Công cụ này làm gì?
Decibel (dB) là cách biểu diễn độ lợi (gain) hoặc suy hao theo thang logarit. Công cụ này chuyển một giá trị độ lợi G tính bằng decibel sang tỉ số tuyến tính tương đương — tức là mức khuếch đại thực tế của tín hiệu ra so với tín hiệu vào. Vì decibel được định nghĩa khác nhau cho đại lượng biên độ và đại lượng công suất, công cụ trả về hai kết quả: tỉ số điện áp và tỉ số công suất. Đây là phép chuyển đổi vật lý/điện tử thuần túy, áp dụng giống nhau ở mọi nơi và được dùng phổ biến trong âm thanh, RF, anten, bộ khuếch đại và máy trợ thính.
Cách sử dụng
Nhập độ lợi tính bằng decibel vào ô nhập duy nhất rồi đọc cả hai tỉ số. Giá trị dương nghĩa là khuếch đại (tỉ số lớn hơn 1), giá trị âm nghĩa là suy hao (tỉ số nằm giữa 0 và 1), còn 0 dB nghĩa là không thay đổi (tỉ số đúng bằng 1). Hãy dùng tỉ số điện áp khi đại lượng của bạn là biên độ/trường như điện áp, dòng điện hay áp suất âm; dùng tỉ số công suất cho công suất hoặc cường độ.
Giải thích công thức
Định nghĩa decibel là \(G = 20\cdot\log_{10}(V_o/V_i)\) cho biên độ và \(G = 10\cdot\log_{10}(P_o/P_i)\) cho công suất. Đảo ngược lại ta được
$$\frac{V_o}{V_i} = 10^{\frac{G}{20}} \qquad \frac{P_o}{P_i} = 10^{\frac{G}{10}}$$Vì \(10^{\frac{G}{10}} = \left(10^{\frac{G}{20}}\right)^2\), nên tỉ số công suất luôn bằng bình phương của tỉ số điện áp — phù hợp với việc công suất tỉ lệ với bình phương điện áp khi trở kháng cố định.
Ví dụ minh họa
Với \(G = 10\) dB, tỉ số điện áp là
$$10^{\frac{10}{20}} = 10^{0{,}5} \approx 3{,}16228 \text{ lần}$$còn tỉ số công suất là
$$10^{\frac{10}{10}} = 10^1 = 10 \text{ lần}$$Kiểm tra lại: \(3{,}16228^2 \approx 10\). Với \(G = -6\) dB, ta có tỉ số điện áp khoảng \(0{,}50119\) (biên độ giảm một nửa) và tỉ số công suất khoảng \(0{,}25119\) (công suất còn một phần tư) — đúng theo quy tắc kinh điển "-6 dB làm biên độ giảm một nửa".
Câu hỏi thường gặp
Vì sao lại có tới hai tỉ số khác nhau? Vì dB nén cả biên độ lẫn công suất lên cùng một thang đo; cùng một con số dB sẽ tương ứng với hệ số biên độ nhỏ hơn hệ số công suất.
Giá trị dB âm có nghĩa là gì? Đó là suy hao; cả hai tỉ số vẫn dương nhưng nhỏ hơn 1.
Có thật là 3 dB tăng gấp đôi công suất không? Gần như vậy — \(10^{\frac{3}{10}} \approx 1{,}995\), nên +3 dB rất sát với gấp đôi công suất, còn +6 dB thì xấp xỉ gấp đôi điện áp.
