Некоторые думают, что децибелы придумали, чтобы свести их с ума. Но на самом деле децибелы придумали для удобства. Да, да, все эти логарифмы, производные и прочие интегралы всегда кем-то придумывались для удобства и облегчения жизни.
Итак, децибелы — это соотношение двух величин, выраженное в логарифмическом масштабе. При этом отношение тока и напряжения имеет коэффициент 20 а отношение мощности коэффициент 10. Если у нас есть напряжения 1В, 10В, 100В, 1000В, то каждое напряжение больше предыдущего на 20дБ. Переводить в уме разы в децибелы практически невозможно, но имеются два исключения. Таблица перевода из децибел в разы Источник |
Увеличению в 2 раза и в 10 раз соответствуют круглые значения в децибелах, их легко запомнить, а промежуточные варианты прикидывать приблизительно. Кроме того, существуют таблицы.Что такое децибел, что обозначает, как переводить в разы и обратно
Мы часто встречаем уровни звука, указанные в децибелах — дБ или dBu и привыкли считать что это единица измерения шума, звука. А вот и нет. Это совсем не так. Децибел — это не единица измерения вообще. Это относительная характеристика, которая может отражать напряжение, мощность, силу тока и т.д. Что-то типа процентов, долей, но в логарифмической зависимости. Сначала понять, что такое децибел, непросто, но затем оказывается, что это очень удобно.
Понятие децибела
Мы хорошо воспринимаем измерение каких-либо параметров в прямых величинах.
Например, напряжение измеряется в вольтах, сила тока — в амперах, сопротивление — в омах и т.д. Когда говорим об этом, все ясно и понятно. Когда говорим об увеличении или снижении в этих прямых единицах измерения тоже все понятно. Например, напряжение с 220 вольт снизилось до 150 вольт. Все понятно. Выражение «мощность возросла на 50 ватт» тоже вопросов не вызывает.
Как понять что такое децибел и что он означает
Но иногда говорят об увеличении или уменьшении того же напряжения или мощности на 2 децибела. Как это понять? Что измеряется в децибелах? Ведь мощность меряем в ваттах? Как соотнести децибелы с ваттами или вольтами, амперами и другими величинами. Ведь так описывают многие параметры. Тут надо разбираться. Не очень просто сначала понять, но потом все становится очевидным.
Что значит бел и децибел
Сразу стоит уяснить, что бел и децибел — это не единицы измерения чего-либо. Это не результат измерений. Децибел — это величина, которая показывает насколько/во сколько раз изменился тот или иной параметр.
То есть бел или децибел — это относительная величина, которая высчитывается при сравнении двух измерений одного и того же параметра.
Например, на рисунке дан график, который построили по результатам измерения напряжение на выходе прибора при изменении подаваемой на вход частоты (АЧХ). Сняты были характеристики при уровне сигнала 1 V (график 1) и 100 мV (график 2). Если смотреть на графики прямых измерений, понять что-то сложно. На втором рисунке график построен в децибелах. На этом графике очевидно, что реакция прибора одинаковая, изменился только уровень сигнала на выходе, что и понятно.
Два графика измерений. Левый — прямая зависимость (напряжения от частоты), правый — изменение напряжения в дБ при изменении частоты
Первоначально стали использовать единицу Бел. Международное обозначение бела — B, российское — Б (например, 10Б или 10B). Но более удобным оказалось применение одной ее десятой доли — децибела или дБ в российском обозначении и dBu в международном. То есть один децибел — это 0,1 Бела.
Дальше, к сожалению, без математики не обойтись. Придется вспомнить что такое десятичный логарифм. Десятичный логарифм показывает, в какую степень надо возвести число 10 чтобы получить требуемую цифру. На рисунке вы видите соотношение, возможно будет понятнее в таком виде.
Несколько значений десятичных логарифмов
Теперь, собственно о Белах и децибелах. Если говорить об определениях, то Бел — это десятичный логарифм отношения двух величин. Любых двух величин. Мощностей, напряжения, силы звука, частоты и т.д. Давайте на примере. Надо понять, что выдает прибор на выходе при изменении параметров на входе. Выбирают какую-то точку отсчета — базу. Затем изменяют параметр, проводят измерение результата, делят его на «базу» и берут десятичный логарифм. Получают результат измерения в децибелах. Так измеряют параметры, пересчитывают в децибелы и строят зависимости.
Формула, которая поясняет что такое дБ (децибел) и как их считают
На рисунке даны две формулы — для вычисления энергетических величин (по мощности) и амплитудных (по напряжению).
Как видите, они отличаются только коэффициентом. U1 тут — это результат измерений, а Uo — базовая величина, с который сравнивают измерений.
Почему используют децибелы, а не прямые величины
Использование логарифмических зависимостей часто более понятно и несет больше информации, чем прямые измерения. Это видно на примере построения графиков амплитудно-частотной характеристики. И такой случай не единичный, многие зависимости более информативны в логарифмической зависимости.
Кроме того, децибелы используют в тех областях, где параметры изменяются в очень широком диапазоне. Более понятна нам ситуация со звуками. Человек в состоянии воспринимать частоты от 20 Гц до 20 000 Гц. Ничего себе разброс! В тысячу раз.
Интенсивность звука и его соответствие в дБА
С уровнем звука еще круче. Нижний предел восприятия — 10-12 Вт/м, а уровень, при котором возникает боль — 10 Вт/м. То есть, диапазон измерения значений — 13 порядков. Это 10 000 000 000 000 раз. Оперировать такими цифрами, как минимум неудобно. С использованием относительных величин — децибел — цифры получаются значительно меньше, работать, воспринимать и запоминать их легче. Несколько примеров:
- Если показатель увеличился в 10 раз, говорят, что он увеличился на 1 Бел.
- Если тот же показатель увеличился в 100 раз, то говорят об увеличении на 2 Бела.
- Увеличение в 100 000 тысяч раз — всего на 5 Бел.
Заметили разницу? Показатель увеличился в 100 раз, а в белах увеличился на 2 Б. Это удобнее. Согласитесь, проще оперировать единицами, чем сотнями тысяч. Важно просто понимать смысл сказанного. При возрастании прямых величин их надо умножать на то число, на которое параметр увеличился.
При оперировании децибелами их складывают. Согласитесь, это проще.
Что такое dBm, dBv, dBA (дБм, дБв, дБА)
Как вы уже поняли, децибел — это относительная величина и отражать она может что угодно. Надо только выбрать точку отсчета, базу, эталон, с которым сравнивают все последующие изменения. База для сравнения может быть взята произвольно. Но тогда непонятно как соотносить разные измерения. В таком случае, обычно, указывают относительно чего считался логарифм. То есть, что подставляли в знаменатель (в формуле выше это Uo).
Для электротехники и мощностей были выбраны базовые точки отсчета — две величины напряжения, с которыми сравнивают большую часть измерений электрических величин.
- Основная база — это мощность в один милливатт (1 мВт) при нагрузке 600 Ом. Если пересчитать, то напряжение получаем 0,775 Вольта. Именно эти значения и являются той базой, относительно которой высчитывают логарифмы. Это принято и в международных измерениях, и в отечественных.
Именно при использовании такой базы ставят обозначение dBu или дБ в русском варианте. Реже встречается обозначение dBm. Это тоже, что dBu. - Иногда выходное напряжение сравнивают с 1 В. В этом случае результат подписывают как dBv или дБв.
Именно при использовании такой базы ставят обозначение dBu или дБ в русском варианте. Реже встречается обозначение dBm. Это тоже, что dBu.На что влияет точка отсчета? Просто на уровень, на котором строится зависимость. Если же по данным построить график, он будет иметь ту же форму.
При описании звуков и шумов употребляют дБА (dBA) или акустические децибелы. При таком исчислении за точку отсчета берут нижний порог слышимости или частоты, которую различает человеческое ухо. Это 2·10-5 Па и относительно нее вычисляют отношение.
Как считают децибелы
Больше в ходу не Белы, а их десятая часть — децибелы (обозначение dB или дБ). Ведь чаще увеличение не в сотни и тысячи раз, а чуть поскромнее. Так что обычно говорят об увеличении того или иного показания или характеристики на 5 дБ или на 10 дБ.
Пример соответствия децибел и «раз»
Но важно помнить, что описанная выше прямая зависимость характерна только для энергетических величин (это если мощность возросла в 10 раз, то она увеличилась на 10 дБ).
| Децибелы | Соотношение мощностей | Соотношение амплитуд |
|---|---|---|
| -3 | 0,5 | 0,7 |
| -6 | 0,25 | 0,5 |
| -10 | 0,1 | 0,3 |
| -20 | 1,01 | 0,1 |
| -25 | 0,03 | 0,05 |
| -40 | 0,01 | 0,0001 |
| -60 | 0,001 | 0,000001 |
Возможно, поможет понять что такое децибел следующие сравнение. Представим, что мощность изменяется литрами. Соотношение между 0,5 литра и 1 литром такое же как и между 1 литром и 2 литрами. Это 0,5 и равно оно 6 дБ. Но если сравнивать 0,5 и 0,75 литра, то они относятся как 0,66(6) что в децибелах около 3,6 дБ. Примерно так.
Децибелы в акустике
Вы, возможно, удивитесь, но для акустики децибелы подходят просто идеально.
Собственно, Александр Белл ввел понятие Бел при исследовании порога слышимости. Он определил, что «громкость» мы воспринимаем не по реальной мощности сигнала, а по десятичному логарифму от этой мощности. Как так? Давайте рассмотрим пример.
Имеется усилитель, который выдает сигнал мощностью 1 Вт. Чтобы увеличить его в 1,1 раза, добавить надо только 0,1 Вт. А если на выходе у нас 100 Вт, то чтобы увеличить мощность в 1,1 раза надо поднять мощность на 10 Вт. Увеличение громкости в обоих случаях будет «для уха» одинаковым, а увеличение мощности имеет явно нелинейный характер.
Мы воспринимаем не реальный уровень сигнала, а логарифмическую зависимость
На основании вот этого явления Белл и вывел то самое логарифмическое отношение. В его честь и названа эта относительная единица измерений. Что еще это нам дает? А вот такие факты:
- 1 дБ — это минимальный уровень слышимости сигнала. Звуки с более низкой мощностью (о дБ и ниже) большинство людей не замечают и определяют как «абсолютную тишину».
- Если говорят о том, что мощность сигнала/звука возросла на 3 дБ, то значит она возросла в два раза. Не путайте с громкостью.
- При увеличении мощности звука на 10 дБ, громкость увеличивается в 2 раза.
- Увеличение напряжения в два раза — это 6 дБ.
Принять децибелы не так легко. Но наверное, вы уже поняли, что в децибелах громкость звука/шума не измеряется. Эта цифра показывает насколько изменился сигнал относительно «нулевой» точки восприятия. Примерно так можно это сформулировать.
Таблица уровней шумов
Ну, а чтобы было понятнее, приведем таблицу сравнений привычных, знакомых звуков и их среднего уровня.
| дБ | С чем можно сравнить | дБ | С чем можно сравнить |
|---|---|---|---|
| 0 дБ | Полная тишина | 90 дБ | Звук работающего фена, мотоцикла, поезда |
| 1 дБ | Самый нижний порог слышимости | 100-105 дБ | Ремонт и рок-концерт |
| 10-24 дБ | Шелест листвы | 110 дБ | Музыка в ночном клубе |
| 20 дБ | Шепот | 120 дБ | Автомобильный гудок |
| 40 дБ | Так звучит дождь | 130-135 дБ | Звук работающей дрели |
| 45 дБ | Тихий разговор | 140 дБ | Шум турбин самолета |
| 60 дБ | Громкий разговор | 160 дБ | Звук выстрела возле уха |
| 80-90 дБ | Шоссе с интенсивным движением | 200 дБ | Смертельный уровень шума |
Каждый шум или звук имеет определенный уровень мощности, но проще его описывать в децибелах
Факты, которые позволят оценить важность акустики и децибелов:
- Комфортным уровнем шума считается 50-55 дБ. Как видите, эту величину можно сравнить с разговором обычной «громкости». Именно этот уровень по СНиПу определен как приемлемый для дневного времени.
- Уровень 70-90 дБ относится к «терпимым», но длительное воздействие может привести к заболеваниям нервной системы.
- Длительное воздействие шума в 100 дБ приводит к снижению слуха и глухоте.
- Звуки мощностью 130 дБ вызывают болевые ощущения.
- Мощность звука в 200 дБ может быть смертельной.
Как видите, эту величину можно сравнить с разговором обычной «громкости». Именно этот уровень по СНиПу определен как приемлемый для дневного времени.Вообще, постоянное нахождение в шумном помещении сильно снижает способность воспринимать звуки. Мало того, оно приводит к расстройствам психики, сна, что негативно сказывается и на общем самочувствии. Поэтому шумные производства — зона риска. Чтобы хорошо себя чувствовать, просто необходимо время от времени находится если не при полной тишине, то при низком уровне шума.
Перевод децибелов в разы
Давайте попробуем сформулировать что такое децибел по-другому. Децибел — это логарифм соотношения двух величин.
Эта относительная величина, которая показывает во сколько одно значение больше или меньше другого (базового). «Во сколько раз» это нам понятно. Поэтому часто приходится переводить децибелы в разы и наоборот. Можно, конечно, посчитать, но проще пользоваться таблицей.
| дБ | Увеличение напряжения (силы тока) в разы | Увеличение мощности (энергетической составляющей) в разы | дБ | Увеличение напряжения (силы тока) в разы | Увеличение мощности (энергетической составляющей) в разы |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 1 | 28 | 25,12 | 631 |
| 1 | 1,12 | 1,26 | 29 | 28,17 | 794 |
| 2 | 1,26 | 1,59 | 30 | 31,64 | 1000 |
| 3 | 1,41 | 2 | 31 | 35,46 | 1257 |
| 4 | 1,59 | 2,51 | 32 | 39,84 | 1587 |
| 5 | 1,78 | 3,16 | 33 | 44,64 | 1993 |
| 6 | 2 | 2,98 | 34 | 48,08 | 2312 |
| 7 | 2,24 | 5,01 | 35 | 56,82 | 3165 |
| 8 | 2,51 | 6,31 | 36 | 63,29 | 4006 |
| 9 | 2,82 | 7,94 | 37 | 70,92 | 5030 |
| 10 | 3,16 | 10 | 38 | 79,36 | 6298 |
| 11 | 3,55 | 12,59 | 39 | 89,29 | 7973 |
| 12 | 3,98 | 15,85 | 40 | 100 | 10000 |
| 13 | 4,47 | 19,96 | 41 | 112,23 | 12596 |
| 14 | 5,01 | 25,12 | 42 | 125,94 | 15861 |
| 15 | 5,62 | 31,65 | 43 | 141,24 | 19949 |
| 16 | 6,31 | 39,84 | 44 | 158,48 | 25116 |
| 17 | 7,08 | 48,08 | 45 | 177,94 | 31663 |
| 18 | 7,94 | 63,59 | 46 | 199,60 | 39840 |
| 19 | 8,91 | 79,36 | 47 | 223,71 | 50046 |
| 20 | 10 | 100 | 48 | 251,26 | 63132 |
| 21 | 11,22 | 125,94 | 49 | 281,69 | 79349 |
| 22 | 12,59 | 158,48 | 50 | 316,5 | 100 000 |
| 23 | 14,12 | 199,60 | 60 | 1 000 | 1 000 000 |
| 24 | 15,85 | 251,26 | 70 | 3165 | 10 000 000 |
| 25 | 17,79 | 316,50 | 80 | 10 000 | 100 000 000 |
| 26 | 19,96 | 398,4 | 90 | 31650 | 1 000 000 000 |
| 27 | 22,37 | 500,42 | 100 | 100 000 | 10 000 000 000 |
Как видите, чтобы напряжение увеличилось в три раза, мощность необходимо поднять в 10 раз.
Впечатляющая разница. Эта таблица позволяет точно понять связь между этими величинами.
Но сигналы и величины не только увеличиваются, они могут и снижаться. Следующая таблица дана для падения значений относительно эталона.
| дБ | Снижение напряжения (силы тока) в разы | Снижение мощности (энергетической составляющей) в разы | дБ | Снижение напряжения (силы тока) в разы | Снижение мощности (энергетической составляющей) в разы |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 1 | -8,0 | 0,398 | 0,159 |
| -0,1 | 0,989 | 0,977 | -9,0 | 0,355 | 0,126 |
| -0,2 | 0,977 | 0,955 | -10 | 0,316 | 0,1 |
| -0,3 | 0,966 | 0,933 | -11 | 0,282 | 0,0794 |
| -0,4 | 0,955 | 0,912 | -12 | 0,251 | 0,0631 |
| -0,5 | 0,944 | 0,891 | -13 | 0,224 | 0,0501 |
| -0,6 | 0,933 | 0,871 | -14 | 0,2 | 0,0398 |
| -0,8 | 0,912 | 0,832 | -15 | 0,178 | 0,0316 |
| -1,0 | 0,891 | 0,794 | -16 | 0,159 | 0,0251 |
| -1,5 | 0,841 | 0,708 | -18 | 0,126 | 0,0159 |
| -2,0 | 0,794 | 0,631 | -20 | 0,1 | 0,01 |
| -2,5 | 0,750 | 0,562 | -30 | 0,0316 | 0,001 |
| -3,0 | 0,668 | 0,501 | -40 | 0,01 | 0,0001 |
| -3,5 | 0,631 | 0,447 | -50 | 0,00316 | 0,00001 |
| -4,0 | 0,596 | 0,398 | -60 | 0,001 | 0,000001 |
| -4,5 | 0,562 | 0,355 | -70 | 0,000316 | 0,0000001 |
| -5,0 | 0,501 | 0,316 | -80 | 0,0001 | 0,00000001 |
| -6,0 | 0,501 | 0,251 | -90 | 0,0000316 | 0,000000001 |
| -7,0 | 0,447 | 0,2 | -100 | 0,00001 | 0,0000000001 |
Ослабление того или иного сигнала проще описывать в децибелах.
Простые цифры легче запоминаются. Но иногда надо знать и реальный уровень мощности. Для этого используют таблицы (перевод дБ в мкВ)
Перевод ослабления сигнала в дБ в микровольты мкВ
Перевод величин из децибелов в абсолютные значения и мощность
Радиоэлектроника, схемы, статьи и программы для радиолюбителей.- Схемы
- Аудио аппаратура
- Схемы транзисторных УНЧ
- Схемы интегральных УНЧ
- Схемы ламповых УНЧ
- Предусилители
- Регуляторы тембра и эквалайзеры
- Коммутация и индикация
- Эффекты и приставки
- Акустические системы
- Спецтехника
- Радиомикрофоны и жучки
- Обработка голоса
- Защита информации
- Связь и телефония
- Радиоприёмники
- Радиопередатчики
- Радиостанции и трансиверы
- Аппаратура радиоуправления
- Антенны
- Телефония
- Источники питания
- Блоки питания и ЗУ
- Стабилизаторы и преобразователи
- Защита и бесперебойное питание
- Автоматика и микроконтроллеры
- На микроконтроллерах
- Управление и контроль
- Схемы роботов
- Для начинающих
- Эксперименты
- Простые схемки
- Фабричная техника
- Усилители мощности
- Предварительные усилители
- Музыкальные центры
- Акустические системы
- Пусковые и зарядные устройства
- Измерительные приборы
- Компьютеры и периферия
- Аппаратура для связи
- Измерение и индикация
- Бытовая электроника
- Автомобилисту
- Охранные устройства
- Компьютерная техника
- Медицинская техника
- Металлоискатели
- Оборудование для сварки
- Узлы радиаппаратуры
- Разные схемы
- Аудио аппаратура
- Статьи
- Справочная информация
Что такое шум?
Шумы создаются звуковыми волнами, возникающими при расширении и сжатии в воздухе и других средах.
В системах кондиционирования и вентиляции шумы могут возникать и распространяться в воздухе, корпусах воздуховодов, передвигающихся по трубам жидкостях и т.д.Шумы могут иметь различную частоту и интенсивность.
Скорость распространения звука
Шум распространяется с гораздо меньшей скоростью, чем световые волны. Скорость звука в воздухе — примерно 330 м/с. В жидкостях и твердых телах скорость распространения шума выше, она зависит от плотности и структуры вещества.Пример: скорость звука в воде равна 1.4 км/с, а в стали — 4.9 км/с.
Частота шума
Основной параметр шума — его частота (число колебаний в секунду). Единица измерения частоты — 1 герц (Гц), равный 1 колебанию звуковой волны в секунду.Человеческий слух улавливает колебания частот от 20 Гц до 20000Гц. При работе систем кондиционирования учитывают обычно спектр частот от 60 до 4000Гц.
Для физических расчетов слышимая полоса частот делится на 8 групп волн. В каждой группе определена средняя частота: 62 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2 кГц, 4 кГц и 8 кГц.
Любой шум раскладывается по группам частот, и можно найти распределение звуковой энергии по различным частотам.
Мощность звука
Мощность звука какой-либо установки — это энергия, которая выделяется установкой в виде шума за единицу времени. Измерять силу шума в стандартных единицах мощности неудобно, т.к. спектр звуковых частот очень широк, и мощность звуков отличается на много порядков.Пример: сила шума при поступлении в помещение воздуха под низким давлением равна одной стомиллиардной ватта, а при взлете реактивного самолета сила шума достигает 1000 Вт.
Поэтому уровень мощности звука измеряют в логарифмических единицах — децибелах (дБ). В децибелах сила шума выражается двух- или трехзначными числами, что удобно для расчетов.
Уровень мощности звука в дБ — функция отношения мощности звуковых волн возле источника шума к нулевому значению W0, равному 10-12Вт. Уровень мощности рассчитывается по формуле:
Lw = 10lg(W/W0)
Пример: если мощность звука вблизи источника равна 10 Вт, то уровень мощности составит 130 дБ, а если мощность звука равна 0.
001 Вт, то уровень мощности — 90 дБ.
Мощность звука и уровень мощности независимы от расстояния до источника шума. Они связаны лишь с параметрами и режимом работы установки, поэтому важны для проектирования и сравнения различных систем кондиционирования и вентиляции.
Уровень мощности нельзя измерить непосредственно, он определяется косвенно специальным оборудованием.
Уровень давления
как перевести из дБм в дБ? (часть 2)
На многих форумах люди задают вопрос: как перевести из дБ в дБм?
Как было показано выше, преимущество логарифмической шкалы очевидно в случае, когда мы исследуем во сколько раз значение одной величины больше или меньше другой.
Например, потери на элементе ВОЛС (в сплиттере, в ОВ или механическом соединителе) определяются соотношением:
где P1 и P2 – мощности сигнала соответственно на входе и выходе элемента, выраженные в Вт, мВт (mВт, милливатт) или мкВт (μВт, микроватт).
Помимо дБ, существует еще одна похожая логарифмическая единица измерения – дБм. В отличие от дБ, которые характеризуют потери (во сколько раз уменьшается мощность оптического сигнала) или усиление (во сколько раз увеличивается мощность оптического сигнала), дБм показывают уровень мощности сигнала, относительно опорной мощности равной 1 мВт.
Перевод мощности сигнала из мВт в логарифмическую шкалу – дБм, производится измерителем оптического излучения по формуле
(2.1)
где P0=1 мВт – абсолютный нулевой уровень, рекомендованный МСЭ-Т (международным союзом электросвязи, сектором стандартизации). Буква «м», добавленная после дБ, означает, что в качестве опорного уровня мощности взят 1 мВт. Если качестве опорного уровня мощности взять 1 мкВт, то обозначение будет иметь вид дБмк. В англоязычной литературе часто dBm обозначают dBmW, (переводя на рус. – дБмВт), акцентируя внимание на то, что дБ взят по мощности, а не по напряжению или току.
Для сокращения записи обычно Вт опускают, и остается просто дБм.
Может возникнуть вопрос, зачем мощность сигнала переводить в дБм? Ответ очевиден – чтобы можно было при расчетах оперировать с дБ и в результате возникающих в линии связи (проводной или беспроводной) потерь и усилений сигнала вычислить его уровень на входе приемника.
Хорошо, почему тогда в качестве опорного уровня принят 1 мВт, не проще было бы взять P0=1 Вт и уровень сигнала отображать также в дБ? Согласно ОСТ 45.159-2000, децибел – это логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений. Поэтому уровень сигнала также можно выражать в дБ, только в этом случае, по-видимому, чтобы не путать уровень сигнала с потерями используют обозначение дБВт (англ. dBW)
(2.2)
Обратное преобразование из дБВт в Вт осуществляется по следующей формуле:
Почему в качестве опорного уровня принят 1 мВт? Честно говоря, ответ на этот вопрос нигде не встречается.
На наш взгляд это значение используется в силу следующих обстоятельств.
Единица измерения дБм используется в радиотехнике, СВЧ-технике и волоконно-оптических системах передачи в качестве удобной меры уровня мощности сигнала. При выражении величины мощности в дБм в качестве нулевого отсчета берется опорная мощность P0=1 мВт, т.е. сигнал с мощностью P=1 мВт соответствует 0 дБм. В радиосвязи и ВОЛС используются сигналы, мощность которых лежит приблизительно как раз в районе 1 мВт. Например, при организации с помощью ноутбуков беспроводной локальной сети типичная мощность излучаемого радиосигнала составляет 32 мВт. В оптическом канале максимальная мощность ограничена, с одной стороны, возможностью возникновения нелинейных эффектов, с другой – соображениями лазерной безопасностью. Лазером в 500мВт можно ослепить летчика самолета. Максимальная мощность группового оптического сигнала в интерфейсе MRI-SM не должна превышать 50 мВт (уровень мощности P0max = 17 дБм).
Выходная мощность генераторов сигнала простирается обычно от -140 дБм до +20 дБм или от 0,01 фВт (фемто Ватт) до 0,1 Вт. Базовые станции сотовой связи осуществляют передачу сигналов примерно на уровне +43 dBm или 20 Вт. Уровень сигнала мобильных телефонов лежит в пределах от +10 дБм до +33 дБм или от 10 мВт до 2 Вт. Вещательные передатчики работают в пределах от +70 дБм до +90 дБм или от 10 кВт до 1 МВт.
В связи с этим, если бы мы для отображения уровня сигнала использовали дБВт, то нам пришлось бы работать с отрицательными величинами: 1 мВт соответствует минус 30 дБВт, 50 мВт соответствует минус 13 дБВт. Очевидно, это вызывает некоторую путаницу – большая мощность соответствует меньшему уровню сигнала. Таким образом, выражение уровня мощности в дБм в системах телекоммуникаций в большинстве случаев является более удобным, нежели дБВт.
Возможно также, что выбор опорной мощности в 1 мВт появился в результате следующих обстоятельств. Исторически сложилось в качестве действующего значения опорного напряжения в канале передачи брать 0.
775 В (из ранних телефонных стандартов), а в качестве нагрузки 600 Ом (сопротивление катушек приемного электромагнита у аппарата Морзе). В этом случае рассеиваемая мощность на нагрузке будет составлять 1 мВт.
-
Довольно часто, наравне с децибелами применяются неперы. Непер – логарифмическая величина (натуральный логарифм безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную). Своё название данная единица получила в честь математика, «изобретателя логарифмов» Джона Непера.
-
Децибел не является официальной единицей в системе единиц СИ, хотя по решению Генеральной конференции по мерам и весам допускается его применение без ограничений совместно с СИ, а Международная палата мер и весов рекомендовала включить его в эту систему.
-
При некотором навыке операции с децибелами вполне реально выполнять в уме.
Для этого полезно помнить следующие взаимосвязи:
Для этого полезно помнить следующие взаимосвязи:1 дБ – в 1.25 раза,
3 дБ – в 2 раза,
10 дБ – в 10 раз.
Отсюда, раскладывая «более сложные значения» на «составные», получаем:
6 дБ = 3 дБ + 3 дБ – в 2·2 = в 4 раза,
12 дБ = 4 · (3 дБ) – в 24 = в 16 раз
а также:
13 дБ = 10 дБ + 3 дБ – в 10·2 = в 20 раз,
20 дБ = 10 дБ + 10 дБ – в 10·10 = в 100 раз,
и т.д.
Децибел — Студопедия
Единицы измерения, параметры звуковых сигналов
Влияние акустических факторов
На АЧХ звуковой системы оказывает влияние среда, в которой она работает. Если они используются на открытом пространстве, то важными факторами являются ветер, температура и поглощение звуков воздухом. Ветер может отклонять распространяющуюся звуковую волну, а порывистый ветер — модулировать звук.
Под действием перепада температур звук также может отклоняться, причем в большей степени, чем при ветре. Воздух поглощает в основном волны с высокими частотами, так как мощность высокочастотных волн рассеивается быстрее, чем низкочастотных. Вот почему удаленные звуки мы воспринимаем приглушенными. Степень поглощения высокочастотной части спектра звуковой волны в воздухе зависит от относительной влажности воздуха.
Основными факторами, которые влияют на АЧХ системы, работающей внутри помещения, являются отражения от стен, потолка и пола, а также резонанс комнаты. Отражения не только вызывают реверберацию, но могут приводить к подавлению определенных частот (на АЧХ это проявляется в виде уменьшения уровня сигнала). Все эти эффекты придают звуку определенную окраску.
Одна из самых распространенных единиц измерения, применяемая в аудиотехнике называется «децибел» и обозначается «дБ». В децибелах выражают уровень и мощность звуковых сигналов.
Приставка «деци» применяется для обозначения дольных единиц, равных 1/10 от исходных.
Соответственно, децибел — это 1/10 Бела (единица измерения, названная в честь Александра Грэма Белла). Белл определяется, как логарифм отношения электрических, акустических или других мощностей:
Бел = log (P1/P0), дБ = 10log (P1/P0).
Чувствительность слуха человека к громкости звуковых сигналов носит логарифмической характер, поэтому их мощность, выраженная в децибелах, точнее отражает наше восприятие звуков.
Пример. Чему равно в децибелах отношение мощностей 2 Вт и 1 Вт?
дБ = 10 log (P1/P0) = 10log (2/1) = 10 log 2 = 3,01 = 3.
Пример. Чему равно в децибелах отношение мощностей 100 Вт и 10 Вт?
дБ = 10 log (P1/P0) =10 log (100/10) = 10 log 10 = 10 · 1 = 10.
Таким образом, двухкратное увеличение или уменьшение мощности всегда соответствует 3 дБ, а десятикратное увеличение или уменьшение мощности — 10 дБ.
Децибеллы используются и для характеристики отношений напряже- ний. Мощность пропорциональна квадрату напряжения, поэтому:
дБV = 20 log (E1/E0),
где E0 и E1 — значения напряжения.
Если при двухкратном увеличении мощности всегда происходит ее возрастание на 3 дБ, то двухкратное увеличение напряжения всегда соответствует его возрастанию на 6 дБ.
Десятикратное увеличение мощности соответствует 10 дБ, а десятикратное возрастание напряжение — 20 дБ.
Почему же десятикратное увеличение мощности соответствует 10 дБ, а десятикратное увеличение напряжения — 20 дБ? Давайте рассчитаем реальную мощность, которая рассеивается на нагрузке 8 Ом при подаче на нее напряжения 100 V.
Уравнение для мощности имеет вид: P= E2/R,
т. е. мощность пропорциональна квадрату напряжения, поэтому при удвоении напряжения, мощность будет увеличиваться в четыре раза. Подставим в это уравнение два значения напряжения — 10 и 100 V.
P1= 102/8 = 100/8 = 12,5 Вт.
P2 = 1002/8 = 10000/8 = 1250 Вт.
При увеличении напряжения в 10 раз мощность возрастет в 100 раз. Теперь определим отношение P1/P2 в децибелах:
дБ (Вт) = 10 log (P1/P2) = 10 log (1250/12,5) = 10 log (100) = 10 · 2 = 20 дБ.
Как видите, несмотря на то, что 100 V в 10 раз превышает 10 V, когда мы возвращаемся к значениям мощности, из которых получено отношение в дБ, оказывается, что оно равно 20 дБ. Поэтому и множитель, который стоит перед логарифмом в уравнении для определения относительного напряжения в децибелах, в два раза больше. В уравнении для нахождения относительной силы тока в дБ также стоит множитель 20.
Если принять, что P0 равно 1 Вт, то из уравнения дБ = 10 log (P1/P0) можно получить значения, приведенные в табл. 4.1.1.
Таблица 4.1.1 Значение больших мощностей в Вт и в дБ
| Мощность P1, Вт | дБ |
Данные этой таблицы наглядно иллюстрируют то, насколько удобно использовать дБ для выражения относительных уровней мощности: величина, равная всего 50 дБ, позволяет заменить отношение 100 000:1.
Значения малых мощностей в Вт и в дБ приведены в табл. 4.1.2.
Таблица 4.1.2 Значения малых мощностей в Вт и в дБ
| Мощность P1, Вт | дБ |
| 1,25 | |
| 1,6 | |
| 2,5 | |
| 3,15 | |
| 6,3 | |
В децибелах всегда выражается только относительная мощность. Использование этих единиц для описания абсолютных величин не имеет смысла. Но, если указано, что опорный уровень сигнала равен 0 дБ, то для характеристики устройства достаточно привести только значение мощности в дБ (оно может быть положительное или отрицательное).
Чтобы проиллюстрировать сказанное, приведем несколько примеров записи спецификации.
Пример А. «Максимальный уровень сигнала на выходе микшерного пульта составляет +20 дБ».
Такая формулировка лишена смысла, так как в ней не указано нулевое опорное значение.
Пример Б. «Максимальный уровень сигнала на выходе микшерного пульта составляет 20 дБ выше 1 мВт».
Здесь сообщается о том, что микшерный пульт может выдавать на некоторую нагрузку сигнал мощностью 100 мВт (0,1 Вт). Это следует из приведенного значения максимального уровня сигнала 20 дБ: 10 дБ из них соответствуют десятикратному увеличению мощности от 1 мВт до 10 мВт, а еще 10 дБ — десятикратному увеличению мощности от 10 мВт до 100 мВт.
Использование API таблиц Azure Cosmos DB и хранилища таблиц Azure с использованием Python
-
000Z» data-article-date-source=»ms.date»> 23.07.2020 - 7 минут на чтение
В этой статье
ПРИМЕНЯЕТСЯ К: Таблица API
Подсказка
Содержимое этой статьи относится к хранилищу таблиц Azure и API таблиц Azure Cosmos DB. API таблиц Azure Cosmos DB — это расширенное предложение для хранилища таблиц, которое предлагает таблицы с оптимизированной пропускной способностью, глобальное распространение и автоматические вторичные индексы.
Хранилище таблиц Azure и Azure Cosmos DB — это службы, которые хранят структурированные данные NoSQL в облаке, предоставляя хранилище ключей / атрибутов без схемы. Поскольку хранилище таблиц и Azure Cosmos DB не имеют схемы, ваши данные легко адаптировать по мере развития потребностей вашего приложения. Доступ к хранилищу таблиц и данным табличного API является быстрым и экономичным для многих типов приложений и, как правило, дешевле, чем традиционный SQL для аналогичных объемов данных.
Вы можете использовать хранилище таблиц или Azure Cosmos DB для хранения гибких наборов данных, таких как пользовательские данные для веб-приложений, адресные книги, информация об устройстве или другие типы метаданных, которые требуются вашей службе.Вы можете хранить любое количество сущностей в таблице, а учетная запись хранения может содержать любое количество таблиц, вплоть до ограничения емкости учетной записи хранения.
Об этом образце
В этом примере показано, как использовать пакет SDK таблиц Azure Cosmos DB для Python в распространенных сценариях хранения таблиц Azure. Название пакета SDK указывает на то, что он предназначен для использования с Azure Cosmos DB, но он работает как с Azure Cosmos DB, так и с хранилищем таблиц Azure, каждая служба просто имеет уникальную конечную точку. Эти сценарии исследуются с использованием примеров Python, которые показывают, как:
- Создание и удаление таблиц
- Вставка и запрос сущностей
- Изменить объекты
При работе со сценариями в этом примере вы можете обратиться к справочнику по пакету SDK для Azure Cosmos DB для Python API.
Предварительные требования
Для успешного заполнения этого образца вам потребуется следующее:
Создание учетной записи службы Azure
Вы можете работать с таблицами, используя хранилище таблиц Azure или Azure Cosmos DB. Чтобы узнать больше о различиях между предложениями таблиц в этих двух сервисах, см. Статью «Предложения таблиц». Вам нужно будет создать учетную запись для службы, которую вы собираетесь использовать. В следующих разделах показано, как создать хранилище таблиц Azure и учетную запись Azure Cosmos DB, однако вы можете просто использовать одну из них.
Создание учетной записи хранения Azure
Самый простой способ создать учетную запись хранения Azure — использовать портал Azure. Дополнительные сведения см. В разделе Создание учетной записи хранения.
Вы также можете создать учетную запись хранения Azure с помощью Azure PowerShell или Azure CLI.
Если вы предпочитаете не создавать учетную запись хранения на данном этапе, вы также можете использовать эмулятор хранения Azure для запуска и тестирования кода в локальной среде.
Дополнительные сведения см. В разделе Использование эмулятора хранилища Azure для разработки и тестирования.
Создание учетной записи API таблиц Azure Cosmos DB
Инструкции по созданию учетной записи API таблиц Azure Cosmos DB см. В разделе Создание учетной записи базы данных.
Установите пакет SDK таблиц Azure Cosmos DB для Python
После создания учетной записи хранения следующим шагом будет установка пакета SDK таблиц Microsoft Azure Cosmos DB для Python. Дополнительные сведения об установке SDK см. В файле README.rst в репозитории Cosmos DB Table SDK для Python на GitHub.
Импортировать классы TableService и Entity
Для работы с сущностями в службе таблиц Azure в Python используются классы TableService и Entity. Добавьте этот код в верхнюю часть вашего файла Python, чтобы импортировать оба:
из azure.cosmosdb.table.tableservice import TableService
из azure.cosmosdb.table.models import Entity
Подключение к службе таблиц Azure
Чтобы подключиться к службе таблиц хранилища Azure, создайте объект TableService и передайте имя своей учетной записи хранения и ключ учетной записи.
Замените myaccount и mykey именем своей учетной записи и ключом.
table_service = TableService (account_name = 'myaccount', account_key = 'mykey')
Подключение к Azure Cosmos DB
Чтобы подключиться к Azure Cosmos DB, скопируйте основную строку подключения с портала Azure и создайте объект TableService, используя скопированную строку подключения:
table_service = TableService (connection_string = 'DefaultEndpointsProtocol = https; AccountName = myaccount; AccountKey = mykey; TableEndpoint = myendpoint;')
Создать таблицу
Вызов create_table для создания таблицы.
table_service.create_table ('таблица задач')
Добавить сущность в таблицу
Чтобы добавить сущность, вы сначала создаете объект, представляющий вашу сущность, а затем передаете объект методу TableService.insert_entity. Объект сущности может быть словарем или объектом типа Entity и определяет имена и значения свойств вашей сущности.
Каждая сущность должна включать обязательные свойства PartitionKey и RowKey в дополнение к любым другим свойствам, которые вы определяете для этой сущности.
В этом примере создается объект словаря, представляющий сущность, затем передается его методу insert_entity для добавления в таблицу:
task = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '001',
'description': 'Вынести мусор', 'priority': 200}
table_service.insert_entity ('таблица задач', задача)
В этом примере создается объект Entity, который затем передается методу insert_entity для добавления в таблицу:
задача = Сущность ()
задача.PartitionKey = 'задачиСиэтл'
task.RowKey = '002'
task.description = 'Помыть машину'
task.priority = 100
table_service.insert_entity ('таблица задач', задача)
PartitionKey и RowKey
Необходимо указать свойство PartitionKey и RowKey для каждой сущности. Это уникальные идентификаторы ваших сущностей, поскольку вместе они образуют первичный ключ сущности.
Вы можете запросить, используя эти значения, намного быстрее, чем вы можете запросить любые другие свойства объекта, поскольку индексируются только эти свойства.
Служба таблиц использует PartitionKey для интеллектуального распределения сущностей таблиц по узлам хранения. Сущности с одинаковым ключом PartitionKey хранятся на одном узле. RowKey — уникальный идентификатор объекта в разделе, которому он принадлежит.
Обновить объект
Чтобы обновить все значения свойств объекта, вызовите метод update_entity. В этом примере показано, как заменить существующий объект обновленной версией:
task = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '001',
'description': 'Вынести мусор', 'priority': 250}
столовый сервиз.update_entity ('таблица задач', задача)
Если обновляемый объект еще не существует, операция обновления завершится ошибкой. Если вы хотите сохранить сущность, существует она или нет, используйте insert_or_replace_entity.
В следующем примере первый вызов заменит существующую сущность. Второй вызов вставит новую сущность, поскольку в таблице нет сущности с указанными PartitionKey и RowKey.
# Заменить ранее созданную сущность
task = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '001',
'description': 'Вынести мусор еще раз', 'priority': 250}
столовый сервиз.insert_or_replace_entity ('таблица задач', задача)
# Вставить новую сущность
task = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '003',
'description': 'Купить моющее средство', 'priority': 300}
table_service.insert_or_replace_entity ('таблица задач', задача)
Подсказка
Метод update_entity заменяет все свойства и значения существующей сущности, которые вы также можете использовать для удаления свойств из существующей сущности. Вы можете использовать метод merge_entity для обновления существующей сущности новыми или измененными значениями свойств без полной замены сущности.
Изменить несколько объектов
Чтобы обеспечить атомарную обработку запроса службой таблиц, вы можете отправить несколько операций вместе в пакете.
Во-первых, используйте класс TableBatch, чтобы добавить несколько операций в один пакет. Затем вызовите TableService.commit_batch, чтобы выполнить операции в виде атомарной операции. Все объекты, подлежащие пакетному изменению, должны находиться в одном разделе.
В этом примере в пакет складываются две сущности:
из лазурного цвета.cosmosdb.table.tablebatch импорт TableBatch
batch = TableBatch ()
task004 = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '004',
'description': 'Сходите за продуктами', 'priority': 400}
task005 = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '005',
'description': 'Уберите ванную комнату', 'priority': 100}
batch.insert_entity (task004)
batch.insert_entity (task005)
table_service.commit_batch ('таблица задач', пакет)
Пакеты также могут использоваться с синтаксисом диспетчера контекста:
task006 = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '006',
'description': 'Сходите за продуктами', 'priority': 400}
task007 = {'PartitionKey': 'tasksSeattle', 'RowKey': '007',
'description': 'Уберите ванную комнату', 'priority': 100}
с table_service. партия ('таблица задач') как партия:
batch.insert_entity (task006)
batch.insert_entity (task007)
партия ('таблица задач') как партия:
batch.insert_entity (task006)
batch.insert_entity (task007)
Запрос объекта
Чтобы запросить объект в таблице, передайте его PartitionKey и RowKey методу TableService.get_entity.
задача = table_service.get_entity ('tasktable', 'tasksSeattle', '001')
печать (описание задачи)
печать (приоритет задачи)
Запросить набор сущностей
Вы можете запросить набор сущностей, указав строку фильтра с параметром filter .Этот пример находит все задачи в Сиэтле, применяя фильтр к PartitionKey:
задачи = table_service.query_entities (
'tasktable', filter = "PartitionKey eq 'tasksSeattle'")
для задачи в задачах:
печать (описание задачи)
печать (приоритет задачи)
Запросить набор свойств объекта
Вы также можете ограничить, какие свойства возвращаются для каждой сущности в запросе. Этот метод, называемый проекцией , уменьшает полосу пропускания и может улучшить производительность запросов, особенно для больших объектов или наборов результатов.
Используйте параметр select и передайте имена свойств, которые вы хотите вернуть клиенту.
Запрос в следующем коде возвращает только описания сущностей в таблице.
Примечание
Следующий фрагмент работает только с хранилищем Azure. Эмулятор хранения не поддерживает.
задачи = table_service.query_entities (
'tasktable', filter = "PartitionKey eq 'tasksSeattle'", select = 'description')
для задачи в задачах:
печать (задача.описание)
Удалить объект
Удалите объект, передав его PartitionKey и RowKey методу delete_entity.
table_service.delete_entity ('tasktable', 'tasksSeattle', '001').
Удалить таблицу
Если вам больше не нужна таблица или какие-либо объекты в ней, вызовите метод delete_table, чтобы окончательно удалить таблицу из хранилища Azure.
table_service.delete_table ('таблица задач')
Следующие шаги
Расширенное использование — TinyDB 4. 3.0 документация
3.0 документация Запросы
Итак, давайте начнем с богатого набора запросов TinyDB. Есть два основных способа создания запросов. Первый напоминает синтаксис популярных инструментов ORM:
>>> из запроса импорта tinydb >>> Пользователь = Запрос () >>> db.search (User.name == 'John')
Как видите, мы сначала создаем новый объект Query, а затем используем его для указания какие поля проверять. Так же просто искать вложенные поля:
>>> дб.поиск (User.birthday.year == 1990)
Не все поля могут быть доступны таким образом, если имя поля не является допустимым Python идентификатор. В этом случае вы можете переключиться на нотацию индексации массива:
>>> # Это недопустимый синтаксис Python: >>> db.search (User.country-code == 'foo') >>> # Используйте вместо этого: >>> db.search (Пользователь ['код страны'] == 'foo')
Второй, традиционный способ построения запросов:
>>> из импорта tinydb где >>> дб.
поиск (где ('поле') == 'значение')
Использование , где ('поле') — сокращение для следующего кода:
>>> db.search (Query () ['поле'] == 'значение')
Доступ к вложенным полям с помощью этого синтаксиса можно осуществить следующим образом:
>>> db.search (где ('день рождения'). Год == 1900)
>>> db.search (где ('день рождения') ['год'] == 1900)
Расширенные запросы
В «Приступая к работе» вы узнали об основных сравнениях
( == , <, > ,…).В дополнение к этому TinyDB поддерживает следующие
запросов:
>>> # Наличие поля: >>> db.search (User.name.exists ())
>>> # Регулярное выражение:
>>> # Полный элемент должен соответствовать регулярному выражению:
>>> db.search (User.name.matches ('[aZ] *'))
>>> # Поиск 'John' без учета регистра:
>>> импорт ре
>>> db.search (User.name.matches ('John', flags = re.IGNORECASE))
>>> # Любая часть элемента должна соответствовать регулярному выражению:
>>> дб. поиск (User.name.search ('b +'))
поиск (User.name.search ('b +'))
>>> # Пользовательский тест: >>> test_func = lambda s: s == 'Джон' >>> db.search (User.name.test (test_func))
>>> # Пользовательский тест с параметрами: >>> def test_func (val, m, n): >>> return m <= val <= n >>> db.search (User.age
PHP: db2_tables - Руководство
(PECL ibm_db2> = 1.0.0)
db2_tables - Возвращает набор результатов, в котором перечислены таблицы и связанные метаданные в базе данных.
Описание
db2_tables (ресурс $ подключение , строка $ квалификатор =?
, строка $ схема =?
, строка $ имя-таблицы =?
, строка $ тип таблицы =?
): ресурс
Параметры
-
соединение Допустимое соединение с базой данных IBM DB2, Cloudscape или Apache Derby.
-
квалификатор Квалификатор для баз данных DB2, работающих на серверах OS / 390 или z / OS.
За
другие базы данных, передайте nullили пустую строку.-
схема Схема, содержащая таблицы. Этот параметр принимает шаблон поиска, содержащий
_и%как подстановочные знаки.-
имя-таблицы Название таблицы. Этот параметр принимает шаблон поиска содержащие
_и%в качестве подстановочных знаков.-
настольный Список идентификаторов типов таблиц, разделенных запятыми. Чтобы соответствовать всей таблице типы, передайте
nullили пустую строку.Действительные идентификаторы типа таблицы включают: АЛИАС, ТАБЛИЦА ИЕРАРХИИ, НЕОПЕРАЦИОННЫЙ ПРОСМОТР, НИКНЕЙМ, МАТЕРИАЛИЗИРОВАННАЯ ТАБЛИЦА ЗАПРОСОВ, СИСТЕМНАЯ ТАБЛИЦА, ТАБЛИЦА, ТИПОВАЯ ТАБЛИЦА, ТИПОВОЙ ВИД, и ПРОСМОТР.
За
другие базы данных, передайте 
Возвращаемые значения
Возвращает ресурс оператора с набором результатов, содержащим строки, описывающие таблицы, соответствующие указанным параметрам. Строки состоят из следующие столбцы:
| Имя столбца | Описание |
|---|---|
| TABLE_CAT | Каталог, содержащий таблицу.Значение null , если
в этой таблице нет каталогов. |
| ТАБЛИЦА_SCHEM | Имя схемы, содержащей таблицу. |
| TABLE_NAME | Имя таблицы. |
| TABLE_TYPE | Идентификатор типа таблицы для таблицы. |
| ЗАМЕЧАНИЯ | Описание таблицы. |
