ديسيبل

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث


dB power ratio amplitude ratio
100   10 000 000 000 100 000
90 1 000 000 000 31 623
80 100 000 000 10 000
70 10 000 000 3 162
60 1 000 000 1 000
50 100 000 316
40 10 000 100
30 1 000 31
20 100 10
10 10 ~3
6 ~4 align="left" ~2
0 1 1
أمثلة لنسبة قدرتين x ونسبة مجالين (مطالين) x√ و الديسيبل dB المنتسب إليها . من السهل ملاحظة اعداد مكونة من رقمين أو ثلاثة عن ملاحظة أعداد تحتوي على 10 أرقام. لهذا يستخدم النظام اللوغاريتمي.

ديسيبل (وأحيانا ديسيبل وات) (بالإنجليزية: ( decibel (dB) هي وحدة لوغاريتمية تعطي النسبة بين كميتين فيزيائيتين ، مثل القدرة أو الشدة وذلك بالنسبة إلى قيمة عيارية . يستخدم في الصوت وفي الإلكترونيات . تعني هذه الوحدة اللوغاريتمية أنه إذا زادت القدرة أو الشدة إلى الضعف ، يزداد الديسيبل بمقدار 3dB . [1]

1 ديسيبل = 1/10 bel

ووحدة "بل" هي وحدة نادرة الاستخدام ، وقد أخذت لتكريم العالم الأمريكي ألكسندر بل علي إنجازاته العلمية .

تستخدم وحدة الديسيبل في القياسات العلمية و الهندسية ، وبصفة خاصة في علم الصوت و الإلكترونيات . في الإلكترونيات يعطي الديسيبل الكسب في تضخيم الإشارات amplification ، وفي توهين الإشارات attenuation ، وفي تقييم نسبة الإشارة إلى الضوضاء . وقد ابتكرت وحدة الديسبل (اللوغاريتمية) لأن في استطاعتها المقارنة بين أعداد كبيرة جدا وأعداد صغيرة جدا. وكذلك قدرتها على حساب جداء النسب بواسطة عملية جمع بسيطة .

إن ديسيبل (ديسيبل) هو وحدة ، تستخدم لقياس النسبة بين قيمتين ، مثل نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الإلكترونيات ، وفي علم الصوت النسبة بين شدتين للصوت .

تعريف[عدل]

1 ديسيبل يعادل 1/10 بل
أي 1B = 10dB .

ويمثل "بل" النسبة بين "كميتين قدريتين " 10:1 , أو النسبة بين "كميتين مجاليتين" 10:1√.[2]

طبقا لتعريف أيزو [ISO/IEC_80000|80000-1:2009] نفرق بين "كمية مجال" و" كمية قدرة":

كمية مجال field quantity: مثل الجهد الكهربائي ، و التيار الكهربائي ، و ضغط الصوت ، والمجال الكهربائي ، وكثافة الشحنة ، وتتناسب مربعاتها تناسبا طرديا مع القدرة power (أو شدة الصوت).
كمية قدرة power quantity : وهي القدرة بذاتها . من أمثلتها كثافة الطاقة ، شدة الصوت ، وشدة الضوء .

وعند حساب النسبة بالديسيبل يجب مراعاة إن كنا نحسبها ككمية مجال أم كمية قدرة . ويبين الجدول أعلاه الفرق بين "القدرة" و ما ينتمي إليه من مطال ، حيث أن القدرة تتناسب مع مربع المطال .

شدة الصوت[عدل]

نعرف شدة الموجة الصوتية بأنها الطاقة التي تحملها الموجة في الثانية عبر وحدة المساحات العمودية على اتجاه انتشار الموجة . وحيث أن الشدة هي كمية الطاقة في الثانية ، إذن شدة الصوت هي القدرة المارة خلال وحدة مساحات عمودية على اتجاه انتشار الموجة . تقاس وحدة شدة الصوت بالواط لكل متر مربع. كما تستخدم وحدة ديسيبل للتعبير عن شدة الصوت ، حيث أن الديسيبل يسهل مقارنة أعداد كبيرة جدا وأعداد صغيرة جدا ، حيث تتغير شدة الصوت تغيرات كبيرة بين الهمس و الضوضاء ، وكلها يمكن أن تسمعها الأذن .

يوضح الجدول التالي شدة بعض الأصوات :

نوع الصوت شدة الصوت w\m2 مستوى شدة الصوت dB
الصوت المسبب للألم (طائرة نفاثة فوق الرأس) 1 120
ثقّابة الصخور التي تعمل بالهواء المضغوط 10−2 100
طريق كثيف بالمرور* 10−5 70
التخاطب العادي* 10−6 60
الهمس المتوسط الارتفاع* 10−10 20
حفيف الشجر* 10−11 10
الصوت المسموع بالكاد 10−12 0

* إذا كان الشخص قريباً من مصدر الصوت

للتعبير عن طريقة استجابة الإذن للأصوات بطريقة أفضل يُستخدم عادةً مقياس شدة الصوت ، أو مقياس الديسيل ، المبني على قوى الرقم 10.

ويمكن أن نلاحظ في مقياس الديسيبل أن الحد الأدنى لشدة الصوت المسموع بالكاد للإذن المتوسطة أي ( 10^{-12} W/m^2 ) هو الصفر في مقياس الديسيبل ، وكلما ازدادت شدة الصوت 10 أضعاف يرتفع مستوى شدة الصوت بالديسيبل بمقدار 10 وحدات ، وقد وجد أن الإذن تحكم على الأصوات طبقاً لمقياس الديسيبل. أي أن حاسة السمع لدى الإنسان تقيس الصوت بطريقة لوغاريتمية .

في الإلكترونيات[عدل]

عرض تخطيطي يبين العلاقة بين ديسيبل-u مع مصدر 1 فولت (مصدر تيار الكهربائي) وديسيبل-dBm m (للطاقة المتبددة كحرارة بواسطة المقاومة 600Ω).

في الإلكترونيات ، زيادة القدرة (بالواط) إلى الضعف يعني زيادة 3 ديسيبل . وانخفاض القدرة إلى النصف تعادل -3 ديسيبل .

تغير القدرة إلى النصف يعادل تغير بمقدار 3 dB ، ذلك لأن :

\log_{10} 2 = 0.3010 ... \approx 0.3,

وبالتالي :

10 \log_{10} 2 = 3.010... \approx 3;

ويعرف مقياس الديسيبل للنسبة r بالمعادلة:

10 \log_{10} r.

وهذا يؤول إلى صيغته الحسابية :

2^{10} \approx 10^3
  • (ملحوظة :بالضبط هو 2^{10} = 1,024 \approx 1,000 = 10^3; وبحساب اللوغاريتم نحصل على10 \log_{10} 2 \approx 3).

ادناه جدول يلخص الحالات الشائعة :

مستوى الديسيبل الطاقة ملاحظات
80 ديسيبل 100 كيلوواط {0طاقة النقل النموذجية{/0} لمحطة اذاعة اف ام بمدى 50 كيلومتر
60 ديسيبل 1 كيلو واط = 1000 واط الطاقة النموذجية المجتمعة للترددات اللاسلكية المنبعثة من عناصر فرن الميكروويف
50 ديسيبل 100 واط الاشعاع الحراري النموذجي المنبعث من الجسم البشري
40 ديسيبل 10 واط
36 ديسيبل 4 واط أقصى إنتاج نموذجي للطاقة من أجل فرقة المحطة اللاسلكية للمواطنين (27 ميجاهيرتز) في العديد من البلدان
33 ديسيبل 2 واط أقصى خرج من النظام العالمي للاتصالات المتنقلة / للجيل الثالث من الهاتف النقال (الطاقة من الفئة 1من الهواتف) أقصى خرج من النظام الموحد للاتصالات المتنقلة 850/900 للهاتف المحمول
30 ديسيبل 1 واط = 1000 ميلي واط تسرب الترددات اللاسلكية النموذجي من فرن الميكروويف - أقصى إنتاج للطاقة لنظم التحكم الموزعة 1800 ميجاهرتز للتليفون المحمول، أقصى خرج من جي اس ام من التليفون المحمول 1800/1900
27 ديسيبل 500 ميلي واط أقصى طاقة من الانتقال النموذجي للهاتف الخلوي تنتج من UMTS/3G هاتف نقال (الطاقة من الفئة 2 من الهواتف)
26 ديسيبل 400 ميلي واط
25 ديسيبل 316 مللي واط
24 ديسيبل 250 ميلي واط الحد الأقصى لإنتاج UMTS/3G من الهاتف النقال (الطاقة من الفئة 3 من الهواتف)
23 ديسيبل 200 ميلي واط
22 ديسيبل 160 ميلي واط
21 ديسيبل 125 مللي واط الحد الأقصى لإنتاج UMTS/3G من الهاتف النقال (الطاقة من الفئة 4 من الهواتف النقالة)
20 ديسيبل 100 ميلي واط إرسال البلوتوث فئة 1 ،مدى 100 متر (أقصى طاقة منتجة من إرسال متردد التغير غير مرخص). نموذجي لاسلكي لنقل الطاقة.
15 ديسيبل 32 مللي واط طاقة انتقال الـواي فاي النموذجية في أجهزة الكمبيوتر المحمولة.
10 ديسيبل 10 مللي واط
6 ديسيبل 4.0 مللي واط
5 ديسيبل 3.2 مللي واط
4 ديسيبل 2.5 ميلي واط البلوتوث اللاسلكى فئة 2، مدى 10 متر
3 ديسيبل 2.0 مللي واط بمزيد من الدقة (إلى 8 خانات عشرية) 1.9952623 واط
2 ديسيبل 1.6 مللي واط
1 ديسيبل 1.3 مللي واط
0 ديسيبل 1.0 مللي واط = 1000 μW مقياس البلوتوث اللاسلكى (فئة 3)، مدى 1 متر
-1 ديسيبل 794 μW
-3 ديسيبل 501 μW
-5 ديسيبل 316 μW
-10 ديسيبل 100 μW أقصى استقبال قباسى لإشارة الطاقة (-10 إلى -30 ديسيبل) من الشبكة اللاسلكية
-20 ديسيبل 10 μW
-30 ديسيبل 1.0 μW = 1000 شمال غرب
-40 ديسيبل الوزن الصافي 100
-50 ديسيبل الوزن الصافي 10
-60 ديسيبل 1.0 شمال غرب = 1000 الأسبق الأرض تتلقى واحد نانو وات لكل متر مربع من حجم +3.5 نجم [3]
-70 ديسيبل 100 الأسبق مجموعة نموذجية (-60 إلى -80 ديسيبل) من ااستقبال إشارة الطاقة اللاسلكية (802.11x) عبر الشبكة
-80 ديسيبل 10 الأسبق
-100 ديسيبل 0.1 الأسبق
-111 ديسيبل 0.008 الأسبق = 8 مهاجم ارضية الضوضاء الحرارية لنظام تحديد المواقع التجارية عبر قناة واحدة لإشارة النطاق الترددي (2 ميغاهرتز)
-127.5 ديسيبل 0.178 مهاجم فصيل عبد الواحد = 178 إشارة الطاقة النموذجية التي استُقبلت من الأقمار الصناعية لتحديد المواقع
-174 ديسيبل 0.004 فصيل عبد الواحد = 4 المتعلقة بالمرض ارضية الضوضاء الحرارية ل1 هرتز نطاق ترددي في درجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية)
-192.5 ديسيبل 0.056 المتعلقة بالمرض = 56 روحي ارضية الضوضاء الحرارية ل1 هرتز نطاق ترددي في الفضاء الخارجي (4 كلفن
-- ∞ ديسيبل 0 ث الطاقة صفر ليس تعبيراً جيداً في ديسيبل (القيمة هي لانهاية سالبة)

ويمكن أن كثافة إشارة (الطاقة لكل وحدة مساحة) يمكن تحويلها إلى إشارة طاقة مُستقبلة بالضرب في مربع الطول الموجي والقسمة على 4π (انظر المساحة الخالية لخسارة المسار).

في الممارسة العملية لوزارة الدفاع بالولايات المتحدة، القياس غير الموزون هو المفهوم عادة ،ينطيق على نطاق ترددي معين، والتي يجب أن تكون صراحة أو ضمنا.

في الممارسة الأوروبية، psophometric ترجيح قد يكون كما يتضح من السياق، معادل لـ dBm0p، والذي هو مفضل.

الـ دي بي ام ليست جزءا من النظام الدولي للوحدات، وبالتالي لا يشجع على استعمالها في الوثائق أو النظم التي تلتزم بوحدات النظام الدولي (المطابق لوحدة النظام الدوبى هو واط). إلا أن الديسيبل المعتدل (ديسيبل)، بكونه نسبة غير موحده لرقمين، مقبولة تماما.[4]

التعبير في ديسيبل عادة ما يستخدم لقياسات الطاقة الضوئية والكهربائية، وليس بالنسبة للأنواع الأخرى من الطاقة (مثل الحرارية). قائمة مستويات الطاقة بالواط متوفرة بأن تضم مجموعة متنوعة من الأمثلة، لا تتعلق بالضرورة للطاقة الكهربائية أو الضوئية.

انظر أيضا[عدل]

المراجع[عدل]

قالب:FS1037C MS188

  1. ^ IEEE Standard 100 Dictionary of IEEE Standards Terms, Seventh Edition, The Institute of Electrical and Electronics Engineering, New York, 2000; ISBN 0-7381-2601-2; page 288
  2. ^ "International Standard CEI-IEC 27-3 Letter symbols to be used in electrical technology Part 3: Logarithmic quantities and units". International Electrotechnical Commission. 
  3. ^ تدفق الاشعع بمقدار +3.5 نجم
  4. ^ تايلور عام 1995، ارشد لاستخدام النظام الدولي للوحدات، نيست المنشور الخاص SP811

وصلات خارجية[عدل]