Децибелы: используйте с осторожностью

Bob Witte

Децибелы обычно используются в электронных системах в качестве характеристики радиочастотных и аудио устройств, а в последнее время – еще и как мера целостности сигнала. Хотя многие инженеры уже думают в категориях децибелов, если вы работаете в основном во временнóй области, вы можете думать иначе. Поскольку большая часть моего опыта связана с радиочастотами, я склонен связывать децибел с высокочастотными измерениями, но начинался децибел со звуковых частот, и определение ему дали инженеры телефонной компании. В начале 1900-х годов в Bell System использовалось понятие мили стандартного кабеля, что соответствовало характеристикам потерь одной мили телефонного кабеля №19 [1]. Эта концепция трансформировалась в Transmission Unit (TU, единица передачи), определяемую как

где

P_M – измеренная мощность,
P_R – отраженная мощность.

Позже TU получил название децибел, что означает десятую долю бела (назван в честь Александра Грэхема Белла) [2]. Обратите внимание, что они выбрали определение «бел», которое представляет собой просто логарифм соотношения двух мощностей. На самом деле сначала появилась «единица передачи», а затем децибел. Может показаться, что децибелы – это единицы измерения, такие как вольты или амперы, но на самом деле это способ манипуляции отношением двух чисел с использованием десятичных логарифмов. Я заметил, что вначале децибел был сокращен как «дб», но в последнее время используется «дБ».

Если вы хотите глубже изучить историю децибел, посетите веб-сайт American Radio History [3], где хранится множество классических технических публикаций, включая выпуски Bell System Technical Journal с 1922 года и позже. Я потратил некоторое время на чтение этих ранних статей по телефонии и был поражен тем, насколько хорошо принципы электричества были поняты в те дни [4].

1. McLaughlin, James L. and James J. Lamb “What Is This Thing Called Decibel?“, QST Magazine, Aug 1931.
2. Martin, W.H., “Decibel—The Name for the Transmission Unit.”
3. The American Radio History web site, Bell System Technical Journal page.
4. Martin, W.H., “The Transmission Unit and Telephone Transmission Reference System,” Bell System Technical Journal, July 1924.
5. Bogatin, Eric, “How to think in dB,” EDN, October 2013.
6. Davis, Don and Eugene Patronis, “Using the Decibel – Part 1: Introduction and underlying concepts,” EDN, May 2008.
7. Davis, Don and Eugene Patronis, “Using the Decibel – Part 2: Expressing Power as an Audio Level,” June 2008.
8. Davis, Don and Eugene Patronis, “Using the Decibel – Part 3: Combining decibels and using log charts,” EDN, June 2008.