Что такое калькулятор усиления/затухания в децибелах (дБ)?
Децибел (дБ) — это логарифмическая единица, которая выражает отношение между двумя величинами, чаще всего — уровня сигнала на выходе по сравнению с уровнем на входе. Этот калькулятор переводит отношение мощностей или отношение напряжений/токов в децибелы и показывает, насколько сигнал усиливается (усиление) или ослабляется (затухание). Поскольку шкала логарифмическая, она сжимает огромный диапазон реальных уровней сигнала в удобные и легко читаемые числа.
Как пользоваться калькулятором
Выберите, что вы сравниваете: мощность (ватты, милливатты) или напряжение/ток (вольты, амперы). Введите входное значение (\(\text{P}_{in}\) или \(\text{V}_{in}\)) и выходное значение (\(\text{P}_{out}\) или \(\text{V}_{out}\)). Калькулятор выдаст результат в дБ: положительное число означает усиление, отрицательное — затухание, а 0 дБ — что выход равен входу.
Разбор формулы
Для мощности:
$$\text{dB} = 10 \cdot \log_{10}\!\left(\frac{\text{P}_{out}}{\text{P}_{in}}\right)$$Для напряжения или тока:
$$\text{dB} = 20 \cdot \log_{10}\!\left(\frac{\text{V}_{out}}{\text{V}_{in}}\right)$$Множитель отличается потому, что мощность пропорциональна квадрату напряжения (\(\text{P} \propto \text{V}^2\)), а логарифм квадрата удваивает коэффициент (\(2 \times 10 = 20\)). Именно поэтому удвоение мощности даёт +3 дБ, а удвоение напряжения — +6 дБ.
Пример расчёта
Усилитель повышает мощность с 1 Вт до 100 Вт. Отношение = 100/1 = 100.
$$\text{dB} = 10 \cdot \log_{10}(100) = 10 \times 2 = \textbf{20 дБ}$$усиления. Если же напряжение выросло с 1 В до 10 В, то
$$\text{dB} = 20 \cdot \log_{10}(10) = 20 \times 1 = \textbf{20 дБ}$$Частые вопросы
Почему для мощности и напряжения используются разные множители? Мощность зависит от квадрата напряжения, поэтому для отношений напряжения и тока логарифмический множитель удваивается с 10 до 20.
Что означает отрицательное значение в дБ? Отрицательное значение указывает на потери или затухание — выходной сигнал меньше входного (например, −3 дБ ≈ половина мощности).
Что такое 0 дБ? 0 дБ означает, что выход равен входу (отношение ровно 1); это не значит «нет сигнала».