| 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 |