Я конечно всегда знал, что такое децибел, все-таки высшее образование получил в свое время. Логарифмическая единица, учитывающая особенности человеческого слуха, и т. д. и т. п. Но на практике часто путался, когда встречал указанные уровни в децибелах для мощности, напряжений, уровня шума... И тут обнаружил для себя замечательное руководство, раскладывающее все по полочкам - видеоблог Александра Щербина (ensemb) [1].

Посмотрите это видео, не пожалеете. Сухая информация [2] переведена автором в доступное и занимательное изложение, плюс добавлена история появления термина децибел. Больше всего понравились 3 вещи:

1. Децибел это всегда оценка соотношения. Автор сделал акцент на том, что децибел всегда определяет не абсолютную величину, а отношение какой-то величины к базовой величине. Таким образом, если Вы встретили где-то величину в децибелах, то нужно обязательно знать, относительно какого значения указанная величина измеряется.

2. Децибел для энергетической и силовой величины. Важное отличие коэффициента в децибелах для напряжения (или тока) и для мощности: децибелы для напряжения больше в 2 раза (потому что для напряжения десятичный логарифм берется от квадрата соотношения напряжений).

Вот так определяется децибелы для мощности P (это может быть также любая энергетическая величина) относительно базовой величины Pbase:

             P
D_p = 10 lg -----
           Pbase

Вот так определяются децибелы для напряжения U (это может быть также ток, т. е. любая силовая величина) относительно базовой величины Ubase:

            U
D = 20 lg -----
          Ubase

3. Перевод децибелов в пропорцию. Приведен простой способ переводить децибелы в разы - запомнить значения раз для 6 dB (2 раза для напряжений и 4 раза для мощностей) и 20 dB (10 раз для напряжений и 100 раз для мощностей), представить значение децибел в виде сумм или разностей, а потом эти суммы и разности перемножить или поделить. Основное правило: "Децибелы складываются и вычитаются, а разы соответственно умножаются и делятся".

[Частые ошибки, допускаемые с децибелами]

Об этом очень хорошо рассказано в видеоролике [4].

1. Ошибка, когда говорят от децибелах, и при этом не указывают, относительно какой они величины.

2. Путают децибелы для амплитуды и мощности. Пока идет речь строго об амплитуде или строго о мощности, то децибелы работают нормально. Но как только произошел переход с амплитуды на мощность (или наоборот), то происходит ошибка.

3. Путаница с отрицательными величинами децибел. Например, говорят, что уровень сигнала на -6 dB ниже. Вероятно, хотели сказать, что сигнал меньше какого-то, но если подходить строго, то для обозначения уменьшения сигнала надо говорить "сигнал отличается на -6 dB", или "сигнал на 6 dB ниже", или даже "сигнал на -6 dB выше". Все эти три фразы означают одно и тоже - амплитуда сигнала стала в 2 раза меньше.

[Таблица децибельных единиц]

[Ссылки]

1. Децибел. Загадка Белла и три магнитофона.
2. Децибел site:ru.wikipedia.org.
3. Amplifier  Conversion - Gain / Loss site:sengpielaudio.com.
4. SDR с HackRF. Урок 3 - Что такое децибел? Майкл Осман site:youtube.com.