کسانی که با الکترونیک سروکار دارند و یا اینکه با مدارات آمپلی فایر و تقویت کننده های صوتی کار می کنند بارها وبارها کلمه دسیبل را شنیده اند ولی به راستی دسیبل چیست ؟ و معنای آن چه می باشد ؟
در وهله اول باید بگویم که این مطالب را که بلندی صدای یک آمپلی فایر 20 وات دو برابر یک آمپلی فایر 10 وات است و شما در نامه های الکترونیکی خود اظهار داشته اید، قبول ندارم و پندار کاملا غلطی است که اکثر افرادی که با آمپلی فایر سروکار دارند به آن مبتلا هستند. باید خدمت شما دوستان عزیزم عرض کنم که گوش انسان قادر به تشخیص صدا به صورت خطی نیست و آن را به صورت لگاریتمی دریافت می کند. به عبارت دیگر اگر شخصی در حال گوش دادن به رادیویی باشد که توان صوتی آن 10 وات باشد، وقتی که توان خروجی را به 20 وات افزایش دهد، شدت صدا دو برابر حس نمی شود. بلکه به نظر شنونده خواهد رسید که شدت صدا فقط 1/3 برابر مقدار اولیه آن افزایش یافته است و اگر توان خروجی را به 100 وات برسانیم، در آن صورت صدا را دو برابر احساس خواهد کرد !!!
برای همین است که چندان فرقی بین یک آمپلی فایر 30 وات با یک آمپلی فایر 60 وات وجود ندارد. عدد ۳/۱ یا بعبارتی دقیقتر ۳۰۱/۱ نشان دهنده یک تغییر لگاریتمی به نسبت تغییر مشخصی در مقدار مطلق است. واحدی که جهت بیان این تغییر حجم صدا مورد استفاده قرار می گیرد((بل)) است که از نام محقق و مخترع تلفن الکساندر گراهام بل اخذ شده است .
بل ، لگاریتم مشترک نسبت قدرت خروجی به ورودی می باشد . چون در الکترونیک با سه کمیت وات، ولت و شدت جریان سرو کار داریم، ممکن است برای سنجش نسبت ورودی به خروجی یک دستگاه در مورد ولت و شدت جریان هم از واحد ( بل ) استفاده شود .
در عمل چون واحد بل خیلی بزرگ است ( مثل فاراد در ظرفیت خازن ) از واحد کوچکتر آن به نام دسیبل استفاده می شود که معادل یک دهم مقدار بل است و با حروف ( dB ) مشخص می گردد .
به طور کلی می توان این مطالب را در فرمول زیر خلاصه کرد :
(dB=10log(P1/P2
که در این فرمول P1 توان خروجی یا قدرت بزرگتر و P2 توان ورودی یا قدرت کوچکتر است. معادله فوق باید طوری نوشته شود که همیشه عدد بزرگتر در صورت کسر قرار گیردکه حاصل کسر همیشه بیش از یک باشد این عمل باعث می شود که هیچ گاه مشخصه منفی نباشد. البته اگر توان ورودی بیش از توان خروجی باشد، پاسخ بصورت (dB-) نگاشته خواهد شدکه به معنای تضعیف است و اگر توان خروجی بزرگتر از توان ورودی باشد پاسخ بصورت (dB+) نشان داده خواهد شد که به معنای کسب بهره می باشد .
حال که این مطلب را آموختید ، حتما مایلید رابطه شدت صوت منبع 20 وات را نسبت به 10 وات ازاین طریق بدست آورده، اولا بدانید که عدد 301/1 از کجا آمده و ثانیا در چه حدی مطالب مربوط به دسیبل را آموخته اید . اما قبل از این محاسبه، بهتر است خود لگاریتم را یادآوری کرده باشم :
معمولا لگاریتم را چنین تعریف می کنند : لگاریتم عدد مفروض N عبارتست از توان a که اگر پایه b به آن توان یا نما برسد، عدد N حاصل گردد .
به عنوان مثال : b^a=N—> logN = a —> 10^2 = 100—>log 100 = 2
مبناهای مختلفی برای لگاریتم می توان فرض نمود . اما برای محاسبه شدت صدا، فقط از لگاریتم در مبنای 10 استفاده می شود .
در مورد مطالب مربوط به لگاریتم و چهار عمل اصلی آن و غیره صحبت در اینجا جایز نبوده ، آن را به عهده خود شما واگذار می کنم تا به کتاب های ریاضیات و جداول لگاریتم مراجعه نمایید .
گفتیم که دسیبل به مقدار قدرت، ولتاژ یا جریان دلالت ندارد بلکه فقط نسبت میان دو مقدار مشخصی را شامل می شود .
در مخابرات حد قراردادی صفر دسیبل برابر 6 میلی وات است که در دو سریک بار 1500 اهمی ایجاد می شود. بنابراین هر توانی بیش از 6 میلی وات نماینده دسی بل مثبت و هر توان کمتر از آن نشان دهنده دسیبل منفی می باشد .
اما درواحد حجم صوتی و آمپلی فایرها و غیره که با مخفف VU یا dBm نشان داده می شود، بجای 6 میلی وات از مبنای 1 میلی وات در دو سر بار 600 اهمی استفاده می شود .
مبنای قراردادی صفر ولت VU یا صفر dBm برابر 29/1 میلی آمپر است وقتی که 1 میلی وات روی دو سر بار 600 اهمی موجود باشد .
در خاتمه برای اینکه بیشتر مسائل دسیبل را فهمیده باشید چند مثال می آورم :
1- بهره یک تقویت کننده را با ورودی 1 وات و خروجی 50 وات بر حسب دسیبل محاسبه کنید :
dB=10Log (P1/P2) —-> 10Log (50/1) —-> 10Log 50 = 16/99dB
2- ولتاژ ورودی تقویت کننده ای 3 ولت و ولتاژ خروجی 300 ولت است، بهره آن چند دسیبل می باشد؟
