Đề-xi-ben
Đơn vị ngoài SI được phép dùng · đại lượng: mức, một tỉ số lôgarit
01 · Định nghĩa
Đề-xi-ben tự nó không đo gì cả. Nó cho biết một đại lượng gấp bao nhiêu lần đại lượng kia — và đòi hỏi phải gọi tên đại lượng kia.
Mức công suất bằng mười lôgarit thập phân của tỉ số: L = 10 lg(P/P₀) đề-xi-ben. Với những đại lượng mà bình phương tỉ lệ với công suất — áp suất, điện áp, dòng điện — hệ số nhân đôi: L = 20 lg(F/F₀). Từ đó sinh ra quy tắc mà người ngoài nghề thấy lạ: gấp đôi công suất cho 3 dB, còn gấp đôi biên độ cho 6 dB. Đơn vị này không thứ nguyên và không thuộc SI, nhưng được phép dùng cùng ben và nepe. Giá trị tham chiếu là phần bắt buộc của cách ghi: thiếu «so với 20 µPa» hay «so với 1 mW» thì một con số tính bằng đề-xi-ben chẳng có nghĩa gì.
Tai bao trùm những âm thanh có tỉ số cường độ một trên một nghìn tỉ. Viết ra theo lối tuyến tính thì bất tiện, mà nghe vốn đã là lôgarit: các tỉ số bằng nhau được cảm nhận như những bước bằng nhau. Lí do thứ hai thuộc về kĩ thuật — độ suy hao dọc theo chuỗi bộ khuếch đại và đường dây thì nhân với nhau, còn tính bằng đề-xi-ben thì chỉ việc cộng lại.
02 · Quy đổi
Nhập một mức, phiếu sẽ mở nó ra thành các tỉ số
Mọi dòng của bảng đều mô tả cùng một tỉ số, chỉ viết theo lối khác. Ben lớn gấp mười lần đề-xi-ben, nepe đếm bằng lôgarit tự nhiên và sống trong lí thuyết mạch, còn phần trăm tiện khi tỉ số gần bằng một.
Đề-xi-ben của các nguồn khác nhau không cộng theo số học. Hai cỗ máy giống nhau 60 dB cho 63 dB, chứ không phải 120: cái gấp đôi là công suất, không phải mức. Muốn nghe to gấp đôi thì cần thêm khoảng mười đề-xi-ben — tức là công suất gấp mười.
| Đơn vị | Tên | Giá trị | Gặp ở đâu |
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Bậc độ lớn
thang áp suất âm, tham chiếu 20 µPa04 · Dụng cụ đo
Đo đề-xi-ben bằng gì
Một micrô tụ điện, một bộ lọc trọng số A, C hoặc Z và phép lấy trung bình theo thời gian. Cấp 1 giữ sai số ở mức vài phần của một đề-xi-ben tại các tần số trung.
Nó chụp lên micrô và cho ra 94 đề-xi-ben tham chiếu — đúng bằng một pascal áp suất âm. Không có phép kiểm tra ấy trước khi đo thì các con số của máy chẳng có trọng lượng.
Trong kĩ thuật vô tuyến, trục đứng luôn tính bằng dBm: số không nghĩa là một mili-oát. Máy thu điện thoại di động làm việc từ −50 đến −110 dBm — sáu bậc độ lớn của công suất trên một màn hình.
Nó đếm không từ một ngưỡng vật lí mà từ chuẩn thính lực ở mỗi tần số. Không dB HL là trung vị của một tai trẻ khoẻ mạnh, vì thế thang đo cũng có thể âm.
05 · Quy tắc viết
d viết thường, B viết hoa, tham chiếu là bắt buộc
Chữ B hoa có mặt ở đó vì ben mang tên Alexander Bell; còn chữ d thường là tiền tố «đề-xi». Giữa con số và đơn vị phải có một dấu cách. Kí hiệu không có dạng số nhiều: viết 20 dB, chứ không bao giờ viết 20 dBs. Tiền tố không dùng với đề-xi-ben: chẳng có ki-lô-đề-xi-ben, chỉ có một nghìn đề-xi-ben — điều mà thực tế không bao giờ gặp.
Các cách viết dBm, dBA, dBi và dBFS trái với quy tắc của SI: không được gắn vào kí hiệu đơn vị những chữ cái làm rõ đại lượng. Các nhà đo lường đề nghị đặt tham chiếu trong ngoặc sau con số, nhưng các ngành vẫn giữ dạng ngắn, và tiêu chuẩn thì dung thứ.
06 · Các đơn vị lân cận
Cả ba đơn vị mức đều mô tả cùng một tỉ số, nhưng lấy những lôgarit khác nhau. Ben theo cơ số mười và thô, đề-xi-ben là một phần mười của nó và là con ngựa kéo, nepe thì tự nhiên và tiện trong toán học của các quá trình quá độ.
Các giá trị tham chiếu do những tiêu chuẩn riêng quy định: 20 µPa cho âm trong không khí, 1 mW cho công suất tần số vô tuyến, 0,7746 V cho âm thanh phòng thu, và toàn thang của bộ biến đổi cho âm thanh số.
07 · Phần lịch sử
Những đơn vị mà đề-xi-ben lớn lên từ đó
Độ suy hao của một dặm cáp điện thoại ở tần số 800 héc. Một thước đo vật lí đến tận cùng: muốn biết một đường dây mất bao nhiêu, người ta đem so nó với một cuộn dây.
Lần đầu tiên người ta thử tách đơn vị khỏi một khúc cáp: một tỉ số công suất thuần tuý với lôgarit thập phân. Về số nó trùng khớp với đề-xi-ben sau này.
Đặt theo tên Alexander Bell. Nó hoá ra quá thô: gần như mọi khác biệt trong thực hành đều nằm gọn trong vài ben và các phần lẻ của chúng, nên một phần mười được đưa vào dùng.
Đặt theo tên John Napier, người phát minh lôgarit. Nó đếm theo cơ số e nên tự nhiên trong các phương trình suy hao, nhưng bất tiện trong báo cáo.
Đề-xi-ben không phải đơn vị của một đại lượng mà là cách viết một tỉ số
Nói cho chặt chẽ, tỉ số của hai công suất là không thứ nguyên, và giá trị của nó bằng một nhân với một con số. Văn phòng Cân đo Quốc tế công nhận ben, đề-xi-ben và nepe là đơn vị của các tỉ số lôgarit, kèm một điều kiện: chúng không thuộc SI và chỉ dùng cùng với tham chiếu đã nêu rõ. Mọi lộn xộn về hậu tố bắt nguồn từ đây. Thực hành kĩ thuật đã gắn thêm một chữ cái vào kí hiệu — dBm, dBA, dBi, dBFS — và mỗi cách viết như thế ngầm hiểu một giá trị tham chiếu riêng, dù quy tắc của hệ thống cấm thêm bất cứ thứ gì vào đơn vị. Trong khi các nhà đo lường còn tranh luận, các ngành đã dùng những hậu tố ấy bảy mươi năm, và chẳng có gì thay thế: lối khác đòi hỏi những chú thích nặng nề ở từng dòng biên bản.
Danh mục · đơn vị đo
Mỗi đại lượng một phiếu
Bảy đơn vị cơ bản của SI, hai mươi hai đơn vị dẫn xuất có tên riêng và những đơn vị ngoài SI mà cả kĩ thuật lẫn đời thường đều không thể thiếu. Mỗi đơn vị có phiếu riêng: định nghĩa, quy đổi, thiết bị, quy tắc viết. Bằng 36 ngôn ngữ.
Đơn vị ngoài SI
mở phiếu của đề-xi-benĐơn vị cơ bản của SI
đề-xi-ben không thứ nguyên — trong nó không có đơn vị cơ bản nàoĐơn vị dẫn xuất SI có tên riêng
màu đất nung là những đơn vị mà tỉ số của chúng được đếm bằng đề-xi-benNgôn ngữ của trang
36 ngôn ngữ. Ký hiệu ha và các công thức không được dịch; cái được dịch là phần chữ, các thước đo ruộng đất địa phương và quy tắc viết.