جدول تحويل الديسيبل إلى نسب القدرة والجهد

الديسيبل، ويُرمز إليه بـ dB، من أكثر الوحدات حضوراً في الصوتيات والإلكترونيات والاتصالات، لكنه ليس وحدة خطية مثل الفولت أو الواط. فهو يعبّر عن نسبة لوغاريتمية بين مستويين. لهذا تبدو الزيادة من 10 dB إلى 20 dB أكبر بكثير من زيادة 0 dB إلى 10 dB عند تحويلها إلى قدرة أو سعة فعلية. يساعد جدول التحويل على قراءة هذه النسب بسرعة، لكنه يصبح مفيداً حقاً فقط عند معرفة نوع الكمية المرجعية: قدرة، جهد، ضغط صوتي، أو مستوى رقمي.

ما الذي يعنيه الديسيبل فعلياً؟

لا يحدد الديسيبل مقداراً مطلقاً بمفرده، بل يصف مقارنة بين قيمة مقاسة وقيمة مرجعية. تشير قيمة 0 dB إلى تساوي القيمتين، ولا تعني غياب الصوت أو الطاقة. أما +3 dB فتعني تقريباً مضاعفة القدرة، بينما -3 dB تعني خفضها إلى النصف تقريباً. وعند الحديث عن الجهد أو ضغط الصوت ضمن الممانعة نفسها، تختلف النسبة العددية لأن القدرة تتناسب مع مربع الجهد.

توجد تسميات مرفقة بالديسيبل لتحديد المرجع بوضوح. من أمثلتها dBSPL لضغط الصوت المرجعي في الهواء، وdBFS للمستوى الرقمي نسبة إلى أقصى قيمة قابلة للتمثيل، وdBu وdBV لمستويات الجهد المرجعية. لا يجوز تبديل هذه التسميات أو مقارنة أرقامها مباشرة من دون معرفة المرجع وظروف القياس.

الديسيبل لا يخبرك وحده بمدى «علو» الإشارة؛ إنه يخبرك بنسبة إلى مرجع محدد. تحديد المرجع وطريقة القياس جزء من الرقم، وليس تفصيلاً إضافياً.

صيغ التحويل: القدرة مقابل الجهد والضغط

تستخدم صيغة القدرة عندما تكون الكميتان من نوع القدرة، مثل واط الخرج من مضخم أو القدرة الواصلة إلى حمل:

dB = 10 × log₁₀(P₂ ÷ P₁)

ولإيجاد نسبة القدرة من قيمة ديسيبل معلومة:

P₂ ÷ P₁ = 10^{(dB ÷ 10)}

أما الجهد، والتيار، وضغط الصوت، وسعة الإشارة الرقمية، فتستخدم صيغة العامل 20 بشرط بقاء الممانعة أو الوسط الفيزيائي مناسباً للمقارنة:

dB = 20 × log₁₀(A₂ ÷ A₁)

حيث يمثل الرمز A الجهد أو ضغط الصوت أو السعة. والتحويل العكسي هو:

A₂ ÷ A₁ = 10^{(dB ÷ 20)}

لماذا يظهر 10 مرة و20 مرة؟

القدرة في دائرة ذات ممانعة ثابتة تتناسب مع مربع الجهد: P = V²/R. لذلك فإن نسبة جهد مقدارها 2 تعطي نسبة قدرة مقدارها 4، وهو ما يفسر اختلاف المعامل. إذا تغيّرت الممانعة بين القياسين، فلا يكفي استخدام نسبة الجهد وحدها لاستنتاج نسبة القدرة.

جدول تحويل الديسيبل الشائع

يوضح الجدول التالي تحويلات عملية متكررة. تمثل «نسبة السعة» الجهد أو ضغط الصوت أو سعة الإشارة عند ثبات شروط المقارنة، بينما تمثل «نسبة القدرة» الطاقة أو القدرة الكهربائية.

التغير بالديسيبل	نسبة القدرة التقريبية	نسبة السعة التقريبية	تفسير عملي
-20 dB	0.01×	0.10×	قدرة تعادل 1% وسعة تعادل عُشر المرجع
-10 dB	0.10×	0.316×	انخفاض القدرة إلى العُشر
-6 dB	0.251×	0.501×	نصف السعة تقريباً وربع القدرة
-3 dB	0.501×	0.708×	نصف القدرة تقريباً
0 dB	1×	1×	لا تغير عن المرجع
+3 dB	1.995×	1.413×	تضاعف القدرة تقريباً
+6 dB	3.981×	1.995×	تضاعف السعة تقريباً
+10 dB	10×	3.162×	القدرة تصبح عشرة أضعاف
+20 dB	100×	10×	السعة عشرة أضعاف والقدرة مئة ضعف

طريقة الحساب خطوة بخطوة

يمكن استخدام آلة حاسبة علمية أو جدول بيانات مثل «جداول بيانات Google» أو «إكسل». الأهم هو اختيار نوع النسبة الصحيح قبل إدخال الصيغة.

حدد الكمية التي تقارنها: قدرة، أم جهد، أم ضغط صوت، أم سعة رقمية.
ثبّت المرجع واكتب وحدته، مثل 1 واط أو 0.775 فولت أو 20 ميكروباسكال.
إذا كانت المقارنة في القدرة، احسب 10^(dB÷10).
إذا كانت المقارنة في الجهد أو الضغط أو السعة، احسب 10^(dB÷20).
لإيجاد القيمة الجديدة، اضرب القيمة المرجعية في النسبة الناتجة.
راجع الممانعة عند تحويل جهد إلى قدرة، ولا تفترض أنها ثابتة من دون تحقق.

مثال: خفض مستوى إشارة بمقدار 12 dB

إذا خُفضت سعة إشارة خرج من 2 فولت بمقدار -12 dB، تكون نسبة الجهد 10^(-12÷20)، أي نحو 0.251. إذن الجهد الجديد يقارب 0.502 فولت. أما لو كان المقصود قدرة مقدارها 2 واط خُفضت بمقدار -12 dB، فنسبة القدرة تساوي 10^(-12÷10)، أي نحو 0.0631، فتكون النتيجة قرابة 0.126 واط.

فهم المقاييس الصوتية الشائعة

في العمل الصوتي، تظهر كلمة dB مع مراجع مختلفة، ولكل واحد منها معنى تشغيلي خاص. هذه أهم الفروق التي تمنع أخطاء الضبط والتوصيل:

dBSPL: مستوى ضغط صوتي في الهواء، ومرجعه 20 ميكروباسكال. يستخدم في قياس الضوضاء ومعايرة أنظمة الصوت.
dBFS: مقياس رقمي يكون فيه 0 dBFS هو الحد الأعلى للتمثيل الرقمي. القيم الطبيعية أثناء التسجيل تكون سالبة، مثل -18 dBFS أو -6 dBFS.
dBu: مستوى جهد مرجعه 0.775 فولت RMS، ويشيع في معدات الصوت الاحترافية.
dBV: مستوى جهد مرجعه 1 فولت RMS، ويستخدم في مواصفات الأجهزة والقياسات العامة.
dBA: قراءة بالديسيبل بعد ترجيح ترددي يحاكي تقريباً حساسية السمع البشري عند مستويات معتدلة؛ وهو شائع في تقارير الضوضاء.

مثلاً، لا يعني تسجيل عند -6 dBFS أن الغرفة عند 6 dBSPL، فكل مقياس يعتمد مرجعاً مختلفاً. كما أن ارتفاع مستوى ضغط الصوت بمقدار 10 dB لا يساوي حكماً إحساساً ذاتياً ثابتاً بالضعف أو التضخيم؛ إدراك العلو يتأثر بالطيف الترددي والمدة والبيئة ومستوى الاستماع.

أخطاء متكررة عند استعمال الجدول

أكثر الأخطاء انتشاراً هو القول إن +6 dB تعني «ضعف القدرة». الصحيح أنها تعني تقريباً ضعف الجهد أو ضغط الصوت، فيما تقارب القدرة أربعة أضعاف. كذلك قد يؤدي جمع قيم الديسيبل إلى نتيجة غير صحيحة إذا كانت القيم تمثل مصادر ضوضاء مستقلة؛ جمع مستويات الضجيج يحتاج إلى تحويلها إلى كميات خطية أولاً ثم جمعها وإعادتها إلى ديسيبل.

انتبه أيضاً إلى النقاط التالية:

لا تحول dBu إلى واط إلا بعد معرفة ممانعة الحمل.
لا تتجاوز 0 dBFS في التسجيل الرقمي؛ تجاوز الحد يؤدي غالباً إلى قصّ رقمي وتشوه.
استخدم جهاز قياس مناسباً ومعايراً عند قياس dBSPL، ولا تعتمد على تطبيق الهاتف للقياسات التنظيمية أو المهنية.
ميّز بين قيمة الذروة وقيمة RMS ومتوسط الصوت عند مقارنة القراءات.

مراجع موثوقة

وسوم

متوفر أيضًا بـ