Отрицательные децибелы что это

Что такое «децибел»? И как он появился?

Как правило, громкость звука оценивается в децибелах. Но что такое эти «децибелы», как и откуда они появились? Давайте разбираться.

Децибел — это всего лишь десятая часть более крупной величины — Бела. Поэтому сначала стоит рассмотреть, что такое 1 Бел.
Прежде всего, необходимо прояснить, что Бел не является единицей измерения! 1 Бел — это относительное математическое понятие, которое показывает разницу двух мощностей. Важно понимать, что в Белах оценивают не только интенсивность (громкость) звука, но и многие другие показатели. Единственное важное условие: обе величины должны быть выражены в одинаковых единицах измерения. Оценку мощности в Белах применяют в разных сферах: электрической, механической, акустической и электромагнитной.

В акустике Бел показывает насколько та или иная звуковая величина интенсивнее (больше) по отношению к определённому опорному значению. За это значение берётся условный ноль, то есть интенсивность звука на минимальном пороге слышимости человека. Таким образом, Бел — это логарифмическое отношение двух измеряемых мощностей: конкретного звукового сигнала и условного нуля. Соответственно, децибел представляет собой одну десятую часть от данного отношения или попросту в 10 раз меньше её.

Динамический диапазон слуха человека располагается в промежутке от 0 до 120 дБ. Стоит отметить, что 0 дБ — это минимальное различимое человеческим ухом звуковое значение, а 130 дБ являются болевым порогом. При воздействии на человека звука интенсивностью в 140 дБ (например, рёв взлетающего реактивного самолёта) — наступает контузия, а при 160 дБ происходит шок и разрыв барабанной перепонки. Длительное воздействие звука интенсивностью в 180 дБ и более вызывает смерть человека. В свою очередь, максимальное значение громкости звука составляет 194 дБ. Всё, что выше уже можно отнести к разряду ударных волн. Именно поэтому ударные волны уже не относятся тому звуковому диапазону, которое может различить человеческое ухо. На фото приведены примеры соотношения звуковых сигналов, различаемых человеком, и уровнем их громкости в децибелах.

Однако существуют и звуки, которые наш орган слуха воспринять не может. Такие звуковые сигналы относятся к области отрицательных децибел. Как правило, они характеризуют потери энергии (в фильтрах, делителях, длинных линиях) и называются «децибелами затухания или потерь».

Таким образом, 1 Бел — это математическая величина, которая оценивает отношение двух мощностей. В акустической сфере Бел показывает интенсивность звуковой волны на квадратный метр. А децибел является десятой частью 1 Бела и используется для сокращения и упрощения вычислений.

Узнавайте всё самое интересное о слухе вместе с «Аудиале»!

Кто такие децибелы?

Как и для большинства наших статей, предпосылкой для написания этой заметки стали многочисленные вопросы посетителей про уровни шума различных приборов. Особенно актуальны такие вопросы в процессе выбора вытяжек. Но и при выборе холодильников, посудомоечных и даже стиральных машин иной раз помогает определиться цифра с буквами «дБ» после себя. И сегодня мы подробно расскажем, что же такое «децибел» и каково его реальное значение в процессе выбора приборов.

В первую очередь заметим, что децибелы — это не единица измерения уровня шума. И даже больше — это вообще не единица измерения! Децибелы нельзя «измерить» — их можно только «вычислить». Громкость звука гораздо правильнее было бы «измерять» интенсивностью звуковой волны, которая имеет совершенно понятную размерность: Ватт на квадратный метр (Вт/м²). Самый тихий звук, который может различить человеческое ухо, имеет интенсивность 0,000 000 000 001 Вт/м² (или 10 -12 Вт/м²). А, скажем, интенсивность звука при работе ракетного двигателя равна 1000 Вт/м² (или 10 3 Вт/м²). А это в миллион миллиардов раз (или в 10 15 ) больше первого значения! И это еще не предел.

Поскольку диапазон значений, воспринимаемым нашим ухом, крайне велик, потребовалась какая-либо размерность, которая позволила бы более очевидным образом без использования отрицательных степеней и большого количества нулей выразить различия в уровне шума. Именно различие, а не абсолютную величину — это важно. Первой единицей, которая использовалась для чего-то подобного, была миля стандартного кабеля (англ. mile of standard cable — m. s. c.). Она не применялась непосредственно к звуку, а использовалась для отражения потерь мощности сигнала с частотой 800 Гц в телеграфном или телефонном кабеле длиной в 1 милю. Использовала такую величину телекоммуникационная компания «Лаборатории Белла» (Bell Laboratories известна также как Bell Labs). Эта компания развилась из компании AT&T, основанной американским бизнесменом Александром Беллом, более известным широкому кругу людей как изобретатель телефона. Именно поэтому величина m. s. c. спустя некоторое время после введения в обращение была модернизирована, если так можно выразиться, в белы в честь американского ученого.

В более широком понимании белы и децибелы не имеют непосредственного отношения к уровню шума. Децибел может быть определён таким утверждением, что две величины мощности отличаются на 1 децибел, когда они находятся в соотношении 10 0,1 , и любые две величины мощности отличаются на N децибел, когда они находятся в соотношении 10 N(0,1) . Количество единиц передачи (децибелов), выражающее отношение любых двух мощностей, в десять раз превышает десятичный логарифм этого отношения. Но для нас в отношении бытовой техники слово «децибел» будет непосредственно связано только с уровнем шума.

За 0 бел принято пороговое значение нашего уха. То есть тот самый шум интенсивностью 10 -12 Вт/м². Обычный разговор имеет интенсивность в сто тысяч раз большую. То есть больше в 10 5 раз. Или 5 бел. Реактивный двигатель, как мы писали ранее, имеет интенсивность в 10 15 раз больше. То есть по нашей шкале его уровень шума равен 15 белам. Однако шаг в 1 бел недостаточно отражает различимые ухом громкости. Гораздо удобнее использовать десятые доли бела. Или же — децибелы. Из предыдущих примеров становится видно, что уровень шума обычного разговора равен примерно 50 децибелам, а реактивный двигатель шумит на все 150 децибел. Существуют, кстати, и отрицательные значения. Например, в глубинах экспериментальной лаборатории Building 88 на территории кампуса Microsoft находится самая бесшумная комната в мире. И это официально подтверждено — она была занесена в Книгу рекордов Гиннесса. Ее стены выполнены таким образом, что поглощают практически все звуковые колебания. Находясь в этой комнате, можно услышать, как хрустят суставы, как кровь бежит по венам и как, в буквальном смысле, шевелятся волосы. Уровень шума этого помещения −20 дБ. Это означает, что шума в ней в 100 раз меньше, чем может услышать наше ухо!

Таким образом, разница в 10 дБ между двумя источниками шума означает, что один источник шумит в 10 раз сильнее другого. Но разница в 20 децибел означает, что один источник в 100 (сто!) раз громче второго! Применительно к меньшим диапазонам, можно говорить о том, что разница в 3 децибела воспринимается как «вдвое шумнее» или же «вдвое тише», в зависимости от того, что мы сравниваем. Но, при этом, разница в 1 дБ ухом практически не различима: два прибора, один из которых «шумит» на 40 децибел, а второй на 41, будут восприниматься нами почти одинаково, и разница будет очевидна лишь для людей с тонким музыкальным слухом.

Теперь представим ситуацию, когда на кухне мы хотим установить посудомоечную машину с уровнем шума, скажем, 42 дБ. А рядом поставим холодильник с заявленным уровнем шума в 40 дБ. Возникает вопрос: каков будет суммарный уровень шума двух этих приборов, работающих одновременно?

Ответ на этот вопрос не простой. И результат НЕ будет равен ни среднему значению, ни сумме двух уровней шума, ни максимальному уровню шума одного из двух приборов. На самом деле будет использована довольно «страшная» формула для человека, давно не погружавшегося в мир математических расчетов и логарифмов. Однако после длительных вычислений их результаты можно описать в одной сводной таблице, которую мы и приводим ниже.

Разность двух складываемых уровней, дБ	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15	20
Добавка к более высокому уровню, необходимая для получения суммарного уровня, дБ	3	2,5	2	1,8	1,5	1,2	1	0,8	0,6	0,5	0,4	0,2	0

Таким образом, ответом на наш вопрос будет число 44. То есть для нашего уха посудомойка (42 дБ) и холодильник (40 дБ), стоящие рядом будут восприниматься как один прибор с уровнем шума в 44 дБ. Эта таблица справедлива для тех случаев, когда приборы располагаются в сравнительной близости друг к другу и в пределах одного помещения. Ну и когда оба они включены, разумеется. Но как выполнить расчет суммарного шума от трех приборов? Предположим, к двум предыдущим приборам добавляется вытяжка, работающая на первой скорости, с уровнем шума в 47 дБ. Для решения этой задачи важно допустить, что все три устройства расположены близко друг к другу таким образом, что с расстояния до нашего уха они условно воспринимаются как единый источник шума. Для трех приборов расчет проводится последовательно, согласно таблице, начиная с двух самых шумных. Суммарно вытяжка и посудомойка будут являться источником шума в 48,2 дБ. Теперь добавляем холодильник. Получаем итог в 49 дБ. Надеемся, что данный «лайв-хак» поможет вам в будущем!

В каталогах и технических характеристиках приборов многих производителей, помимо обычного уровня шума, можно увидеть еще и такую величину, как акустическое (или звуковое) давление. Если эти слова не указаны явно, то понять, что речь идет именно о давлении можно по размерности, записанной как «дБ(А)», в то время как обычный уровень шума указывается либо как простое «дБ», либо как «дБ(А) re 1 pW». В чем же разница?

Дело в том, что «чистый» уровень шума отсчитывается от нулевого значения, то есть от минимальной интенсивности звука, воспринимаемой нашим ухом. Но в реальных условиях наш организм никогда не находится в таких условиях, что это пороговое значение достижимо. Мы постоянно окружены сторонними шумами: гул машин с улицы, шелест листьев, пение птиц, гомон соседей, дуновение ветра и т. п. И акустическое давление показывает нам уровень шума прибора не относительно минимальной интенсивности звука, а относительно средней интенсивности звука, постоянно воспринимаемой нашим ухом. И эта интенсивность, понятное дело, всегда выше нулевой отметки. Поэтому и показатель акустического давления всегда меньше реального уровня шума. Примерно на 13 децибел. Это важно понимать и помнить, ведь такая разница дает возможность не самым добросовестным производителям занижать реальные показатели своих приборов. Нередки случаи, когда вы сравниваете, например, дорогую вытяжку немецкого производителя с менее дорогим аналогом из Китая, а в графе «Уровень шума» видите, что дешевый прибор даже тише своего оппонента. А на самом деле, в случае с немецкой вытяжкой, производитель указывает уровень шума, а в случае с китайской — звуковое давление. Которое, напомним, всегда ниже.

Как видно из этой статьи, уровень шума приборов — это еще один фактор, позволяющий производителю манипулировать параметрами выпускаемой продукции и дающий право «лукавить» при предоставлении информации конечному покупателю. Однако, заметим, что специалисты компании «Технолюкс» в курсе подобных уловок и всегда готовы помочь вам разобраться, где ложь, а где истина. Обращайтесь к нам и получите максимально правдивую и подробную информацию о любых приборах нашего ассортимента!

+7 (812) 382 00 20

ежедневно с 10:00 до 21:00

Децибелы и их свойства

Децибел — специфическая единица, не схожая ни с одной из тех, с которыми приходится встречаться в повседневной практике. Децибел не физическая величина, а математическое понятие. В этом отношении у этих единиц есть некоторое сходство с процентами. Как и проценты, децибелы безразмерны и служат для сравнения двух одноименных величин, в принципе самых различных, независимо от природы. Но если проценты выражают численно какую-то величину, сравнительно с целым, принятым за единицу (100%), то в основе децибела лежит более широкое понятие, характеризующее в общем случае отношение двух независимых, но, конечно, одноименных величин. Надо, однако, сразу оговориться, что хотя описываемые единицы пригодны для численной характеристики различных физических явлений, термин «децибел» всегда связывают только с энергетическими величинами, чаще всего с мощностью и, с некоторыми оговорками, с ее составляющими — напряжением и током.

Децибел (русское обозначение дБ, международное dB), как показывает приставка «деци», составляет десятую часть другой, более крупной единицы — бел (русское обозначение Б, международное B). Единица названа по имени Александра Грехема Белла — изобретателя телефона.

Бел — это десятичный логарифм отношения двух мощностей. Если известны две мощности Р1 и Р2, то их отношение, выраженное в белах, определяется формулой

Физическая природа сравниваемых мощностей не оговаривается и по существу может быть любой — электрической, электромагнитной, акустической, механической, — важно лишь, чтобы обе величины были выражены в одинаковых единицах — ваттах, милливаттах, лошадиных силах и т.п.

Для практики бел слишком крупная величина, и даже большие отношения мощностей выражаются небольшим числом бел. Например, для Р2/Р1 = 100, Ig100 = 2, если Р2/Р1 = 1000, то Ig1000 = 3, т.е. любые отношения мощностей в границах от 100 до 1000 будут укладываться в пределах одного бела — от 2 Б до 3 Б. Для большей наглядности число, показывающее количество бел, умножают на десять и полученное произведение считают показателем децибел, т.е. 2 Б = 20 дБ, 4,62 Б = 46,2 дБ и т.п. Обычно отношение мощностей выражают сразу в децибелах, для чего при расчетах пользуются формулой

Действия с децибелами не отличаются от операций с логарифмами и поэтому сумма двух чисел в децибелах эквивалентна произведению тех величин, которым она соответствует, а разность в децибелах характеризует отношение этих величин.

Положительные децибелы чаще всего характеризуют усиление и поэтому называются обычно децибелами усиления. Отрицательные децибелы, как правило, характеризуют потери энергии (в фильтрах, делителях, длинных линиях, волноводах) и называются децибелами потерь или затухания. Между децибелами усиления и затухания существует простая зависимость: одинаковому числу децибел с разными знаками соответствуют обратные числа отношений.

К достоинствам децибельной системы, обеспечившим ей широкое распространение, следует отнести универсальность, т.е. возможность использования при оценке различных параметров и явлений, натуральные числа, представляющие степени десяти, выражаются «круглым» числом децибел; огромные перепады преобразуемых чисел — от единиц и до миллионов — отображаются в децибелах числами первой сотни, взаимообразные числа выражаются в децибелах равными числами, но с разными знаками, в децибелах могут быть выражены как отвлеченные, так и именованные числа.

Следует иметь в виду и недостатки децибельной системы.

Малая наглядность: для преобразования децибел в отношения двух чисел и выполнения обратных действий нужны таблицы децибел или таблицы логарифмов и выполнения расчетов.

Отношения мощностей и отношения напряжений (или токов) пересчитываются в децибелы по разным формулам, что ведет иногда к путанице и ошибкам.

Децибелы могут отсчитываться только относительно условного, не равного нулю уровня. Абсолютный нуль, например нуль ватт, нуль вольт, децибелами не выражается.

Сравнение двух сигналов путем сопоставления их мощностей не всегда бывает удобным, так как для непосредственного измерения электрической мощности в диапазоне звуковых и радиочастот требуются дорогие и сложные приборы. В практических условиях, при работе с аппаратурой, гораздо проще измерять не мощность, которая выделяется на нагрузке, а падение напряжения на ней, а в некоторых случаях — протекающий ток.

Нет нужды каждый раз производить расчет децибел с использованием логарифмов. Существуют специальные таблицы для прямого перевода отношений мощностей и напряжений (токов) в децибелы и выполнения обратных действий. В таблице 1 дан пересчет положительных децибел в пределах от 0 до 60 дБ, что соответствует отношению напряжений или токов от 1,0 до 1000,0.

Если заданное значение децибел выходит за рамки таблицы, его следует представить в виде алгебраической суммы двух или нескольких чисел, входящих в таблицу 1, а соответствующие им отношения — мощности или напряжения, перемножить. Для удобства преобразования исходное число децибел следует представить как сумму из 20 дБ (если требуется — несколько раз) и числа остатка, меньшего 20 дБ (если требуется — несколько раз). Выполняя преобразования, удобно располагать соответственные числа одно под другим.

Пример. Найти отношения напряжений и отношения мощностей, соответствующие +56,7 дБ.

Решение: +56,7 дБ = 20 + 20 + 16,7. По таблице 1 для отношения напряжений находим: +20 дБ соответствует 10; 16,7 дБ соответствует 6,839; следовательно:

D_u = 20 + 20 +16,7 = 56,7 дБ;
U₂/U₁ = 10 • 10 • 6,839 = 683,9.

Чтобы не пользоваться формулой для определения отношения мощностей, достаточно возвести в квадрат уже известное отношение напряжений (токов):

1. Зельдин Е.А. Децибелы. — М.: Энер гия, 1972, с. 56.
2. Пясецкии В.В. Антенны телевизи онные: конструкции, установка, подклю чение. — Мн.: Беларусь, 2000, с. 224.

Радиолюбитель 04/2006 ст.46

Что означает отрицательное число децибел?

Насколько я помню из физики, громкость измеряется в децибелах (точнее, в белах) . часто на муз. центрах и прочей технике индикатор громкости показывает отрицательное число, и, чем громче звук — тем число меньше (для зануд: меньше по модулю).

Лучший ответ

Ничего особенного это не означает — децибеллы могут быть отрицательными. Децибеллы — это логарифмическая величина. Когда она отрицательная, это просто значит, что она меньше опорной.

Остальные ответы

Причина все та же – лень инженеров. Дело в том, что мощность сигнала, а именно она чаще всего измеряется в децибелах, имеет обыкновение очень сильно меняться. Например, вы стоите у окна и разговариваете по телефону, рассеянно глядя на базовую станцию на крыше дома напротив. Сделали шаг в сторону, зашли за бетонную стенку – а мощность сигнала упала в 10-15 раз. Или как вам такое: разность между мощностями принимаемого и передаваемого сигналов – 100000000 раз. Ведь гораздо удобнее писать слабее на 80dB, чем слабее в 100000000 раз.
Децибел – это логарифм соотношения мощностей, а десятичный (буду опускать, потому что других логарифмов в этой статье нет) логарифм – это степень, в которую нужно возвести десятку, чтобы получить то что в скобках.

Простой пример: log(1000) = 3 (считаем нолики) , а log(0.01) = -2

Источник: http://www.onliner.ua/technologies/tech/dbm/print
DaniXЗнаток (405) 5 лет назад
ты шо, тупой?

Скорее всего, за отсчётный уровень (соответствующий 0 дБ) взят уровень максимальной мощности данного устройства. Поскольку для нормального аудиоцентра максимальная мощность — это когда уже разговаривать в комнате нельзя, так он орёт, то все остальные уровни будут ниже отсчётного, то есть логарифм отношения булет отрицательным.

В аудиотехнике используется dBFS (Full Scale — полная шкала) — опорный сигнал 0 дБ соответствует полной шкале. Т.е. 0 дБ — это максимальная мощность, которую может выдать усилитель без искажений, поэтому значения в децибелах отрицательны, поскольку измеренная мощность меньше максимальной мощности.