Decibel DB: Fórmulas, Equações e Cálculos

O deciBel, dB é uma escala logarítmica usada para comparar duas grandezas físicas, especialmente em eletrônica. Existem várias fórmulas fáceis de lembrar que permitem que os valores sejam calculados

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Nosso tutorial sobre decibel inclui:

Decibéis, dB – o básico | Tabela de níveis de decibéis | Tabela de conversão de dBm para dBW e potência | Tabela de conversão de dBm para watts e volts | Nepers

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deciBel, dB utiliza uma escala logarítmica baseada para comparar duas quantidades. É uma maneira conveniente de comparar duas grandezas físicas como potência elétrica, intensidade ou mesmo corrente ou tensão.

O deciBel usa os logaritmos de base dez, ou seja, aqueles comumente usados na matemática. Usando uma escala logarítmica, o deciBel é capaz de comparar quantidades que podem ter grandes razões entre elas.

O deciBel, dB ou deci-Bel é na verdade um décimo de Bel – uma unidade que raramente é usada.

A abreviatura de um deciBel é dB – o “B” maiúsculo é usado para denotar o Bel como a unidade fundamental.

DECIBEL: APLICAÇÕES

O deciBel, dB é amplamente utilizado em muitas aplicações. É usado em uma ampla variedade de medições nas áreas de engenharia e científica, particularmente em eletrônica, acústica e também na teoria de controle.

Normalmente, o deciBel, dB é usado para definir os ganhos do amplificador, perdas de componentes (por exemplo, atenuadores, alimentadores, misturadores, etc.), bem como uma série de outras medições, como figura de ruído, relação sinal-ruído e muitas outras.

Devido à sua escala logarítmica, o deciBel é capaz de representar convenientemente proporções muito grandes em termos de números gerenciáveis, além de fornecer a capacidade de realizar a multiplicação de proporções por simples adição e subtração.

O deciBel é amplamente utilizado para medir a intensidade sonora ou o nível de pressão sonora. Para isso o som é referido a uma pressão de 0,0002 microbars que equivale ao padrão para o limiar de audição.

HISTÓRIA DO DECIBEL

Desde o início das telecomunicações, houve a necessidade de medir os níveis de intensidade relativa do sinal para que a perda e o ganho possam ser vistos.

Os sistemas de telecomunicações originais usavam a perda que ocorria em uma milha de cabo padrão na frequência de 800Hz.

No entanto, este não era um método particularmente satisfatório para determinar os níveis de perda ou a intensidade relativa do sinal e, como o rádio e outras aplicações eletrônicas começaram a precisar usar alguma forma de unidade padrão para comparação, o Bel foi introduzido na década de 1920. Isso ganhou o nome do escocês Alexander Graham Bell, que foi originalmente creditado com a invenção do telefone.

Com este sistema, um Bel igualou um aumento de dez vezes no nível do sinal. Uma vez que foi introduzido, o Bel foi considerado muito grande para a maioria dos usuários e, portanto, o deciBel foi usado. Este é agora o padrão que foi adotado universalmente.

FÓRMULA DECIBEL PARA COMPARAÇÕES DE POTÊNCIA

A forma mais básica para cálculos de deciBel é uma comparação dos níveis de potência. Como seria de esperar, é dez vezes o logaritmo da saída dividido pela entrada. O fator dez é usado porque deciBels em vez de Bels são usados.

A fórmula ou equação deciBel para potência é dada abaixo:

Onde:

Ndb é a razão entre as duas potências expressa em deciBels, dB
P2 é o nível de potência de saída
P1 é o nível de potência de entrada

Se o valor de P2 for maior que P1, então o resultado é dado como um ganho e expresso como um valor positivo, por exemplo. +10dB. Onde houver uma perda, a equação deciBel retornará um valor negativo, por exemplo. -15dB. Desta forma um número positivo de deciBéis implica um ganho, e onde há um sinal negativo implica uma perda.

FÓRMULAS DECIBEL PARA TENSÃO E CORRENTE

Embora o deciBel seja usado principalmente como comparação de níveis de potência, as equações de corrente deciBel ou equações de tensão deciBel também podem ser usadas desde que os níveis de impedância sejam os mesmos. Desta forma, a relação de tensão ou corrente pode ser relacionada à relação de nível de potência.

Ao usar medições de tensão é fácil fazer a transformação da fórmula deciBel porque potência = tensão ao quadrado sobre a resistência:

Onde:

Ndb é a razão entre as duas potências expressa em deciBels, dB
V2 é o nível de tensão de saída
V1 é o nível de tensão de entrada

É possível realizar uma transformação semelhante para a fórmula usar corrente. Potência = corrente ao quadrado sobre a resistência e, portanto, a equação da corrente deciBel se torna:

Onde:
Ndb é a razão entre as duas potências expressa em deciBels, dB
I2 é o nível de corrente de saída
I1 é o nível de corrente de entrada

FÓRMULAS DE DECIBEL DE TENSÃO E CORRENTE PARA DIFERENTES IMPEDÂNCIAS

Como um deciBel, dB é uma comparação de dois níveis de potência ou intensidade, quando se utiliza corrente e tensão, as impedâncias para as medições devem ser as mesmas, caso contrário, isso precisa ser incorporado nas equações.

Onde:
Ndb é a razão entre as duas potências expressa em deciBels, dB
V2 é o nível de tensão de saída
V1 é o nível de tensão de entrada
Z2 é a impedância de saída
Z1 é a impedância de entrada

Desta forma, é possível calcular as relações de potência em termos de deciBéis entre sinais em pontos que possuem diferentes níveis de impedância usando medições de tensão ou corrente. Isso pode ser muito útil ao medir os níveis de potência em um amplificador que pode ter níveis de impedância muito diferentes na entrada e na saída. Se as leituras de tensão ou corrente forem feitas, essa fórmula pode ser usada para fornecer a comparação de potência correta em termos de deciBels.

DECIBEL ABREVIAÇÕES

O deciBel é usado em muitas áreas, desde cenários de áudio a radiofrequência. Em tudo isso, ele fornece um meio muito útil de comparar dois sinais.\

Decibel Abreviação	Significado / Uso
dBA	Uma Medição de pressão sonora ou intensidade sonora ponderada.
dBc	Nível de um sinal com referência à portadora sendo medida – normalmente usado para fornecer os níveis de emissões espúrias e ruído
dBd	Ganho de uma antena com referência a um dipolo de meia onda no espaço livre
dBFS	Nível com referência à leitura de escala completa
dBi	Ganho de uma antena com referência a uma fonte isotrópica, ou seja, uma que irradia igualmente em todas as direções.
dBm	Nível de potência com referência a 1 mW
dBV	Nível com referência a 1 volt
dBµV	Nível com referência a 1 microvolt
dBW	Nível de potência com referência a 1 watt

O deciBel é amplamente utilizado em muitas áreas da eletrônica e medição de som. Ele fornece um meio muito útil de comparar diferentes níveis que podem variar em uma ampla faixa. Sendo baseado logaritmicamente, o deciBel é capaz de acomodar variações de muitas ordens de grandeza sem se perder em um grande número de zeros. Desta forma, é uma maneira ideal de comparar valores diferentes.

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