Dezibel (Spannungspegel)

Ein Dezibel (dB) ist in der Spannungsmessung eine Einheit für das logarithmische Verhältnis zweier Spannungspegel und damit eine relative und dimensionslose Größe. Bei Bezug auf feste Bezugsspannungen erhalten wir absolute aber dimensionslose Größen wie dBu und dBV.

dB

Ein dB (Dezibel) ist die Einheit des Spannungspegels L_U, der das Verhältnis einer Spannung U₁ im Vergleich zur einer Bezugsspannung U₀ beschreibt.

L_U{(\operatorname{dB})} = 20 \log_{10} \left(\frac{U_1}{U_0}\right)

Hinweis: Da bei der logarithmischen Beziehung Bel definitionsgemäss Leistungsgrößen miteinander in Bezug gesetzt werden, müssen Feldgrößen wie in diesem Fall die elektrische Spannung, quadratisch eingesetzt werden. Dies ist deswegen notwendig und sinnvoll, da damit dimensionslose Pegelangaben in dB sowohl von Leistungsgrößen als auch von Feldgrößen direkt miteinander in Bezug gesetzt werden können. Durch mathematische Umformung ergibt sich daher bei Feldgrößen der zusätzliche Faktor 20 vor der Logarithmierung, obwohl die SI-Vorsilbe Dezi auf einen Faktor von 1/0,1 = 10 hindeutet.

U₁/U₀	dB	Beschreibung
1000	60 dB	Verstärkung
100	40 dB	Verstärkung
10	20 dB	Verstärkung
3,16	10 dB	Verstärkung
2	6 dB	Verstärkung
1,414	3 dB	Verstärkung
1	0 dB	1:1 Übertragung
0,7071	-3 dB	Dämpfung
0,5	-6 dB	Dämpfung
0,316	-10 dB	Dämpfung
0,1	-20 dB	Dämpfung
0,01	-40 dB	Dämpfung
0,001	-60 dB	Dämpfung

dBu

Ein dBu (Dezibel Volt) ist die Einheit des Spannungspegels L_U in der Tonstudiotechnik, der das Verhältnis einer Spannung U im Vergleich zur Bezugsspannung von 0,7746 V beschreibt, ohne an eine Impedanz gebunden zu sein. Diese "krumme" Referenz kommt historisch aus der leistungsbezogenen Telefontechnik, die 0 dB als 1 mW an 600

\Omega

vorschreibt und das sind dabei

U = \sqrt {P \cdot R} = \sqrt {0,001 \cdot 600}

= 0,7746 V.

L_U{(\operatorname{dBu})} = 20 \log_{10} \left(\frac{U}{0{,}7746\,\operatorname{V}}\right)

Häufig wählt man für diesen Bezugswert (Referenz) der Spannung auch gerundet 0,775 V.

Spannung	dBu	dBV
775 µV	-60 dBu	-62,2 dBV
7,75 mV	-40 dBu	-42,2 dBV
77,5 mV	-20 dBu	-22,2 dBV
775 mV	0 dBu	-2,2 dBV
7,75 V	20 dBu	17,8 dBV

dBV

Ein dBV (Dezibel Volt) ist die Einheit des Spannungspegels L_U, der das Verhältnis einer Spannung U im Vergleich zur Bezugsspannung von 1 V beschreibt.

L_U{(\operatorname{dBV})} = 20 \log_{10} \left(\frac{U}{1\,\operatorname{V}}\right)

Analog beziehen sich dBmV auf eine Spannung von 1 mV, dBµV auf eine Spannung von 1 µV.

Spannung	dBu	dBV	dBmV	dBµV
1 mV	-57,8 dBu	-60 dBV	0 dBmV	60 dBµV
10 mV	-37,8 dBu	-40 dBV	20 dBmV	80 dBµV
100 mV	-17,8 dBu	-20 dBV	40 dBmV	100 dBµV
1 V	2,2 dBu	0 dBV	60 dBmV	120 dBµV
10 V	22,2 dBu	20 dBV	80 dBmV	140 dBµV

dBm bei Leistungsanpassung (Widerstandsanpassung)

Ein dBm ist die Einheit des Leistungspegels in der Telefon- und Sendertechnik, der von einer bestimmten Leistung und einem normierten Anpassungs-Widerstand ausgeht. Üblicherweise ist die Bezugsleistung (Referenz) P₀ = 1 mW = 0,001 W. Die normierte Impedanz unterscheidet sich je nach Systemumgebung. In der Audiotechnik ist R = 600

\Omega

, in der Hochfrequenztechnik üblicherweise R = 50

\Omega

der Bezugswert (Referenz).

1 dBu ( $0,7746~\mbox{V}\approx\sqrt{1~\mbox{mW}\cdot600~\Omega}$ ) erzeugt an einer Impedanz von 600 $\Omega$ eine Leistung von einem dBm (1 mW).

L_U{(\operatorname{dBu})} = 20 \log_{10} \left(\frac{U}{0.7746\,\operatorname{V}}\right)

In den in der Telefontechnik üblichen 600- $\Omega$ -Systemen entspricht ein dBu genau einem dBm.

Umrechnung

L_U{(\operatorname{dBu})} = L_U{(\operatorname{dBV})} + 2,22 +5

L_U{(\operatorname{dB{\mu}V})} = L_U{(\operatorname{dBmV})} + 60 = L_U{(\operatorname{dBV})} + 120

Siehe auch:

Dezibel | Dezibel (Umrechnungstabellen) | Dezibel (Leistungspegel) | Dezibel Carrier (dBc)

Weblinks

Wellenlehre | Nachrichtentechnik | Maßeinheit | Tontechnik | Elektrische Einheit

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dB

dBu

dBV

dBm bei Leistungsanpassung (Widerstandsanpassung)

Umrechnung

Siehe auch:

Weblinks