medimos algo (como el voltaje), normalmente pensamos en unidades directas (voltios). Pero a veces es más preferible utilizar una escala relativa. En este caso, la unidad de medida más utilizada es el decibel (dB), una poderosa herramienta que puede confundir a los principiantes. Conociendo el origen de este término y una simple regla, se pueden eliminar dificultades y entender el significado de la cantidad expresada en decibelios.

Alexander Graham Bell se hizo famoso por inventar el teléfono. Menos conocido es su trabajo sobre la determinación del umbral de audición. En 1890 fundó la Asociación de Sordos y con Problemas de Audición, que sigue activa en la actualidad. Fue el primer científico en cuantificar el sentido del oído y estableció que la sensibilidad auditiva no depende del nivel real de potencia de la onda sonora que llega a nuestro oído, sino de su logaritmo.

Bell descubrió que el umbral auditivo de un niño era de aproximadamente 10^-12 W/m², y el nivel al que se produce el dolor es de aproximadamente 10 W/m². Por lo tanto, el rango de volumen que normalmente perciben los humanos es de 13 órdenes de magnitud.

Con base en estos valores, Bell definió una escala de potencia sonora de 0 a 13. Las unidades de sonoridad en esta escala se llaman bels (se eliminó la última "l" de su apellido). El nivel de sonido de un susurro suave es de unos 3 belios y el del habla normal es de unos 6 belios.

Dado que la sensación de sonoridad se basa en una escala logarítmica de nivel de potencia, la conversión entre potencia y sonoridad en la escala de Bell es la siguiente: sonoridad (en belios) = log(P1/P0), donde P0 es el umbral de audibilidad de El sonido.

Por tanto, un nivel sonoro de 4 belios corresponde a una potencia sonora de 10⁴xP0.

Bel se ha convertido en la unidad estándar de facto para medir el logaritmo de la relación entre dos niveles de energía: la relación expresada en belios es log(P1/P0), es decir Un aumento de 3 belios corresponde a un aumento de 1000 veces. Si el nuevo valor disminuye, entonces el logaritmo de la relación se vuelve negativo. Para hacer la transformación inversa, debes elevar 10 a una potencia igual al blanco.

La característica más importante de los bels es que se refieren únicamente a la proporción de dos potencias o dos energías. Si es necesario describir la relación de dos señales de amplitud, por ejemplo, voltajes, entonces solo es posible confiar en la relación de potencias asociadas con estos voltajes. La potencia es proporcional al cuadrado del voltaje o la corriente: V² y yo².

La relación de dos voltajes, expresada en belios, está relacionada con la relación de sus potencias: log(P1/P0) = 2log(V1/V0). Por lo tanto, la relación de voltaje es V1/V0 = 10^(blanco/2).

Se ha vuelto bastante común expresar la relación en décimas de belo o en decibelios (dB). La relación de las dos potencias en dB es 10log(P1/P0) y los voltajes son 10·2log(V1/V0). Para obtener la relación de voltaje es necesario realizar la conversión V1/V0 = 10^(dB/20).

A veces resulta bastante complicado determinar qué se considera un valor de amplitud y qué es un valor de energía. El voltaje, la corriente, la impedancia, la intensidad de los campos eléctricos o magnéticos y la amplitud de cualquier proceso ondulatorio se consideran cantidades de amplitud. Cuando se realiza una medición en decibeles, se calcula el logaritmo de la relación de los cuadrados de estos valores. La energía, la potencia y la intensidad son cantidades de energía y en relación al logaritmo se utilizan directamente.

Por ejemplo, el 5% del voltaje de un circuito se transfiere a otro circuito. La relación de tensión en este caso es 0,05. Para medir en decibeles, tome el logaritmo de la relación de voltaje, multiplíquelo por 2 para obtener la relación en belios y luego multiplíquelo por 10 para obtener la relación en dB: 20log(0,05) = -26 dB de acoplamiento entre señales.

La tabla muestra algunos valores de decibelios y relaciones amplitud-potencia de uso común.

Relación de amplitud	Relación de potencia	Valor en dB
0,7	0,5	-3
0,5	0,25	-6
0,3	0,1	-10
0,1	0,01	-20
0,05	0,003	-25
0,01	10-4	-40
0,001	10-6	-60

Publicación: cxem.net

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