Công cụ này dùng để làm gì
Decibel (dB) là cách biểu diễn theo thang logarit tỉ số giữa hai biên độ — giá trị đầu ra so với đầu vào. Đây là công cụ vật lý và điện tử phổ biến giúp chuyển một giá trị vào và một giá trị ra thành độ lợi tính bằng decibel, đồng thời tự động áp dụng hệ số phù hợp tùy theo đại lượng của bạn là công suất hay điện áp (biên độ). Công cụ rất hữu ích trong âm học, thiết kế RF, kỹ thuật âm thanh và phân tích mạch điện nói chung.
Cách sử dụng
Hãy chọn loại Vào/Ra: chọn Công suất nếu giá trị vào và ra là công suất (watt, milliwatt), hoặc Điện áp nếu chúng là biên độ (volt, dòng điện, áp suất âm thanh). Nhập giá trị đầu vào Vào và giá trị đầu ra Ra. Giữ cả hai cùng một đơn vị — vì chỉ tỉ số giữa chúng mới quan trọng, nên bạn không cần quy đổi đơn vị. Công cụ sẽ trả về độ lợi tính bằng dB cùng với tỉ số tuyến tính Ra/Vào.
Giải thích công thức
Độ lợi decibel được tính bằng $$\text{Gain (dB)} = k \cdot \log_{10}\!\left(\frac{\text{Output Out}}{\text{Input In}}\right)$$ trong đó hệ số \(k\) bằng 20 với điện áp. Điện áp dùng hệ số 20 vì công suất tỉ lệ với bình phương điện áp, và \(\log(x^2) = 2 \cdot \log(x)\). Tỉ số bằng 1 cho kết quả 0 dB. Tỉ số lớn hơn 1 là độ lợi dương; tỉ số nhỏ hơn 1 (Ra nhỏ hơn Vào) cho giá trị dB âm, biểu thị sự suy giảm hay tổn hao tín hiệu.
Ví dụ minh họa
Với chế độ điện áp mặc định: Vào = 1, Ra = 100, vậy tỉ số là 100. Với \(k = 20\), độ lợi là $$20 \cdot \log_{10}(100) = 20 \cdot 2 = \textbf{40 dB}$$ Còn với ví dụ về công suất khi Vào = 2 và Ra = 200, tỉ số cũng bằng 100, và với \(k = 10\) thì độ lợi là \(10 \cdot 2 = \textbf{20 dB}\).
Câu hỏi thường gặp
Vì sao điện áp dùng hệ số 20 còn công suất dùng 10? Công suất tỉ lệ với bình phương điện áp, nên việc nhân đôi hệ số từ 10 lên 20 chính là để bù cho phép bình phương bên trong hàm logarit.
Nếu Ra nhỏ hơn Vào thì sao? Tỉ số sẽ nhỏ hơn 1 và giá trị dB sẽ âm, nghĩa là tín hiệu đã bị suy giảm.
Vì sao giá trị đầu vào phải dương và khác 0? Hàm logarit chỉ xác định với đối số dương, và phép chia cho 0 là không xác định — do đó Vào phải khác 0 và tỉ số Ra/Vào phải lớn hơn 0.
