Decibel (dB)

Decibel (dB), namelijk een tiende bel, is in 1922 ingevoerd als eerbetoon aan de uitvinder van de telefoon Alexander Graham Bell. Waarom is deze eenheid ingevoerd? Uiteraard gaat het om vereenvoudiging en vergemakkelijking van berekeningen. In de elektronica, telecommunicatie en akoestiek wordt bijzonder vaak gewerkt met extreem grote, bijzonder kleine of grote verschillen tussen getallen met een grote hoeveelheid nullen. Het uitvoeren van bewerkingen met deze getallen kan gecompliceerd zijn, daarom zijn decibels bijzonder nuttig. Het is van belang te weten dat de decibel geen zelfstandige eenheid is, zoals bv. de volt (spanning) of ampère (stroom). Het is een methode om het verband tussen twee waarden te presenteren.

We moeten ons ervan bewust zijn dat er relatieve en absolute niveaus zijn.

1. Relatieve niveaus – de verhouding tussen twee spanningen, stromen, vermogens, geluidsniveaus, etc., waarvoor geen enkele referentiewaarde (punt) is gedefinieerd.

Voor verhoudingen tussen spanningen, stromen gebruiken we de formule:

Voor verhoudingen tussen vermogens gebruiken we de formule:

Voorbeeld
De amplitude van de spanning voor de versterker bedraagt 20 mV (U1) en na versterking bereikt hij de waarde 3 V (U2), dus we berekenen de versterking in dB als volgt:

Onthoud!
Wanneer U2 groter is dan U1 (analoog P2 > P1), hebben we te maken met versterking van het signaal.
Wanneer U2 echter kleiner is dan U1 (analoog P2 < P1), hebben we te maken met demping van het signaal.

Tab. 1. Snelle berekening van typerende waarden voor versterking en demping

2. Absolute niveaus – de verhouding tussen twee spanningen, stromen, vermogens, geluidsniveaus, etc., uitgedrukt in relatie tot de betreffende referentiewaarde. Onthoud hierbij altijd dat het niveau 0 dB overeenkomt met deze referentiewaarde.

Voor verhoudingen tussen spanningen, stromen gebruiken we de formule:

Voor verhoudingen tussen vermogens gebruiken we de formule:

(ref) – referentiewaarde

Dit ziet er als volgt uit: wanneer de referentiewaarde een vaste waarde is, dan is zij het absolute referentieniveau, en in deze gevallen wordt aan de aanduiding dB extra informatie toegevoegd, bv. dBm, dBuV.

Zo is bv. dBm een vermogenseenheid, met een referentiewaarde van 1 mW (één milliwatt). Uitgedrukt in dB informeert hij ons hoeveel kleiner of groter dat vermogen is dan 1 mW. Het niveau 0 dB komt uiteraard overeen met 1 mW.

Voorbeeldwaarden

0,001 mW = –30 dBm
0,1 mW = –10 dBm
0,5 mW = –3 dBm
10 mW = 10 dBm
100 mW = 20 dBm

dBW – absolute eenheid voor vermogensniveau ten opzichte van het vermogen 1 W
dBV – absolute eenheid voor spanningsniveau ten opzichte van de spanning 1 V
dBμV – absolute eenheid voor spanningsniveau ten opzichte van de spanning 1 μV
dBi – eenheid voor antenneversterking ten opzichte van een isotrope antenne
dBd – eenheid voor antenneversterking ten opzichte van een halve golflengte dipool