Skala Penguatan dB (Desibel) dan Aplikasi Decibel. Perbandingan nilai-nilai yang berbeda dari daya, tegangan dan arus sering dibuat dengan menggunakan desibel daripada dengan rasio. Hal ini dikarenakan penggunaan bilangan dB (desibel) lebih sesuai dengan dampaknya pada karakteristik telinga manusia bila nada-nada atau suara pada pengeras suara dibandingkan.

Rumusan rasio dB (decibel) untuk daya adalah :

dB = 10 Log (P2/P1)

dimana P2 dan P1 adalah daya yang dibandingkan. Penggunaan skala penguatan desibel selalu tepat, asalkan ukuran daya dibuat dalam cara yang sama. Tepatnya, decibel harus digunakan hanya untuk membandingkan nilai-nilai tegangan dan arus bila tingkat impedansi dimana kedua ukuran diambil adalah sama. Hal ini biasanya diabaikan bila skala db hanya digunakan untuk pembandingan keadaan-keadaan yang berbeda, dengan impedansi yang tidak berubah.

Misalnya, bila sebuah penguat memiliki resistansi masukan 50 k-ohm dan resistansi keluaran 2 ohm, maka kita seharusnya tidak mencatat penguatan tegangan dalam db, tetapi kita dapat menganggap penguatan pada 400 Hz sebagai 0 dB, dan membandingkannya dengan penguatan pada frekuensi-frekuensi lainnya sehingga kita dapat memberikan bilangan-bilangan seperti turun 3 dB pada 15 Hz dan pada 25 Hz.

Bila rasio tegangan dan arus dibandingkan, maka rumusan decibel menjadi :

dB = 20 Log (V2/V1)       atau     20 Log (I2/I1)

Dari rumusan-rumusan di atas dapat dijelaskan bahwa nilai dB positif (+) menunjukkan bahwa terjadi penguatan (output lebih besar dari input), sedangkan nilai dB negatif (-) menunjukkan terjadi pelemahan (output lebih kecil dari input). Pada posisi tanpa ada penguatan, angka desiBel akan 0 (Nol) atau penguatan sama dengan satu (output = input).

Aplikasi Penguatan dB (Decibel)

Pada kesempatan kali ini hanya akan saya bahas aplikasi penguatan desibel pada penguat daya. Dalam bidang elektronika komunikasi, pemahaman dan penerapan penguatan decibel (dB) sangatlah penting. Apabila kita melewatkan sinyal informasi pada sebuah perangkat atau jaringan, sudah tentu sinyal tersebut akan mengalami Penguatan atau Pelemahan.

Penguatan skala desibel berkaitan dengan perbandingan dua kuantitas elektrik seperti Volt (tegangan), Ampere (Arus), dan Watt (daya). Hal yang sering dikaitkan dengan decibel antara lain untuk menyatakan penguatan sebuah perangkat seperti Amplifier, Mixer, Antenna, Attenuator, Saluran Transmisi, dan sebagainya.

Dalam sebuah jaringan atau perangkat penguat daya, rumusan desibel dinyatakan dalam :

dB = 10 Log (P2/P1)

Sebagai Contoh :

dB = 10 Log (P2/P1) = 10 Log (10000/10) = 10 Log 1000 = 10 . 3 = +30 dB

Perhitungan di atas merupakan contoh sederhana untuk penguatan daya dengan perbandingan 1000 untuk daya keluaran terhadap daya masukan.

Kita perhatikan juga contoh berikut ini :

dB = 10 Log (P2/P1) = 10 Log (20/10) = 10 Log 2 = 10 . 0,301 = +3,01 dB

dB = 10 Log (P2/P1) = 10 Log (10/20) = 10 Log 0,5 = 10 . -0,301 = -3,01 dB

Perhitungan di atas menunjukkan bahwa penguatan +3 dB adalah daya keluaran dua kali dari daya masukan. Demikian juga sebaliknya bahwa penguatan -3 dB adalah daya keluaran setengah dari daya masukan. Pada kasus pertama dikatakan telah terjadi penguatan daya, dan pada kasus ke-dua dapat dikatakan telah terjadi pelemahan daya.

Pada penerapan perhitungan decibel, penguatan +3 dB dan pelemahan -3 dB dapat kita gunakan sebagai bantuan untuk mempercepat perhitungan penguatan desibel pada perangkat penguat daya. Kita lihat soal berikut :

Untuk soal di atas kita dapat mengubahnya menjadi 4 Blok penguatan seri sebagai berikut :

Dengan bantuan penguatan +3 dB sebelumnya kita dapat dengan mudah menentukan daya keluaran pada perangkat penguat masing-masing adalah 20 mW, 40 mW, 80 mW dan 160 mW.

Kita juga dapat melakukan perhitungan dengan cepat pada soal berikut :

Dari perhitungan-perhitungan di atas kita dapat mengambil kesimpulan bahwa menggunakan skala penguatan dB (desibel) untuk menentukan perbandingan kuantitas penguatan elektrik jauh lebih praktis dan sederhana. Untuk menghitung penguatan skala decibel dengan cepat, kita dapat menggunakan bantuan dari penguatan +3 dB, -3 dB, +10 dB atau -10 dB. Perhitungan di atas hanya sebatas pada nilai bulat penguatan skala desibel sedangkan untuk nilai pecahan dapat kita gunakan bantuan tabel seperti berikut :

Tabel Konversi Penguatan dB (decibel) ke Numerik

dB

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Numerik

1

1,25

1,60

2

2,50

3,16

4

5

6,30

8

10

Tabel Konversi Penguatan Numerik ke dB (desibel)

Numerik

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

dB

0

3

4,77

6

7

7,78

8,4

9

9,54

10

Coba kita perhatikan contoh berikut :

0 OO o