Desibel, symbol dB, er en logaritmisk enhet som beskriver forholdet mellom to fysiske størrelser av samme dimensjon. Enhetsnavnet er sammensatt av prefikset desi, som betyr en tiendedel, og enheten bel. Til praktisk bruk er enheten bel som regel for stor, og det er nesten bare desibel som benyttes.

Desibel er mest kjent fra akustikken, som målenhet for lydtrykk (lydstyrke). Et lydnivå på 20 dB vil oppleves som helt stille, en normal samtale tilsvarer omtrent 60 dB. Ørets smertegrense er ved ca. 130 dB.

Enheten brukes også til å beskrive demping eller forsterkning av elektriske og optiske signaler. Enheten kan dessuten brukes til å angi signalnivå i forhold til et referansenivå.

Forsterkningen F (effekt ut, sammenlignet med effekt inn, Put og Pinn) er definert ved:

\(F = lg(\frac{P_{ut}}{P_{inn}})B = 10lg(\frac{P_{ut}}{P_{inn}})dB\)

(hvis Put < Pinn, beskriver formelen for dempning av signalet)

En svekking av lydeffektnivået på 10 dB (for eksempel når lyden går gjennom en vegg), vil si at effekten er en faktor 10 lavere på baksiden av veggen enn på forsiden. Er svekkingen 20 dB, er effekten redusert med en faktor på 100; med 30 dB er den redusert med en faktor 1000 og så videre.

I stedet for effekt måles ofte signalnivå uttrykt som spenning, U. Fordi effekten er proporsjonal med signalnivået i annen potens, er nivåforskjellen L, uttrykt ved hjelp av signalnivået p, gitt ved:

\(F = lg(\frac{U_{ut}}{U_{inn}})^{2}B = 20lg(\frac{U_{ut}}{U_{inn}})dB\)

Desibel ble først tatt i bruk omkring 1920 i Bell Telephone Company (se AT&T) for å angi demping ved signaloverføring i elektriske kretser. Desibel regnes ikke som koherent med SI-enhetene (se koherent enhetssystem), fordi enheten er logaritmisk, og den er derfor ikke godkjent i SI-systemet. Imidlertid er enheten anerkjent av andre internasjonale organisasjoner som IEC og ISO.

Akustiske målestørrelser angis som oftest i desibel, det vil si hvor mange ganger større eller mindre den aktuelle målestørrelsen er i forhold til en referanse. Når målestørrelsen er lik referanseverdien, blir dB-verdien lik 0. De ulike størrelsene har forskjellig referanse. Dersom det ikke fremgår helt klart av sammenhengen, bør derfor referansen oppgis.

  • Lydtrykk måles i pascal (Pa), men oppgis gjerne i desibel i forhold til et referansetrykk på 20 µPa (20 · 10-6 Pa).
  • Lydintensitet måles i watt (W) per kvadratmeter (m2), men oppgis gjerne i forhold til en referanseintensitet på 10-12 W/m2 (1 pikowatt/m2).
  • Lydeffekt måles i watt, men oppgis gjerne i desibel i forhold til en referanse på 10-12 W (1 pikowatt).
  • Lydisolasjon i en vegg angis i desibel som forholdet mellom lydnivået i de to rommene på hver side av veggen.

Referansen for lydtrykk (20 µPa) tilsvarer omtrent høreterskelen. En lyd oppfattes dobbelt så sterk som en annen dersom nivåforskjellen er omtrent 10 dB.

Et lydtrykknivå på 0 dB er omtrent nedre grense for normal hørsel for en ren tone med frekvens 1000 Hz. Normal tale har et lydtrykknivå i området 30–70 dB. To lyder må ha en nivåforskjell på omkring 3 dB for at man med sikkerhet skal kunne si at de har forskjellig nivå.

Høy lyd kan være skadelig for hørselen. Smertegrensen for øret ligger omkring 130 dB, men skader kan utløses ved lavere lydnivå. Hvor mye hørselen skades vil være avhengig av en rekke faktorer som hvor lenge en utsettes for lyd, lydens gjennomsnittlige nivå og det høyeste lydnivået.

Ørets følsomhet er frekvensavhengig. Toner i bassområdet må ha et høyere nivå enn toner i diskanten for å oppfattes like sterke. Det benyttes derfor ulike veiekurver ved måling av lydnivå. Veiekurvene er spesifisert i standarden IEC 61672. Mest brukt er veiekurve A. Lydtrykk målt med veiekurve A angis som dBA eller dB(A). Samme notasjon benyttes for andre veiekurver. Merk at bruk av denne type suffikser ikke er godkjent i SI-systemet.

I norske retningslinjer og standarder for miljøstøy og lydforhold i bygninger benyttes hovedsakelig veiekurve A. I tilfeller der det er mye basslyd, for eksempel lyd fra tekniske installasjoner, lyd fra diskotek og lyd fra sprengninger og skyting med tunge våpen, benyttes også veiekurve C, som tar mer hensyn til lavfrekvente komponenter.

Desibel brukes til å angi forsterkningen eller dempingen for forsterkere, dempeledd, antenner og kabler. Forsterkningen angis som:

\(A = 20lg(\frac{u_{u}}{u_{i}})dB\)

der uu er signalnivået (spenningen) ut av enheten, og ui er signalnivået (spenningen) inn til enheten.

På samme måte som lydnivå brukes desibel også til å uttrykke signalnivå i forhold til definerte referanser. Her er noen av disse.

Mål for nivået til et signal uttrykt som dB relativt effektnivået 1 mW.

LdBm = 10·lg[P], der P er effekten gitt i mW. 1 mW blir dermed 0 dBm, effekter over 1 mW blir en positivt dBm-verdi, og effekter under 1 mW blir en negativ dBm-verdi.

Det er vanlig å angi uteffekten til for eksempel en sender i et transmisjonssystem i dBm i stedet for W.

dBu angir spenning i forhold til en referanse på 775 mV.

\(L_{dBu} = 20lg(\frac{u}{0,775})\)

Hvis spenningen ligger over en impedans på 600 Ω blir verdien for dBu lik dBm.

Som dBu, men målt som spenning i forhold til en referanse på henholdsvis 1 V (dBV), 1 mV (dBmV) eller 1 μV (dBuV).

For enkelhets skyld brukes ‘u' for greske ’μ‘ for å uttrykke 'mikro-’ i dette begrepet.

Mål for øyeblikksnivået til et radiosignal uttrykt som antall dB over bærebølgens nivå.

\(S_{dBc} = 10lg(\frac{P}{P_{0}})\)

der P0 er bærebølgens effekt og P er det modulerte signalets effekt. Alternativt kan man bruke 20 ganger logaritmen til forholdet mellom spenningene.

Dette er et prinsipp som har vært mye brukt i telekommunikasjon. dBr angir forsterkningen eller dempingen på et punkt i forbindelsen i forhold til et referansepunkt (0 dBr-punkt).

dBm0 er dBm-nivået i et 0 dBr referansepunkt. Når vi bruker dBm0 og dBr-verdien er kjent, kan vi enkelt regne ut dBm-verdiene i et punkt i en forbindelse ved formelen:

dBm = dBm0 + dBr

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

5. april 2017 skrev Jon William Myrvoll

Hei, noe kommentarer

1: Til første formel L = lg (P1/P2) B = 10 lg (P1/P2) dB
I stedet for L kan du bruke F(forsterkning) eller G(gain). Dette er standard betegnelser for forsterkning/dempning på hhv norsk og engelsk. I stedet for P1 og P2 kan du bruke Put og Pinn. Da gir det bedre forståelse av at dette er effekt inn og effekt ut av en gitt ledd. P er også standard betegnelse for effekt så det er riktig.

2: Til andre formel = 20 lg (p1/p2) dB. Dette gjelder signalstyrke som igjen er en amplitude eller spenningsverdi. Dermed er det bedre å bruke 20lg(Uinn/Uut) som viser at det er amplituden(spenning U) det er snakk om og ikke effekt som er P. Bruker du 20log er det alltid amplituden eller spenningsforsterkningen det er snakk om.

Vennlig hilsen Jon Myrvoll

14. april 2017 svarte Sverre K. Myren

Hei og takk for kommentarer. Jeg er enig i forslaget ditt og har endret det slik jeg tror(!) det må bli. Fint om du tar en titt og ser at det ble riktig med disse endringene.

Mvh Sverre K.

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.