Úroveň (logaritmické množství) - Level (logarithmic quantity)
Ve vědě a technice jsou úroveň výkonu a úroveň pole (nazývaná také úroveň kořenové síly ) logaritmická měřítka určitých veličin vztažená ke standardní referenční hodnotě stejného typu.
- Úroveň výkonu je logaritmická množství použít pro měření síly, hustota výkonu nebo někdy energie, s běžně používanými jednotkou decibelech (dB).
- Úroveň pole (nebo na úrovni kořenového výkonu ), je logaritmická veličina používá k měření množství, o nichž čtverce je obvykle proporcionální k síle (například čtverec napětí je úměrná energii tím, inverzní dirigentského Resistance), atd. s běžně používanými jednotkami neper (Np) nebo decibel (dB).
Typ úrovně a výběr jednotek udávají měřítko logaritmu poměru mezi veličinou a její referenční hodnotou, i když logaritmus lze považovat za bezrozměrnou veličinu. Referenční hodnoty pro každý typ množství jsou často stanoveny mezinárodními normami.
Výkonové a polní úrovně se používají v elektronickém inženýrství , telekomunikacích , akustice a příbuzných oborech. Úrovně výkonu se používají pro sílu signálu, sílu hluku, sílu zvuku, expozici zvuku atd. Úrovně pole se používají pro napětí, proud, akustický tlak .
Výkonová úroveň
Úroveň veličiny výkonu , označená L P , je definována vztahem
kde
- P je výkonové množství;
- P 0 je referenční hodnota P .
Úroveň pole (nebo root-power)
Úroveň veličiny root-power (také známé jako veličina pole ), označovaná L F , je definována pomocí
kde
- F je množství odmocniny, úměrné druhé odmocnině množství výkonu;
- F 0 je referenční hodnota F .
Pokud je výkonová veličina P úměrná F 2 a je -li referenční hodnota výkonové veličiny P 0 ve stejném poměru k F 0 2 , úrovně L F a L P jsou stejné.
Neper , bel a decibel (desetina z Belgie) jsou jednotky úrovně, které jsou často používané pro takové množství, jako je energie, intenzity, nebo zisk. Neper, bel a decibel spolu souvisí
- 1 B = 1/2log e 10 Np ;
- 1 dB = 0,1 B = 1/20log e 10 Np .
Standardy
Úroveň a její jednotky jsou definovány v ISO 80000-3 .
Norma ISO definuje každou úroveň výkonu veličin a úroveň pole jako bezrozměrnou, přičemž 1 Np = 1 . To je motivováno zjednodušením příslušných výrazů, jako v systémech přírodních jednotek .
Související množství
Logaritmický poměr množství
Veličiny výkonu a pole jsou součástí veličin logaritmického poměru.
ANSI/ASA S1.1-2013 definuje třídu veličin, které nazývá úrovně . Definuje úroveň veličiny Q , označenou L Q , as
kde
- r je základ logaritmu;
- Q je množství;
- Q 0 je referenční hodnota Q .
Pro úroveň množství kořenové síly je základ logaritmu r = e . Pro úroveň veličiny výkonu je základ logaritmu r = e 2 .
Úroveň frekvence
Frekvenční úroveň frekvence f je logaritmus poměru frekvence f k referenční frekvenci f 0 . Referenční frekvence je C 0 , čtyři oktávy pod středem C .
V elektronice se oktáva (okt) používá jako jednotka s logaritmickou základnou 2 a dekáda (dec) se používá jako jednotka s logaritmickou základnou 10:
V hudební teorii je oktáva jednotka používaná s logaritmickou základnou 2 (nazývá se interval ). Půltón je jedna dvanáctina oktávu. Cent je jedna setina půltón.
Viz také
- Decibel § Definice
- Výkon, kořenová síla a pole
- Logaritmická stupnice
- Hladina zvuku (disambiguation)
- Vyrovnávání (zužující se plovoucí bod)
- Aritmetika na úrovni indexu (LI) a symetrická aritmetika na úrovni indexu (SLI)
Poznámky
Reference
- Fletcher, H (1934), „Hlasitost, výška a zabarvení hudebních tónů a jejich vztah k intenzitě, frekvenci a struktuře podtextu“, Journal of the Acoustical Society of America , 6 (2): 59, Bibcode : 1934ASAJ .... 6 ... 59F , doi : 10,1121/1,1915704
- Taylor, Barry (1995), Guide for the Use of the International System of Units (SI): The Metric System , Diane Publishing Co., s. 28, ISBN 9780788125799
- ISO 80000-3 (2006), Veličiny a jednotky , Část 3: Prostor a čas , Mezinárodní organizace pro normalizaci
- Carey, WM (2006), "Zvukové zdroje a úrovně v oceánu", IEEE Journal of Oceanic Engineering , 31 (1): 61, Bibcode : 2006IJOE ... 31 ... 61C , doi : 10.1109/JOE.2006.872214 , S2CID 30674485
- ISO 80000-8 (2007), Veličiny a jednotky , Část 8: Akustika , Mezinárodní organizace pro normalizaci
- ANSI/ASA S1.1 (2013), Acoustical Terminology , ANSI/ASA S1.1-2013 , Acoustical Society of America
- Ainslie, MA (2015), „A Century of Sonar: Planetary Oceanography, Underwater Noise Monitoring and the Terminology of Underwater Sound“ , Acoustics Today , 11 (1)
- D'Amore, F. (2015), Vliv zvlhčovače a maziva na kluzný kontakt povrchu prstu: tribologická a dynamická analýza
- IEEE/ASTM SI 10 (2016), American National Standard for Metric Practice , IEEE Standards Association