Vymezení pojmů:

Systém měření decibelů

V praxi není často nutné převádět výsledky měření na decibely, což poněkud usnadňuje vysvětlení jednotky měření. Většina moderních měřicích a testovacích zařízení umožňuje zobrazit výsledky přímo v decibelech. Složité matematické výpočty tak nejsou nutné. Nicméně základní vysvětlení systému měření v decibelech je nezbytné pro pochopení hodnot v decibelech, jako je například hodnota zesílení některých zařízení vyjádřená v decibelech.

Decibel je zlomek měrné jednotky zvané bel. Jeden decibel se rovná jedné desetině belu. Bel je jednotka měření vyjádřená jako logaritmický poměr dvou hodnot, např. hodnoty měřeného parametru na vstupu a výstupu zařízení. Těmito parametry mohou být výkon, napětí nebo proud. Nejčastěji se decibely používají při popisu poměru vstupního a výstupního výkonu. Odpovídající výraz má tvar:

Když se mluví o úrovni signálu v decibelech, ve skutečnosti se tím myslí porovnání naměřené úrovně signálu s referenční úrovní na logaritmické stupnici. Referenční úroveň je pro jistotu standardizována. Nejčastěji používanou referenční úrovní je signál o výkonu 1 miliwatt. V tomto případě je zkratka dBm nahrazena dBm, aby bylo zřejmé, že výkon měřeného signálu se vztahuje k referenční úrovni výkonu 1 mW. Když se tedy řekne, že úroveň signálu je +3 dBm, znamená to, že tato úroveň je o 3 dB vyšší než úroveň signálu 1 mW. Podobně úroveň signálu -3 dBm znamená, že tato úroveň je o 3 dB nižší než úroveň 1 mW. Bez ohledu na použitou jednotku, dBm nebo dB, znamená znaménko „+” (nebo žádné znaménko), že výstupní (měřená) úroveň signálu je vyšší než referenční úroveň, znaménko „−” znamená, že výstupní (měřená) úroveň signálu je nižší než referenční úroveň.

Užitečnost používání decibelů při vyjadřování výkonu signálu si můžete ověřit v následující tabulce. Například věta „signál se zvýšil o 50 dB” je jednodušší a srozumitelnější než těžkopádná věta „signál se zvýšil 100 000krát”. Základem systému jednotek decibelů je velikost zvýšení nebo snížení určované úrovně vzhledem k referenční úrovni, nikoliv však referenční úroveň samotná. Ať už se tedy vstupní výkon zvýší z 1 W na 100 W nebo z 1 000 W na 100 000 W, nárůst je 20 dB.

Příklady vyjádření poměru v decibelech a použití decibelů ve výpočtech

30 dB = 1 000krát,
3 dB = 2násobek ,
-3 dB = 0,5násobek

36 dB lze vypočítat takto: (30+3+3) dB = 1 000 · 2 · 2 = 4 000krát,
27 dB = (30 - 3) dB = 1 000 / 2 = 500krát.

Postup výpočtu pomocí referenční úrovně je stejný:

30 dBm = 1 000 · 1mW = 1W
60 dBm = 1 000 W
99 dBm = 8 000 000 W,

V tabulce jsou uvedeny některé užitečné poměry: