Decibel

Innehåll- 1. Logaritmisk måttenhet. - 2. Enhet för att mäta ljudvolym

1. Logaritmisk måttenhet.

Decibel (dB) är en logaritmisk måttenhet som används för att jämföra två storheter, vanligen elektriska storheter eller inom akustiken. Decibel kan beräknas både med avseende på effekt och amplitud.

Med avseende på effekt beräknas decibel som

10·log(Put/Pin)log är 10-logaritmen

där Put är uteffekt och Pin är ineffekt. Vid förstärkning är decibeltalet positivt. Om uteffekten är lägre än ineffekten (dämpning) kommer decibeltalet att få negativt tecken. En fördubbling av effekten innebär att decibelvärdet ökar med 3.

Med avseende på amplitud (spänning eller ström) beräknas decibel som

20·log(Uut/Uin) eller 20·log(Iut/Iin)

där Uut är utspänning och Uin är inspänning ochIut är utström och Iin är inström. Även här blir dB-talet positivt vid förstärkning och negativt vid dämpning. Att faktorn blir 20 istället för 10 beror på att effekten kan beräknas som (en konstant gånger) spänningen eller strömmen upphöjt till 2.

2. Enhet för att mäta ljudvolym

Decibel (dB) är en enhet som används för att mäta ljudvågors intensitet, dvs effekt per area. I praktiken mäter man dock ljudtrycket, detta spelar dock ingen roll eftersom man dividerar med en referensnivå.

0 dB är definierat utifrån en uppskattning av den lägsta ljudvolym en normal människa kan uppfatta. Denna referensnivå är satt till 1 × 10-12 W/m². (Motsvarande ljudtryck är 2 × 10-5 N/m²). Det kan alltså finnas ljudvågor med lägre energiinnehåll än 0 dB.

Decibelskalan är logaritmisk, vilket innebär att en ökning med 3 dB är en faktisk fördubbling av effekten. 93 dB är dubbelt så mycket som 90 dB, och 96 dB är dubbelt så mycket som 93 dB. I audiotekniska sammanhang där man även tar hänsyn till effekten, krävs det dubbelt så mycket effekt per 3 dB:s ökning. Exempel: om 1 Watt ger 92 dB så krävs det 2 W för 95 dB och 4 W för 98 dB osv.

Exempel: Om ett ljud har intensiteten 1 × 10-5 W/m² blir decibelvärdet = 10·log( (1 × 10-5) / (1 × 10-12) ) = 10·7 = 70 dB. Om man dubblar effekten till 2 × 10-5 W/m² blir decibelvärdet = 10·log( (2 × 10-5) / (1 × 10-12) ) = 10·7,30 = 73 dB.

I praktiken måste man filtrera ut intressanta frekvenser då man mäter upp ett decibelvärde - om ljudmätaren registrerar ljud med hög volym fast på en frekvens som inte är hörbar för det mänskliga örat så ger det inte alltid ett intressant resultat. Ett vanligt mått är dB(a) eller dBA, som är decibel mätt med A-filter, ett filter som gradvis filtrerar ut höga och låga frekvenser så att det som mäts väl motsvarar vad som uppfattas av det mänskliga örat. Ett annat vanligt mått är dB(c) eller dBC som är decibel mätt med C-filter som släpper igenom fler frekvenser än A-filter, framför allt lågfrekventa ljud, och lämpar sig bättre för uppmätning av bullernivåer och väldigt höga ljudnivåer.

Förteckning över olika decibelvärden: dB-värde Exempel 0 det svagaste ljud vi kan uppfatta 10 svagt lövsus 20 tyst stadslägenhet 30 viskning 40 fågelkvitter, att skriva på tangentbord 50 samtal med låg röst 60 normalt samtalston 70 diskmakin, tvättmaskin 80 stark trafik, hårtork 89 Friskis och Svettis, genomsnittligt 90 tung trafik 100 maskinbuller, fabrik 100 gränsvärde för disco 110 åska i omedelbar närhet 120 jetplan 130 smärtgräns 140 pistolskott vid mynningen 170 rymdraket 180 trumhinnan brister 190 högsta nivå som kan förekomma i luft

Se även:

Borde det inte vara så att en ökning med 6dB motsvarar en dubbling av amplituden?Jo, men en dubbling av amplituden innebär en fyrdubbling av effekten. Effekt = konstant · amplitud² /Tycho Brahe

Självklart, men när frågan ställdes stod det i artikeln: "Decibelskalan är logaritmisk, vilket innebär att en ökning med 3 dB är en faktisk fördubbling av amplituden."

jag kan inte det här men har hört nåt att man brukar mäta i dBA, då mäter man i förhållande till hur vi människor uppfattar ljudet? om man kollar i den där tabellen till exempel så är 40dB att skriva på tangentbord, är det om man trycker örat precis mot tangenterna då elller om man står i andra sidan rummet?

Hela tabellen haltar på grund av att denna avståndsinformation saknas. Kan dock intyga att ljudet från ett jetplan ligger långt över smärtgränsen om man befinner sig bakom det.

Jag har för mig från gymnasiefysiken att db mäts på 1 meters avstånd från ljudkällan, d.v.s. 40db är hur högt du uppfattar att någon skriver på ett tangentbord 1 meter bort. Kvadraten på amplitudstyrkan är sedan propertionell mot avståndet från den, så står du två meter bort blir ljudintensiteten (men inte hur du uppfattar den! det är ju en logaritmisk skala fortfarande) hälften så stor.

"0 dB är definierat utifrån en uppskattning av den lägsta ljudvolym en normal människa kan uppfatta." - 0 dB-gränsen sattes när man gjorde mätningar på ett antal försökspersoner med normal hörsel. Detta testet gjordes med en sinuston på 1 kHz och visade att det lägsta ljudtryck försökspersonerna i genomsnitt kunde höra var 0,000020 Pascal. 0 dB är alltså lika med 0,000020 Pa.

Sen är det väl så att i luft är skalan tiopotentiell, alltså att 20 dB är dubbelt så starkt som 10 dB - om jag inte är helt ute och cyklar nu? Vad jag lärt mig gäller dessutom i signaler att 3 dB är en fördubbling, medans -6 dB är en halvering. Stämmer detta? --JonesH

Redigera?

Artikeln skriven 2009-01-17 av Learning4sharing

Inga kategorier för denna artikel än...

Intresserad av fler artiklar?

Zweigelt
Badanka
Badkar
Wettergrens barnbokollon
Plastanka
Dockteater
Det Kongelige Bibliotek
Adam Horovitz
Adam Yauch