http://ayudaelectronica.com/el-decibel-definicion-y-aplicacion/

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Se define al decibel (dB) como “la unidad utilizada para expresar la magnitud de una modificación en un nivel sonoro o señal física, eléctrica o electromagnética“.

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3. Ventajas del Uso del Decibel.

El gran auge del uso del decibel como magnitud de relación o magnitud de medida, se debe fundamentalmente a tres motivos:

Posibilidad de que cifras muy grandes o muy pequeñas tengan un formato similar.

Facilidad de cálculos matemáticos, ya que éstos se reducen a sumas y restas.

Su características de transferencia similar con la curva de respuesta del oído humano, hace que las variaciones de sonido se noten “lineales” para el sentido auditivo.

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3.1. Homogeneidad de Cifras

Si tomamos logaritmos a números muy grandes y/o muy pequeños, se puede ver que el resultado de esa operación matemática brinda cantidades cuyos números de cifras son similares. A lo sumo habrá diferencia en los signos, lo que indicará lo siguiente:

Signo positivo: numero considerado >1

Signo negativo: numero considerado < 1

De manera que con la utilización del decibel es posible operar matemáticamente un valor muy grande o muy pequeño (o ambos simultáneamente), sin tener la necesidad de recurrir a números que por su cantidad de cifras harían poco práctico su manejo.

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Ejemplo:

Hallar la ganancia total del sistema.

La forma clásica para resolver lo, consiste en expresar la ganancia total en número de veces, con lo que:

G1 = 10 log A1 = +30 dB

G2 = 10 log P = -10 dB

G3 = 10 log A2 = +40 dB

Gt = G1 + G2 + G3 = +30 dB -10 dB + 40 dB = +60 dB

En lugar de emplear 1.000.000 veces el numero +60dB lo hace más fácilmente manejable.

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Un decibel (1 dB) indicará entonces una relación entre dos potencias cuando ésta sea de 1,26 veces. Es importante hacer notar que al definirse el decibel como relación de potencias, esto hace que sea independiente de los valores que pueden tomar dichas potencias (dentro de los límites eléctricos lógicos correspondientes), lo mismo se tendrá 1 dB tanto si P1 vale 1,26 W (P2 = 1W) como si valiera 25,2 mW (P2 = 20mW).

Se define que existe 1 dB cuando las potencias presentan una relación de 1,26 veces:

Medidas en dos puntos distintos del mismo circuito o sistema. Medida en un mismo punto del circuito o sistema, pero para dos instantes

diferentes. Medidas en puntos de distintos circuitos o sistemas.

Especificando correctamente lo anterior, ello será válido en tanto el módulo y el argumento de las impedancias de los puntos analizados, sean iguales. En el caso de no serlo, se deberá realizar la consideración respectiva. De lo anterior se deduce que el decibel se puede utilizar para especificar el nivel de potencia (o el parámetro analizado) en un punto de un

circuito o sistema. A dicho nivel se lo considerará como la relación de potencias del estado estacionario en un punto a una potencia arbitrara tomada como referencia. En algunas ocasiones, esta potencia arbitraria es la potencia de entrada en un circuito, aunque puede ser la potencia en cualquier otro punto del circuito.

La potencia arbitraria elegida se denomina “nivel de referencia” o “nivel cero”. La elección del nivel de referencia del parámetro considerando en la fórmula del decibel, es la que determinará la definición de los distintos tipos de decibeles existentes.

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6. Tipos de Decibel

Como se ha dicho antes, básicamente se utiliza al decibel para indicar señales en dos circunstancias especificas: a) magnitud de relación; b) magnitud de medida.

6.1 Magnitud de Relación

Su valor da una idea de la relación entre dos potencias (u otro parámetro) aunque no indique los valores de dichas potencias (o parámetros) absolutas puestas en juego.

6.1.1 dB

El decibel en su forma básica es la expresión más general de estudio como magnitud de relación.

6.1.2 dBr

El dBr es también una medida de relación de potencias, en donde el subíndice “r” indica que es un valor de potencia de referencia o relativa al origen del sistema o circuito analizado (a la entrada del mismo).

“P” es la potencia medida en un punto cualquiera de un sistema o circuito cuando se envia una señal en el origen del mismo. “Porigen” es la potencia de la señal en el origen del circuito o sistema de medida en la misma unidad que “P“.

Si se varía la potencia inyectada en el origen del circuito, los dBr permanecerán constantes e independientes del nivel de la señal inyectada. Es decir, que los dBr son una característica propia del circuito o sistema y no varían mientras no varíe la ganancia o atenuación de cada elemento del mismo.

6.2 Magnitud de Medida

Se ha planteado que el decibel se origina como una expresión de relación de potencias, tensiones, corriente o algún parámetro analizado. Si ahora hacemos que una de las magnitudes relacionadas permanezca constante, nos posibilita utilizar al decibel como unidad de medida.

Generalmente, la denominación del tipo de decibel quedará determinada por el tipo y magnitud de señal tomada como referencia.

6.2.1 dBm

El subíndice “m” se origina en que la potencia de referencia es un miliwatt.

El dBm permite determinar la potencia de una señal al fijar su relación respecto de 1 mW (potencia que se toma como referencia en telecomunicaciones; generalmente es una señal sinusoidal de frecuencia 800 o 1000 Hz)

De la fórmula (1) se puede considerar:

Es decir que un valor en decibeles, puede ser obtenido también como diferencia entre dos valores de dbm.

6.2.2 dBW

Es otro tipo de decibel donde la potencia de referencia es 1 Watt.

Su equivalencia con los dBm es:

1 dBW = 30 dBm

6.2.8 dBu

De amplia aplicación en el campo de la telefonía, el valor de referencia (0,775 V) surge de aplicar una potencia de 1 miliwatt a la entrada de una línea telefónica que presenta una impedancia de 600 ohm.

6.2.9 dBµ

Es una unidad de amplia aplicación en el área de las comunicaciones, particularmente en el análisis de propagación de señales electromagnéticas en el espacio libre. El valor de la señal de referencia es el de una intensidad de campo eléctrico de 1 µV/m

En algunas publicaciones se suele confundir a dBu (telefonía) con el dbµ (comunicaciones), por la inclusión de la letra “u” y no de la letra griega mu “µ”. Se debe prestar atención al contexto de la expresión analizada para diferencias correctamente la unidad de medida mencionada. Se utiliza, por ejemplo, el dBµ para fijar los límites de als áreas de cobertura de los canales de TV o de emisoras de radiodifusión pública de AM o FM, determinando el nivel de campo eléctrico en µV/m en dicho punto.

Area de Cobertura Canales 7 al 13: 77 dBµ equivalentes a 7080 µV/m.

6.2.10 dBV

Expresa la respuesta en decibeles de un micrófono a una frecuencia determinada. En nivel de referencia de 0 dB es igual a 1 V (o dBV) cuando se ejerce sobre el micrófono una presión acústica de 1 dina/cm3.

6.2.11 dBmV

Es una unidad de medida de reciente definición, surgiendo ante la necesidad de establecer una unidad de referencia para CTV (circuito cerrado de TV o TV por cable). El valor de tensión de referencia es 1mV sobre una impedancia de 75 ohm.

Se determina que la impedancia sea de 75 ohm, en razon de ser éste el valor de impedancia de los cables coaxiales utilizados en la distribución de TV por cable.

6.2.12 dBi

Se utiliza para expresar la ganancia de una antena respecto de un radiador isotrópico. En antenas direccionales, esta ganancia es función del ángulo θ de irradiación.

6.2.13 dBd

Como el radiador isotrópico es una abstracción matemática definida para posibilitar los cálculos respectivos, es usual referenciar la ganancia de una antena cualquiera, respecto a alguna otra de factible realización práctica. Para ello, se emplea un dipolo de media onda.

http://docente.ucol.mx/al058284/decibeles.htm&&&&&&&&&&&&&&

 Es una unidad de medida adimensional y relativa (no absoluta), que es utilizada para facilitar el cálculo y poder realizar gráficas en escalas reducidas.

El dB relaciona la potencia de entrada y la potencia de salida en un circuito, a través de la fórmula:

N [dB] = 10 log

PS

PE

Se puede usar para medir ganancia o atenuación (una ganancia negativa significa atenuación)

Una ganancia de 3dB significa que la potencia de salida será el doble de la de entrada.

Una atenuación de 3 dB (ganancia de –3dB) significa que la potencia de salida será la mitad de la de entrada, es decir, si se tratara de una fibra óptica, en esta se estaría perdiendo la mitad de la potencia óptica.

 Tabla de equivalencias

Potencia en watts

Potencia en dBm

1 pW 1pW -9010pW -80

100pW -701.000pW =1 nW -60

10.000pW -50100.000pW -40

1.000.000pW =1 mW -3010.000.000pW -20

100.000.000pW -101.000.000.000p

W=1 mW 0

10mW +10100mW +20

1.000mW =1 W +30

En esta tabla puede apreciarse la imposibilidad de manejar un gráfico en watts, y la comodidad de manejar cifras en dB. (pW=picowatt ,  nW=nanowatt,  mW=microwatt,  mW=miliwatt)

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El decibelio es quiza la unidad más utilizada en el campo de las Telecomunicaciones por la simplificación que su naturaleza logarítmica posibilita a la hora de efectuar cálculos con valores de potencia de la señal muy pequeños.Como relación de potencias que es, la cifra en decibelios no indica nunca el valor absoluto de las dos potencias comparadas, sino la relación entre ellas.Esto permite, por ejemplo, expresar en decibelios la ganancia de un

amplificador o la pérdida de un atenuador sin necesidad de referirse a la potencia de entrada que, en cada momento, se les esté aplicando.

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Si hay ganacia de señal (amplificación) la cifra en decibelios será positiva, mientras que si hay pérdida (atenuación) será negativa.

En Telecomunicación muchas veces se utiliza como nivel de referencia el milivatio, obteniéndose los resultados en dB referidos a 1 mW, esto es en dBm.

Para sumar ruidos, o señales en general, es muy importante considerar que no es correcto sumar directamente valores de las fuentes de ruido expresados en decibelios. Así, dos fuentes de ruido de 21dB no dan 42dB sino 24dB.

En este caso se emplea la formula:

Donde Xn son los valores de ruido o señal, expresados en decibelios, a sumar.

http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/decibelio.htm

DECIBELIOS NEGATIVOS

Si la ganancia es menor que la unidad, existe una pérdida de potencia (atenuación) la ganancia de potencia en decibelios es negativa. Por ejemplo, si la potencia de salida es 15w y la potencia de entrada es 30w, tenemos:

Y la ganancia en potencia expresada en decibelios será:

Si la ganancia es 0,25 entonces:

Si la ganancia es 0,125 entonces:

Conclusión: cada vez que la ganancia de potencia disminuye en un factor de 2, la ganancia en potencia en decibelios disminuye aprox. en 3dB.

10 dB FACTOR DE 10

Supongamos que la ganancia de potencia es de 10. Expresada en dB:

Si la ganancia de potencia fuera 100, entonces:

Si la ganancia de potencia fuera 1000, entonces:

El patrón que observamos es que la ganancia en dB aumenta en 10 dB cada vez que la ganancia en potencia se incrementa por un factor 10. Lo mismo ocurrirá con respecto a la atenuación; para atenuaciones de 0,1, 0,01 y 0,001 tendremos -10 dB, -20 dB y –30 dB respectivamente.

Toda la pagina es clara y puntual , recomendable….