Decibel (eenheid): verschil tussen versies

De '''decibel''', afgekort totsymbool dB, is geen [[Natuurkundige eenheid|eenheid]], maar is een verhouding op een [[logaritmische schaal]]. Daarbij betekent 0  dB een verhouding 1, dus gelijkheid. Elke verhoging met 10 decibel betekent een vergroting in [[Vermogen (natuurkunde)|vermogen]] of [[energie]] met een factor 10. Een verhoging met 20  dB betekent dus een factor 100, een verhoging met 30 dB een factor 1000 enz. Vooral verhoudingen van vermogens worden uitgedrukt in dB.

Van twee in dezelfde eenheid gemeten grootheden van het type [[Vermogen (natuurkunde)|vermogen]] of [[intensiteit (natuurkunde)|intensiteit]], betekent een niveauverschil van 1 bel een verhouding 10  :  1. Voor veldgrootheden, waarvoor in lineaire systemen het vermogen evenredig is met het kwadraat daarvan, betekent een niveauverschil van 1 bel een verhouding √10  :  1.

Door het logaritmische karakter worden vermenigvuldigingen omgezet in optellingen, zodat een intensiteitstoename met een factor 2 vertaald wordt als toename met 10 ·¹⁰log(2) = 3,01  dB. (Vergelijk het werken met een [[rekenliniaal]] en een [[logaritmetafel]].)

Een spanningsversterking met een factor 100, betekent een niveauverschil van 20·log(100) = 40 dB. In een zelfdeeenzelfde weerstand ontwikkelen de spanningen vermogens die een factor 100 kwadraat² verschillen, de vermogensversterking is 10.000; in decibel: 10·log(10000) = 40 dB.

De decibel werd oorspronkelijk in de [[telefonie]] gebruikt om de [[Signaal (algemeen)|signaal]]verzwakking, dus het vermogensverlies, in [[elektriciteitsleiding|kabels]] aan te duiden. Omdat een tweemaal zo lange kabel een twee keer zo groot verlies geeft, was een logaritmische schaal handig. Immers je kon dan van een bepaald type kabel zeggen dat het verlies bijvoorbeeld 4  dB per km is, wat inhoudt dat na elke kilometer het signaal een factor 10^0,4 = 2,5 ''zwakker'' is geworden. Het verlies in een bepaalde lengte van de kabel is dan eenvoudig deze kabellengte in kmkilometerrs vermenigvuldigd met het verlies in dB per km. Ook kunnen de verliezen in dB van delen van een kabel gewoon opgeteld worden om het totale verlies van de kabel te bepalen.

Het maakt echter niet uit of we met spanningen of vermogens werken, als de waarde steeds betrekking heeft op dezelfde weerstandswaarde. Een ''spanning''-daling tot 1/10, ofwel een factor honderd daling in ''vermogen'', betekent altijd 20  dB daling,

Een veelgebruikte aanduiding is een afname van 6 dB/[[Octaaf (muziek)|octaaf]] in [[frequentie]] karakteristieken. Men bedoelt daarmee dat ''bijvoorbeeld'' bij een eenvoudig [[Filter (elektronica)|filter]] de spanning een factor 2 afneemt bij een toename van de frequentie met een factor twee. Dit is echter een afgeronde waarde. De werkelijke waarde, berekend volgens bovenstaande formules, is 6,02... dB voor een factor twee in spanning (dus een factor vier in vermogen).

Achter ''dB'' kan men ook een aanduiding geven dat de opgegeven waarde gerefereerd is aan een bepaalde waarde. Zo staat bij een ''dBm'' de "m" voor een referentiewaarde 1 mW (veel gebruikt in audio-, telefoon- en radio techniekradiotechniek), de ''dBV'' is ten opzichte van 1  V en de ''dBμV'' (beide in radiotechniek veel gebruikt) heeft 1 microvolt als referentie. In alle gevallen betreft het aantal ''dB'' een vermogensverhouding!.

Voor het weergeven van het geluidniveau wordt in veel gevallen een zogenaamde A-weging toegepast (een frequentie-afhankelijke weging). Hieruit resulteert de [[dB(A)]]. Deze wegingskromme komt het meest overeen met de geluidsbeleving van een mens. Andere wegingskrommen zijn de B- en C -krommen.

In [[radio]]- en [[televisie]]systemen wordt veel gebruikgemaakt van ''dBμV'', dus met 1 microvolt als referentie. Een analoge TV-ontvangertelevisieontvanger heeft ongeveer 65  dBμV, (dat komt overeen met 1,78  [[Volt (eenheid)|mV]]) nodig om een redelijk goed beeld te geven, een [[DVB-T|digitale TVtelevisie]] -ontvanger heeft aan 40  dBµV genoeg (dus: 10^(40/20) µV = 100 µV). Ook de stoorspanningen die apparaten mogen opwekken, worden in deze eenheden gemeten (ligt in de orde van 48 dBµV tussen 1 en 30  [[MHz]] gemeten met een [[bandbreedte]] van 9 kHz).

Bij [[Antenne (straling)|antennes]] wordt ook de versterking opgegeven, in dB. Gebruikt wordt vaak de ''dBd'', dat is de versterking ten opzichte van een [[Dipoolantenne|halve golflengte dipool]]. Daarnaast is de ''dBi'' in gebruik, dat is de antenneversterking ten opzichte van een [[isotrope antenne]]. Het gaat in beide gevallen om toename van [[veldsterkte]] bij gelijk aangeboden [[Vermogen (natuurkunde)|vermogen]], in beide gevallen gemeten in de richting waarin de [[elektromagnetische straling]] maximaal is. Deze toename is vanwege het reciprociteitsbeginsel gelijk aan de toename van afgegeven elektrisch vermogen van de antenne aan een ontvanger, wanneer deze elektromagnetische straling omzet in een elektrisch signaal.