Décibel (dB)

Décibel (dB), un dixième de bel, a été introduit en 1922 en l'honneur de l'inventeur du téléphone Alexander Graham Bell. Pourquoi cette unité a-t-elle été introduite ? Il s’agit, bien sûr, de simplifier et de faciliter les calculs. En ce qui concerne l'électronique, la télécommunication, l'acoustique, on y utilise des différences énormes, très petites ou très grandes, de valeurs numériques qui se distinguent par un grand nombre de zéros. Comme l’utilisation de celles-ci peut être compliquée, des décibels sont bien utiles. Il est important que le décibel ne sont pas une entité indépendante, comme p.ex. un volt (tension) ou un ampère (courant). Ceci est une méthode de présentation de rapport entre les deux valeurs.

Nous devons être conscients qu'il existe des niveaux relatifs et absolus.

1. Niveaux relatifs – rapport de deux tensions, courants, puissances, niveau d'intensités acoustiques, etc. où aucune mesure (point) de référence n'est exprimée

La formule utilisée pour les rapports des tensions, des courants :

La formule utilisée pour les rapports des puissances :

Exemple
L'amplitude de tension avant l’amplification est de 20 mV (U1) et après l’amplification elle atteint la valeur de 3 V (U2), par conséquent, nous calculons l’amplification en dB:

N’oubliez pas!
Lorsque U2 est supérieure à U1 (similairement P2 > P1), le signal est amplifié.
Par contre, lorsque U2 est inférieure à U1 (similairement P2  

Tableau 1. Calculation rapide des valeurs classiques de l'amplification et de l'affaiblissement

2. Niveaux absolus – rapport de deux tensions, courants, puissances, niveau d'intensités acoustiques, etc. exprimé par rapport à une mesure de référence respective (valeur de référence). Il ne faut pas oublier que le niveau de 0 dB correspond à cette valeur (point) de référence.

La formule utilisée pour les rapports des tensions, des courants :

La formule utilisée pour les rapports des puissances :

(ref) – valeur de référence

Par conséquent, lorsque la valeur de référence a une valeur fixe, elle représente un niveau de référence absolu et dans ces cas-là, afin de déterminer dB on ajoute une information supplémentaire, p.ex. dBm, dBuV.

Pour simplifier, p.ex. un dBm est une unité de puissance qui est référée à 1 mW (un miliwatt). Exprimée en dB, elle nous informe comment cette puissance est inférieure ou supérieure à la puissance de 1 mW. Evidemment, 1 mW correspond au niveau de 0 dB.

Exemples de valeurs

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

dBW – unité de niveau absolu de puissance référé à la puissance de 1 W
dBV − unité de niveau absolu de tension référé à la tension de 1 V
dBμV – unité de niveau absolu de tension référé à la tension de 1 μV
dBi – unité de gain isotrope de l’antenne par rapport à l’antenne isotrope
dBd − unité de gain isotrope de l’antenne par rapport au doublet demi-onde