Sự khác biệt giữa biên độ tuyến tính và biên độ decibel

Tính chất của biên độ tuyến tính và biên độ decibel

Trong biểu đồ thời gian, biên độ, biến phụ thuộc, được biểu thị bằng vôn so với trục Y. Ví dụ, trong màn hình máy hiện sóng, chúng ta có thể thấy điện áp mạch nhánh là 325 V từ đỉnh đến đỉnh, nhưng con số có ý nghĩa là 115 đến 120 V, tùy thuộc vào khoảng cách của bạn từ máy biến áp, kích thước dây và tải. Một trăm hai mươi là giá trị RMS. Điều đó là viết tắt của root-mean-square, và nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm thống kê, lưu lượng nước, dự báo thời tiết, v.v.

Lý do chúng ta quan tâm đến giá trị RMS của dòng điện xoay chiều tuân theo sóng hình sin là nó bằng với lượng dòng điện một chiều sẽ tiêu tán cùng một lượng công suất trong tải điện trở. Giá trị RMS cho các dạng sóng không phải hình sin là khác nhau. RMS được định nghĩa trong toán học là căn bậc hai của bình phương trung bình.

Trong miền thời gian, biên độ thường được biểu diễn dưới dạng vôn trên thang tuyến tính. Trong miền tần số, khi bạn nhấn Math> FFT hoặc gửi tín hiệu vào đầu vào RF, biên độ dọc theo trục Y hiển thị dưới dạng công suất chứ không phải là vôn như trong miền thời gian. Hơn nữa, sức mạnh này được biểu thị bằng decibel so với trục Y. Thang đo là logarit chứ không phải là tuyến tính. Ưu điểm là nó cho phép người dùng nhìn thấy các xung nhiễu biên độ cao xếp cạnh nhau với tầng nhiễu biên độ thấp, cả hai trong cùng một màn hình. Nếu không, màn hình máy hiện sóng có thể phải cao 30 ft.

Decibel là gì? dùng để làm gì?

Decibel được sử dụng để so sánh hai đại lượng trong âm học và các nơi khác. Quy ước này hoạt động tốt vì nó là cách chúng ta cảm nhận âm thanh và ánh sáng. Decibel là 0,10 bel, một thuật ngữ lỗi thời. Tỷ số R của hai tín hiệu tính bằng decibel là:

R = 10 log 10 2 / 1 , trong đó 2 và 1 là công suất trong hai tín hiệu.

Khi coi biên độ A của hai phương truyền sóng giống nhau thì tỉ số là
R = 20 log 10 2 / 1 .

Nếu một tín hiệu gấp đôi biên độ của tín hiệu khác thì nó là + 6 dB so với nó vì log102 = 0,3010. Tín hiệu lớn gấp mười lần là +20 dB. Tín hiệu lớn bằng 1/10 là -20 dB.

Như bạn có thể thấy, một đại lượng trong thang decibel cất cánh giống như một tên lửa.

Ngoài việc biểu diễn tỷ lệ giữa hai tín hiệu, thang đo decibel có thể biểu diễn giá trị tuyệt đối của một tín hiệu. Để điều này có ý nghĩa, cần phải giả định một số điểm tham chiếu. Nó không thể là giao điểm của trục X và Y trong màn hình máy hiện sóng, vì số 0 nhân với bất kỳ số nào cũng bằng không. Một vôn thường được sử dụng như mức này. Một mức tham chiếu khác là lượng tiếng ồn nhiệt nhỏ được tạo ra trong tải điện trở ở nhiệt độ phòng.

Khi số decibel đại diện cho một giá trị tuyệt đối chứ không phải là tỷ lệ giữa hai tín hiệu, điều này được chỉ ra bằng cách thêm một chữ cái tương ứng với các đơn vị liên quan. Theo đó, nếu đại lượng tham chiếu là một vôn, V được thêm vào sau dB (dBV). Nếu đại lượng tham chiếu là một miliwatt, m được thêm vào sau dB (dBm).

Kí hiệu decibel thường được sử dụng trong âm học, điện tử và lý thuyết điều khiển. Tỷ lệ khuếch đại khuếch đại, suy giảm tín hiệu và tín hiệu trên tạp âm được biểu thị theo cách này.

Thuật ngữ Decibel bắt đầu với các cuộc điều tra về sự suy giảm tín hiệu trong đường dây điện báo và điện thoại. Con số đầu tiên để xác định tổn thất này là Miles of Standard Cable (MSC), được gọi là tổn thất điện năng mà người nghe cảm nhận được trong một đường truyền hoạt động ở tần số chỉ dưới 800 Hz. Cáp có điện trở giả định là 88 Ω / dặm với điện dung lên tới 0,054 μF. Con số này là dây 19 AWG.

Thủ tục này đã phát triển trong thế kỷ 20, Bộ truyền động (TU) thay thế MSC. Một TU được đặt ở 10 × log10 của công suất đo được đối với tham chiếu cố định. Cách nó hoạt động là một TU khá gần với một MSC. TU sớm được định nghĩa lại là chính xác một decibel, bằng 0,1 Log10 của tỷ lệ công suất. Một phương trình tương đương là:
Một decibel = P1 – P2
Trong đó P1 và P2 theo tỷ lệ 100:1.
Hơn nữa
N decibel = 1  – 2
khi 1 và2 theo tỷ lệ 10N (0,1).

Tóm lại, số Đơn vị Truyền dẫn tương ứng với tỷ số của hai lượng công suất bằng 10 lần lôgarit của tỷ số đó. Tất cả điều này có thể được giải quyết dễ dàng bằng cách tham khảo bảng logarit hoặc sử dụng máy tính khoa học cầm tay. Tăng và mất công suất trong mạch điện thoại được tính bằng phép cộng và trừ các đơn vị liên quan. Decibel hiện đã được IEC công nhận, cho phép sử dụng nó cho các đại lượng trường ngoài nguồn điện. Các tổ chức tiêu chuẩn khác xác định tỷ lệ điện áp theo decibel.

Sound Level Meter
Máy đo mức âm thanh Cirrus Optimus trung bình tích hợp, tuân thủ IEC 61672-1: 2002.

Sự khác nhau của biên độ tuyến tính và biên độ decibel

Lôgarit của cường độ, chứ không phải là một mối quan hệ tuyến tính, mô tả nhận thức của con người về cả âm thanh và ánh sáng. Nếu không phải như vậy, chúng tôi không thể xử lý nhiều loại đầu vào giác quan. Trong âm học, decibel dùng để chỉ mức áp suất âm thanh. Đối với âm thanh trong không khí, mức tham chiếu bằng ngưỡng nhận thức của con người. Bởi vì áp suất âm thanh là một đại lượng trường, RMS được sử dụng. Áp suất âm thanh tham chiếu trong không khí là 20 μPa, nhỏ hơn nhiều so với trong nước, nơi nó là 1 μPa.

Cảm nhận âm thanh ở con người có một dải động rất lớn, khoảng một nghìn tỷ. Đây là tỷ lệ giữa âm thanh yếu nhất mà chúng ta có thể phát hiện được với lượng gây ra thiệt hại vật chất. Chỉ có thang đo logarit được đo bằng decibel mới có thể biểu diễn phạm vi này một cách thuận tiện. Và bởi vì chúng ta không có độ nhạy như nhau trong toàn bộ phổ âm, nên trọng số tần số là bắt buộc.

Về tác hại đối với thính giác của con người, không chỉ có liên quan đến cường độ của âm thanh mà còn là thời lượng của nó.

Máy đo âm thanh và ánh sáng

Máy đo mức âm thanh thông thường thực chất là một micrô được kết nối với màn hình hoặc máy đo chỉ thị. Để đảm bảo yếu tố thời lượng, cần có đồng hồ tích hợp. Nhưng ngay cả đó không phải là toàn bộ câu chuyện. Một đánh giá hợp lệ cũng phụ thuộc vào cường độ trung bình từ đầu đến cuối của chu kỳ thời gian. Ngoài ra, tần số phải được xem xét.

Để thực hiện một phân tích toàn diện, cần phải có một máy đo mức âm thanh trung bình theo cấp số nhân, trong đó tín hiệu điện dao động từ micrô được chuyển đổi thành điện một chiều bằng mạch RMS, cung cấp hằng số thời gian tích hợp, một dạng trọng số thời gian.

Âm thanh có thể được mô tả theo Pascals, nhưng sẽ hiệu quả hơn nếu áp dụng chuyển đổi logarit để hiển thị áp suất âm thanh. Khi đó, mức áp suất âm 0 dB bằng 20 μPa.

Hand held digital light meter
Đồng hồ đo ánh sáng kỹ thuật số cầm tay.

Ánh sáng cũng có thể được đo theo tỷ lệ tuyến tính hoặc decibel. Công cụ thông thường là đồng hồ đo lux. Tổng lượng ánh sáng do một nguồn phát ra được gọi là quang thông. Ánh sáng được đo bằng lumen. Một lux là 1 lm / m 2 . Cường độ ánh sáng xuất hiện trên một gradient lớn. Theo kinh nghiệm ngay lập tức của chúng tôi, nó dao động từ 100.000 lux vào một ngày mùa hè sáng sủa đến dưới một lux trong ánh trăng tròn. Đây là một thang đo logarit không giới hạn với số tiền có thể cảm nhận được ở trên và dưới các mức này.

Máy đo ánh sáng, thường được sử dụng để đo độ chiếu sáng nơi làm việc, được chế tạo và cấu hình để đáp ứng với ánh sáng đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang hoặc đèn LED, mỗi loại có phân bố quang phổ riêng biệt.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Vui lòng bỏ chặn quảng cáo!

Chúng tôi đã phát hiện ra rằng bạn đang sử dụng tiện ích mở rộng để chặn quảng cáo.  Hãy ủng hộ chúng tôi bằng cách vô hiệu hóa các trình chặn quảng cáo này.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock
Chat Zalo

0914969904

error: Đừng cố copy bạn ơiiii :((