Desibel

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara

Desibel (dB), belirli bir referans güç ya da miktar seviyeye olan oranı belirten genelde ses şiddeti için kullanılan logaritmik ve boyutsuz bir birimdir. Desibel daima iki değer arasındaki karşılaştırmadır. Bunun sonucu olarak da, çoğu kez ölçülen güç değeri değişik olmasına rağmen desibel sayısı aynıdır. Desibelin yaygın olarak ses şiddeti birimi olduğu sanılır ama ses şiddeti karşılaştırmalarında da kullanılabilen bir karşılaştırmadır. Telefon kullanılmaya başlandığında ilgili kurumlar bir iletim birimi bulmak/kullanmak sorunu ile karşılaşmışlardı. Doğal olarak o zaman iletim ya da haberleşme denince akla çoğunlukla telefon gelmekte idi.

Bu konudaki ilk öneri, Alexander Graham Bell tarafından telefonun bulunmasından iki yıl sonra 1887 de W. H. Pierce tarafından ortaya atılmıştı. O zaman Amerika ve Avrupa da kullanılmaya başlanan telefon standartları arasında bir uyum yoktu. Amerikalı ve Avrupalı telefon şirketlerinin kendi kıtaları için daha uygun olacağını düşündükleri ve ısrar ettikleri birkaç birim üzerinde uzlaşmalar oldu. Eylül 1927'de İtalya'da tam olarak bir uzlaşma sağlanamasa da iki adet birim üzerinde karar verildi. Birinci birimde "e" doğal logaritmanın tabanını ve üst kuvvetleri oranını temel alan birim ile 10 sayısının güçleri oranının temel alan birim kaldı. Birinci birimde doğal logaritma kullanıldığı için bulucusu John NAIPER onuruna "neper" denmesi önerildi. İkinci birimde ondalık logaritma kullanılıyordu ve bu birimede telefonu bulmuş olan *Alexander Graham BELL onuruna "Bell" denilmesi önerildi. İşte desibel sözcüğü buradan doğmuş oldu.

Desibel, telefon işletmelerince benimsenmesinden hemen sonra, öbür teknik alanlarda da kullanılmaya başlandı. Özellikle akustik ve radyo yayınlarında.

1968'de Arjantin de toplanan CCITT bu sorunu tamamen hallederek özetle şu kararı verdi: "Bütün uluslar, kendi içinde isterlerse neper kullanmaya devam edecekler. Fakat uluslararası işlemlerde yalnızca desibel kullanılacaktır".

Desibel alışılmışın dışında bir birimdir. O kadar dışında ki birçok kişi onun bir ölçü birimi olduğundan şüpheye düşer. Elektrik mühendisliğinin geleneksel yaklaşımına dayanan telekomünikasyon ölçü felsefesinin tamamını değiştirdiğinden, desibelin telekomünikasyon ölçü birimi olarak tanımlanması gerçek bir devrim sayıldı. Elektriksel devrelerde gerilim, akım ve güç; volt, amper ve watt`la ölçülür. Bu değerler ölçümün yapıldığı devreye bağlıdır. Desibelin kullanıldığı iletim ve yayılım (propagasyon) ölçülerinde, yeni birim, ölçünün yapıldığı devreden bağımsızdır. Örneğin akustik dalga kadar onun elektriksel eşdeğerini ölçmekte de kullanılır. Bu, desibelin boyutsuz bir sayı olmasındandır. Amper veya volt cinsinden elektriksel ölçmelerde eksi değer, akımın veya gerilimin yönünde bir değişim ifade etmesine rağmen desibel ölçmelerinde eksi değer, sadece ölçülen gücün karşılaştırıldığı güçten küçük olduğunu gösterir.

Desibel daima iki değer arasındaki karşılaştırmadır. Bunun sonucu olarak da, çoğu kez ölçülen güç değeri değişik olmasına rağmen desibel sayısı aynıdır. Örneğin bir vericinin gücü 1W`tan 2W`a çıkartılırsa, güçteki desibel cinsinden artış;

  • N=10 log (2/1) = 3 dB

Şimdi elimizde 5 kW`lık bir verici olsa, biz bunun gücünü 10 kW`a çıkartırsak desibel cinsinden artış, güçlerin değişik olmasına rağmen önceki örnekle aynıdır.

  • N=10 log (10/5) = 3 dB

Bu örneklerlerden bir sonuç çıkaracak olursak güçteki iki katlık bir artış +3 dB, yarı yarıya azalış ise -3 dB ile ifade edilir.

Görüldüğü gibi desibel bize göreceli (izafi-relatif) sonuçlar verir. Bu yüzden desibel ile ifade edilen sayılarla, aritmetik işlemler yapmak tehlikelidir. Örneğin desibel ile kalibre edilmiş değerler istatistiksel olarak kullanılacaksa, bunlardan örneğin ortalama gibi sonuçlar çıkarılacaksa yönteme dikkat etmek gerekir. Örnek olarak 10 dB ve 20 dB değerlerinin aritmetik ortalamasının 15dB olduğu görülebilir. Gerçekte biraz dikkat edilirse 10 dB nin belirtilmiş seviyeden 10 kat büyük bir niceliği, 20 dB nin ise 100 kat büyük bir niceliği ifade ettiği görülecektir. Gerçek aritmetik ortalama;

  • (10+100)/2=55>`tir.

Ya da desibel olarak

  • 10log10 55=17.4 dB dir.

Logaritmik tabanlı olması nedeniyle, desibel ile ifade edilen değerlerin küçük olmaları desibelin bir üstünlüğüdür. Örneğin diğerinden 1.000.000 kere daha büyük olan bir güç desibel olarak 60dB olarak ifade edilir.

Desibelin diğer tipik bir özelliği sıfır değerinin anlamıdır. Bütün ölçü birimlerinde sıfır, ölçülen niceliğin yokluğunu gösterir. Örneğin bir devrede giriş ve çıkış güçleri birbirine eşit olacak olursa;

  • 'N=10log10 (P1/P2)
  • P1=P2 olursa P1/P2=1 olur ve N=0 olacaktır.

0 dB bize farklı bir kavramı da getirir. 0 dB ile ifade edilecek herhangi bir güç seviyesi bize dayanak "referans" seviyesi oluşturur.

İletişimde seviye kavramı gibi desibelin kullanılışıyla yakından ilgili başka bir kavram da kazanç veya kayıptır.

Bunlar şu şekilde tanımlanabilir. Güçleri P1 ve P2 olan 1 ve 2 noktaları arasındaki iletim birimi cinsinden P2/P1 ve P1/P2 olar ifade edilen güç artışı veya azalışıdır. Örneğin bir devreye bir güç yükselteci sokulduğunda çıkış gücü giriş gücüne göre daha büyüktür, yani kazanç vardır. Aksine bir filitre sokulduğunda da girişteki sinyal gücü çıkıştakine göre daha büyüktür, yani kayıp vardır. Bazı devrelerde gerilim için kayıp güç için kazanç vardır. Kollektörü topraklı devre olan bir tampon devrede çıkış gerilimi giriş geriliminden küçük olmasına rağmen çıkış gücü giriş gücünden daha büyüktür.

Sonuç olarak desibel karşılaştırdığımız büyüklüklerin ölçüm sırasına göre kazanç ya a kayıp olarak yorumlanabilir.

Elektronikte çoğunlukla bir devrenin girişinden çıkışına doğru ölçme yapıldığı düşünülürse aşağıdaki formül uygulamalarının sonuçları pozitif çıkarsa bir kazançtan, negatif çıkarsa kayıptan söz edebiliriz.

  • N=10 log10 (Pçıkış/Pgiriş)
  • N=20 log10 (Eçıkış/Egiriş)

Desibel'e pascal cinsinden bakacak olursak;

0,00002 Pascal ------------------- 0 dB SPL (Sound Pressure Level) == Duyma eşiği (threshold of hear)

0,0002 Pascal ------------------- 20 dB SPL == Fısıltı

0,002 Pascal --------------------- 40 dB SPL == Oda (gece)

0,02 Pascal ----------------------- 60 dB SPL == Konuşma

0,2 Pascal ------------------------- 80 dB SPL == Sokak (gürültülü)

2 Pascal -------------------------- 100 dB SPL == Fabrika (gürültülü)

20 Pascal ------------------------ 120 dB SPL == Rock müzik provası

200 Pascal ---------------------- 130 dB SPL == Acı eşiği (threshold of pain)

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]