memperlajari deciBel (dB) elektronika Audio

haii .. kali saya akan posting materi yang digunakan dalam ilmu elektronika audio. deciBel (dB).
Tujuan Kegiatan Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 3, diharapkan Anda dapat:
Menuliskan rumus untuk menghitung penguatan daya sebuah  Amplifier  secara logaritmis.
Menuliskan rumus untuk menghitung penguatan tegangan sebuah Amplifier secara logaritmis.
Menghitung besarnya penguatan daya sebuah Amplifier dalam satuan desibel jika daya input dan daya output diketahui.
Menghitung besarnya penguatan tegangan sebuah Amplifier dalam satuan desibel jika tegangan input dan tegangan output diketahui.

Uraian materi
deciBel (dB)

Misalkan sebuah penguat Audio  mengeluarkan daya bunyi 100 mW, kemudian daya itu kita naikkan menjadi 1 Watt. Berarti ada penambahan daya 900 mW. Kenaikan daya itu 10 kali. Telinga kita bisa merasakan kenaikan kuat bunyi itu.

Misalkan lagi bahwa penguat Audio  mengeluarkan daya bunyi 1 Watt. Kemudian daya itu kita naikkan menjadi 10 Watt. Berarti ada penambahan daya 9 Watt. Kenaikan daya itu 10 kali. Telinga kita juga bisa merasakan kenaikan kuat bunyi itu.

Ternyata bahwa telinga orang mengindera kenaikkan  yang sama dari dua peristiwa diatas, sebab yang diindera bukanlah penambahan daya, melainkan yang  diindera adalah perbandingan antara daya-daya bunyi. Dalam kedua peristiwa tersebut perbandingan kuat bunyi adalah sama yaitu 10. Tetapi telinga kita merasakan seakan-akan kuat bunyi dinaikkan bukan 10 kali, melainkan log10 10 = 1 kali. Berdasarkan pengalaman dari 

peristiwa diatas, maka jikalau dalam teknik komunikasi (juga dalam teknik Audio ), kita hendak menyatakan perbandingan daya, perbandingan tegangan dan perbandingan arus sebaiknya secara logaritma.Satuan yang dipakai untuk menyatakan perbandingan secara logaritma adalah Bel.

Contoh: Daya D2 = 100 W dan daya D1 = 0,1 W berapa Bel-kah D2 lebih besar dari D1?

Penyelesaian: log10 D2/D1 =  log10 100/0,1 =  log10 1000 = 3 Bel
Untuk keperluan praktek satuan Bel ternyata terlampau besar, maka dipakailah satuan yang 1/10 nya, yaitu decibel. 1 Bel = 10 decibel, disingkat = 10 dB.
       

 Jika daya input pada suatu rangkaian ataupun pada suatu sistem adalah Di dan daya outputnya adalah Do, maka  bandingan daya itu ada:

dB = 10 log10 Do/Di

Contoh: Daya input Di = 1 mW daya output Do = 40 W. Hitunglah berapa dB perbandingan daya tersebut.
Penyelesaian:
Bandingan daya = 10 log10 Do/Di  (dB)
= 10 log10 40/0,001
= 10 log10 40000
= 46 dB
Jika daya input Di sama dengan daya output Do, maka dalam hal ini tidak terjadi penguatan. Jadi penguatan dayanya Do/Di = 1 atau kalau dijadikan dB = 10 log10 Di/Do  = 10 log10 1 = 0 dB.
0 dB adalah sesuai dengan bandingan daya 1:1, Jika terjadi pelemahan, dalam hal ini Do<Di, maka akan memperoleh bandingan yang berbalikan dari bandingan untuk penguatan.

Contoh:
Daya input Di = 2 W daya output Do = 1 W. Hitunglah berapa dB perbandingan daya tersebut.
Penyelesaian:
Bandingan daya = 10 log10 Di/Do  (dB)
  = 10 log10 2/1
  = 10 log10 2
  = 3 dB
Tetapi karena disini terjadi suatu pelemahan, maka dipakailah tanda– (negatif). Jadi penguatannya ada–3 dB.
Dalam teknik elektronika banyak dilakukan pengukuran tegangan input maupun tegangan output, bandingan daya dalam harga-harga tegangan adalah:

              Di = Vi2/Ri                Do = Vo2/Ro
                                                        Vo2/Ro
dB = 10 log10 Di/Do  = 10 log10 ------------- Vi2/Ri

dB = 10 log10 (Vo2/Ro x Ri/Vi2)
Karena Ro = Ri, maka persamaan menjadi dB =  10 log10 (Vo2/ Vi2)
dB =  10 log10 (Vo/ Vi)2
dB = 20 log10 Vo/ Vi

                   dB = 20 log10 (Vo/ Vi)

Contoh:
Tegangan sinyal input Vi = 5 mV, tegangan sinyal output Vo = 5 V. Hitunglah penguatan tegangannya dalam satuan dB.
Penyelesaian:
Penguatan tegangan (Av)  = 20 log10 (Vo/ Vi)
   = 20 log10 (5/ 0,005 )
   = 20 log10 1000
   = 20 x 3 = 60 dB


Rangkuman
Rumus untuk menghitung penguatan daya sebuah  Amplifier secara  logaritmis adalah dB = 10 log10 Do/Di.
Rumus untuk menghitung penguatan tegangan sebuah  Amplifier  secara  logaritmis adalah dB = 20 log10 Vo/Vi.
      
sumber : http://www.bjgp-rizal.com/2012/01/menghitung-desibel-db-pada-penguat.html