Коэффициент усиления антенны дби. Теория:Беспроводные сети:Измерение сигнала
В децибелах удобно измерять коэффициенты затухания и усиления:
Зачем логарифмы? Так ведь и человеческое восприятие имеет логарифмический характер! Представь себе пакет с покупками массой 1 кг. Если к этой массе добавить ещё литр килограмм, то изменение массы будет очень даже ощутимо. Если этот же килограмм добавить к массе, скажем, 15 кг, то прирост массы будет заметен, но уже почти не будет ощущаться. А уж если этот килограмм добавить к целой тонне, то прирост будет и вовсе незаметен. Чтобы толкать автомобиль с литром сока и без оного, требуется приложить одинаковое усилие.
Кроме того, вспоминаем математику логарифмов, и видим, как упрощаются некоторые расчёты.
- Логарифм произведения равен сумме логарифмов
Мощность сигнала затухает в линии в 6,3 раза, на приёмной стороне усилитель повышает мощностью в 25 раз. Во сколько раз мощность сигнала на выходе усилителя будет больше или меньше, чем на выходе генератора?
Вроде не страшно, но чтобы вычислить, что сигнал на выходе будет почти в 4 раза сильнее, чем на входе тракта, потребуется калькулятор.
Складывать и вычитать намного проще! Опять же получаем результат, что мощность сигнала на выходе тракта будет почти вчетверо выше, чем на входе. Что из цифры +5,9 дБ следует, что мощность сигнала вчетверо выше, мы ещё убедимся немного ниже. А пока вспомним ещё одно соображение из математики логарифмов
Только что мы посчитали, во сколько раз мощность сигнала на выходе тракта отличается от подаваемой в тракт. Наверняка хочется знать величину этой мощности. Можно ли выразить сами величины в децибелах? Конечно можно! Для этого надо величину поделить на единицу.
Теперь запомни несколько утверждений:
- Изменение мощности в 2 раза - это 3 дБ
- Изменение мощности в 3 раза - это 4.8 дБ
- Изменение мощности в 10 раз - это 10 дБ
- Изменение мощности в 100 раз - это 20 дБ
Правильность этих утверждений легко проверить. И именно отсюда следует, что рост сигнала на 6 дБ (2 раза по 3 дБ) - это увеличение мощности в 4 раза (дважды 2 раза). А увеличиение мощности в 20 раз (10×2) - это увеличение на 13 дБ (10 + 3)
. изменение мощности.
Я намеренно писал выше только о мощностях. Мощность имеет квадратичную зависимость от напряжения и от тока, а изменение на 3 децибелла - это всегда и во всех случаях изменение мощности в 2 раза. Как мы помним, мощность зависит от квадрата напряжения или от квадрата тока:
- Всё начинается с закона Ома:
Помним, что логарифм степени есть произведение показателя степени и логарифма основания. Показатель степени - это двойка, и умножать надо не на 10, а на 20. Выразим 2 Вольта в децибел-вольтах, и 3 децибел-вольта в Вольтах:
Просто и нестрашно!
- В расчётах энергетических величин (мощность) фигурирует число 10
- В расчётах силовых величин (напряжение, ток) фигурирует число 20
Немного расчётов
Порешаем немного расчётных задач, чтобы совсем уверенно ориентироваться в децибелах.
1. Громкость звука
Громкость звука тоже измеряется в децибелах. Помня о том, что децибел - это мера отношения двух величин, мы обязательно всегда уточняем, по отношению к чему измерены эти децибелы, т.е. где начало отсчёта. А в данном случае - по отношению к порогу слышимости человека: 2×10 -5 Н/м 2 . Ньютон - это системная единица силы, т.е. явно силовая величина, поэтому в расчётах фигурирует число 20. А давайте посчитаем, какую силу оказывает звуковое давление на барабанную перепонку в нашем ухе, при взлёте реактивного самолёта и при тихом разговоре.
Что мы знаем:
- Величины в децибелах выражены по отношению к 2×10 -5 Н/м 2
- Площадь барабанной перепонки у человека около 55 мм 2 , или 5,5×10 -5 м 2
- Табличная громкость реактивного самолётадБ на расстоянии 5 м
- Табличная громкость тихого разговора - 50 дБ на расстоянии 1 м
Ура! Я нашел Ньютона!
Ньютон хитро улыбнувшись отвечает:
Ошибся, умник! Это Ньютон на квадратный метр! ТЫ НАШЕЛ ПАСКАЛЯ.
Посчитаем величину звукового давления в Паскалях, или Ньютонах на квадратный метр:
- Пересчитаем наш реактивный самолёт
Умножаем давление в Паскалях на площадь в квадратных метрах, и получим величину силы в Ньютонах:
- Для реактивного самолёта
Пересчитаем Ньютоны в более ощутимые грамм-силы:
- Реактивный самолёт оказывает давление
0,0011 Н × 102 гс/Н = 0,1122 гc
0,Н × 102 гс/Н = 0,гс
Как говорится, почувствуйте разницу! И не забывайте, что механизм слуха более сложен, и звук мы воспринимаем не только барабанной перепонкой в глубине уха!
2. Перевод уровня напряжения в мощность сигнала
На работе мы часто измеряем уровни радиосигнала на антенном входе измерительного приёмника. А измерительный приёмник по своим метрологическим свойствам близок к селективному вольтметру, и измеренная величина исчисляется в децибел-микровольтах (дБмкВ). В то же время, часто в радиоизмерениях оперируют мощностью сигнала в точке приёма, нередко выраженной в децибел-милливаттах (дБм). Давайте пересчитаем одно в другое!
- Ещё раз перепишем выражение, связывающее мощность и напряжение:
И действительно, сигнал уровнем 70 дБмкВ (3.16 мВ) развивает на нагрузке 50 Ом мощность 0.2 мкВ, или -37 дБм
Бесплатная юридическая консультация:
И для пущего счастья, сделал онлайн-калькулятор, пересчитывающий напряжение в децибел-микровольтах в мощность в децибел-милливаттах и обратно (знаю-знаю, в интернете их и без меня бесчисленное множество! 🙂)
Онлайн-калькулятор децибел
Правила пользования просты до безобразия. Измени значение любой из величин, и все остальные значения будут пересчитаны автоматически.
Decibel Meter - простой и быстрый измеритель уровня шума
Decibel Meter - простое приложение для определения уровня шума в децибелах в его текущем, среднем и максимальном значении. Будет весьма полезным если захотите к примеру, найти район где уровень шума достаточно безопасен для нервов и слуха. Все полученные значения записываются в журнал, поэтому позже вы сможете их просматривать и сравнивать с текущей обстановкой.
Приложение распространяется бесплатно, язык простого интерфейса английский, поддерживаются ОС Windows Phone 7.5 и 8.
Бесплатная юридическая консультация:
Онлайн-калькулятор децибел
Что такое децибел (dB)? Это единица измерения отношения двух величин. Рассчитывается по формуле:
где A dB - величина в децибелах, A - измеренная физическая величина, A 0 - величина, принятая за базис.
В звукоинженерии в децибелах измеряется уровень звукового сигнала относительно номинального (0 dB), например -6 dB, что соответствует уровню почти вдвое меньше номинального. Перевести уровень звука в децибелах в проценты или «разы» очень легко при помощи этого онлайн-калькулятора:
Бесплатная юридическая консультация:
Уровень шума в помещении: 3 способа измерения
Бытовая техника, автомобили на улице, соседи – из всего этого складывается суммарный шум в квартире. Как его измерить? И как изменится уровень шума, если в помещении установить бризер?
Профессиональные шумомеры
У этих инструментов много похожих названий: шумомеры, измерители шума, измерители уровня шума, измерители звука, измерители уровня звука.
Тратиться на собственный шумомер нет смысла. Бюджетные приборы за рублей по точности не сильно отличаются от мобильных приложений и программ для измерения шума. А точные устройства стоят намного больше – дорублей.
Если вам все же удалось достать профессиональный шумомер, то помните важный нюанс. На дисплее прибора отметка «0 дБА» не значит, что в вашей квартире абсолютная тишина. Ноль на экране говорит о том, что уровень шума в помещении настолько низкий или высокий, что не входит в рабочий диапазон именно этого прибора.
Приложения и программы
По сути, для измерения уровня шума нужен микрофон и специальная программа-анализатор. На ноутбуке, планшете или смартфоне есть микрофон. К стационарному компьютеру можно подключить внешний микрофон. Осталось скачать программу-анализатор.
На компьютере можно измерить уровень шума бесплатной программой Decibel Reader. Также шумомеры есть во многих звукозаписывающих программах. Например, Audacity.
Бесплатная юридическая консультация:
На смартфоне или планшете микрофон, как правило, хуже, чем внешний микрофон, подключенный к компьютеру. Но и с ним можно провести достаточно точный замер уровня шума. Калибровка с профессиональными приборами показывает, что точность измерений на смартфоне может отличаться от профессионального оборудования всего на 5 децибел. Так что мобильными приложениями для оперативной работы пользуются даже специалисты по шумовой диагностике.
Smart Tools – одно из приложений с функцией шумомера. Обратите внимание, что измерения не в дБА, а в дБ.
«Обычный» децибел – это дБ, единица звукового давления. Но наше ухо по-разному воспринимает давление звуков разной частоты. Чтобы шумомер показывал реальный уровень шума, который слышит человек, в нем должен быть так называемый частотный фильтр А. С ним дБ превращается в тот самые дБА.
В приложении Smart Tools нет частотного фильтра, но и без него можно получить общее представление об уровне шума.
Другие приложения для измерения уровня шума:
Бесплатная юридическая консультация:
- MacOS: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Meter
- Android: Sound Meter, Decibel Meter, Noise Meter, deciBel
- Windows: Decibel Meter Free, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro
в специализированных шумомерах (даже самых простых) параметры микрофона и обработчика сигнала согласованы. В смартфоне этого нет, поэтому точность измерения мобильным приложением всегда будет ниже, чем специальным прибором.
Сравнительная оценка
Известны примерные уровни шума холодильника, бризера, пылесоса, человеческой речи и других привычных источников шума. Единица измерения – акустические децибелы, дБА.
Фактически этот способ – даже не измерение, а сравнительная оценка. Она дает грубое представление о том, насколько уровень шума у вас дома соответствует нормам.
Для начала постарайтесь по максимуму снизить уровень шума в помещении. Плотно закройте окна и двери, чтобы избавиться от звуков с улицы, подъезда и других комнат. Выключите всё: телевизор, компьютер и другие «шумные» приборы.
Возьмите обычную металлическую иголку и уроните ее на пол. Громкость звука, который вы услышали, примерно равна 15 дБА. Подойдите вплотную к работающему холодильнику или бризеру. Эти приборы работают с громкостью околодБА.
Бесплатная юридическая консультация:
Днем фоновый шум в квартире должен быть не громче 40 дБА, а на прилегающей территории не громче 70 дБА. Ночью (с 23 до 7 часов) для дома и улицы другие значения - 30 и 60 дБА соответственно. Это комфортная обстановка, и к ней надо стремиться.
Громкость спокойной беседы - околодБА. Если из-за шума в квартире вам приходится повышать голос для общения, значит фоновый уровень шума вдвое выше нормы.
Шпаргалка
Напоследок - пользовательский шумовой тест бризера Tion O2. На видео показано, что с включенным бризером и закрытыми окнами уровень шума в квартире намного ниже, чем с открытыми окнами. Бризер, работающий на первой и второй скорости, фактически не меняет уровень фонового шума.
Вначале включается компьютер, слышно, как он разгоняет винты, потом я включаю бризер, сначала на максимум, а затем снижаю до минимума. Затем выключаю бризер и открываю окно.
Бесплатная юридическая консультация:
Бесплатная подписка на полезные статьи
Г. Москва, ул. Рабочая, 93, стр. 2
Конвертер величин
Уровень звука
Конвертер значений в децибелах и отношения амплитуд и мощностей
Отношение амплитуд и мощностей должно быть положительным числом.
Как улучшить прием мобильного телефона?
Подробнее об уровне звука
Общие сведения
Уровень звука определяет его громкость и используется в акустике - науке, изучающей уровень и другие свойства звука. Когда говорят о громкости, часто имеют в виду уменно уровень звука. Некоторые звуки очень неприятны и могут вызвать ряд психологических и физиологических проблем, в то время как другие звуки, например музыка, звук прибоя и пение птиц - действуют успокаивающее, нравятся людям и улучшают их настроение.
Бесплатная юридическая консультация:
Таблица значений в децибелах и отношений амплитуд и мощностей
Эта таблица показывает как логарифмическая шкала позволяет описать очень большие и очень маленькие числа, представляющие отношения мощностей, энергий или амплитуд.
Ухо человека обладает очень высокой чувствительностью и способно услышать звуки от шепота на расстоянии 10 метров до шума реактивных двигателей. Мощность звука петарды может быть в раз больше, чем самый слабый звук, который способно услышать человеческое ухо (20 микропаскалей). Это очень большая разница! Поскольку человеческое ухо способно различать такой большой диапазон громкостей звуков, для измерения силы звука используется логарифмическая шкала. На шкале в децибелах самый слабый звук, называемый порогом слышимости, имеет уровень 0 децибел. Звук, который громче порога слышимости в 10 раз, имеет уровень 20 децибел. Если звук в 30 раз громче порога слышимости, его уровень будет равен 30 децибелам. Ниже приведены примеры громкости различных звуков:
- Порог слышимости - 0 дБ
- Шепот - 20 дБ
- Спокойный разговор на расстоянии 1 м - 50 дБ
- Мощный пылесос на расстоянии 1 м - 80 дБ
- Звук, при длительном воздействии которого возможно ухудшение слуха - 85 дБ
- Портативный мультимедийный проигрыватель при полной громкости - 100 дБ
- Болевой порог - 130 дБ
- Турбореактивный двигатель истребителя на расстоянии 30 м - 150 дБ
- Светозвуковая ручная граната M84 на расстоянии 1,5 м - 170 дБ
Музыка
Музыка, согласно археологам, украшает нашу жизнь на протяжении не менеелет. Она окружает нас везде - музыка присутствует во всех культурах, и, как считают ученые, объединяет нас с другими людьми - в обществе, в семье, в группе по интересам. Мамы поют малышам колыбельные; люди ходят на концерты; танцы, как народные, так и современные, проходят под музыку. Музыка привлекает нас своей закономерностью и ритмичностью, так как мы часто ищем порядок и четкость и в повседневной жизни.
Шумовое загрязнение
В отличие от музыки, некоторые звуки вызывают у нас очень неприятные ощущения. Шум, возникший из-за жизнедеятельности людей, который мешает людям или приносит вред животным, называется шумовым загрязнением. Он вызывает у людей и животных ряд психологических и физиологических проблем, таких как бессонница, усталость, нарушения кровяного давления, нарушение слуха при сильном шуме, и другие проблемы.
Источники шума
Шум может быть вызван множеством факторов. Транспорт - один из главных шумовых загрязнителей окружающей среды. Особенно много шума производят самолеты, поезда и автомобили. Оборудование на различных предприятиях в промышленной зоне также является источником шума. Люди, живущие возле ветряных турбин, часто жалуются на шум и связанные с ним недомогания. Ремонтные работы, особенно те, что связанны с использoванием отбойных молотков, обычно производят много шума. В некоторых странах люди держат собак, часто - в целях безопасности. Эти собаки, чаще всего те, что живут во дворе, лают, если рядом другие собаки и незнакомые люди. Это не так заметно днем, когда вокруг и так много шума, но очень хорошо слышно ночью. Шум в жилых районах также часто вызван громкой музыкой в домах, барах и ресторанах.
Ветряные турбины
По данным организаций, контролирующих работу компаний, добывающих электроэнергию с помощью ветряных турбин, низкочастотный шум, который они производят, мешает спать и вызывает головные боли и другие симптомы у людей, живущих рядом с турбинами. Эти проблемы настолько серьезны, что люди часто бросают свои дома и уезжают, чтобы избавиться от этого шума. Сторонники ветряной энергетики, наоборот, утверждают, что эти проблемы вызваны не шумом непосредственно, а эффектом ноцебо. То есть, проблемы вызваны не самим звуком а ожиданием того, что эти проблемы должны появиться. На данный момент не существует длительных исследований этого вопроса, позволяющих понять кто прав. Так как возможность шумового загрязнения - реальная угроза, то необходимо как можно скорее начать исследования влияния этого шума на людей. Даже если исследования покажут, что шум от турбин не влияет на жизнь людей, эти знания помогут жителям возле ветряных турбин избавиться от влияния эффекта ноцебо.
Бесплатная юридическая консультация:
Поезда
Инженеры постоянно стараются усовершенствовать как сами поезда, так и железнодорожные пути, чтобы уменьшить шум, вызванный движением поездов. Большая часть шума образуется во время колебаний, образующихся при движении колес по рельсам. Кроме этого на поворотах колеса издают шум из-за проскальзывания колес относительно рельсов. Последнее неизбежно, но шум можно уменьшить. Эксперименты по уменьшению этого шума обычно проводятся на моделях колес и рельсов. Часто достаточно уменьшить вибрацию колеса и рельсов, что достигается при усовершенствовании их конструкции. Также, уменьшить шум помогают улучшенные конструкции тормозного механизма.
Конструкция железной дороги в целом также влияет на шум. Например, установка противошумных барьеров, похожих на те, что ставят вокруг скоростных трасс, помогает уменьшить шум. Насыпи из гравия вокруг рельсов тоже поглощают звуки.
Некоторое шумовое загрязнение, связанное с железными дорогами, неизбежно. Например, звуковая сигнальная система на железнодорожных переездах необходима, и помогает предотвратить аварии. В условиях плохой видимости именно благодаря ей пешеходы и водители знают о приближении поезда. Эта система также необходима для людей с плохим зрением.
Самолеты
Шум, вызванный самолетами, в основном образуется во время работы воздушно-реактивных и турбиновинтовых двигателей. Проблема шумового загрязнения существует как для пассажиров и экипажа, так и для тех, кто живет рядом с аэропортом. Шум в кабине самолета, когда его двигатели работают на полную мощность, достигает 80 децибелов. Чтобы немного уменьшить этот шум, некоторые пассажиры используют наушники с системой активного шумоподавления, описанные ниже.
Законы во многих странах не требуют, чтобы самолеты летали не ниже определенной высоты, даже в жилых районах. Также мало где ограничивается общее время, которое самолет может находиться над определенным пространством. Обычно воздушное пространство открыто для самолетов 24 часа в сутки, независимо от того, жилая это зона или нет. При планировании аэропорта его часто стараются вынести за черту города, но это не всегда возможно, особенно в мегаполисах. Чтобы помощь в борьбе с шумом в некоторых странах для компаний, занимающимся авиаперевозками выпускаются, сборники рекомендаций по уменьшению шумового загрязнения.
Автомобили
Шумовое загрязнение, вызванное автомобилями - привычная проблема, особенно в городах. Обычно причины шума две. На больших скоростях он вызван движением шин по асфальту. Зимние шины летом, или езда на внедорожных автомобилях по скоростным трассам усиливают эту проблему. Это происходит потому, что зимние и внедорожные шины сконструированы так, чтобы обеспечить максимальную силу трения при движении, которая, в свою очередь, помогает сцеплению шины с дорожным покрытием, необходимому на обледенелой дороге или на бездорожье. По мере увеличения силы трения, соответственно увеличивается и шум.
Бесплатная юридическая консультация:
Если, наоборот, автомобили движутся медленно, то шум в основном вызван двигателем. Производители автомобилей постоянно стараются уменьшить этот шум. Он мешает не только пешеходам и окрестным жителям, но и самим водителям. Поэтому контролируют не только общий звук, издаваемый автомобилем, но и звук, проникающий в кабину - особенно в дорогих автомобилях. Для этого кабину звукоизолируют, а также используют систему активного шумоподавления. Для подавления шума используют звуковые волны, находящиеся в противофазе волнам, вызывающих шум. Этот метод активного шумоподавления используют и в других сферах, например для подавления шума в наушниках. Ниже он описан более подробно.
На больших и скоростных трассах часто устанавливают звукоизоляционный барьер, который не дает шуму проезжающих машин распространяться за пределы трассы. Некоторые барьеры сконструированы так удачно, что человек, стоящий по другую его сторону от трассы, практически не слышит проезжающие машины. К сожалению, не все барьеры так хорошо сделаны. Некоторые блокируют звук только на уровне первого этажа, и совсем не защищают от шума людей, живущих в многоэтажных домах.
Благодаря их конструкции, двигатели электромобилей намного тише двигателей автомобилей, работающих на бензине. Иногда электромобили передвигаются настолько тихо, что их не слышно пешеходам, поэтому для безопасности окружающих электромобили иногда снабжают устройством, которое производит шум вместо двигателя. Это необходимо для безопасности движения.
Строительство и ремонтные работы
Шум от строительства и ремонтных работ, например от ремонта трасс и железных дорог, часто способствует общему шумовому загрязнению. Ремонтные работы особенно часто проводят в то время, когда путями или дорогами пользуется наименьшее число людей, то есть, ночью. Один и тот же шум ночью мешает людям гораздо сильнее, не только потому, что его лучше слышно в тишине, но и потому, что в это время большинство людей спит. В большинстве случаев этот шум невозможно контролировать, и он неизбежен. Во многих странах компания, которая проводит строительные или ремонтные работы, должна вначале получить разрешение. В нем обычно указаны условия работы, например запрет на работы ночью, по выходным, или в праздники.
Бытовой и прочий шум
Шум в частных домах трудно регулировать с помощью законов, однако городские власти обычно регулируют шум в общественных местах. Так, например, в некоторых странах ограничивают или полностью запрещают частным лицам устраивать фейверки. В некоторых случаях фейверки разрешены только в определенные праздничные дни. Нарушителей обычно штрафуют. Городские власти также иногда ограничивают максимальный шум пиротехнических средств. В некоторых странах органы, которые следят за шумовым загрязнением в городе или районе, выпускают брошюры с советами жителям о том, как уменьшить количество бытового шума, который они производят. Например, в них советуют заранее сообщать соседям в случае предстоящих шумных мероприятий или работ. Советуют также делать ремонт и другие дела, которые производят много шума, в то время суток, когда большинство людей бодрствует, а также дрессировать собак, чтобы те меньше лаяли, и устанавливать шумную бытовую технику подальше от стен, смежных со стенами соседей. Если шум из соседних домов и квартир чрезмерно громок, то в ряде стран считается нормальным звонить в полицию с жалобами.
Бесплатная юридическая консультация:
Звукоизоляция в некоторых зданиях, особенно в многоквартирных домах, сделана плохо, поэтому покупая или снимая дом или квартиру необходимо хорошо проверить, насколько звук с улицы или из других квартир проникает внутрь. Для этого можно попробовать следующее:
- Заранее попросите товарища выйти в коридор и сделать вид, что он кому-то звонит со своего сотового телефона. Таким образом можно узнать, насколько хорошо в квартире слышен шум из коридора.
- Проверьте, не скрипит ли пол. Если скрипит, то скорее всего половицы плохо пригнаны друг к другу и будут скрипеть и в других местах, а также, вероятно - и этажом выше.
- Постарайтесь пойти смотреть квартиру в самое шумное время суток. Так как это время в каждом микрорайоне разное, то стоит обойти улицы вокруг дома несколько раз в разное время, чтобы понять, когда на улице больше всего шума.
- Если рядом школа, то вероятно - это будет утром и в то время, когда школьники возвращаются домой.
- Если рядом большая трасса - то во время часа пик, или, наоборот, рано утром, когда в утренней тишине проезжают на большой скорости грузовики и машины. Осмотр района ночью поможет узнать, есть ли поблизости шумные заведения, например бары.
Если, несмотря на тщательную проверку, вы обнаружили после переезда, что в квартире шумно, то попробуйте для уменьшения шума сделать следующее:
- Ткани, ковры, гобелены, и другие звукопоглощающие материалы улучшают звукоизоляцию и тишину в комнатах. Ими стоит покрыть пол, стены, и если возможно - потолок. Также можно повесить шторы не только на окна, но и на стены - они не только уменьшат шум, но также послужат и украшением комнаты.
- Шум легко передается по твердым предметам в результате их вибрации. Поэтому при покупке лучше выбирать мягкую мебель. Для уменьшения шума нужно также ограничить движение твердых предметов. Например, мебель можно накрыть тканью или скатертью.
- Чтобы уменьшить вибрацию стен, к ним можно приставить тяжелые предметы, например книжные шкафы или серванты.
В некоторых съемных квартирах хозяева требуют от жильцов, чтобы во всех комнатах на полу было ковровое покрытие. Если ваши соседи сверху сильно шумят и вы подозреваете, что у них нет ковров, то можно обратиться к домовладельцу, чтобы это проверить.
Законодательство о шуме
В некоторых странах шум регулируют соответствующими законами. Нарушения обычно грозят штрафами. В этом случае жители могут пожаловаться на шум в окрестностях в органы, ответственные за соблюдение порядка. Жалобу обычно рассматривают, и по возможности проверяют источник шума. В ряде стран в многоквартирных домах также часто существуют правила о шуме, например о том, можно ли и в какое время разрешено играть на музыкальных инструментах.
Во многих городах, чтобы построить или открыть в жилом районе ресторан, бар, ночной клуб, или другое заведение, в которых играет громкая музыка, необходимо получить лицензию. В ней часто указывается, какой уровень звука допустим, и в какое время. В некоторых районах запрещают строить такие заведения, или разрешают, но с условием, что здание будет звукоизолировано. С шумовым загрязнением также помогает зонирование, то есть, деление города на зоны, такие как спальная, промышленная, и другие. В этом случае зоны с наибольшим шумовым загрязнением, например промышленные зоны с предприятиями и заводами, стараются разместить как можно дальше от жилых районов, больниц и школ.
Бесплатная юридическая консультация:
Измерение уровня звука
Уровень звука измеряют, чтобы убедиться, что он не превышает нормы и соответствует требованиям выполняемой работы, например, что микрофоны обеспечивают достаточную громкость звука во время мероприятия. Такие измерения также необходимы для обеспечения безопасного уровня шума на рабочем месте.
Шумомеры
Если окружающий шум превышает 85 децибел, то высока вероятность повреждения слуха, особенно когда человек подвержен такому шуму в течение длительного времени. Болевой порог человека начинается с 115 децибел, но у некоторых людей он может быть и 140 децибел. То есть, даже если уровень звука грозит потерей слуха, люди этого не замечают. Именно поэтому в ситуациях, когда люди подвергаются воздействию громкого звука в течение длительного времени, уровень звука измеряют специальными приборами, чтобы убедиться, что этот уровень не превышает норму. Обычно это - шумомеры. Большинство из них портативны, и их можно приобрести по доступной цене.
Звуковые дозиметры
Если необходимо измерить не только уровень звука на данный момент, но и общую дозу шумового воздействия в течение определенного промежутка времени, используют звуковые дозиметры. Так как часто повреждение слуха происходит именно из-за длительного воздействия громких звуков, дозиметры помогают определить, нужно ли людям, работающим в условиях повышенного шума, носить защитные наушники или ушные пробки. Также удобно использовать дозиметры, если уровень звука в течении дня неодинаков. Обычно дозиметры прикрепляют к одежде самих работников, но не все приветствуют использование дозиметров на рабочем месте, так как с ними связано много проблем. Например, работники могут легко исказить данные, намеренно или случайно, особенно когда они видят индикатор уровня звука. Дозиметры также часто мешают работе, и даже могут зацепиться и попасть в оборудование. Это грозит не только сломанным оборудованием, но вероятно и несчастными случаями с работниками. По этой причине вместо дозиметров можно использовать шумомеры, измеряя уровень звука в разное время и в разных местах. С помощью этой информации создается шумовая карта, которая дает приблизительное представление о шумовом загрязнении на разных участках рабочего помещения. Это особенно полезно знать, если работники каждый день работают в одних и тех же местах. В последнее время производители дозиметров также стараются бороться с указанными выше проблемами, выпуская дозиметры меньшего размера, с короткими проводами или вообще без проводов, и часто без дисплея, чтобы работник не мог влиять на работу прибора, основываясь на текущей информации о шуме.
Способы борьбы с шумом
На заводах, в аэропортах и на других рабочих местах, где много шума, необходимо не только измерять, но и контролировать количество шума, который слышат работники, чтобы защитить их слух и предотвратить его потерю. Шум не только ухудшает слух, но и не дает людям сосредоточиться. Это мешает работе и подвергает их дополнительной опасности, так как по невнимательности они могут не услышать аварийную сигнализацию из-за шума, что может привести к несчастному случаю. К тому же, в шумном помещении неприятно находиться и работать, поэтому звук контролируют еще и для комфорта работников. Не всегда есть возможность воспользоваться шумомером. В такой ситуации действует простое правило: если для того, чтобы быть услышанным, приходится кричать - то это значит, что помещение слишком шумное, и этот шум необходимо уменьшать.
Есть два основных способа борьбы с шумом: шумоизоляция или шумоподавление с помощью противодействующего шума. Первый метод - пассивный, а второй - активный. Какой из двух методов использовать - решают в зависимости от ситуации, а иногда используют оба сразу. Также можно одновременно использовать сразу несколько способов пассивного шумоподавления или блокирования шума. Например, команды наземного технического обслуживания в аэропортах часто используют ушные пробки и наушники с пассивным шумоподавлением одновременно.
Бесплатная юридическая консультация:
Иногда на заводах и фабриках также используются звукопоглотители. Они предотвращают усиление звука в помещении и его отражение от стен и других поверхностей. Для этого звукопоглотители изготавливают из материалов, хорошо поглощающих звук.
Пассивное шумоподавление
Для пассивного шумоподавления используют материалы, которые хорошо поглощают звук. Большинство приведенных выше советов об уменьшении шума в квартире основаны именно на этом принципе. Звукопоглащающие материалы, используемые в наушниках - это вспененные полимеры.
Активное шумоподавление
С помощью активного шумоподавления можно уменьшить окружающий шум примерно на 20 децибел. Принцип активного подавления звука заключается в том, что входящая звуковая волна гасится при помощи исходящей волны с одинаковой амплитудой, но с противоположной фазой. Исходящий шум создают наушники.
То, что происходит в этом случае со звуком, можно продемонстрировать с помощью примера о качелях. Когда один человек толкает качели вперед, а другой, с той же амплитудой начнет качать их назад, то эти толчки будут в противофазе. Когда две волны находятся в противофазе, то их общая сумма равна нулю. То есть, в случае с качелями - они перестанут качаться.
Чтобы правильно блокировать звук, шумоподавляющие устройства сначала должны определить амплитуду и частоту входящих звуковых волн, чтобы потом создать аналогичные волны в противофазе. Такие устройства хорошо работают с монотонным повторяющимся звуком, который легко предсказать. Если же звук спонтанный и все время меняется, то шумоподавляющие устройства неэффективны. Входящий звук принимается в таких устройствах, например наушниках, на встроенный микрофон. Кроме кабин последних моделей автомобилей и бытовых наушников, активное шумоподавление используется в некоторых защитных наушниках для работников аэропортов.
Бесплатная юридическая консультация:
Поддержка защитных средств в рабочем состоянии
Несмотря на то, что работодатели во многих странах обязаны предоставить своим работникам персональное средства защиты слуха, например наушники и ушные пробки, всегда лучше проверять их перед использованием, чтобы убедиться, что они в рабочем состоянии и нигде нет трещин. Это особенно важно потому, что иногда происходят ошибки, и неисправное снаряжение может быть не замечено при его проверке.
Unit Converter articles were edited and illustrated by Анатолий Золотков
Вас могут заинтересовать и другие конвертеры из группы «Акустика - звук»:
Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.
Акустика - звук
Уровень звука
Звук представляет собой упругие волны, распространяющиеся в упругой среде (твердое тело, жидкость или газ) и создающие в ней механические колебания. Звуковые волны являются одним из примеров множества колебательных процессов.
Децибел (дБ) - единица измерения уровня звука, уровней мощности или амплитуды электрических сигналов путем сравнения их с заданным уровнем с применением к полученному отношению логарифмического масштаба. Более широко децибел можно определить как логарифмическую безразмерную единицу отношения уровней к некоторому опорному уровню, а также затуханий и усилений. Величина, выраженная в децибелах, численно равна десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять. Децибел равен одной десятой бела, который используется редко. Изменение мощности в 100 раз представляется как изменение в 20 дБ. Изменение на 3 дБ приблизительно соответствует изменению мощности в два раза. В науке и технике, в частности, в электронике и радиотехнике, децибел применяется для измерения отношения некоторых величин - «энергетических» (мощности, энергии, плотности потока мощности) или «амплитудных» (силы тока, напряжения, силы звука).
Бесплатная юридическая консультация:
В акустике децибел обычно используется для указания громкости звука относительно уровня 0 децибел, который определяется как уровень звукового давления 20 микропаскалей. Обычно это отношение указывается для мощности.
Непер (Нп)- логарифмическая безразмерная единица измерения отношения двух уровней, затуханий или усилений. Непер не входит в систему единиц СИ. Разница между белом и непером заключается в том, что отношение величин, выраженное в белах или децибелах, предполагает использование десятичных логарифмов, в то время как для отношения в неперах используются натуральные логарифмы (по основанию е).
Использование конвертера «Уровень звука»
На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.
Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.
Примечание. В связи с ограниченной точностью преобразования возможны ошибки округления. В этом конвертере целые числа считаются точными до 15 знаков, а максимальное количество цифр после десятичной запятой или точки равно 10.
Бесплатная юридическая консультация:
Для представления очень больших и очень малых чисел в этом калькуляторе используется компьютерная экспоненциальная запись, являющаяся альтернативной формой нормализованной экспоненциальной (научной) записи, в которой числа записываются в форме a · 10 x . Например: = 1,103 · 10 6 = 1,103E+6. Здесь E (сокращение от exponent ) - означает «· 10^», то есть «. умножить на десять в степени. » . Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.
- Выберите единицу, с которой выполняется преобразование, из левого списка единиц измерения.
- Выберите единицу, в которую выполняется преобразование, из правого списка единиц измерения.
- Введите число (например, «15») в поле «Исходная величина».
- Результат сразу появится в поле «Результат» и в поле «Преобразованная величина».
- Можно также ввести число в правое поле «Преобразованная величина» и считать результат преобразования в полях «Исходная величина» и «Результат».
Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.
Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте - напишите нам!
© ANVICA Software Development 2002-2018.
При самостоятельном выборе усилителей сотовой связи и антенн - одними из первых встают вопросы об уровне сотового сигнала , принимаемого в Вашем помещении и об используемом стандарте сотовой связи
Современные смартфоны на базе самых популярных ОС IOS (iPhone) и Android (Samsung, HTC) - помогут Вам ответить на них!
1. Как измерить сигнал GSM
1.1 Как измерить сигнал GSM на iPhone?
*3001#12345#*
Шаг 2. - числовое значение -86 в верхнем левом углу показывает уровень сигнала GSMв дБм (децибел на миливатт)
Значок E (EDGE) или G (GPRS) - говорит о том, что Ваш телефон находится в сети GSM, а не в сети 3G
Шаг 3. - нажимаем меню GSM Cell Environment -> GSM Cell info -> Neighboring Cell -> выбираем 0-й канал. Запишите или сделайте скриншот цифры напротив ARFCN (это номер рабочей частоты)
Частоты с 1 по 124 GSM 900
Частоты с 512 по 885 - это диапазон частот стандарта GSM 1800
Частоты с 974 по 1023 - это диапазон частот стандарта E-GSM 900
*3001#12345#* .
1.2 Как измерить сигнал GSM на Samsung с OC Android?
Шаг 1. Фиксируем телефон в сети GSM - зайдите в меню "Настройки/Беспроводные сети/ Мобильные сети" и отключите поддержку 3G выбрав пункт "Только сети 2G"
*#0011#
Если Ваш телефон Samsung Galaxy
Шаг 3. Проверяем уровень сигнала GSM - числовое значение -94 в строке RxPwr показывает уровень сигнала GSMв дБм (децибел на миливатт).
Шаг 4. Проверяем диапазон GSM 900 или 1800 - в верхней строке указан стандарт GSM - в данном случае GSM1800. Напротив параметра T будет указан номер рабочей частоты GSM - в данном случае 549 частота
Частоты с 1 по 124 - это диапазон частот стандарта GSM 900 . Выбирайте репитеры GSM900 и антенны GSM900
Частоты с 512 по 885 - это диапазон частот стандарта GSM 1800 . Выбирайте репитеры GSM1800 и антенны GSM1800
Частоты с 974 по 1023 - это диапазон частот стандарта E-GSM 900 . Выбирайте репитеры E-GSM900 и антенны E-GSM900
2. Как измерить сигнал 3G?
2.1 Как измерить сигнал 3G на iPhone?
Шаг 1. Открываем скрытое инженерное меню iPhone - наберите номер телефона *3001#12345#*
Шаг 2. Проверяем уровень сигнала 3G - числовое значение -95 в верхнем левом углу показывает уровень сигнала 3Gв дБм (децибел на миливатт)
Значок 3G (UMTS) или H (HSDPA) - говорит о том, что Ваш телефон находится в сети 3G, а не в сети GSM
Шаг 3. - нажимаем меню UMTS Cell Environment -> Neighbor Cells -> UMTS Set -> выбираем 0-й канал. Запишите или сделайте скриншот цифры напротив Downlink Frequency (это номер рабочей частоты)
Частоты с 2937 по 3088 - это диапазон частот стандарта 3G-UMTS 900 . Выбирайте репитеры GSM900 и антенны GSM900
Частоты с 10562 по 10838 - это диапазон частот стандарта 3G-UMTS 2100
Как отключить режим инженерного меню на iPhone?
Повторно набираем номер телефона *3001#12345#* .
Далее нажимаем пальцем на цифры уровня сотового сигнала в левом верхнем углу и переключаемся в режим стандартного показа уровня сотового сигнала. После чего нажимаем кнопку Home и выходим из инженерного меню.
2.2 Как измерить сигнал 3G на Samsung с OC Android ?
Шаг 1. Фиксируем телефон в сети 3G - зайдите в меню "Настройки/Другие сети/Мобильные сети/Режим сети" и включите поддержку 3G выбрав пункт "Только WCDMA"
Шаг 2. Открываем скрытое инженерное меню Android - наберите номер телефона *#0011#
Если Ваш телефон Samsung Galaxy и не удается зайти в меню - попробуйте варианты: вариант 1 - *#32489# ; вариант 2 - *#*#7262626#*#* ; вариант 3 - *#*#4636#*#* .
Шаг 3. Проверяем уровень сигнала 3G - числовое значение -86 параметра R показывает уровень сигнала 3Gв дБм (децибел на миливатт).
Шаг 4. Проверяем диапазон 3G 2100 или 900 - напротив параметра Rx CH будет указан номер рабочей частоты 3G - в данном случае 10638 частота, что говорит о том, что это стандарт 3G-UMTS 2100
Частоты с 2937 по 3088 - это диапазон частот стандарта 3G-UMTS 900 . Выбирайте репитеры GSM900 и антенны GSM900
Частоты с 10562 по 10838 - это диапазон частот стандарта 3G-UMTS 2100 . Выбирайте репитеры 3G 2100 и антенны 3G 2100
Шаг 5. Проверяем уровень сигнала 4G (LTE)
Если ранее был выбран режим сети LTE и телефон автоматически работает в режиме LTE
Телефон отобразит номер полосы частот, на которой он работает, в данном случае Band7 (2600МГц) Уровень сигнала -78дБ
Band 3 (1800 МГц)
Band 7 (2600 МГц)
Band 20 (800 МГц)
Band 38 (2600 МГц)
Узнайте о децибелах и их вариациях в контексте радиочастотного проектирования и тестирования.
Радиотехника, как и все научные дисциплины и подразделы, включает в себя довольно много специализированной терминологии. Одним из наиболее важных слов, которые вам понадобятся при работе в мире радиочастот, является «дБ» (и некоторые его варианты). Если вы глубоко закрепились в проектировании радиочастотных систем, то можете обнаружить, что слово «дБ» становится вам таким же знакомым, как и ваше собственное имя.
Как вы, наверное, знаете, дБ означает децибел. Это логарифмическая единица, которая обеспечивает удобный способ работы с отношениями, такими как отношение между амплитудами входного и выходного сигналов.
Мы не будем описывать общую информацию о децибелах, потому что она уже доступна на этой странице учебника «Основы электроники и схемотехники ». Вместо этого мы сосредоточимся на практических аспектах децибелов в конкретном контексте радиочастотных систем.
Относительный, не абсолютный
Легко забыть, что дБ является относительной единицей. Вы не можете сказать: «Выходная мощность составляет 10 дБ».
Напряжение является абсолютной величиной, потому что мы всегда говорим о разности потенциалов между двумя точками; обычно мы имеем в виду потенциал одного узла относительно узла земли 0 В. Ток также является абсолютной величиной, поскольку единица измерения (ампер) включает в себя определенное количество заряда в течение определенного количества времени. Децибел, напротив, это единица измерения, которая включает в себя логарифм отношения между двумя числами. Ярким примером является коэффициент усиления усилителя: если мощность входного сигнала равна 1 Вт, а мощность выходного сигнала равна 5 Вт, мы имеем коэффициент 5:
Таким образом, этот усилитель обеспечивает усиление по мощности 7 дБ, то есть соотношение между мощностью выходного сигнала и мощностью входного сигнала может быть выражено как 7 дБ.
Почему дБ?
Конечно, можно было бы проектировать и тестировать радиочастотные системы без использования дБ, но на практике дБ используются везде. Одно из преимуществ заключается в том, что шкала дБ позволяет выражать очень большие отношения без использования очень больших чисел: усиление по мощности в 1 000 000 раз составляет всего 60 дБ. Кроме того, при использовании дБ легко вычисляется общий коэффициент усиления или потерь в цепи прохождения сигнала, поскольку отдельные значения в дБ просто складываются (тогда как, если бы мы работали с обычными отношениями, нам потребовалось бы умножение).
Мы установили, что дБ является отношением и, следовательно, не может описывать абсолютные значения мощности и амплитуды сигнала. Однако было бы неудобно постоянно переключаться между значениями в дБ и не в дБ, и, возможно, именно поэтому радиоинженеры ввели единицу измерения дБм (dBm).
Мы можем избежать проблемы «только отношение», просто создав новую единицу измерения, которая всегда будет содержать опорное значение. В случае дБм опорное значение равно 1 мВт. Таким образом, если у нас есть сигнал 5 мВт, и мы хотим оставаться в области дБ, мы можем выразить мощность этого сигнала как 7дБм:
Вы определенно хотите ознакомиться с концепцией дБм. Это стандартная единица, используемая в реальной разработке радиочастотных систем, и она очень удобна, когда вы, например, вычисляете энергетический баланс линии связи, поскольку усиления и потери, выраженные в дБ, могут просто складываться и вычитаться из выходной мощности, выраженной в дБм.
Существует также единица дБВт (dBW); в качестве опорного значения она использует 1 Вт вместо 1 мВт. В настоящее время большинство радиоинженеров работает с относительно маломощными системами, и это, вероятно, объясняет, почему дБм встречается чаще.
Больше вариаций дБ
Две других единицы измерения, основанных на дБ, - это дБн (dBc) и дБи (dBi).
Вместо фиксированного значения, такого как 1 мВт, дБн (dBc) использует в качестве опорного сигнала уровень несущей сигнала. Например, фазовый шум (смотрите второй раздел данной главы) выражается в единицах дБн/Гц (dBc/Hz); первая часть этой единицы измерения указывает, что мощность фазового шума на определенной частоте измеряется относительно мощности несущей (в этом случае «несущая» относится к мощности сигнала на номинальной частоте).
Идеализированная точечная антенна принимает определенное количество энергии от схемы передатчика и равномерно излучает ее во всех направлениях. Считается, что эти «изотропные» антенны имеют нулевой коэффициент усиления и нулевые потери.
Однако, другие антенны могут быть сконструированы таким образом, чтобы концентрировать излучаемую энергию в определенных направлениях, и в этом смысле антенна может иметь «усиление». Антенна на самом деле не добавляет мощности к сигналу, но эффективно увеличивает переданную мощность путем концентрации электромагнитного излучения в соответствии с направлением системы связи (очевидно, что более практично, когда разработчик антенны знает пространственную взаимосвязь между передатчиком и приемником).
Единица измерения дБи (dBi) позволяет производителям антенн указывать «коэффициент усиления», который использует популярную шкалу дБ. Как всегда, когда мы работаем с дБ, нам необходимо отношение, а в случае с дБи (dBi) коэффициент усиления антенны выражается через опорное усиление изотропной антенны.
Некоторые антенны (например, те, которые сопровождаются параболическим зеркалом, «тарелкой») имеют значительный коэффициент усиления, и поэтому они могут внести нетривиальный вклад в расстояние и производительность радиочастотной системы.
Резюме
- Шкала дБ представляет собой метод выражения отношений между двумя величинами. Она удобна и широко используется в контексте радиочастотного проектирования и тестирования.
- Хотя значения в дБ по своей природе относительны, в шкале дБ могут быть выражены и абсолютные величины с помощью единиц измерения, которые включают в себя стандартизированное опорное значение.
- Наиболее распространенной абсолютной единицей измерения в дБ является дБм (dBm), который выражает мощность сигнала в дБ относительно 1 мВт.
- Единица измерения дБн (dBc) выражает мощность по отношению к мощности сигнала, связанного с измерением (с несущей).
- Единица измерения дБи (dBi) выражает коэффициент усиления антенны относительно отклика идеализированной точечной (изотропной) антенны.
В итоге получим формулу дальности связи:
Пользуясь всеми вышеперечисленными данными можно расчитать дальность wi-fi
сигнала.
Практическая часть
Важное отступление: Сначала планировалось получить в децибелах цифру,
которая соответствует затуханию при прохождении сигнала через препятствия.
Но данная затея провалилась, т.к. не получилось установить причину по которой
передатчик при фиксированном bitrate, например 54mbit, при выходе за границу
зоны на которой может быть достигнута эта скорость, переключается на bitrate
ниже (48mbit). Поэтому было решено получать результат в метрах.
Для проведения практических экспериментов было взято следующее оборудование:
wi-fi router ASUS WL500G Premium version 1
Мощность передатчика - 18dbm
Мощность антенны - 5dbm
netbook hp compaq mini 311
Мощность антенны - 5dbm
UPS
Рассчитаем дальность сигнала в идеальном случае:
В качесте рабочей частоты был выбран 13 канал f=2484 МГц, скорость 54MBpsпри
которой чувствительность -66dbm.
Найдем суммарное усиление системы:
Y=18dbm + 5dbm + 4dbm + 66dbm - 1dbm - 1dbm = 95dbm
FSL = Y - SOM = 95 - 10 = 85
D= 10^(85/20 -33/20 - lg2472) = 10^-2,05 = 0,165 километров
В теории получилось, что приблизительная дальность действия wi-fi сигнала
в нашем случае будет равна 165 метрам.
Проверим данные расчеты на практике.
В качестве полигона для исследований была выбрана следующая территория:
Маршрутизатор подключался к UPS и фиксировался в начальной точке. Вдоль
дороги каждые 25 метров останавливался человек и производил замеры с помощью
ноутбука. Вот результат замеров:
| Номер измерения | Bitrate, mbps | Signal, дб | Noise, дб | Расстояние, м |
| 1 | 54 | 30 | 78 | 25 |
| 2 | 54 | 45 | 82 | 50 |
| 3 | 36 | 55 | 88 | 75 |
| 4 | 24 | 58 | 83 | 100 |
| 5 | 18 | 63 | 73 | 125 |
| 6 | 18 | 72 | 81 | 150 |
| 7 | 1 | 81 | 57 | 200 |
На первом этаже здания был установлен наш маршрутизатор. Таким образом получалось что мы измеряем сигнал из «железо-бетонной коробки». Вот результаты измерений:
| Номер измерения | Bitrate, mbps | Signal, dbm | Noise, dbm | Расстояние, м |
| 1 | 54 | 56 | 87 | 4 |
| 2 | 36 | 53 | 84 | 25 |
| 3 | 2 | 53 | 84 | 50 |
| 4 | 1 | 82 | 58 | 100 |