Line 53... |
Line 53... |
53 |
Milan Horkel |
53 |
Milan Horkel |
54 |
</p> |
54 |
</p> |
55 |
<p class="Subtitle"> |
55 |
<p class="Subtitle"> |
56 |
Decibely – způsob jak vyjádřit obrovský rozsah hodnot malým číslem. |
56 |
Decibely – způsob jak vyjádřit obrovský rozsah hodnot malým číslem. |
57 |
<p> |
57 |
<p> |
58 |
<a href="../Decibely a Nepery.pdf"><img class="NoBorder" |
58 |
<a href="../Decibely a Nepery.pdf"><img class="NoBorder" |
59 |
src="../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico" |
59 |
src="../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico" |
60 |
alt="Acrobat"> PDF verze</a> |
60 |
alt="Acrobat"> PDF verze</a> |
61 |
</p> |
61 |
</p> |
62 |
|
62 |
|
63 |
<h1> Decibely a Nepery </h1> |
63 |
<h1> Decibely a Nepery </h1> |
64 |
|
64 |
|
65 |
<h2> Decibely </h2> |
65 |
<h2> Decibely </h2> |
66 |
|
66 |
|
67 |
<p> |
67 |
<p> |
68 |
Decibely se používají pro vyjádření poměru dvou veličin nebo pro vyjádření |
68 |
Decibely se používají pro vyjádření poměru dvou veličin nebo pro vyjádření |
69 |
poměru veličiny k nějaké domluvené vztažné úrovni (výkonu, |
69 |
poměru veličiny k nějaké domluvené vztažné úrovni (výkonu, |
70 |
akustického tlaku, napětí a podobně). |
70 |
akustického tlaku, napětí a podobně). |
71 |
</p> |
71 |
</p> |
72 |
|
72 |
|
73 |
<table> |
73 |
<table> |
Line 85... |
Line 85... |
85 |
</tr> |
85 |
</tr> |
86 |
</table> |
86 |
</table> |
87 |
|
87 |
|
88 |
<p> |
88 |
<p> |
89 |
1 B (bel) znamená, že veličina představuje 10x větší <b>výkon</b> |
89 |
1 B (bel) znamená, že veličina představuje 10x větší <b>výkon</b> |
90 |
(proto je ve vzorci dekadický logaritmus). V praxi se používá |
90 |
(proto je ve vzorci dekadický logaritmus). V praxi se používá |
91 |
jednotka 10x jemnější, tedy dB (decibel). Odtud pochází konstanta |
91 |
jednotka 10x jemnější, tedy dB (decibel). Odtud pochází konstanta |
92 |
10 ve vzorci. |
92 |
10 ve vzorci. |
93 |
</p> |
93 |
</p> |
94 |
|
94 |
|
95 |
<p> |
95 |
<p> |
96 |
Hodnota p vyjadřuje poměr výkonu. Pokud se vyjadřují poměry napětí |
96 |
Hodnota p vyjadřuje poměr výkonu. Pokud se vyjadřují poměry napětí |
97 |
(například při uvádění zesílení zesilovače) je třeba si uvědomit, že 10x |
97 |
(například při uvádění zesílení zesilovače) je třeba si uvědomit, že 10x |
98 |
větší napětí znamená 100x větší výkon. Výkon P=U<sup>2</sup>/R nebo |
98 |
větší napětí znamená 100x větší výkon. Výkon P=U<sup>2</sup>/R nebo |
99 |
P=R*I<sup>2</sup>. |
99 |
P=R*I<sup>2</sup>. |
100 |
</p> |
100 |
</p> |
101 |
|
101 |
|
102 |
<h2> Nepery </h2> |
102 |
<h2> Nepery </h2> |
103 |
|
103 |
|
104 |
<p> |
104 |
<p> |
105 |
Nepery fungují stejným způsobem jako decibely ale používají přirozený |
105 |
Nepery fungují stejným způsobem jako decibely ale používají přirozený |
106 |
logaritmus. Jedná se o zastaralou jednotku, která se dříve využívala |
106 |
logaritmus. Jedná se o zastaralou jednotku, která se dříve využívala |
107 |
zejména v elektroakustice. V současné době se Nepery vyskytují |
107 |
zejména v elektroakustice. V současné době se Nepery vyskytují |
108 |
jen výjimečně. |
108 |
jen výjimečně. |
109 |
</p> |
109 |
</p> |
110 |
|
110 |
|
111 |
<table> |
111 |
<table> |
112 |
<tr> |
112 |
<tr> |
Line 202... |
Line 202... |
202 |
<h1> Druhy decibelů </h1> |
202 |
<h1> Druhy decibelů </h1> |
203 |
|
203 |
|
204 |
<h2> Síla zvuku – akustický decibel </h2> |
204 |
<h2> Síla zvuku – akustický decibel </h2> |
205 |
|
205 |
|
206 |
<p> |
206 |
<p> |
207 |
Síla zvuku se vyjadřuje proti dohodnuté prahové hodnotě akustického |
207 |
Síla zvuku se vyjadřuje proti dohodnuté prahové hodnotě akustického |
208 |
tlaku 0dB = 2.10<sup>-5</sup>Pa. |
208 |
tlaku 0dB = 2.10<sup>-5</sup>Pa. |
209 |
</p> |
209 |
</p> |
210 |
|
210 |
|
211 |
<p> |
211 |
<p> |
212 |
10x větší akustický tlak znamená 100x silnější zvuk (100x větší výkon). |
212 |
10x větší akustický tlak znamená 100x silnější zvuk (100x větší výkon). |
213 |
</p> |
213 |
</p> |
214 |
|
214 |
|
215 |
<h2> Zisk antény – dBi a dBd </h2> |
215 |
<h2> Zisk antény – dBi a dBd </h2> |
216 |
|
216 |
|
217 |
<p> |
217 |
<p> |
218 |
Hodnota dBi vyjadřuje zisk antény proti izotropnímu zářiči (zářiči, |
218 |
Hodnota dBi vyjadřuje zisk antény proti izotropnímu zářiči (zářiči, |
219 |
který vysílá do všech směrů stejně). |
219 |
který vysílá do všech směrů stejně). |
220 |
</p> |
220 |
</p> |
221 |
|
221 |
|
222 |
<p> |
222 |
<p> |
223 |
Hodnota dBd vyjadřuje zisk antény proti dipólu. Protože dipól má zisk |
223 |
Hodnota dBd vyjadřuje zisk antény proti dipólu. Protože dipól má zisk |
224 |
asi 2dBi je hodnota v dBd o tyto 2dB menší. Pozor na to při |
224 |
asi 2dBi je hodnota v dBd o tyto 2dB menší. Pozor na to při |
225 |
porovnávání antén. |
225 |
porovnávání antén. |
226 |
</p> |
226 |
</p> |
227 |
|
227 |
|
228 |
<h2> Poměr signálu vůči nosné – dBc </h2> |
228 |
<h2> Poměr signálu vůči nosné – dBc </h2> |
229 |
|
229 |
|
230 |
<p> |
230 |
<p> |
231 |
Hodnota dBc se používá při hodnocení kvality signálů vysílačů |
231 |
Hodnota dBc se používá při hodnocení kvality signálů vysílačů |
232 |
a oscilátorů a vyjadřuje poměr signálu (užitečného nebo rušivého) |
232 |
a oscilátorů a vyjadřuje poměr signálu (užitečného nebo rušivého) |
233 |
vůči úrovni nosné (carrier). |
233 |
vůči úrovni nosné (carrier). |
234 |
</p> |
234 |
</p> |
235 |
|
235 |
|
236 |
<h2> Poměr signálu vůči plné hodnotě – dBfs </h2> |
236 |
<h2> Poměr signálu vůči plné hodnotě – dBfs </h2> |
237 |
|
237 |
|
238 |
<p> |
238 |
<p> |
239 |
Hodnota dBfs se používá při vyjadřování velikosti signálu při číslicovém |
239 |
Hodnota dBfs se používá při vyjadřování velikosti signálu při číslicovém |
240 |
zpracování (například u A/D a D/A převodníků). Jedná se o poměr vůči |
240 |
zpracování (například u A/D a D/A převodníků). Jedná se o poměr vůči |
241 |
plné hodnotě rozsahu (full scale). |
241 |
plné hodnotě rozsahu (full scale). |
242 |
</p> |
242 |
</p> |
243 |
|
243 |
|
244 |
<h2> Vyjádření výkonu – dBm (decibel miliwatt) </h2> |
244 |
<h2> Vyjádření výkonu – dBm (decibel miliwatt) </h2> |
245 |
|
245 |
|
246 |
<p> |
246 |
<p> |
247 |
Vyjádření výkonu v decibelech se používá při výpočtech a plánování |
247 |
Vyjádření výkonu v decibelech se používá při výpočtech a plánování |
248 |
zesílení zesilovačů, směšovačů, kabelů, filtrů a dalších komponent |
248 |
zesílení zesilovačů, směšovačů, kabelů, filtrů a dalších komponent |
249 |
komunikačního řetězce. Základem je 1mW výkonu na dohodnuté impedanci. |
249 |
komunikačního řetězce. Základem je 1mW výkonu na dohodnuté impedanci. |
250 |
Tomu pak odpovídá příslušná úroveň napětí. Viz tabulka. |
250 |
Tomu pak odpovídá příslušná úroveň napětí. Viz tabulka. |
251 |
</p> |
251 |
</p> |
252 |
|
252 |
|
253 |
<table class="Center"> |
253 |
<table class="Center"> |
254 |
<tr> |
254 |
<tr> |
255 |
<th> Výkon </th> |
255 |
<th> Výkon </th> |
256 |
<th> Impedance </th> |
256 |
<th> Impedance </th> |
257 |
<th> Napětí |
257 |
<th> Napětí |
258 |
<br> |
258 |
<br> |
259 |
efektivní </th> |
259 |
efektivní </th> |
260 |
<th> Napětí |
260 |
<th> Napětí |
261 |
<br> |
261 |
<br> |
262 |
peek-peek </th> |
262 |
peek-peek </th> |
Line 282... |
Line 282... |
282 |
</table> |
282 |
</table> |
283 |
|
283 |
|
284 |
<h1> Vztah decibelů a počtu bitů AD a DA převodníku </h1> |
284 |
<h1> Vztah decibelů a počtu bitů AD a DA převodníku </h1> |
285 |
|
285 |
|
286 |
<p> |
286 |
<p> |
287 |
Přidáme-li 1 bit u AD nebo DA převodníku, zlepšíme tím odstup signál |
287 |
Přidáme-li 1 bit u AD nebo DA převodníku, zlepšíme tím odstup signál |
288 |
šum 2x, tedy o 6,02dB. |
288 |
šum 2x, tedy o 6,02dB. |
289 |
</p> |
289 |
</p> |
290 |
|
290 |
|
291 |
<p class="ShiftRight"> |
291 |
<p class="ShiftRight"> |
292 |
SNR [dB] = 6,02 * N + 1,76dB |
292 |
SNR [dB] = 6,02 * N + 1,76dB |
293 |
</p> |
293 |
</p> |
294 |
|
294 |
|
295 |
<p class="ShiftRight"> |
295 |
<p class="ShiftRight"> |
296 |
N – počet bitů |
296 |
N – počet bitů |
297 |
<br> |
297 |
<br> |
298 |
SNR – poměr signál šum |
298 |
SNR – poměr signál šum |
299 |
</p> |
299 |
</p> |
300 |
|
300 |
|
Line 347... |
Line 347... |
347 |
</table> |
347 |
</table> |
348 |
|
348 |
|
349 |
<h2> Hodnota ENOB </h2> |
349 |
<h2> Hodnota ENOB </h2> |
350 |
|
350 |
|
351 |
<p> |
351 |
<p> |
352 |
U reálných rychlých převodníků se kromě toho, že se ze spojitého signálu |
352 |
U reálných rychlých převodníků se kromě toho, že se ze spojitého signálu |
353 |
vytváří stupňovaný signál (hovoříme o tzv. kvantizačním šumu) uplatňují |
353 |
vytváří stupňovaný signál (hovoříme o tzv. kvantizačním šumu) uplatňují |
354 |
další rušivé vlivy. Jsou jimi: |
354 |
další rušivé vlivy. Jsou jimi: |
355 |
</p> |
355 |
</p> |
356 |
|
356 |
|
357 |
<ul> |
357 |
<ul> |
358 |
<li> Pronikání rušení z číslicové části převodníku |
358 |
<li> Pronikání rušení z číslicové části převodníku |
Line 361... |
Line 361... |
361 |
<li> Zkreslení vstupních/výstupních analogových obvodů </li> |
361 |
<li> Zkreslení vstupních/výstupních analogových obvodů </li> |
362 |
<li> Nelinearita převodníku (stupně nestejné výšky) </li> |
362 |
<li> Nelinearita převodníku (stupně nestejné výšky) </li> |
363 |
</ul> |
363 |
</ul> |
364 |
|
364 |
|
365 |
<p> |
365 |
<p> |
366 |
Proto se při specifikaci parametrů převodníku postupuje právě opačně. |
366 |
Proto se při specifikaci parametrů převodníku postupuje právě opačně. |
367 |
Vezme se známý ideální signál, ten se připojí na vstup AD převodníku |
367 |
Vezme se známý ideální signál, ten se připojí na vstup AD převodníku |
368 |
a z číslicové podoby signálu se matematicky odvodí poměr signál |
368 |
a z číslicové podoby signálu se matematicky odvodí poměr signál |
369 |
šum a tento poměr se převede na tzv. efektivní počet bitů převodníku |
369 |
šum a tento poměr se převede na tzv. efektivní počet bitů převodníku |
370 |
– označený ENOB (effective number of bits). Hodnota ENOB |
370 |
– označený ENOB (effective number of bits). Hodnota ENOB |
371 |
v podstatě udává, kolik by musel mít bitů ideální převodník, |
371 |
v podstatě udává, kolik by musel mít bitů ideální převodník, |
372 |
který kromě kvantizačního šumu nepřidává žádné další rušení a chyby. |
372 |
který kromě kvantizačního šumu nepřidává žádné další rušení a chyby. |
373 |
</p> |
373 |
</p> |
374 |
|
374 |
|
375 |
<p> |
375 |
<p> |
376 |
Efektivní počet bitů je vždy menší než skutečný počet bitů převodníku. |
376 |
Efektivní počet bitů je vždy menší než skutečný počet bitů převodníku. |
377 |
Podle kvality a rychlosti převodníku i o několik bitů. |
377 |
Podle kvality a rychlosti převodníku i o několik bitů. |
378 |
</p> |
378 |
</p> |
379 |
|
379 |
|
380 |
<p class="ShiftRight"> |
380 |
<p class="ShiftRight"> |
381 |
ENOB [dB] = (SINAD – 1,76dB) / 6,02dB |
381 |
ENOB [dB] = (SINAD – 1,76dB) / 6,02dB |