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Elektronik-Fibel

Die Elektronik-Fibel, das Elektronik-Buch

Käufer der Elektronik-Fibel Kundenmeinung:
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Dezibel (dB)

Dezibel ist keine Einheit, wie Volt, Ampere oder Watt, sondern eine Verhältniszahl. Bei Zahlen mit der Einheit dB wurde also im Vorfeld zwei anderen Zahlen zueinander ins Verhältnis gesetzt. Es handelt sich dabei grundsätzlich um eine mathematische Angabe, die allein nicht aussagekräftig ist. Deshalb muss bei der dB-Angabe auch dabeistehen, was sie angibt. Mit der Bezeichnung Bel wurde der Physiker Alexander Graham Bell geehrt.

Das Dezibel (dB) ist der zehnte Teil eines Bel (B). Genauso, wie ein Dezimeter der zehnte Teil eines Meters ist.

Warum die Angabe in Dezibel (dB)?

Mit der Fortpflanzung eines Signals im Raum reduziert sich die Leistung proportional im Quadrat zum Abstand. Aus diesem Grund wird in der HF-Technik mit Leistungen und nicht mit Spannungen gerechnet. Die Leistungen werden in Dezibel (dB) umgerechnet. So lassen sich Berechnungen deutlich vereinfachen, in dem Verstärkungen oder Verluste einfach addiert oder subtrahiert werden. Andernfalls müsste man in mehreren Rechenvorgängen Multiplizieren. Außerdem sind dB-Werte wesentlich handlicher.

Verstärker
Im Beispiel oben hat der Verstärker einen Verstärkungsfaktor V von 50. Das Ausgangssignal ist 50 mal größer als das Eingangssignal. Um Verstärkungsfaktor auf Dezibel zu kommen, wird aus der Verstärkung der Zehnerlogarithmus gebildet.
Formel
Ein Vorteil der Umrechnung mit Hilfe des Logarithmus ist die einfache Handhabung von Verhältnissen zweier gleichartiger Größen. Solche Verhältnisse treten bei Verstärkern und Übertragungsstrecken auf. In einem linearen Maßstab entstehen dann unhandliche Werte. Der Logarithmus bietet kleinere Werte und erleichtert die Berechnung von Verstärkungen und Dämpfungen. Aus einer Multiplikation wird eine Addition und aus einer Division wird eine Subtraktion.

Berechnungsbeispiel

Verstärker
Setzt man mehrere Verstärkerstufen und Übertragungsstrecken hintereinander, dann muss der Verstärkungsfaktor jedes mal multipliziert werden. Ist die Verstärkung in dB angegeben, dann können diese Werte einfach addiert werden.
Man rechnet vorzugsweise mit Dezibel um die Verstärkung oder Dämpfung elektrischer Signale durch einfach Addition und Subtraktion berechnen zu können. Vorteilhaft sind auch die kleineren Zahlen. Im Gegensatz dazu die Verstärkungsfaktoren und Dämpfungsfaktoren, deren Werte durch Multiplikation und Division berechnet werden. Die Zahlenwerte sind hoch und lassen sich nicht im Kopf ausrechnen.

Berechnung mit Verstärkungsfaktor:

Berechnung mit Verstärkungsfaktor

Berechnung mit Verstärkung in dB:

Berechnung mit Verstärkung in dB

Lärmskala

Außer der elektrischen Verstärkung werden auch Lautstärken in Dezibel angegeben. Die Höhe der Lautstärke wird dabei im Verhältnis zur Lautstärke an der Hörgrenze angegeben.

Quelle: Bundesumweltministerium

dB Beschreibung
0 Hörschwelle
10 Blätterrauschen, ruhiges Atmen
20 leises Flüstern
25 Grenzwert für gewerblichen Lärm in der Nacht
35 Obergrenze für Nachtgeräusche in Wohngebieten, Schlaf-, Lern- und Konzentrationsstörungen möglich
40 leise Unterhaltung
45 Obergrenze für Taggeräusche in Wohngebieten
50 normale Unterhaltung, Zimmerlautstärke
60 laute Unterhaltung, Stressgrenze
65 erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bis hin zum Herzinfarkt
70 Haushalts- und Bürolärm
85 Gehörschutz im Gewerbe vorgeschrieben, jahrelang ausgesetzt treten Hörschäden auf
90 Autohupen, LKW-Fahrgeräusche, Schnarchen
100 Motorrad, Kreissäge, Discomusik
110 Walkman laut, Rockkonzert
120 Flugzeug in geringer Entfernung, Techno-Musik, Hörschäden schon nach kurzer Einwirkung möglich
130 Schmerzschwelle, Düsenflugzeug in geringer Entfernung
140 Gewehrschuss, Raketenstart, EU-Grenzwert zum Schutz vor Hörschäden
170 G3-Gewehr auf kurzer Entfernung, Ohrfeige direkt aufs Ohr
190 innere Verletzungen, Hautverbrennungen, tödlich

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