Jak zrozumieć decybele w audio-elektronice i ich wpływ na głośność?

Witam

Interesuję się już dość długo Audio-elektronika... lecz nie wiem jednej podstawowej rzeczy, jak łatwo zrozumieć i co to są "decybele"? słyszałem że jest to fizyczna jednostka ciśnienia powietrza, lecz nie rozumiem dlaczego w wieżach czasami głośność jest od -50 do 0 dB zaś w innych od 0 w górę... wiem że w głośnikach jest tak że im więcej dB tym jakby jest większa sprawność głośnika, że przykładowo na 2 głośniki podam moc 10W to ten który ma mniejszą sprawność np 89dB będzie grał o wiele ciszej od tego który ma np 96dB. Proszę wytłumaczcie mi co to tak na prawdę są te dB i jak to zrozumieć...

Za wszelką pomoc dziękuję

dB są jednostka ciśnienia akustycznego dokładniej "bel" ale że mały jest to dodano przedrostek deka - 10. Pisze na wzmacniaczach tak, dlatego że jeśli jest np od -50 do 0 to odczytujesz to tak że sygnał wchodzący na wzmacniacz o natężeniu 0dB przy ustawieniu na -50dB będzie tłumiony o 50dB a na 0 jak ustawisz będzie tłumiony o 0 dB. Jesli pisze od 0 do 40dB to znaczy że sygnał jest wzmacniany o tyle dB ile ustawisz. W dB jest łatwiej wyrazić poziom sygnału niż w Voltach poprostu. Dla sprzętu domowego norma jest 0dB dla estradowego bodaj +10dB dla broadcast +15dB rożnie to jest nie wiem dokładnie.

Dzięki teraz to wszystko rozumiem

Decybel jest ściślej rzecz biorąc logarytmiczną miarą stosunku dwóch wartości, nie koniecznie ciśnienia akustycznego.Może to być stosunek napięć (K[dB]=10log*U2/U1), mocy jak i ciśnień akustycznych.Stosuje się miary logarytmiczne z powodu bardzo dużego zakresu wyrażanych wielkości.Tak np. dla stosunku napięć = 100 jest to 40dB a dla =1000 jest to 60dB.Tak można wygodnie wyrazić bardzo różne stosunki wielkości.Ciśnienie akustyczne określa się też w dB i to jest już jednostka (a nie stosunek wielkości bez miana), a miara wygląda tak:
Przyjęto że progiem słyszalności jest natężenie dźwięku 10^-12 W/m^2.I tak np.log (1000000×Ppróg/Ppróg) = log (106×Ppróg/Ppróg) = log (106) = 60 dB oznacza że dźwięk jest milion razy silniejszy od progu słyszalności a log (1000000000×Ppróg/Ppróg) = log (109×Ppróg/Ppróg) = log (109) = 90 dB miliard razy.Efektywność głośnika definiuje się jako ciśnienie akustyczne mierzone w odległości 1m od osi membrany przy doprowadzonej mocy 1W i częstotliwości w paśmie przenoszenia głośnika.Warto zauważyć że zwiększenie efektywności głośnika o 3dB daje przyrost ciśnienia akustycznego taki jak dwukrotne zwiekszenie mocy doprowadzonej ze wzmacniacza.Wynika z tego dość imponujący rachunek.Weźmy 2 realne zestawy głośnikowe, domowy Hi-Fi o efektywności 86dB i gitarowy o efektywności 101dB.Teraz doprowadźmy do obydwóch moc 100W i policzmy jakiej mocy odpowiada ciśnienie akustyczne wytworzone przez ten 101dB w stosunku do tego 86dB
86dB -100W
89dB -200W
92dB -400W
95dB -800W
98dB -1600W
101dB -3200W
Z tego wychodzi że aby domowy zestaw zagrał tak głośno jak ten gitarowy przy 100W to trzeba doprowadzić moc 3,2KW!

W elektroakustyce przyjęło się że 0dBV to 0,7746V.To taka zaszłość historyczna z początków telekomunikacji, wynika to z tego że takie napięcie na obciążeniu 600Ω wydziela 1mW mocy co dawało w owych czasach wystarczającą słyszalność w słuchawce telefonicznej.W USA często przyjmuje się jako 0dBV napięcie 1V.W technice radiowej jako 0dB mV przyjmuje się 1mV co stanowi punkt odniesienia do określania siły sygnału, czułości, odstępu od szumu odbiorników (np. czułość -60dB oznacza 1uV).

Bardzo ciekawy temat, który przydałoby się przekleić i dodać wszystkie szczegóły mnie interesuje jeszcze np. efekt Dopplera, fala stojąca, czym są w rozumieniu akustycznym i jak się ich wystrzegać przy budowie kolumn. Przydałoby się rośniesz żeby te wszystkie informacje były zawarte w jednym poście, bo czytanie długich dyskusji jest bardzo męczące.
Wszystkim piszącym jestem wdzięczny za dzielenie się wiedzą jak i również autorowi, że poruszył ten temat.

Efekt dooplera. pójdź na nasyp kolejowy, wsłuchaj sie w nadjeżdżający pociag, wsłuchaj sie w moment w którym Cie mija, a następnie jak odjeżdża. Zauważysz to że gdy sie zbliża ma wyższy dźwięk gdy Cie mija ma trochę niższy - ten właściwy, a gdy odjeżdza to ma niższy.
Polega to na tym że zbliżajac sie skaraca sie fala dźwiękowa (wyższy ton) gdy Cie mija jest 1:1 gdy odjeżdza to sie wydłuża (ton niższy)

Decybele są to jednostki stosunków. Gdy trzeba ze sobą porównać dwie lub więcej liczb, które różnią się o siebie o bardzo małe albo bardzo duże rzędy wielkości powiedzmy między 1 a 10000W 0,0001Pa a 1 Pa ciśnienia akustycznego, miedzy mocą akustyczną w W, miedzy natężeniem dźwięku w W/m^2 , między napięciami 0,001V a 1,3V między 1/100000 W a 1/100001 W między wzmocnieniami 1V/V a 100V/V lub 1A/A lub 0,00001A itp

Decybele są bardzo wygodne w przypadku wzmocnień. powiedzmy mamy 10 wzmacniaczy jeden do drugiego wpięty i maja wzmocnienia 1x 100x 43x 0,5x 8x 100x... W tym przypadku wzmocnienie końcowe jest iloczynem wszystkiego. A gdy stosunki przeliczymy na decybele to wystarczy pododawać arytmetycznie decybele.

Przydają się też w przypadku badań hałasu. Bo ucho słyszy różnice logarytmicznie.

Istotą decybeli są logarytmy i podstawniki 10 lub 20 przed logarytmami dziesiętnymi.

Ciekawostką i wyłącznie ciekawostką niech będzie że kiedyś logarytmiczne miary były oparte na logarytmie naturalnym a nie dziesiętnym.Jego podstawa wynosi 2, 7182818284 i zwana jest liczbą Nepera.Kiedyś tłumienie torów telekumanikacyjnych mierzyło się właśnie w Neperach.

No niektórych rzeczy co prawda jeszcze nie rozumiem (jestem w 1 klasie technikum/elektronik) więc jeszcze znam tajników takiej matematyki, ale już rozumiem o co chodzi, dziękuje za wszelka pomoc, teraz już wszystko rozumiem

Pozdrawiam wszystkich którzy brali udział w temacie.

Ja sobie wytłumaczyłem to za pomocą wzrostu. Powiedzmy średni wzrost to 1m i to będzie odniesienie 0dB

+10dB to będzie x10

+20dB to będzie +10 dB +10dB czyli 10x 10 x = 100x

Czyli wzrost 1000m byłoby wzrostem 30dB
a natomiast -30dB wzrostem 0,001m itd...

Ciekawa miara są jasności gwiazd, pH i pOH odczynu chemicznego.

Liczba Nepera zwana tez czasami liczbą Eulera lub liczba e ma kilka definicji najprostsza to pierwiastek n-tego stopnia z (1+1/n) liczba ta ma magiczne właściwości które wynikają z matematyki

Logarytm to odwrotnośc potegowania. Na przykład log o podstawie 10 z 100 wynosi 2. Czyta się w myślach 10 do potęgi której nalezy podnieść żeby było 100.

e^n (e do potegi n zapisywane często jaki exp n) jest funkcja pochodną dla samej siebie.

(e^n)'=e^n

log po podstawie e oznacza sie ln

pochodna ln n jest funkcją 1/n

To nie koniec ciekawych rewelacji

Liczba e jest jednym z czynników do wyliczenia stałej struktury subtelnej wraz z innymi ciekawymi stałymi - pi, prędkości światła, stałej plancka, przenikalności próżni, . Jakby to powiedzieć na tym jest zbudowany cały świat, na tym budowane sa oddziaływania elektromagnetyczne. Nikt nie wie czemu ta liczba nie ma jednostek i wynosi w zalezności od formuły 1/137 lub 137