7 дб – Измерения. Единицы измерения. Децибелы — универсальная мера

Что такое децибел (дБ)? Перевод из децибел в разы.

Перевод из децибел в разы и обратно

Довольно часто в популярной радиотехнической литературе, в описании электронных схем употребляется единица измерения – децибел (дБ или dB).

При изучении электроники начинающий радиолюбитель привык к таким абсолютным единицам измерения как Ампер (сила тока), Вольт (напряжение и ЭДС), Ом (электрическое сопротивление) и многим другим, с помощью которых обозначают количественно тот или иной электрический параметр (ёмкость, индуктивность, частоту).

Начинающему радиолюбителю, как правило, не составляет особого труда разобраться, что такое ампер или вольт. Тут всё понятно, есть электрический параметр или величина, которую нужно измерить. Есть начальный уровень отсчёта, который принимается по умолчанию в формулировке данной единицы измерения. Есть условное обозначение этого параметра или величины (A, V). И вправду, как только мы читаем надпись 12 V, то мы понимаем, что речь идёт о напряжении, аналогичном, например, напряжению автомобильной аккумуляторной батареи.

Но как только встречается надпись, к примеру: напряжение повысилось на 3 дБ или мощность сигнала составляет 10 дБм (10 dBm), то у многих возникает недоумение. Как это? Почему упоминается напряжение или мощность, а значение указывается в каких-то децибелах?

Практика показывает, что не многие начинающие радиолюбители понимают, что же такое децибел. Попытаемся развеять непроглядный туман над такой таинственной единицей измерения как децибел.

Что такое децибел?

Единицу измерения под названием Бел стали впервые применять инженеры телефонной лаборатории Белла. Децибел является десятой частью Бела (1 децибел = 0,1 Бел). На практике широко используется как раз децибел.

Как уже говорилось, децибел, это особенная единица измерения. Стоит отметить, что децибел не является частью официальной системы единиц СИ. Но, несмотря на это, децибел получил признание и занял прочное место наряду с другими единицами измерения.

Вспомните, когда мы хотим объяснить какое-либо изменение, мы говорим, что, например, стало ярче в 2 раза. Или, например, напряжение упало в 10 раз. При этом мы устанавливаем определённый порог отсчёта, относительно которого и произошло изменение в 10 или 2 раза. С помощью децибел также измеряют эти “разы”, только в логарифмическом масштабе.

График логарифмической зависимости

Например, изменение на 1 дБ, соответствует изменению энергетической величины в 1,26 раза. Изменение на 3 дБ соответствует изменению энергетической величины в 2 раза.

Но зачем так заморачиваться с децибелами, если отношения можно измерять в разах? На этот вопрос нет однозначного ответа. Но уж, поскольку, децибелы активно применяются, то наверняка это оправдано.

Причины для использования децибел всё-таки есть. Перечислим их.

Частично ответ на этот вопрос кроется в так называемом законе Вебера-Фехнера. Это эмпирический психофизиологический закон, т.е основан он на результатах реальных, а не теоретических экспериментов. Суть его заключается в том, что любые изменения каких-либо величин (яркости, громкости, веса) ощущаются нами при условии, если эти изменения носят логарифмический характер.

График зависимости ощущения громкости от силы (мощности) звука. Закон Вебера-Фехнера

Так, например, чувствительность человеческого уха уменьшается с ростом уровня громкости звукового сигнала. Именно поэтому, при выборе переменного резистора, который планируется применить в регуляторе громкости звукового усилителя стоит брать с показательной зависимостью сопротивления от угла поворота ручки регулятора. В этом случае, при повороте движка регулятора громкости звук в динамике будет нарастать плавно. Регулировка громкости будет линейной, так как показательная зависимость регулятора громкости компенсирует логарифмическую зависимость нашего слуха и в сумме станет линейной. При взгляде на рисунок это станет более понятно.

Зависимость сопротивления переменного резистора от угла поворота движка (А-линейная, Б-логарифмическая, В-показательная)

Здесь показаны графики зависимости сопротивления переменных резисторов разных типов: А – линейная, Б – логарифмическая, В – показательная. Как правило, на переменных резисторах отечественного производства указывается, какой зависимостью обладает переменный резистор. На тех же принципах основаны цифровые и электронные регуляторы громкости.

Также стоит отметить, что человеческое ухо воспринимает звуки, мощность которых различается на колоссальную величину в 10 000 000 000 000 раз! Таким образом, самый громкий звук отличается от самого тихого, который может уловить наш слух, на 130 дБ (10 000 000 000 000 раз).

Вторая причина широкого использования децибел является простота вычислений.

Согласитесь, что куда проще при вычислениях использовать небольшие числа вроде 10, 20, 60,80,100,130 (наиболее часто используемые числа при расчёте в децибелах) по сравнению с числами 100 (20 дБ), 1000 (30 дБ), 1000 000 (60 дБ),100 000 000 (80 дБ),10 000 000 000 (100 дБ), 10 000 000 000 000 (130 дБ). Ещё одним достоинством децибел является то, что их просто суммируют. Если проводить вычисления в разах, то числа необходимо умножать.

Например, 30 дБ + 30 дБ = 60 дБ (в разах: 1000 * 1000 = 1000 000). Думаю, с этим всё ясно.

Также децибелы очень удобны при графическом построении различных зависимостей. Все графики вроде диаграмм направленности антенн, амплитудно-частотных характеристик усилителей выполняют с применением децибел.

Децибел является безразмерной единицей измерения. Мы уже выяснили, что децибел на самом деле показывает, во сколько раз возросла, либо уменьшилась какая-либо величина (ток, напряжение, мощность). Отличие децибел от разов заключается лишь в том, что происходит измерение по логарифмическому масштабу. Чтобы это как-то обозначить и приписывают обозначение

дБ. Так или иначе, при оценке приходится переходить от децибел к разам. Сравнивать с помощью децибел можно любые единицы измерения (не только ток, напряжение и проч.), так как децибел является относительной, безразмерной величиной.

Если указывается знак “-”, например, –1 дБ, то значение измеряемой величины, например, мощности, уменьшилось в 1,26 раз. Если перед децибелами не ставят никакого знака, то речь идёт об увеличении, росте величины. Это стоит учитывать. Иногда вместо знака “-” говорят о затуханиях, снижении коэффициента усиления.

Переход от децибел к разам.

На практике чаще всего приходится переходить от децибел к разам. Для этого есть простая формула:

Внимание! Данные формулы применяются для так называемых “энергетических” величин. Таких как энергия и мощность.

m = 10^{(n / 10)} ,где m – отношение в разах, n – отношение в децибелах.

Например, 1дБ равен 10^{(1дБ / 10)} = 1,258925…= 1,26 раза.

Аналогично,

Но, не всё так просто. Есть и подводные камни. Например, затухание сигнала составляет -10 дБ. Тогда:

• при -10 дБ: 10^{(-10дБ / 10)} = 0,1

  Если мощность с 5 Вт уменьшилась до 0,5 Вт, то снижение мощности равно -10 дБ (уменьшению в 10 раз).

• при -20 дБ: 10^{(-20дБ / 10)} = 0,01

  Здесь аналогично. При снижении мощности с 5 Вт до 0,05 Вт, в децибелах падение мощности составит -20 дБ (уменьшению в 100 раз).

Таким образом, при -10 дБ мощность сигнала уменьшилась в 10 раз! При этом если мы перемножим начальную величину сигнала на 0,1 ,то и получим значение мощности сигнала при затухании в -10 дБ. Именно поэтому значение 0,1 и указано без «разов», как в предыдущих примерах. Учитывайте эту особенность при подстановке в данные формулы значений децибел со знаком «-«.

Переход от разов к децибелам можно осуществить по следующей формуле:

• n = 10 * log₁₀(m) ,где n – значение в децибелах, m – отношение в разах.

• Например, рост мощности в 4 раза будет соответствовать значению в 6,021 дБ.

• 10 * log₁₀(4) = 6,021 дБ.

Внимание! Для пересчёта отношений таких величин как напряжение и сила тока существуют немного иные формулы:

(Сила тока и напряжение, это так называемые “силовые” величины. Поэтому и формулы отличаются.)

n – значение в децибелах, m – отношение в разах.

Если Вы успешно дошли до этих строк, то считайте, что сделали ещё один весомый шаг в освоении электроники!

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

go-radio.ru

Таблица сравнения уровня шума в дБ

Нередко граждане, особенно городские жители, жалуются на излишний шум в квартирах и на улице. Особенно раздражает он (шум) в выходные и ночью. Да и днем радости от него мало, особенно если в квартире находится маленький ребенок.

Как эксперты, так и интернет едины в своих советах – нужно вызвать участкового. Но перед тем как обратиться к представителю правоохранительных органов, необходимо хотя бы примерно разбираться с уровнями шума, при которых такое обращение оправдано, а какое является лишь раздражающим фактором, но под запрет не попадает.

Допустимые уровни шума в жилых помещениях

Регулируется он законодательными актами, согласно которым время суток делится на периоды и для каждого периода допустимый уровень шума различен.

• 22.00 – 08.00 период тишины, во время которого указанный уровень не должен превышать 35-40 децибел, (именно в них считается данный показатель).
• С восьми утра до десяти вечера по закону относится к светлому времени суток и шуметь можно чуть сильнее – 40-50 дБ.

Многие интересуется, а почему такой разброс в дБ. Все дело в том, что федеральные власти дали только примерные значения, а каждый регион устанавливает их самостоятельно. К примеру, в некоторых регионах, в частности, в столичном, днем существуют дополнительные периоды тишины. Обычно это промежуток от 13.00 до 15.00. Несоблюдение тишины в этот срок является нарушением.

Стоит сказать, что под нормами понимается тот уровень, который не может нанести никакого вреда человеческому слуху. Но многие не понимают, что означают указанные показатели. Поэтому даем сравнительную таблицу с уровнями шума и с тем, с чем сравнить.

• 0-5 дБ – ничего или почти ничего не слышно.
• 10 – этот уровень можно сравнить с небольшим шелестом листвы на дереве.
• 15 – шелест листвы.
• 20 – еле слышный человеческий шепот (на примерном расстоянии в один метр).
• 25 – уровень, когда человек разговаривает шепотом на расстоянии пары метров.
• 30 децибел с чем сравнить? – громкий шепот, ход часов на стене. Согласно нормативам СНиП, данный уровень является максимально допустимым в ночное время в помещениях, относящихся к жилым.
• 35 – примерно на этом уровне ведется разговор, правда, на приглушенных тонах.
• 40 децибел – обычная речь. СНиП определяет этот уровень как допустимый для дневного времени.
• 45 – также стандартный разговор.
• 50 – звук, который издает пишущая машинка (старшее поколение поймет).
• 55 – с чем можно сравнить этот уровень? Да то же самое, что и верхняя строка. Кстати, согласно евронормам, данный уровень является максимально допустимым для офисов класса А.
• 60 – уровень, определяемый законодательством для обычных офисов.
• 65-70 – громкие разговоры на расстоянии в один метр.
• 75 – человеческий крик, смех.
• 80 – работающий мотоцикл с глушителем, также это уровень работающего пылесоса с двигателем мощностью в 2 кВт и более.
• 90 — звук, издаваемый грузовым вагоном при движении по железке и слышный на расстояний в семь метров.
• 95 – это звук вагона метро при движении.
• 100 – на этом уровне играет оркестр духовых, работает бензопила. Звук такой же мощности издает гром. По евростандартам это максимально допустимый уровень для наушников плеера.
• 105 – такой уровень допускался в пассажирских авиалайнерах до 80-х гг. прошлого столетия.
• 110 – шум, издаваемый летящим вертолетом.
• 120-125 –звук работающего на расстоянии в один метр отбойника.
• 130 – столько децибел выдает стартующий самолет.
• 135-145 – с таким шумом взлетает реактивный самолет либо ракета.
• 150-160 – сверхзвуковой самолет пересекает звуковой барьер.

Все перечисленное условно делится по уровню воздействия на человеческий слух:

• 0-10 – ничего или почти ничего не слышно.
• 15-20 – еле слышно.
• 25-30 – тихо.
• 35-45 – уже довольно шумно.
• 50-55 – отчетливо слышно.
• 60-75 – шумно.
• 85-95 – очень шумно.
• 100-115 – крайне шумно.
• 120-125 – почти невыносимый уровень шума для человеческого слуха. Работающие отбойным молотком рабочие в обязательном порядке должны надевать специальные наушники, иначе потеря слуха обеспечена.
• 130 – это так называемый болевой порог, звук выше для человеческого слуха уже фатален.
• 135-155 – без защитного снаряжения (наушники, шлемы) у человека наступает контузия, травмы мозга.
• 160-200 – гарантирован разрыв барабанных перепонок и, внимание, легких.

Свыше 200 децибел можно даже не рассматривать, так как это смертельный уровень звука. Именно на таком уровне действует так называемое шумовое оружие.

Что еще

Но и меньшие показатели могут привести к необратимым травмам. К примеру, длительное воздействие на слух звука в 70-90 децибел оказывает на человека пагубное воздействие, в частности, на ЦНС. Для сравнения – обычно это громко играющий телевизор, уровень музыки в автомобиле у некоторых «любителей», звук в наушниках плеера. Хотите еще слушать громкую музыку – будьте готовы к тому, что впоследствии придется долго лечить нервы.

А если шум превышает показатель в 100 децибел, то потеря слуха практически гарантирована. Да и как показывает практика, от музыки на таком уровне больше негатива, чем удовольствия.

В Европе запрещено размещать много оргтехники в одном помещении, особенно если комната не отделана звукопоглощающими материалами. Ведь в небольшом помещении два компьютера, факс и принтер могут поднять уровень шума до 70 дБ.

Вообще на рабочем месте максимальный уровень шума может быть не более 110 дБ. Если где-то он превышает 135, то на этом участке запрещается любое пребывание человека, даже кратковременное.

При превышении уровня шума на рабочем месте 65-70 дБ рекомендуется носить специальные мягкие беруши. Если они изготовлены качественно, то должны уменьшить внешний шум на 30 дБ.

Изолирующие наушники, продаваемые в строительных магазинах, не только обеспечивают максимальную защиту практически от любого шума, но и защитят височную долю головы.

И в заключение скажем одну интересную новость, которая кому-то может показаться смешной. Статистика показала, что городской житель, живущий в режиме постоянного шума, попав в зону полной тишины, где уровень шума не превышает 20 дБ, начинает испытывать дискомфорт. Да что говорить, у него начинается депрессия. Вот такой вот парадокс.

grazhdaninu.com

Что такое децибел? Объясняем просто.

Есть такое понятие как децибел. В этой статье постараемся объяснить что это такое максимально просто.

Александр Белл выяснил, что человек перестает слышать звук, если мощность источника этого звука ниже определенного уровня, а выше критического уровня готовьте ваши уши к неприятной боли — это болевой порог.

Белл поделил расстояние между порогом слышимости и болевым порогом на 13 ступеней. Таким образом он определил шкалу звуковой мощности.

Сила звука измеряется в децибелах. Слово “децибел” состоит из двух частей: приставки “деци” и корня “бел”. “Деци” дословно означает “десятая часть”, т.е. десятая часть “бела”. Давайте теперь разбираться с тем что такое “бел”. Посмотрим на следующую иллюстрацию:

 

Получается, что один Бел равен 10 децибел. Это примерно уровень дыхания человека. А ноль бел или ноль децибел будет соответствовать неподвижной среде- естественному давлению такой среды на измерительный прибор или на ухо. Так как мы не способны остановить молекулы воздуха, то ноль децибел практически недостижим.

Почему же было необходимо ввести такую казалось бы сложную величину? А причина проста. Наше ухо воспринимает силу звука специфическим образом. Например звук самолета и звук голоса отличаются по силе создаваемого давления в миллионы раз. Поэтому Александр Бэл для удобства разделил весь слышимый спектр звука на 13 частей. И казалось бы, небольшое отличие 120 децибел- концерт рок- музыки и 160 децибел- смертельно опасное давление. Числовая разница небольшая, но нужно понимать что по силе давления они отличаются в тысячи раз. Это значение отвечает на вопрос “во сколько раз звук громче”, а не на “насколько звук громче”.  Это утверждение можно проиллюстрировать следующими цифрами:

• +10 дБ = громкость х2
• +20 дБ = громкость х4
• +40 дБ = громкость х16 и так далее

 

Есть еще один пример, который поможет вам лучше понять что такое децибел. Когда вы отдаляйтесь на некоторое расстояние от источника звука, он воспринимается тише:

• дистанция х2 = -6 дБ
• дистанция х10 = -20 дБ

Большинство единиц измерения линейны. Например, 2 сантиметра в 2 раза длиннее, чем 1 сантиметр, а 4 сантиметра в 2 раза длиннее, чем 2 сантиметра. Если построить график из этих чисел, то их свяжет прямая линия.

Но с децибелами так не получится. Децибелы — ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ единицы измерения. Если вы не помните логарифмы из школьного курса математики, вот очень краткое их объяснение:

Когда мы имеем дело с логарифмами, каждая следующая единица в несколько раз увеличивает число. Например:

• +3 дБ = мощность х2
• +10 дБ = мощность х10
• +60 дБ = мощность х1000000

То есть звуковое давление в 20 децибел (тикающие часы) в миллион раз ниже, чем давление создаваемое кричащим человеком (80 децибел).

Надеемся, что в этой статье мы смогли максимально просто объяснить что же такое децибел. Пишите ваши вопросы и комментарии ниже.

 

uchenikspb.ru

Онлайн калькулятор децибелы в разы, напряжения в мощность

Децибел… Что за странный пассажир? Ладно бы дебил, или, на худой конец, имбецил, так ведь нет — децибел, мать его.
Выпили по децелу, закусили, понимания не прибавило, ещё по сто, уже лучше — начали генерить мыслю.
И на кой хрен нам в батарее разводить мудрёные величины, да ещё (не при бабах будет сказано), численно равные десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять?
Всё равно — как отмеряли потери сигнала в линиях километрами стандартного кабеля, так и будем отмерять.

Ответ не сложен — для удобства мировосприятия.
Природа наша такова, что воздействие на органы чувств многих физических и биологических процессов пропорционально не амплитуде входного воздействия, а логарифму входного воздействия. Поэтому и созерцать отображения больших диапазонов изменяющихся величин удобнее всего в логарифмическом масштабе.

Итак, децибелы — это соотношение двух величин, выраженное в логарифмическом масштабе. При этом отношение токов и напряжений имеет коэффициент 20, а отношение мощностей — коэффициент 10.
Для напряжений формула приобретает вид , а для мощностей — .
Если в лесах Чухломы у нас затерялось какое-либо электронное устройство, то в качестве отношения напряжений (либо токов, либо мощностей) принимается отношение выходной величины к входной, и это отношение называется коэффициентом передачи, или коэффициентом преобразования данного устройства.

Пока хватит, нарисуем таблицу.

ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА ОТНОШЕНИЙ ВЕЛИЧИН В ДЕЦИБЕЛЛЫ

Коэффициент передачи, выраженный в децибелах, может иметь знак плюс или минус в зависимости от соотношения величин на выходе и входе (если выходная величина больше входной — плюс, если меньше — минус).

А ТЕПЕРЬ НАОБОРОТ, ДЕЦИБЕЛЛЫ В ОТНОШЕНИЯ

В случае включения по каскадной схеме (последовательно, друг за другом) нескольких устройств — общий коэффициент передачи в децибельном выражении вычисляется простым сложением значений Кпер.(дБ) каждого из устройств.

А теперь переведём логарифмическую меру мощности, измеряемую в дБм (dBm — децибел на милливатт) в мощность устройства, измеряемую в привычных нашему организму ваттах.
Формула выглядит так: .    Для чего нам сдался этот дБм?
На всякий пожарный — некоторые производители указывают именно этот параметр, характеризуя богатырскую мощь своих изделий.

ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА ДБМ В ВАТТЫ

Так ведь мало того, что мощность усилителей надумали измерять в дБм, посягнули и на святое — на чувствительность приёмной аппаратуры. Чувствительность стали определять как отношение мощности на входе приёмника к уровню мощности 1 мВт и также выражать в логарифмическом масштабе в дБм.
Куда деваться бедному крестьянину? Придётся привести таблицу и для этого бесчинства.

ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА ДБМ В МИКРОВОЛЬТЫ

А ещё, иногда бывает полезно знать, каким должен быть размах выходного напряжения на нагрузке, для получения заданного параметра мощности. Некоторые при расчёте выходной мощности пользуются простой формулой , подставляя вместо Uд — пиковое значение (амплитудное значение, равное максимальной амплитуде полуволны выходного сигнала). Это не правильно, вернее правильно только для сигналов прямоугольной формы. Для синусоидальных, для получения точного результата надо подставлять действующее значение напряжения — .
Лучше понять, что такое амплитудное значение, и как найти действующее для различных форм сигналов можно на странице   ссылка на страницу.

ЗАВИСИМОСТЬ АМПЛИТУДЫ НАПРЯЖЕНИЯ ОТ МОЩНОСТИ

ЗАВИСИМОСТЬ МОЩНОСТИ ОТ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

 

vpayaem.ru

Перевод дБм в дБ (dBm в dB), взаимозависимость между мощностью и затуханием

1. Главная

Вопрос о переводе дБ в дБм  и наоборот часто приходится слышать от клиентов, встречать на специализированных форумах. Однако, как бы не хотелось, нельзя перевести мощность в затухание.

Если мощность оптического сигнала измерена в дБм, то для определения затухания A (дБ) необходимо от мощности сигнала на входе в линию отнять мощность сигнала на выходе из нее. Но обо всем этом по порядку. 

Оптическая мощность, или мощность оптического излучения – это основополагающий параметр оптического сигнала. Он может быть выражен в привычных нам единицах измерения – Ватт (Вт), милливатт (мВт), микроватт (мкВт). А также логарифмических единицах – дБм.

Затухание оптического сигнала (А) – величина, которая показывает во сколько раз мощность сигнала на выходе линии связи (P вых) меньше мощности сигнала на входе этой линии (Pвх). Затухание выражается в дБ (дециБелл) и может быть определено по следующей формуле:

Рисунок 1 – формула расчета оптического затухания в случае если оптическая мощность выражена в Вт

Немного непривычно, не так ли? Логарифмические линейки и таблицы – уходят в прошлое, по крайней мере для молодых монтажников их давно уже заменил калькулятор. И даже с учетом использования калькулятора – такая формула не сильно удобна. Поэтому, для упрощения расчетов было принято решение перевести единицы измерения мощности в логарифмический формат и таким образом избавиться от логарифмов в формуле:

Рисунок 2 – пересчет мощности из мВт в дБм

Для перевода дБм в Вт и наоборот можно пользоваться также таблицей:

дБм	Милливат
0	1,0
1	1,3
2	1,6
3	2,0
4	2,5
5	3,2
6	4
7	5
8	6
9	8
10	10
11	13
12	16
13	20
14	25
15	32

В результате пересчета, формула вычисления оптического затухания (рис 1) превращается в:

Рисунок 3 – перевод дБм в дБ (dBm в dB), взаимозависимость между мощностью и затуханием

Учитывая тот факт, что все известные автору измерители оптической мощности в качестве основной единицы измерения используют дБм, то используя формулу на рис 3 инженер может определить уровень затухания даже в уме. Кроме того, многие приборы имеют функцию установки опорного уровня, благодаря чему пользователю выдается значение потерь сразу в Дб.

В этом случае, измерение затухания оптической линии значительно упрощается, что продемонстрировано на следующем видео.

Измерение затухания оптической линии

Зачастую измерянного значения затухания в дБ – достаточно. Однако для того, чтобы представить во сколько раз уменьшился входной сигнал, можно воспользоваться формулой: 

m = 10^{(n / 10)}

где m – отношение в разах, n – отношение в децибелах

можно также пользоваться следующей таблицей:

Таблица 1 – перевод дБ в разы

дБ	Раз	дБ	Раз	дБ	Раз
0	1,000	0,9	1,109	9	2,82
0,1	1,012	1	1,122	10	3,16
0,2	1,023	2	1,26	11	3,55
0,3	1,035	3	1,41	12	3,98
0,4	1,047	4	1,58	13	4,47
0,5	1,059	5	1,78	14	5,01
0,6	1,072	6	2,00	15	5,62
0,7	1,084	7	2,24	16	6,31
0,8	1,096	8	2,51	17	7,08

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

Подписаться на рассылку статей

fibertop.ru

Децибелы ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО!

Децибелы ЭТО ОЧЕНЬ ПРОСТО!

Ю.БАЛТИН (YL2DX),

г.Рига.

Когда требуется сравнить какие-нибудь величины, это можно сделать по-разному. Можно, например, разделив эти величины одну на другую, сказать — Р₁ больше чем Р₂ в 3 раза, или Р₁, меньше чем Р₂ в 28 раз. Если нам понадобится далее вести какие-то расчеты, мы будем пользоваться отвлеченными числами 3, или 28, или 1/28 (иногда для уточнения добавляя слово «раз»).

В ряде случаев для расчетов или для большей наглядности сравнения оказывается удобнее логарифмировать отношение величин и оперировать далее с числом log_а(Р₁/Р₂). Известно, что применение логарифмов упрощает математические расчеты, в частности, позволяет вместо умножения и деления пользоваться сложением и вычитанием. При большом диапазоне изменений какой-либо величины логарифмический масштаб позволяет лучше разглядеть на одном и том же графике и малые, и большие ее относительные изменения.

Чтобы различать, имеем ли мы дело с числом «раз» или с его логарифмом, а также чтобы зафиксировать, каким основанием мы пользуемся при логарифмировании (числом 10, числом e=2,71828 или иным), следует присвоить этому логарифму какое-нибудь название. В системе СИ в качестве относительной логарифмической единицы отношения мощностей Р₁, и Р₂ принят десятичный логарифм Ig(Р₁/Р₂). Эта единица называется бел (Б).

На практике этой довольно крупной единицей оказалось не очень удобно оперировать, поэтому ее «разменивают» на единицы, в десять раз меньшие — децибелы. Соотношение двух уровней мощности Р₁ и Р₂ в децибелах (дБ, или dB) выражают по следующей формуле:

Множитель 10 в формуле (1) появился потому, что десять децибел как раз и есть один бел. Таким образом, не повезло изобретателю телефона А.Г.Беллу — мало того, что единицу его имени укоротили на одну букву «л», так еще и пользуются лишь десятыми долями.

Теперь разберемся с отношениями напряжений или токов. Вспомним из школьного курса, что мощность в линейной цепи равна:

Отсюда легко видеть, что:

а значит:

Из школьного же курса вспомним:

Из равенств (2) и (3) вытекает следующее:

Это и есть формула взаимосвязи между «белами по мощности» и «белами по напряжению» в одной и той же цепи, если в ней выполняется закон Ома. Ну, а если мы намерены пользоваться десятыми долями бела, то обе половины этого уравнения необходимо умножить на 10. Отсюда следует, что при сравнении величин напряжений (U₁ и U₂) или токов (I₁ и l₂), их соотношение в децибелах:

Полезно запомнить несколько характерных значений, приведенных в таблице.

Если напряжение на резисторе увеличить вдвое (на +6 дБ «по напряжению»), то и протекающий через него ток увеличится вдвое (на +6 дБ «по току»), а мощность, выделяемая этим резистором, станет вчетверо больше—опять-таки на +6 дБ («по мощности»). Чтобы уменьшить мощность в 10 раз (-10 дБ), нужно снизить приложенное к резистору напряжение в 3,162 раза (-10 дБ), отчего ток по закону Ома тоже уменьшится в 3,162 раза (-10 дБ).

Поскольку мощность в линейной цепи пропорциональна квадрату напряжения или тока, численные зна

www.radio-schemy.ru

Дуглас DB-7 — это… Что такое Дуглас DB-7?

Douglas A-20 Boston
Назначение:	бомбардировщик
Первый полёт:	23 января 1938
Принят на вооружение:	10 января 1941
Производитель:	Douglas Aircraft Company
Всего построено:	7478
Характеристики
Экипаж:	4 чел
Макс. скорость:	544 км/ч
Дальность полёта:	1690 км
Практический потолок:	8400 м
Скороподъёмность:	610 м/мин
Размеры
Длина:	14.5 м
Высота:	5.4 м
Размах крыла:	18.7 м
Площадь крыла:	43.2 м²
Масса
Пустой:	6827 кг
Снаряжённый:	9215 кг
Макс. взлётная:	10660 кг
Силовая установка
Двигатели:	Wright R-2600-A5B «Double Cyclone
Тяга (мощность):	2× 1600 л.с.
Вооружение
Стрелково-пушечное вооружение:	4× .303 пулемёта Browning в носу 3× оборонительных .303 пулемёта Browning
Внутренняя бомбовая нагрузка:	до 1800 кг кг

Ду́глас А-20 Хэ́вок/ДБ-7 Бо́стон (англ. Douglas A-20 Havoc/DB-7 Boston) — семейство самолётов, включавшее штурмовик, лёгкий бомбардировщик и ночной истребитель, во время Второй мировой войны состоял на вооружении ВВС США, Великобритании, Советского Союза и других стран. В ВВС стран Содружества известен под именем «Бостон», версия ночного истребителя называлась «Хэвок». В ВВС США принят на вооружение под обозначеним А-20 Хэвок.

Разработка

В 1936 г. компания «Дуглас» (англ. Douglas Aircraft Company) начала проектирование нового самолёта для замены устаревающих одномоторных бомбардировщиков. Проект возглавили Дональд Дуглас (англ. Donald Douglas), Джек Нортроп (англ. Jack Northrop) и Эд Хайнеманн (англ. Ed Heinemann). Разрабатываемый самолёт, получивший фирменное обозначение Model 7A, представлял собой двухмоторный высокоплан с двигателями Пратт-Уитни Р-985 (англ. Pratt & Whitney R-985) мощностью 450 л.с. и должен был нести 1000 фунтов (454 кг) бомб и развивать скорость 400 км/ч. Однако, гражданская война в Испании показала недостаточность этих характеристик, и проект был прекращён.

Осенью 1937 г. Воздушный корпус Армии США (англ. U.S. Army Air Corps) выпустил спецификацию на новый ударный самолёт. Для участия в конкурсе группа конструкторов «Дугласа» под руководством Эда Хайнеманна переработала Model 7A, снабдив его более мощными двигателями Пратт-Уитни Р-1830 Твин Уосп (англ. Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp) мощностью 1100 л.с.. Новый самолёт получил обозначение Model 7B. Самолёт имел трехстоечное шасси с носовым колесом, что было необычно для того времени и имел взаимозаменяемые носовые секции фюзеляжа для вариантов штурмовика или бомбардировщика. Model 7B был быстрее и маневренее своих конкурентов North American NA-40, Stearman X-100 и Martin 167F, но заказов от Воздушного корпуса Армии США не последовало.

Этот самолёт, однако, привлёк внимание комиссии по закупкам для Вооружённых сил Франции. Французы наблюдали за летными испытаниями тайно, опасаясь нападок от стороников изоляционистской политики США, но секрет раскрылся после крушения Model 7B 23 января 1939 г. при демонстрации полёта на одном двигателе. Французы, тем не менее, заказали 100 самолётов, увеличив заказ до 270 после начала войны в Европе.

Для французского заказа самолёт был значительно переделан и получил новое обозначение ДБ-7 (Дуглас Бомбардировщик — 7) (англ. DB-7 Douglas Bomber — 7). Он оснащался пулеметами французского производства, фюзеляж стал выше и уже для увеличения внутреннего бомбоотсека, высокоплан был переделан в среднеплан, кабина экипажа и топливные баки получили бронезащиту.

Модификации

DB-7

Первый серийный самолёт семейства. 15 февраля 1939 г. был подписан контракт на поставку 100 самолётов Франции, увеличенный 14 октября того же года до 270 самолётов. Серийное производство начато 15 февраля 1939 г. Самолёты в разобранном виде перевозились морем в Касабланку, где собирались и поступали на службу в Северной Африке и самой Франции, первый самолёт получен в октябре 1939.

Оснащались двигателями Пратт-Уитни R-1830-SC3-G (англ. Pratt & Whitney R-1830) мощностью 1000 л.с., начиная с 31-го самолёта — Пратт-Уитни R-1830C-S3C4-G мощностью 1180 л.с., с двухступенчатым наддувом. Особенностью самолёта было наличие дублирующих органов управления у хвостового стрелка, с помощью которых он мог управлять самолётом в случае ранения или гибели пилота. Самолёты имели эксплуатационные надписи на французском языке и метрические приборы.

DB-7A

DB-7 с более мощными двигателями Райт R-2600-A5B Дабл Циклон (англ. Wright R-2600-A5B Double Cyclone20 ) мощностью 1600 л.с.. Были заказаны Францией 20 октября 1939 г., но ни один самолёт не был поставлен до капитуляции Франции, позже эти самолёты выкупила Великобритания. Имели увеличеную площадь киля, для компенсации потери путевой устойчивости, вызванной возросшей мощностью двигателей, и усиленное шасси. Во французских ВВС самолёты DB-7 и DB-7A обозначились как DB-7 B-3, где «B-3» означало трёхместный бомбардировщик.

DB-73

Последние самолёты этого семейства, предназначенные для Франции — заказанные 18 мая 1940 г. 480 самолётов DB-7B, но это обозначение не было удобно из уже имевшихся у Франции самолётов DB-7 B-3, поэтому обозначение было изменено на DB-73. Эти самолёты также имевшие эксплуатационные надписи на французском языке и метрические приборы, в остальном были идентичны модификации A-20C.

Бостон Мк I/Мк II

После капитуляции Франции Великобритания взяла на себя все её обязательства, и, таким образом, все заказанные, но не доставленные французские DB-7 достались Королевским ВВС. Самолёты DB-7 получили обозначение Бостон Мк I (англ. Boston Mk I), а DB-7А — Бостон Мк II (англ. Boston Mk II). Эти самолёты были переоборудованы в соответствии с британскими стандартами — были заменены приборы, радиостанции и стрелковое вооружение (вместо пулемётов французского производства были установлены .303 in (7.7 мм) пулемёты Vickers K и .303 Browning. Бостон Мк I с его маломощными двигателями оказался непригоден для боевой службы и использовался в качестве тренировочного самолёта.

DB-7B Бостон Мк III

Британские Бостон Мк III

Первыми самолётами, заказаными самой Великобританией, стали DB-7B , получившие в Королевских военно-воздушных силах обозначение Бостон Мк III (англ. Boston Mk III), такое же обозначение получили DB-73, ранее предназначавшиеся для Франции. Эти самолёты, использовавшиеся как лёгкие бомбардировщики, оснащались теми же двигателями, что и ДБ-7А и имели значительно более вместительные топливные баки, что увеличило дальность действия самолёта, недостаток которой на Бостонах Мк I/Мк II не устраивал англичан.

Всего было Великобританией было заказано 780 самолётов Бостон Мк III, но некоторые из их были потеряны при транспортировке, кроме того, значительная часть из заказаных Великобританией самолётов была поставлена в Советский Союз.

Хэвок Mk I/Хэвок Mk II

Из-за нехватки самолётов, Королевских военно-воздушных силах вынуждены были использовать Бостоны Мк I и Бостоны Мк II в боевых действиях, заменив на Бостонах Мк I двигатели на более мощные. Из-за ограниченной возможности применения этих самолётов в дневное время, они были оборудованы для действий ночью, получив пламегасители на двигатели и дополнительное бронирование для кабины экипажа и топливных баков. Бомбовая нагрузка составляля 1100 кг (2400 lb).

Из-за неспособности приспособленных для ночных полётов истребителей Харрикейн и Бленхейм обнаруживать цели в темноте и недостатка ночных истребителей на базе Бофайтера и Москито, было принято решение переоборудовать Бостоны для использования в качестве ночных истребителей. Эти самолёты получили бортовую РЛС A.I. Mk.IV, батарею из 8-ми пулемётов .303 Browning в носу вместо кабины бомбардира, оборонительное вооружение было снято, экипаж сократился до 2-х человек, при этом задний стрелок стал обслуживать бортовой радар.

Обе эти модификации получили обозначение Хэвок (англ. Havok), при этом переделанные Бостоны Мк I стали обозначаться Хэвок Мк I, а Бостоны Мк II — Хэвок Мк II. Большинство этих самолётов окрашивались в чёрный цвет. Всего был переделан 181 самолёт.

Хэвок Мк III Пандора

12 самолётов Хэвок Мк I были вооружены экспериментальным оружием LAM (Long Aerial Mine), которое до этого проходило испытание на самолёте Хендли Пейдж Харроу. Воздушная мина LAM представляла собой подвешенную на длинном тросе кассету с парашютными бомбами. Эти бомбы разбрасывались сверху на пути вражеских самолётов и должны были разорваться около них, поражая осколками. Хэвоки, вооруженные такими минами получили обозначение Хэвок Мк III и неофициальное название Пандора. Результативность этого оружия оказалась крайне низкой (всего один не подтвержденный Хейнкель He-111), и вскоре все Пандоры были переделаны обратно в Хэвок Мк I.

Хэвок Тербинлайт

Бортовая РЛС ночных истребителей позволяла лишь обнаружить и сблизится с целью, прицеливание же происходило с помощью обычных прицелов, что было затруднительно в темноте. Для решения этой проблемы, с 1941 г. 31 самолёт Хэвок Мк I и 39 самолётов Хэвок Мк II были оснащены прожектором яркостью 2700 миллионов кандел, питающимся от аккумуляторной батареи весом в одну тонну, расположеной в бомбоотсеке. И сами самолёты, и прожектор получили название Тербинлайт (англ. Turbinlite). Эти самолёты были безоружны и должны были только обнаруживать и подсвечивать цели, сбивать же обнаруженные самолёты противника должны были истребители Харрикейн, входящие в группу перехвата. Практическое применение Тербинлайтов оказалось сложным и малоэффективным — первым сбитым с их помощью самолётом стал британский бомбардировщик Стирлинг, также было несколько случаев столкновения в воздухе Тербинлайтов и Харрикейнов.

DB-7C

Вариант для Голландской Ост-Индии, заказанные для колонии уже после капитуляции Нидерландов 15 мая 1940. Отличались наличием держателей для торпеды и средствами спасения на море. Должно было быть заказано 48 самолётов, но после нападения Японии на Перл Харбор этот заказ был отменён. Вместо этого было решено поставить 32 DB-7B из числа заказанных Великобританией, но до захвата Явы японцами было поставлено только 5 самолётов.

A-20

Первыми самолётами семейства для Воздушного корпуса Армии США были заказаны в мае 1939 г. Самолёт получил обозначение А-20 и оснащался двигателями с турбонаддувом Райт R-2600-7 (англ. Wright R-2600-7) мощностью 1700 л.с.. Однако, у этих моторы возникли проблемы с надежностью и охлаждением, в итоге было выпущено только четыре самолёта с этими двигателями, остальные получили R-2600-11 без наддува. Всего было выпущено 63 самолёта А-20, из которых 3 были пределаны в разведывательные самолёты Ф-3 (англ. F-3), один стал опытным ночным истребителем XP-70, а оставшиеся 59 поступили на вооружение как серийные истребители П-70 (англ. P-70).

A-20A

A-20A

A-20A стал первым самолётом семейства принятым на вооружение Воздушного корпуса Армии США в качестве бомбардировщика, для его обозначения было заимствовано британское название Хэвок. Поступили на вооружение весной 1941 г. Оснащался безнаддувными двигателями Райт R-2600-3 (первые 123 самолёта) или более мощными Райт R-2600-11 (ещё 20 самолётов).

Вооружение самолёта состояло из 4-х пулемётов Кольт-Браунинг калибра 7.62 мм, установленных попарно в носу самолёта, 2-х пулемётов в кабине стрелка и ещё один пулемёт для обороны заднего нижнего сегмента был установлен в полу кабины стрелка. Из бомбового вооружения следует отметить возможность применения «парафрагов» — 11-кг парашютных осколочных бомб.

В 1942 г. силами полевых мастерских некоторые самолёты были переделаны в вариант Ганшип (англ. Gunship) — место бомбардира было заменено батареей из четырёх 12,7-мм пулемётов «Браунинг». Позднее аналогично переделывались новые A-20B и A-20C.

A-20B

A-20B

По-настоящему большой заказ от Воздушного корпуса Армии США поступил в 1940 г на 999 самолётов A-20B. Внешне самолёт отличался от A-20A остеклением носовой части и нёс более мощное стрелковое вооружение — в носу и в кабине стрелка были установлены по два крупнокалибирных пулемёта калибра 12.7 мм.

665 самолётов были переданы Советскому Союзу, остальные служили в американской армии, из них 8 самолётов использовались американским флотом как буксировщики мишеней под обозначением BD-2.

А-20C

Необходимость увеличения объёмов производства в условиях войны потребовала унификации выпускаемых самолётов, и в 1941 г. появился американский вариант A-20C — практически полный аналог DB-7B Бостон Мк III, выпускавшегося для Великобритании. Самолёт оснащался двигателями Райт R-2600-23, имел протектированые топливные баки и усиленную броневую защиту. Стрелковое вооружение аналогично A-20A.

Из-за загружености заводов «Дугласа», выпускавших ещё и один из самых массовых самолётов времён Второй мировой войны DC-3 «Дакота», часть заказа была передана для производства по лицензии фирме «A-20C (808 самим «Дугласом» и 140 «Боингом»), предназначавшихся для поставок по ленд-лизу в Великобританию, Австралию и СССР, но после нападения на Перл Харбор, многие самолёты поступили на вооружение США.

56 самолётов были оснащены держателями торпед, все торпедоносцы были отправлены в СССР. В американских частях некоторые машины были переделаны в штурмовой вариант Ганшип, в СССР вместо кабины стрелка устанавливались турели советского производства с пулеметами ШКАС калибра 7.62 мм или УБК калибра 12.7 мм.

А-20G

A-20G

А-20G стал самой массовой модификацией — начиная с февраля 1943 г. было выпущено 2850 самолётов, из которых бо́льшая часть была поставлена в СССР.

Самолёт получил мощное пулемётно-пушечное вооружение, установленное в носу — четыре 20-мм пушки М-1 (боекомплект 60 выстрелов на ствол) и два .50 in (12.7-мм) пулемёта «Браунинг-Кольт» (500 выстрелов на ствол) на первых 250-ти машинах, заменённые на батарею из шести пулемётов на последующих, экипаж был сокращён до двух человек (пилот и задний стрелок). В качестве оборонительного вооружения самолёт получил закрытую турель фирмы «Мартин» с двумя 0.50 in (12.7-мм) пулемётами «Браунинг-Кольт» (боекомплект 400 выстрелов на ствол). В месте установки турели фюзеляж был расширен на 15 см. Ещё один .50 in пулемёт «Браунинг-Кольт» устанавливался в полу кабины стрелка. Такое вооружение из девяти пулемётов «Браунинг-Кольт» стало стандартом для всех последующих A-20.

Двигатели «Райт R-2600-23», стоявшие на A-20G, развивали мощность 1600 л.с..

А-20H

Модификация с 1700-сильными двигателями Райт R-2600-29, в остальном не отличавшаяся от A-20G. Построено 412 штук.

А-20J/Бостон Мк IV

Модификация на базе A-20G выполнявшая роль лидера, наводящего на цель группу A-20G. Самолёт снова получил полноценное место бомбардира, лишившись четырёх из шести носовых пулемётов.

Было построено 450 самолётов, 169 из которых были поставлены Королевским военно-воздушным силам, где получили обозначение Бостон Мк IV.

А-20K/Бостон Мк V

Последняя серийная модификация. Аналогичен А-20J, но выполнен на базе А-20H.

Последний, 413-й самолёт этой модификации, собранный 20 сентября 1944 г. стал последним выпущенным A-20.

P-70

В связи с потребностью Воздушного корпуса Армии США в тяжёлых ночных истребителях, производство A-20 было переориентировано на производство P-70. Они оснащались радаром SCR-540 (копией британского A.I. Mk.IV) и получили подвешенную в бомбоотсеке гондолу с четырьмя 20-мм пушками. Самолёт полностью, включая носовое остекление, красился в чёрный цвет для уменьшения бликов. Экипаж состоял из двух человек — пилота и оператора радара, сидевшего в кабине заднего стрелка.

Так же в ночные истребители переделывались самолёты модификаций A-20C, -G и -J. Истребитель на базе A-20C получил обозначение P-70A-1, на базе A-20G строились P-70A-2 и P-70B-1, на базе A-20J — P-70B-2. Модификации P-70B-1 и P-70B-2 оснащались американским радаром сантиметрового диапазона SCR-720 или SCR-729.

P-70 и P-70A применялись ВВС США на Тихоокеанском ТВД, P-70B-1 и P-70B-2 использовались только как тренировочные. Все P-70 были сняты с вооружения в 1945 г.

F-3A

В 1944 г. появилась модификация F-3A — ночной разведовательный самолёт на базе A-20J и -K (обозначение F-3 получили разведчики, переделанные из оригинального A-20). В бомбоотсеке F-3A устанавились фотоаппараты и подвешивались осветительные бомбы. Самолёт был вооружён 20-мм пушкой в носовой части, экипаж состоял из пилота, наблюдателя и штурмана. Первым самолётом, приземлившимся в Японии после её капитуляции, был F-3.

Прочие

Интересной модификацией был CA-20J — транспортный самолёт на базе A-20J, с приспособленным для перевозки грузов и пассажиров бомбоотсеком. Таким самолётом с роскошной каютой в бомбоотсеке владел Говард Хьюз.

После войны многие переоборудованные Хэвоки использовались для перевозки почты и тушения лесных пожаров.

Боевое применение

Франция

ДБ-7, заказанные Францией, в разобранном виде перевозились морем в Касабланку, где собирались и поступали на службу в Северной Африки и самой Франции. К моменту нападения Германии на Францию 10 мая 1940 года в строю было 64 самолёта, из которых только 12 приняли участие в боевых действиях. В дополнению к первоначальному заказу, Франция заказала ещё 200 самолётов с улучшенными двигателями, но ни один из них не был поставлен. Перед капитуляцией, чтобы избежать захвата немецкими войсками, все самолёты были отправлены в Северную Африку. Часть из них попали под контроль правительства Виши и использовались против Союзников во время операции Торч, остальные служили в авиации Свободной Франции. После присоедениния французских войск в Северной Франции к Союзникам, ДБ-7 использовались в качестве тренировочных, несколько самолётов в начале 1945 г. были отправлены назад во Францию, где использовались для подавления сопротивления окружённых немецких войск.

Великобритания

Среди эпизодов их боевой службы, можно отметить атаку немецких кораблей «Шарнхорст», «Гнейзенау» и «Принц Ойген» во время их прорыва из Бреста через Ла-Манш (операция «Цербер»), бесславный налёт на Дьепп (операция «Юбилей») и участие в боях в Северной Африке, где Бостоны Мк III пришли на смену Бленхеймам.

США

СССР

В СССР А-20 применялись в авиационных частях Балтийского флота. В частности 51-й минно-торпедный авиаполк был полностью оснащён такими самолётами.

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru