مفهوم الديسبل

 

الديسيبل

        هو وحدة لقياس ضغط الصوت، أو "الفولتية"، أو القدرة، وغيرها من الكميات، الصَّوتية أو الكهربائية. وهو يساوي عُشْر بِلّ. والبِلُّ وحدة قياسية، عُرفت بهذا الاسم، نسبة إلى المخترع والعالم الأسكتلندي المولد، ألكسندر جرهام بِلّ.

        وكثيراً ما يُستخدم الديسيبل في علم الصَّوت، لمقارنة شدته أو ضغطه، بالاستناد إلى مستويات مرجعية ثابتة، أكثرها شيوعاً، في قياس شدة الصوت، 10ـ12 واط للمتر المربع الواحد. وهذا المستوى يعادل صفراً من الديسيبلات. وأكثرها قياس ضغط الصَّوت، فإننا نجد أن أكثر النقاط المرجعية شيوعاً، في قياس ضغطه، هو 2×10ـ5 باسكال.

        وإذا كان الصَّوت في مستوى 10 ديسيبلات، فإن الأذُن البشرية الطبيعية، لا تلتقطه، إلا بصعوبة. وقد يكون مستوى ضغط الصوت، في غرفة هادئة، نحو 40 ديسيبلاً، ولكن إذا بلغ مستواه 70 ديسيبلاً، فإنه يُعَدّ صوتاً مزعجاً؛ إذ إنَّ الصَّوت في مستوى 70 ديسيبلاً، يبث من الطاقة أكثر مما يبثه الصوت في مستوى 40 ديسيبلاً، ألف مرة.

     

 مفهوم الديسبل : dB concept واستخدامه في الحسابات

 قياس ربح الاستطاعة بالديسبل dB :
G(dB)= 10 * log(Po/Pi)

 قياس الاستطاعة بالنسبة 1mw
P(dBm) = 10* log (P/1mw)

 أمثلة :
40dBm = 10Watt
-30 dBm = 10 uW

 تطبيق :
على اعتبار أن Zi = Zo = 50 Ohm لمضخم استطاعة
استطاعة الدخل فيه Pi = 0.02 W
استطاعة المخرج Po = 2 W
Pi(dBm) = 10 * log ( 0.02w/1mw) = 10 * log20 = 13 dBm
Po(dBm) = 10* log ( 2w/1mw) = 10 * log2000 = 33 dBm

 G =2/0.02 = 100  مرة
G(dB) = 10 log(2/0.02) = 20 dB

 لاحظ أن الاستطاعة في المخرج تساوي استطاعة المدخل بال dBm + ربح المكبر بال dB
Po(dBm) = Pi(dBm) + G(dB)
Po(dBm) = 13 + 20 = 33 dBm

 Vi =sqr(Pi * Zi) = sqr(0.02 *50) = 1 Volt
Vo = sqr(Pi * Zo) = sqr(2*50) = 10 Volt

 G(dB) = 20 log (Vo/Vi) = 20 dB
نلاحظ أن حساب ال dB هو نفسه بالنسبة للاستطاعة او الجهد نفسه
لا حظ انه عندما يكون الجهاز مكبرا فانه يكون ذو ربح G(dB) >0
أما في حالة التخميد يكون G(dB) <0

 مثال عملي :
مرسل باستطاعة 100 Watt بهوائي ذو ربح +4 dB طوله 15.2 متر مرفوع على برج ارتفاعه 30 متر
فنحتاج إلى كبل كوكسيال بطول يساوي ( طول البرج + طول الهوائي ) أي بطول 45.5 متر وكابل كوكسيال بهذا الطول يكون ضياعه بمقدار –6dB
يرسل موجة بتردد 150MHz  إلى مسافة 90 ميل إلى هوائي استقبال على ارتفاع h2=762  متر وبطول هوائي يجعل ربحه +9 ديسيبل dB ويكون التخميد الناتج عن طريق بهذا الطول _ وسط الانتشار _ هو -160dB
وكبل نقل إشارة المستقبل يكون تخميده –20 dB
تبلغ حساسية جهاز الاستقبال –113 dBm فهل تنجح عملية الاتصال أم لا ؟

 الحل :
Pr = +50 -6 +4 -160 +9 -20 = -123
أي أن الاستطاعة الواصلة إلى مدخل المستقبل اقل 10 مرات من حساسية المستقبل والحل يتم ب :
1- إما بزيادة استطاعة المرسل بمقدار 10dB أي الى 1000Watt
2-  أو بوضع هوائي استقبال بربح على الاقل 19dB – هوائي ياغي غير كافي لأن ربحه 14 dB
3-  بوضع هوائي إرسال ياغي ذو ربح 14 dB عوضا عن المستخدم 4 dB وبذلك يتحقق الهدف.