Pengertian Desibel dan Cara Menghitungnya

Desibel merupakan satuan yang sering digunakan sebagai skala penguatan dalam rangkaian Elektronika seperti rangkaian pada peralatan Audio dan Komunikasi. Besaran-besaran yang mengunakan skala penguatan Desibel tersebut diantara seperti penguatan pada Daya, Tegangan, Arus dan juga Intensitas suara. Jadi pada dasarnya Desibel adalah satuan yang menggambarkan suatu perbandingan atau Rasio. Secara definisi, Desibel yang sering disingkat dengan “dB” ini dapat diartikan sebagai “Perbandingan antara dua besaran dalam skala Logaritma”.

Dalam Rangkaian Audio, penguatan sinyal suara bersifat tidak linear (non linear) sehingga tidak dapat menggunakan perkalian kelipatan langsung seperti Output sinyal memiliki 10 kali lipat atau 20 kali lipat penguatan dari Input sinyal sehingga harus menggunakan satuan desibel yang berskala Logaritma.

Grafik di bawah ini merupakan contoh yang menggambarkan ketidaklinearan penguatan sinyal audio :

Desibel pada dasarnya merupakan turunan dari besaran Bel, dimana 1 desibel sama dengan 1/10 Bel atau 0,1 Bel. Dalam prakteknya, para Engineer maupun fisikawan cenderung lebih nyaman menggunakan satuan desi Bel (desibel) daripada satuan Bel. Hal ini dikarenakan untuk menghindari kebanyakan angka dibelakang koma dalam menghitungnya.

Dalam perhitungan Desibel, penguatan atau Gain suatu sinyal akan ditandai dengan tanda “+” (positif) sedangkan pelemahan atau Loss akan ditandai dengan tanda “-“ (negatif). Dengan demikian, jika sinyal Output +6dB dari sinyal Input maka hal ini menandakan terjadinya penguatan Output sebanyak 6dB dari sinyal Input. Sebaliknya jika sinyal Output -2dB dari sinyal Input yang artinya adalah telah terjadi pelemahan sinyal Output sebanyak 2dB terhadap sinyal Input.

Rumus-rumus Desibel

Rumus Penguatan Daya

Penguatan Daya (dB) = 10 log₁₀ (P_out / P_in)

Rumus Penguatan Tegangan

Penguatan Tegangan (dB) = 20 log₁₀ (V_out / V_in)

Rumus Penguatan Arus

Penguatan Arus (dB) = 20 log₁₀ (I_out /IV_in)

Contoh Kasus Perhitungan Desibel

Berikut ini adalah contoh kasus untuk menghitung penguatan Tegangan dan Daya berdasarkan satuan Desibel (dB).

Penguatan Tegangan

Sebuah Rangkaian memiliki Input AC sebesar 2 Volt dan Output AC sebesar 14 Volt, berapakah penguatan dalam Desibel ?

Penyelesaian

Rumus : 
Penguatan Tegangan (dB) = 20 log₁₀ (V_out / V_in)

Pertama, kita harus menghitung hasil dari rasio Tegangan Output dan Tegangan Input yaitu :

(Vout/Vin) = (14 / 2) = 7

Kedua, gunakan kalkulator untuk mendapatkan hasil logaritma dari 7.

Log₁₀  7 = 0,845098

Ketiga, kalikan dengan 20 seperti pada rumusnya :

Penguatan (dB) = 20 x 0,845098
Penguatan (dB) = 16,9019 (atau dibulatkan menjadi 16,9 dB)

Penguatan Daya

Sebuah Amplifier diberi Input sebesar 5 Watt, sedangkan Output dihasilkannya adalah sebesar 150 Watt. Berapakah penguatannya dalam Desibel ?

Penyelesaian

Rumus : 
Penguatan Daya (dB) = 10 log₁₀ (P_out / P_in)

Pertama, menghitung hasil dari rasio daya Output dan Input yaitu :

(P_out / P_in) = 150 / 5 = 30

Kedua, gunakan kalkulator untuk mendapatkan hasil logaritma dari 30

Log₁₀  30 = 1,47712

Terakhir, kalikan dengan 10 seperti pada rumusnya :

Penguatan (dB) = 10 x 1,47712
Penguatan (dB) = 14,7712 (atau dibulatkan menjadi 14,8 dB)

Pengertian Desibel dalam Kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering mendengar adanya istilah Desibel dalam pengukuran tingkat kebisingan atau Intensitas Suara, bahkan ada yang mengatakan bahwa seseorang yang berada di lingkungan dengan tingkat kebisingan 85dB diatas 8 jam akan mengalami kerusakan alat pendengaran.

Desibel yang dimaksud dalam pengukuran kebisingan ini adalah perbandingan tingkat Intensitas Suara dengan Batas Ambang suara yang dapat didengar oleh Manusia atau Volume terendah yang dapat didengar oleh Manusia pada suatu ruangan yang sunyi dengan asumsi pendengaran orang tersebut adalah normal. Nilai Ambang Suara tersebut adalah 0dB atau Log 1.

Jika tingkat kebisingan adalah 30dB, artinya 30dB diatas nilai ambang suara yang dapat didengar oleh manusia dengan pendengaran normal atau sekitar 1000 kali dari suara yang dapat didengar oleh manusia. Sedangkan tingkat kebisingan 60 dB berarti 60dB diatas nilai ambang suara yang dapat didengan oleh Manusia atau sekitar 1.000.000 kali lebih tinggi dari suara yang dapat didengar oleh manusia.

Berikut ini adalah tabel tingkat kebisingan suara pada beberapa sumber suara atau perlengkapan kerja.

Sumber suara	Desibel
Nilai Ambang Suara	0 dB
Suara dengungan Kulkas	40 dB
Percakapan normal	60 dB
Mesin Pemotong rumput	90 dB
Sepeda Motor	95 dB
Konser Rock	110 dB
Sirine Ambulan	120 dB
Mercon	150 dB

Catatan : “Desibel” adalah penulisan dalam bahasa Indonesia, sedangkan dalam bahasa Inggris ditulis dengan “Decibel”.