waty, decybele

[Kondi]

Moze dla zaawansowanych sprawa jest prosta.

Mam pytanie. Na wzmacniaczu obok porencjometru głośności jest skala wartosci podana w dB. Czy można na podstawie podanych wartości np. 60dB ,- 55dB .... 0 dB, określić moc urządzenia i jak to policzyć. I czemu wartosci nie rosną ( od poziomu minimum do maxkimum) tylio maleją? Proszę o przybliżenie tematu.

[opteron]

Na skali pokazuje o ile masz dB poniżej 0 (0 to max moc wzmacniacza) czasem można spotkać –dB a –nieskończoność to oczywiście zerowy poziom głośności. Na tej podstawie nie można określić ani wyliczyć mocy wzmacniacza.

pozdrawiam

[Trolu]

Potencjometr głośności wyskalowany w decybelach wygląda ładniej i bardziej "profesjonalnie" :) Liczby decybeli oznaczają wzmocnienie (ujemne to oczywiście tłumienie) w stosunku do potencjometra odkręconego "na maksa" - nijak się to ma do mocy urządzenia. Dodatkowo tak naprawdę nie mówi to nic nawet jeśli wiesz, że wzmacniacz ma np. 100W znamionowej mocy wyjściowej - ze względu na takie parametry jak czułość wejściowa wzmacniacza i napięcie wyjściowe (rzeczywiste i znamionowe znowu) źródła. Czułość jest to minimalne napięcie wejściowe gwarantujące, że wzmacniacz będzie mógł osiągnąć moc znamionową. Mówiąc krótko: ponieważ np. typowy CD ma znamionowo na wyjściu 2V, a wzmacniacz ma czułość np. 250 mV, to żeby osiągnął moc znamionową wcale nie trzeba (a wręcz nie można) odkręcać gały do końca, bo wzmacniacz o ustalonym wzmocnieniu dostaje na wejście 8x więcej (spokojnie, tolerancja na przesterowanie zwykle jest dużo większa, np. 5V) niż mu minimalnie trzeba. Moc znamionową osiągnie więc już przy mniejszym poziomie na potencjometrze - czysta matematyka: jak na wejście dostaje 8x więcej niż mu trzeba, to do tego samego wyniku na wyjściu musi mieć wzmocnienie napięciowe 8x mniejsze. Jeśli maks gały (a więc i wzmocnienia) przyjmiesz za 0, to 8x mniej oznacza tłumienie - a więc ujemne decybele. Decybele, a nie np "0,1", "0,001" itd. ze względu na sposób reakcji ucha na dźwięki - jest on logarytmiczny tzn. 10x większe natężenie dźwięku jest przez ucho odbierane jako 2x głośniejsze, przynajmniej dla jednej częstotliwości - bo na to trzeba niestety jeszcze nałożyć charakterystykę częstotliwościową ucha, która bynajmniej płaska nie jest - ba nie jest nawet stała, bo zależy m.in. od poziomu głośności.

 

 

Uff, proste z pozoru pytanie a wyszedł mi niezły elaborat - a to tylko wierzchołek góry lodowej. Tak po prawdzie te nasze uszy to cholernie niedoskonały instrument, ale bez nich ciężko byłoby życ - czego szczególnie tutejsi bywalcy są baaardzo świadomi.

[Zbig]

>Kondi

 

A na jakim ustawieniu -xx dB zwykle słuchasz?

[Kondi]

No to moi mili mój tok rozumowania był daleki od rzeczywistości (tłumaczyłem sobie tak, że wzrost o 3 dB to jest dwa razy większa głośność... eee szkoda mego dalszego wywodu , bo czuję kompromitację w kościach). Szkoda że nie jest to łatwiejsze.

Pozdro i dzięki

[Kondi]

Aktualny amplituner na skale 0-10 - jak Bozia przykazała:)

Pytanie sie wzięło stąd , ze chce kupić wzmacniaczyk, o którym pan w komisie niewiele wie . No i chciałem na podstawie skali przy gałce głośności wydedukować o jego mocy. Ale chyba nie da się w ten sposób.

generalnie poziom głośności oceniam na godziny np. godz 9, 10, 12 to połówka.

Pozdro

[opteron]

Kondi to podaj typ tego wzmaka, sie poszpera za nim, moze nawet ktos go bedzie juz znał :)

[Ururam Tururam]

W rzeczy samej z definicji wzrost o 6 dB to 10x większa głośniść.

Zatem wzrost o 3 dB to około 3.15x wieksza głosność a o 2 dB to 2.15x.

 

To, co napisał o skali logarytmicznej Trolu, niestety mija się z prawdą. Istotą logarytmicznej czułości ucha jest to, że (w przybliżeniu) dźwięk n razy głosniejszy traktujemy jako dźwięk głosniejszy o n stopni. Czyli dla nas dźwiek o natężeniu, umownie 1 jest o tyle samo (O tyle samo, nie tyle razy!!!) cichszy od dżwieku o nateżeniu 2 o ile tamten jest cichszy od dźwięku o natężeniu 4. Ucho zresztą nie jest tu wyjątkiem podobnie zachowują się pozostałe zmysły.

[Kondi]

To jest wzmak dość (jak zdążyłem się zorientować) nietypowy . Hitachi HA 630. Wygląda na porządnie skonstruowany, jest ciężki, duży dobrze wentylowany.

[Zbig]

>Ururam Tururam

 

Wzrost o 6 dB czego? Bo wzmocnienie napięciowe 2x wymaga przyrostu mocy 4x, zgodnie ze znanym wzorem. Pytanie w dB czego wyskalowany jest potencjometr? Bo u mnie w watach. Do tego jeszcze stosuje się dwie różne skale decybelowe, w jednej wzrost sygnału o rząd wielkości daje 10dB a w drugiej 20dB. Oszaleć można!Przy pomiarach hałasu używa się tej pierwszej, to wiem na pewno.

[Trolu]

-> Ururam Tururam

 

Źle. Ja też się trochę zamotałem - oczywiście masz rację co do przelicznika: nie "2x głośniej" tylko "o 2 głośniej", ale i Ty nie do końca masz rację - a nawet sam sobie zaprzeczasz. Zwiększenie napięcia/prądu o +6dB to x10 na skali napięciowej/prądowej a dla mocy +3dB = x10 większa moc, bo moc to U^2/R lub I^2*R jak kto woli - ale nie oznacza to, że jest 10 czy 20 razy głośniej. Poprawne jest to drugie Twoje zdanie: 1 a 2, jest jak 2 a 4.

 

-> Zbig

 

Ucho "logarytmuje" natężenie dźwięku, w skali logarytmicznej (czyli tej liniowej dla ucha) występuje wielkość nazywana poziomem natężenia dźwięku (SPL = Sound Pressure Level). Natężenie dźwięku jest wielkością mocową, czyli w skali "dziesiątkowej": wzrost natężenia x10 = +10dB SPL, a wzrost natężenia x2 = +3dB SPL.

[Zbig]

No to o ile trzeba zwiększyć moc wzmacniacza aby otrzymać wrażenie dwukrotnie wyższego poziomu głośności?

[Zbig]

A 10 razy więcej to 20dB na skali ”napięciowej / natężeniowej” i 10dB na skali ”mocowej”.

 

Wzory odpowiednio: y [dB] = 20 log (U2/U1) ; y [dB] = 10 log (P2/P1)

[Trolu]

-> Zbig

"No to o ile trzeba zwiększyć moc wzmacniacza aby otrzymać wrażenie dwukrotnie wyższego poziomu głośności?"

 

Gdybyś uważnie przeczytał to co było wcześniej, to sam doszedłbyś do wniosku, że jest to niemożliwe, przynajmniej wprost, bez założenia warunków początkowych. Bo tylko różnicę w dB pomiędzy "głośno" a "2xgłośniej" jesteś w stanie przeliczyć na mnożnik mocy - konkretną liczbę w decybelach. Np. żeby z poziomu SPL 30dB przejść do poziomu 60dB SPL (czyli 2x głośniej) masz 30dB różnicy, co w przeliczeniu na mnożniki mocy daje ci 1000. A 30dB to przecież wcale nie jest duża różnica. A już różnica między 50dB a 100dB (też 2x głośniej) daje nie 1000, ale 100 tys.

 

Inaczej: jeśli ktoś czysto teoretycznie chce policzyć ile razy więcej potrzebowałby mocy, żeby zwiększyć głośność dwukrotnie w stosunku do obecnego MAX SPL wytwarzanego przez jego system musiałby wziąć miernik SPL, zmierzyć ten poziom i przeliczyć go na mnożnik mocy, tak jak powyżej - albo też policzyć to na podstawie mocy znamionowej wzmaka i skuteczności kolumn - przy czym trzeba pamiętać, że skuteczność jest podawana na kilka sposobów, chociaż najczęściej wykorzystywane są 2: SPL w odległości 1m przy dostarczeniu mocy 1W na częstotliwości 1 kHz, bądź zamiast mocy 1W podaje się napięcie 2,83V - co odpowiada 1W, ale tylko w przypadku kolumny o impedancji dokładnie 8om - dla 4om jest to już 2W, a więc przy kolumnach 4om skuteczność mierzona tymi dwoma sposobami różni się o 3 dB (napięciowa jest wyższa). Inne sposoby definiowania nie są w zasadzie przyjęte w światku technicznym, zle są niestety spotykane w przypadku firm marki "krzak" i mają mniej więcej tyle wspólnego z rzeczywistością, co naklejki "500W" na "jamnikach".

 

Na koniec: rozważanie takie jest kompletnie bez sensu, bo pomijając radiobudziki :) (a własciwie to i nawet w ich wypadku to sens jest niewielki), to w zasadzie każde urządzenie audio jest w stanie wytworzyć SPL rzędu 70-100 i więcej dB. Pomnóż to przez 2, uzyskasz powiedzmy 200dB SPL. Raz, że nie ma głośnika, który byłby to w stanie mechanicznie wytworzyć, dwa, że jeśli masz te, powiedzmy, 100dB, wyjściowe ze wzmaka, powiedzmy dla uproszczenia 10W, to żeby zrobić z tego 200dB na głośnikach o takiej samej skuteczności, potrzebujesz oddać moc (100dB=10^10 w skali liniowej) 100 GW !! (tak, gigawatów).

 

Aha, jeszcze jedno - cały czas mówimy o SPL, który jest wynikiem logarytmu stosunku pewnych wielkości. Stusunku - czyli musi być jakaś wartość odniesienia pewnej wielkości, w tym wypadku natężenia dźwięku. Taka wartość odniesienia oczywiście jest zdefiniowana, nazywana jest progiem słyszalności o ile dobrze pamiętam i jest cholernie mała :)

 

Uff, ale się rozpisałem - mam nadzieję, że tym razem nic nie pokręciłem.

[guzia]

Parametr mianowany w decybelach, a wyrażający ciśnienie akustyczne, jakie może wytworzyć głośnik w odległości 1m - przy dostarczeniu do niego nie 1W, ale maksymalnej mocy, jaką może przyjąć.

Głośnik o efektywności 90dB może mieć ten parametr na poziomie np ok. 110dB (jeśli jest głośnikiem ok. 100-watowym).

Głośnik o takiej samej mocy, ale efektywności np. 87 dB będzie zdolny wytworzyć maksymalnie 107dB, podobnie jak głośnik o efektywności 90 dB i mocy 50W.

Dla dokonywania obliczeń maksymalnego ciśnienia akustycznego, jakie jest w stanie wytworzyć głośnik, wygodnie jest przedstawić moc w skali logarytmicznej, zsynchronizowanej ze skalą efektywności.

Jako moc odniesienia przyjęty jest 1W. Dla ułatwienia tabela, w której określone wartości mocy wyrażonej w pełnych decybelach reprezentują odpowiednie przedziały mocy wyrażonej tradycyjnie w watach, i które ustalone zostały w oparciu o wartość dolnej granicy przedziału; przyjęta dokładność przeliczenia zawiera się w granicach 1dB.

 

Tabela

Zakres mocy w watach Moc reprezentatywna w decybelach

30-39 ->15

40-49 ->16

50-64 ->17

65-79 ->18

80-99 ->19

100-124 ->20

125-159 ->21

160-199 ->22

200-249 ->23

250-300 ->24

 

 

Chociaż maksymalne ciśnienie to iloczyn efektywności i mocy, to dzięki przejściu na skalę logarytmiczną w wyrażaniu mocy pozostaje nam już tylko proste dodawanie.

SPLmax = E + P(dB)

 

--------------------------------------------------------------------------------

SPLmax - maksymalne ciśnienie akustyczne

E - efektywność

P (dB) - moc wyrażona w decybelach

--------------------------------------------------------------------------------

 

W skrajnym przypadku - ekstremalnie małe głośniki o efektywności 80dB i mocy 30W są w stanie wytworzyć maksymalne ciśnienie 80+15=95dB, przykład z drugiego skraju - głośniki o mocy 300W i efektywności 95dB są w stanie wytworzyć 95+24=119dB. Dla większości konstrukcji wynik takiego dodawania będzie jednak zawierał się w węższych granicach 100-110 dB, co jest jednak tylko pozornie małym obszarem, a w rzeczywistości obejmuje różnicę dziesięciokrotną.

Posługiwanie się tą tabelką i wzorem wymaga posiadania dwóch danych - efektywności (a nie czułości) i mocy znamionowej, wraz z którą można ustalić maksymalne ciśnienie akustyczne, jakie głośnik jest w stanie wytwarzać w sposób ciągły (zgodnie z normą określającą sposób ustalenia mocy znamionowej). Podstawiając do wzoru moc maksymalną (chwilową, szczytową, muzyczną etc.) otrzymamy wynik mówiący jakie maksymalne ciśnienie akustyczne możemy uzyskać w impulsie.

W ten sposób możemy znacznie lepiej, niż posługując się tylko intuicją i wiedzą na temat mocy, ocenić, czy głośnik spełnia nasze oczekiwania, czy potrafi zagrzmieć tak, jak młot pneumatyczny (ok. 115dB z odległości 1m). Problemem jest "tylko" znajomość parametrów; co prawda występują one w katalogach, ale bardzo często są zawyżane, czasami bardzo drastycznie. Zawyżenie efektywności o 3dB nie jest czymś niezwykłym, a przecież oznacza zawyżenie dwukrotne. Fałszuje się też dane dotyczące impedancji znamionowej, uniemożliwiając dokonanie trafnych przeliczeń. Czyżby również na tym polu niezastąpiona jest audiofilska metoda odsłuchu, a raczej w tym przypadku "dania sobie w ucho"?

[Zbig]

>Trolu

 

Rzeczywiście strasznie namieszałeś. Skala decybelowa jest właśnie po to aby zamienić zależność logarytmiczną na liniową. Wzmocnienie mierzone w decybelach dające efekt subiektywnie dwukrotnie wyższej glośności jest wartością stałą, bez względu na warunki wyjściowe. Oczywiście chodziło mi o jeden system a nie porównywanie np. dwóch głośników o różnej impedancji i efektywności. Wrażenie subiektywnego nie należy mylić z dwukrotnie wyższym poziomem hałasu, równym odstępowi 3dB pomiędzy porównywanymi sygnałami.

 

Z tego co wiem, aby uzyskać wrażenie podwojenia głośności potrzeba około 10x więcej mocy w stosunku do sygnału odniesienia. To poniekąd tłumaczy, dlaczego tak łatwo jest dojść do granicy wytrzymałości sprzętu :-)

[Ururam Tururam]

> Trolu:

 

Piszesz: "Zwiększenie napięcia/prądu o +6dB"... Oj! Dobrze, że nie jesteś moim studentem, bo za takie herezje to bym oblał na miejscu! W decybelach nie mierzy się napięcia prądu, lecz natężenie dźwięku! Zatem reszta rzeczonego wywodu, jako oparta na fałszywej przesłance jest pozbawiona sensu fizycznego.

 

Natężenie dźwięku zaś mierzone jest jako logarytm z ilorazu ciśnień:

 

W[dB] = 6 log I/I0

 

Gdzie I oraz I0 są gęstości powierzchniowe energii dźwięku w watach na metr kwadratowy, zaś I0 odpowiada progowi słyszalności.

 

Tak to było zdefiniowane w układzie SI. Ostatnio jednak spotykam się coraz częściej ze wzorem W=10 log I/I0, gdzie dziesięciokrotnemu wzrostowi gęstości energii odpowiada wzrost nie o 6, a o 10 decybeli. Widziałem też wzór, gdzie czynnikiem tym było 20. :-/ Bagienko.

 

Choć z drugiej strony nie przeczę, że owe decybele na skalach w pokrętłach sprzętowych z porządnymi fizycznymi decybelami nie mają wiele wspólnego i są dokładane raczej dla szpanu.

[Zbig]

W normie PN-94/N-01307 dotyczącej pomiaru hałasu na stanowiskach pracy używa się wzoru W=10 log (U1/U0)

[Zbig]

A decybeli można używac do pomiaru każdej wielkości pod warunkiem, że wiadomo jakiego wzoru używamy i określiliśmy wartość odniesienia.

[Ururam Tururam]

Krowę też można nazwać logarytmem - tylko po co?

[Zbig]

Jeżeli jakaś wielkość dotycząca krowy ma charakterystykę logarytmiczną, czemu nie? A nie chciałbyś podwyżki o 3dB?

[Zbig]

Znaczy się wykładniczą :-)

[Ururam Tururam]

No to poważnie(j):

Problem, że przy takim nazewnictwie (podwyżka o 3dB na ten przykład), uczestnicy jakiejkolwiek dysputy muszą najpierw ustalić stosowaną terminologię, bo inaczej wyniknie z tego coś w stylu dialogów ze sztuk Becketta.

[js]

No no Trolu, dałeś czadu :-))

 

Nie można liczyć decybeli jak piszesz, czyli: kolumna efektywność 100dB i druga 100dB = 200dB. Dwa razy głośniej to nie 2 x więcej dB.

 

 

Dwa razy głośniej, jeśli mowa o muzyce to 6dB.

 

Zwiększenie mocy we wzmacniaczu dwukrotnie to 3dB.

 

Żeby kolumna zagrała dwa razy głośniej, trzeba do niej doprowadzić cztery raz więcej mocy.

 

 

 

Ururam, napisałeś:

 

"W rzeczy samej z definicji wzrost o 6 dB to 10x większa głośniść."

 

Ururam, chciałbym zobaczyć ten Twój wzór. To nieprawda.

[qb_1]

Tak - wspolczynniki skali decybelowej mozna sobie definiowac jak sie chce o ile jest sie potem konsekwentym :-)))

 

Generalnie mierzac w skali decybelowej jakas wielkosc - nazwijmy ja 'H' i znajac wielkosc odniesienia - nazwijmy ja 'H0' mozemy napisac, ze 1 belowi odpowiada:

lg(H/H0)=1 co oznacza, ze H=10 x H0

 

1B=10dB wiec w decybelach:

10 x lg(H/H0).

 

W teorii sygnalow i obwodow elektrycznych przyjelo sie:

 

dla mocy:

W=10 x lg(P/P0) , gdzie P - moc ; P0 - moc odniesienia

 

dla pradu lub napiecia:

W=20 x lg(U/U0)

W=20 x lg(I/I0)

U, I to wartosci napiecia, natezenia U0, I0 - to wartosci odniesienia

 

Umowa wynika to ze znanej wszystkim zaleznosci P=U x I (gdzie U i I to wart. skuteczne) i jest tylko umowa. Gdybysmy przy mocy wsawili sobie wspolczynnik 'ó' i umowili sie, ze bedzie obowiazywal to wlasnie 'ó' decybeli odpowiadaloby 10-krotnemu zwiekszeniu natezenia sygnalu.

 

Wg podanej umowy (nie jest ona do konca spojna) 3 dB to 2 razy wiecej mocy, 6dB to 2 razy wieksze natezenie dzwieku.

 

Jesli ktos chce w decybelach liczyc subiektywne odczucie glosnosci i zbudowac zaleznosc typu 8 x wiecej mocy to subiektywnie 1.78345634634634246526 x glosniej to gratuluje i zycze szczescia.

[Ururam Tururam]

> js:

 

Jak pisałem wcześniej:

 

W[dB] = 6 log I/I0

 

Tak to było zdefiniowane w SI. Teraz zazwyczaj daje się współczynnik 10.

[qb_1]

U.T. -> to troche dziwnie bylo. Wspolczynnik 10 wynika z prostego faktu, ze 1B=10dB...

[pq]

>3 dB to 2 razy wiecej mocy, 6dB to 2 razy wieksze natezenie dzwieku

 

natężenie dźwieku definiuje się jako moc przepływającą przez jednostkę powierzchni, więc to w zasadzie to samo.

Na 'poziomie' dźwięku napięciu odpowiada ciśnienia akustyczne, i to dla ciśnienia akustycznego a nie natężenia prawdziwa jest zależność że podwojenie odpowiada 6 dB

[js]

Tu chodziło o moc np. wzmacniacza. 3dB to dwa razy większa moc, 6dB to cztery razy więcej.

[pq]

zgadzam się, chodziło mi o to, że dwa razy większe natężenie dźwieku to 3 dB a nie 6 dB, jak napisał qb_1