Un decibelio es la décima parte de un belio, unidad de sonido, llamada así en honor de Alexander Graham Bell, inventor del teléfono.
El decibelio es una unidad que sirve para la comparación de niveles de potencia o de tensión en acústica y en electrónica. La sensación de nuestros oídos debida a las ondas sonoras es aproximadamente proporcional al logaritmo de la energía de la onda sonora y no es proporcional a la magnitud de dicha energía. Por esta razón, se emplea una unidad logarítmica para aproximarse a la respuesta del oído.
El decibelio representa una relación de dos niveles de potencia que suelen referirse a las ganancias o pérdidas debidas a un amplificador o a otro dispositivo.
El decibelio se define por:
N es el número de decibelios.
Po es la potencia de salida.
Pi es la potencia de entrada.
Cuando N es positivo hay ganancia, si N es negativo hay pérdida.
La siguiente tabla muestra la ganancia en decibelios para unas ciertas relaciones de potencia.
db
|
Relación de potencias
|
0
|
1,00
|
1
|
1,26
|
2
|
1,58
|
3
|
2,00
|
4
|
2,51
|
5
|
3,16
|
6
|
3,98
|
7
|
5,01
|
8
|
6,31
|
9
|
7,94
|
10
|
10
|
20
|
100
|
30
|
1.000
|
40
|
10.000
|
50
|
100.000
|
60
|
1.000.000
|
70
|
10.000.000
|
80
|
100.000.000
|
La ganancia de los amplificadores se suele dar en decibelios. Con tal fin debe medirse la potencia de entrada y la de salida. Por ejemplo, supongamos que un amplificador de radiofrecuencia está excitado por una potencia de 0,2 vatios y en su salida tenemos una potencia de 6 vatios. Aplicando la fórmula anterior tendremos una ganancia de 14,8 decibelios. El decibelio es una unidad logarítmica, cuando la potencia se ha multiplicado por 30, el nivel de potencia se ha incrementado en 14,8 decibelios, o sea se han añadido 14,8 decibelios.
Cuando un amplificador va seguido por otro, las ganancias de potencia quedan multiplicadas, pero las ganancias en decibelios se suman. Si un amplificador principal cuya ganancia es 1.000.000 va precedido por un amplificador con una ganancia de 1.000, la ganancia total es 1.000.000.000. Pero en decibelios, el primer amplificador tiene una ganancia de 60 decibelios, el segundo de 30 decibelios y los dos juntos dan una ganancia de 90 decibelios cuando se conectan en cascada. (Esto es cierto solamente cuando los dos amplificadores quedan convenientemente adaptados en su unión, ya que de no ser así, habrá pérdidas por reflexión en dicha unión y estas pérdidas se restarán de la ganancia total.)
A veces conviene expresar en decibelios relaciones de tensiones o de corrientes en vez de referirnos a relaciones de potencia. Esto se aplica especialmente a los amplificadores de baja frecuencia donde se amplifican tensiones. La ecuación para este cálculo es:
N es el número de decibelios.
Vo es la tensión de salida.
Vi es la tensión de entrada.
Esta ecuación es sólo válida si la ganancia de tensión o corriente se realiza sobre impedancias iguales y no es válida si la ganancia de potencia que resulta de esto es alguna otra cantidad debida a cambios o variaciones de impedancia.
El empleo primitivo los decibelios fue solamente como relación de niveles de potencia y no como medida absoluta de potencia. Sin embargo, se puede usar el decibelio como unidad absoluta fijando arbitrariamente un nivel "cero" como referencia.
Así pues, todo nivel de potencia puede ser convertido en decibelios por la ecuación:
N es el número de decibelios.
Po es la potencia de salida.
Pref es la potencia de referencia.
El nivel de referencia que suele utilizarse en medidas de R.F. es el de 1 milivatio sobre una impedancia de 50 ohms, que corresponde a una tensión de 223,6 milivoltios.
A los decibelios referidos a este nivel "cero" de 1 milivatio se les representa con las letras "dbm" y se lee "debeeme".
Como ejemplo, consideremos un amplificador de potencia de radiofrecuencia que es capaz de entregar una potencia de salida, de 3 vatios. Sustituyendo esta cantidad en la fórmula anterior tenemos que este amplificador tiene un nivel de salida de 34,7 dbm.
Cuando la potencia que se va a convertir es menor de 0,001 vatios, el nivel en decibelios resulta negativo.
