Als we bv 2 db-waardes hebben: -31db en -52db dan kunnen we zeggen dat het verschil 21dB is. Maar klopt dit wel? Daarom controleren we even:

Vergelijkbare documenten
Wiskundige vaardigheden

Voorbeelden van geluid die voor mensen erg belangrijk zijn: - voor onderlinge communicatie (spraak en gehoor) - als waarschuwingssignaal (claxon van

Hoe schrijf je de logaritmische waarden welke bij db s horen?

Toepassingen van logaritmen

9 PARALLELSCHAKELING VAN WEERSTANDEN

Rekenkunde, eenheden en formules voor HAREC. 10 april 2015 presentator : ON5PDV, Paul

Die moeilijke decibels.

DE DECIBEL. a logb = x => a x = b en a alogb = b of. \ 1, b R 0

Les A-03 Binaire en hexadecimale getallen

De wet van Ohm. Student booklet

Versterking Principe van de versterking

Deel 22: db. Wat zijn db s? Maes Frank

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Geluid 10/6/2014. dr. Brenda Casteleyn

Vergelijkingen met breuken

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Geluid. 4 november Brenda Casteleyn, PhD

1821 legt de Duitse wetenschapper Georg Simon Ohm ( ) de relatie tussen spanning weerstand en stroom vast in de naar hem genoemde wet.

Praktische opdracht Wiskunde som van de ogen van drie dobbelstenen

Deel 21:Geluid en Normen

4. Exponentiële vergelijkingen

Weerstand. Bron: Cursus Radiozendamateur 1

Hfd 3 Stroomkringen. Isolator heeft geen vrije elektronen. Molecuul. Geleider heeft wel vrije elektronen. Molecuul.

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Elektrodynamica. 25 juli 2015 dr. Brenda Casteleyn

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Foutenberekeningen Allround-laboranten

Examen HAVO. wiskunde B1,2

Voor de zend / luister amateur. Het berekenen van weerstand verzwakkers.

Bepaal van de hieronder weergegeven spanningen en stromen: de periodetijd en de frequentie, de gemiddelde waarde en de effectieve waarde.

Krachten Hoofdstuk 1. Bewegingsverandering/snelheidsverandering (bijv. verandering van bewegingsrichting)

Werken met eenheden. Introductie 275. Leerkern 275

Deel 23: db s bij spanningen. Maes Frank

vwo: Het maken van een natuurkunde-verslag vs

Voorbeeld casus mondeling college-examen

4900 snelheid = = 50 m/s Grootheden en eenheden. Havo 4 Hoofdstuk 1 Uitwerkingen

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Wiskunde: Logaritmen en getal e. 23 juli dr. Brenda Casteleyn

Signalen stroom, spanning, weerstand, vermogen AC, DC, effectieve waarde

Naam: Klas Practicum elektriciteit: I-U-diagram van lampje Nodig: spanningsbron, schuifweerstand (30 Ω), gloeilampje, V- en A-meter, 6 snoeren

In het internationale eenhedenstelsel, ook wel SI, staan er negen basisgrootheden met bijbehorende grondeenheden. Dit is BINAS tabel 3A.

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 1

Rekenen aan wortels Werkblad =

Vermogen. Student booklet

Eenheden. In het dagelijks leven maken we van talloze termen gebruik, waarvan we ons de werkelijke herkomst eigenlijk niet goed realiseren.

Significante cijfers en meetonzekerheid

Vragenlijst cursus geluidstechnieken

Pajottenlandse Radio Amateurs. De multimeter

REKENTECHNIEKEN - OPLOSSINGEN

Examen HAVO. wiskunde B (pilot) tijdvak 2 woensdag 20 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Kleurencode van weerstanden.

Inhoudsopgave Schakelen van luidsprekers

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Wiskunde: Logaritmen en getal e 1/3/2017. dr. Brenda Casteleyn

DEEL 6 Serieschakeling van componenten. 6.1 Doel van de oefening. 6.2 Benodigdheden

Mini Handleiding over Elektronica-onderdelen

Impedantie V I V R R Z R

12 Elektrische schakelingen

Wortels met getallen en letters. 2 Voorbeeldenen met de (vierkants)wortel (Tweedemachts wortel)

Trillingen en geluid wiskundig

PROS1E1 Gestructureerd programmeren in C Dd/Kf/Bd

5 Water, het begrip ph

4,7. Praktische-opdracht door een scholier 1959 woorden 1 juni keer beoordeeld

2. Optellen en aftrekken van gelijknamige breuken

Examen HAVO. wiskunde B (pilot) tijdvak 1 woensdag 20 mei uur

Normering en schaallengte

Inventum Spaarpomp - geluid

Practicum Zuil van Volta

Uitwerkingen opgaven hoofdstuk 1

Glas en akoestische isolatie Decibels berekenen

Een beginners handleiding voor energie en vermogen

Hoe kun je de weerstand van voorwerpen vergelijken en bepalen?

Praktisch bestaan er enkele eenvoudige methoden om een decimaal getal om te zetten naar een binair getal. We bespreken hier de twee technieken.

a tegen 1/(1+0,2*(R/r)^2)

Significante cijfers en meetonzekerheid

Wiskunde 2 september 2008 versie Dit is een greep (combinatie) van 3 uit 32. De volgorde is niet van belang omdat de drie

serie RVV Variabel debietsregelaar

Eindexamen wiskunde B1-2 havo 2004-II

Examen HAVO. Wiskunde B (oude stijl)

Zestigdelige graden radialen honderddelige graden

4,1. Samenvatting door L. 836 woorden 21 november keer beoordeeld. Natuurkunde. Natuurkunde samenvattingen Havo 4 periode 2.

8 Oefeningen bij dehoofdstukken 5, 6 en 7 van deel Logaritmen met andere grondtallen dan Overzicht en oefening bij logaritmen 10

Noorderpoort Beroepsonderwijs Stadskanaal. Reader. Wet van Ohm. J. Kuiper. Transfer Database

3.4.3 Plaatsing van de meters in een stroomkring

Elektrische energie en elektrisch vermogen

Hoofdstuk 14: Datum & Tijdfuncties

LABORATORIUM ELEKTRICITEIT

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Elektrodynamica. 4 november Brenda Casteleyn, PhD

Hoofdstuk 2: Grafieken en formules

Programmeren met Arduino-software

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Elektrodynamica. 18 augustus Brenda Casteleyn, PhD

De horizontale lijnen geven de normale luchtdruk weer. Boven de horizontale lijn verhoogt de luchtdruk, onder de lijn vermindert de luchtdruk.

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

LABO 5 / 6 : De tijdbasis 2

Muziek. Muziek. Analoog rekenen. Hoofdstuk 1: Van analoog naar digitaal. Analoog. Digitaal. Analoog. Gebruik makend van fysische grootheden Cf Babbage

December 03, hfst4v2.notebook. Programma. opening paragraaf 1, 2 en 3 van hfst 4 vragen over hfst 3. pw hfst 3: 12 november 5e uur

Het grondtal van het decimaal stelsel is 10. Voorbeeld: het getal Poorten De tellereenheid Mevr. Loncke 1

Bijsluiter Presets 2014 t.b.v. NLT-module Sound Design

Meten is weten, dat geldt ook voor het vakgebied natuurkunde. Om te meten gebruik je hulpmiddelen, zoals timers, thermometers, linialen en sensoren.

1. REGELS VAN DEELBAARHEID.

Testen en metingen op windenergie.

Hexadecimale en binaire getallen

Statistiek: Centrummaten 12/6/2013. dr. Brenda Casteleyn

Titel: De titel moet kort zijn en toch aangeven waar het onderzoek over gaat. Een subtitel kan uitkomst bieden. Een bijpassend plaatje is leuk.

Trillingen en geluid wiskundig. 1 De sinus van een hoek 2 Uitwijking van een trilling berekenen 3 Macht en logaritme 4 Geluidsniveau en amplitude

Transcriptie:

Db en afgeleiden 1 Inleiding Door de jaren heen zijn er veel verschillende Decibel afgeleiden ontstaan en ook veel verwarring. Volgend artikel is gebaseerd op een artikel door Lionel dumond en is vertaald door boppertje (zie bronnen). De decibel.1 inleiding De decibel schaal is een aritmische schaal net zoals de schaal van richter. We gaan er van uit dat de het stilste hoorbare geluid voor een mens gelijk is aan 0,000 000 000 001 Watt/ m² of 1 1 Watt/m² en het moment waar je trommelvliezen breken 1Watt/m² is. Dus alle hoorbare geluiden liggen tussen deze waarden. Wat dus niet gemakkelijk is om mee te werken. Daarom passen we hierop een aritme toe en vermenigvuldigen we maal om deze manier krijgen we mooiere getallen. Voorbeeld: een geluid van vb. 0,000 79 7 16Watt/m² we passen hier een aritme op: ( 0,00079716) - 3,1 Dit is nog altijd een redelijk onhandige manier om te rekenen omdat het altijd kleine getallen zullen zijn daarom vermenigvuldigen we met en komen we uit: -31db. Vergelijken van db waarden. Als we bv db-waardes hebben: -31db en -5db dan kunnen we zeggen dat het verschil 1dB is. Maar klopt dit wel? Daarom controleren we even: -31db 0,000 79 7 16Watt/m² -5dB 0,000 006 88 415Watt/m² De wiskunde stelt dat: ( ) ( ). Even controleren 0,00079716 0,00000688415 1dB De uitkomt is een zwevende waarde dit wil zeggen dat ze enkel geldig is als we die getallen met elkaar vergelijken. Wat zou het toch handig zijn moesten we gelijk welke waarde met elkaar kunnen vergelijken. Dit kan door elke waarde te gaan vergelijken met een referentie waarde. Deze referentiewaarde is het stilste hoorbare geluid namelijk, 0,000 000 000 001Watt/m² (in de formule vervangen door B)

( / b) ( / b) B B Natuurlijk omdat we nu het geluid vergelijken met een referentiewaarde en in het begin onze referentiewaarde 1 was bekomen we nu andere db waardes. 0,00079716 0,000000000001-31dB 89dB 0,00000688415 0,000000000001-5dB 68dB En ja hoor we hebben nog altijd een verschil van 1dB.3 Besluit We kunnen van vermogen metingen het verschil in decibel berekenen door de formule. Belangrijk is dat het hier gaat over vermogen en niet over intensiteit (N/m²), zie db SPL 3 db SPL Wanneer mensen spreken over db hebben ze het meestal over db SPL. Dit is een eenheid die de intensiteit of druk weergeeft van een geluid. Dit wil dus zeggen welke druk een geluid uitoefent op onze trommelvliezen en bepalend is voor hoe luid wij het geluid ervaren. db SPL word uitgedrukt in N of in Pa (pascal). m De relatie tussen Intensiteit (db) en druk (db SPL) is: Intensiteit geeft de luchtdichtheid weer en is in normale omstandigheden ongeveer 400. Daaruit volgt dat voor het stilste waarneembare geluid een druk overeenkomt van 0,000 0Pa. int ensiteit 0,0000000000 0,0000 Pa 01 400 En voor het maimum geluidsvermogen van 1Watt/m² int ensiteit 1 0Pa 400 We kunnen dus zeggen dat ons gehoor werkt tussen 0,000 0Pa tot 0Pa

Opmerking: wat opvalt is dat we een kwadratisch verband hebben tussen de druk en de intensiteit. Dit wil zeggen dat als de intensiteit verdubbelt de druk verviervoudigd. hierdoor gaat onze vorige formule niet meer op waardoor we onze formule nogmaals aanpassen. Intensiteit We weten dat de intensiteit gelijk is aan als we dit nu invullen in onze formule dan krijgen we: P P P 0 P P P Dit komt sterk overeen met onze vorige verkregen formule maar de wordt een 0 en we werken nu met geluidsdrukken en niet meer met geluidsvermogen. Om uiteindelijk een waarde te bekomen waar we iets mee zijn dan moeten we de druk gaan vergelijken met een referentiewaarde, zoals hierboven zullen we terug de kleinste waarde gebruiken, namelijk 0,000 0Pa. Aangezien we bepaald hebben dat de minimum en maimum geluidsdruk respectievelijk 0,0000Pa en 0Pa is kunnen we daar nu ook een db SPL waarde voor bepalen namelijk: 0,0000Pa 0 =0dB SPL 0,0000Pa 0Pa 0 =db SPL 0,0000Pa 4 dbm en dbv Vorige metingen waren gebaseerd op metingen van geluidsvermogen. In de praktijk komen er ook nog andere db schalen voor. De dbm is gebaseerd op elektrisch vermogen en dbv op magnetisch vermogen. De eerste V-meters (V = Volume units) waren draaispoelmeters, dit wil zeggen dat ze uitwijken in functie van de stroom die er door vloeit. In de jaren 30 hebben ingenieurs afgesproken dat als het circuit 1milliwatt (mw) opneemt de wijze van de V-meter op 0dB moest aangeven. Met als gevolg: 0dBm = 0dBV. De schaal dbm heeft als referentiewaarde 1mW. Dit wil dus zeggen dat we het vermogen gemeten door de meter moeten delen door onze referentiewaarde en dan onze truckjes met de aritmes toepassen. De formule om het aantal dbm te bereken is als volgt: dbm gemeten vermogen ( mw ) 1mW

Dus als onze gemeten waarde 1mW hebben dan krijgen we 0dBm. Als het gemeten vermogen verdubbelt, dan krijgen we een uitkomst van +3dBm. Als onze meter -6dBm aangeeft, zien we dat het vermogen gedaald is tot 0,5mW (een factor 4 keer kleiner). De dbv schaal wordt gebruikt bij toestellen die een eigen calibratie bezitten. Dit is het geval bij bandopnemers. Dan wordt de waarde 0dBV geijkt als optimaal opnameniveau. 5 dbu (en dbv) We weten dat volgens de vermogen wet er een verband bestaat tussen spanning en vermogen, namelijk: P R In bovenstaande formule is P uitgedrukt in watt, in Volt en R is uitgedrukt in Ohm. Nu wordt het interessant, we weten van daarnet dat ze in 1930 afspraken hebben gemaakt namelijk de 1mW standaard. In die tijd was de ingangsimpedantie van alle audio apparaten gelijk aan 600Ohm. Nu kunnen we berekenen met welke spanning dit overeenkomt: P R P R 0,001W 600 0,775V Dit wil nu zeggen dat we een spanning van 0,775 Volt nodig hebben over een impedantie van 600Ohm om 1mW vermogen op te nemen en dit komt dan overeen met 0dBu. Dus de referentiewaarde van de dbu = 0,775V Opmerking: Vermogen is niet rechtevenredig maar kwadratisch in verband met de spanning. Hierboven hebben we gezien dat luchtdruk ook een kwadratisch verband had dit wil dus zeggen dat we dezelfde formule van luchtdruk kunnen gebruiken voor de dbu, namelijk: dbu 0 0,775V Er is ook nog een andere db schaal, de dbv schaal. Deze wordt op dezelfde manier berekend als de dbu maar de referentiewaarde is hier 1V en niet 0,775V. Zoals velen weten is er de dbu schaal en de dbv schaal. +4dBu en -dbv. Nu kunnen we bereken hoeveel het verschil is tussen beiden (het is zeker niet 14dB). Om dit te doen moeten we deze waardes omzetten naar hun spanning en dan ten opzichte van elkaar berekenen: 4dBu 0 1,8V 0,775V

dbv 0 0,316V Hieruit volgt: 1V 0 1,8V 0,316V 11,79dB 6 dbfs Deze eenheid is ontstaan door het gebruik van digitale audio apparaten. Een eigenaardigheid je aan deze schaal is dat in tegenstelling tot de andere schalen hier de referentie de hoogste waarde is dat je kan horen. Als we gebruik maken van 16bit audio dan zit de volume waarde opgeslagen in een 16bit getal dit wil zeggen. De hoogste waard is dus 1111 1111 1111 1111 en dit komt dan overeen met 0dBFS (= 0dBV). De formule voor het bereken van het aantal dbfs is: dbfs 0 decimaal( samplelevel) decimaal(1111111111111111) Decimaal wil zeggen dat we het binair getal omzetten naar het normale -delig talstelsel. Het is nu zeer eenvoudig het dnamisch bereik te bepalen, namelijk: decimaal(0000000000000000) dbfs 0 96dB decimaal(1111111111111111) Op deze manier kan je ook zeer snel bepalen dan 0bit audio een dnamisch bereik heeft van db en 4bit een bereik van 144dB.

7 Overzicht In onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven van de soorten db schalen met hun referentie waardes. Schaal referentiewaarde db 0,000 000 000 001Watt/m² db SPL 0,000 0 Pa dbm 1 mw (=0,001Watt) dbv Wordt opgegeven door fabrikant. dbu 0,775 Volt dbv 1 volt dbfs het aantal bits in 1 vb: 16bit audio => 1111 1111 1111 1111 8 Bronnen http://www.homerecording.be/forum/t1440.htm http://nl.wikipedia.org/wiki/decibel_(eenheid)