Логарифмы в технических приложениях

Ключевые свойства логарифмов, заменяющих умножение сложением в огромном диапазоне величин, способствовали их широкой популярности в нормативной и научно-технической практике для представления относительного отношения двух величин и сравнения их в широком диапазоне. Эти относительные номиналы называют децибелами (дБ), неперами (Нп), фонами и т. п.

Наглядно иллюстрирует замечательное свойство логарифмов логарифмическая линейка – «ветеран» и «заслуженный деятель» вычислительной техники, позволяющий простым смещением движка получить произведение, частное, квадрат/куб, корень числа или синус угла. Именно логарифмической линейкой были массово вооружены инженеры, создавшие космические аппараты и ядерные реакторы, уникальные мосты, башни, памятники архитектуры, которые, в свою очередь, также служат памятником прикладного искусства инженеров, вооруженных логарифмической линейкой.

В современных вычислительных компьютеризированных практиках логарифмические метрики повсеместно используются для представления результатов обработки данных в табличном и графическом виде, в частности:

• для характеристики ослабления/затухания сигналов в телекоммуникационных линиях связи (проводных, волоконно-оптических, радиорелейных и т.д.);
• при построении диаграмм уровней внутренних цепей оборудования и линий;
• для представления уровней слышимости и громкости в акустике;
• для анализа амплитудно-частотных и фазовых характеристик отдельных звеньев электрических цепей и их каскадных включений в виде диаграмм Боде. Примером могут служить диаграммы Боде электрических фильтров и элементов систем автоматического управления;
• для идентификации шумов.

Эта книга подробно знакомит читателя с использованием логарифмической меры для оценки уровней сигналов в электросвязи и других сферах техники, с методами расчета и измерения уровней. Изложение сопровождается многочисленными примерами.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся техническими вопросами. Она будет полезна инженерам, занимающимся разработкой и эксплуатацией телекоммуникационного и другого оборудования, а также может использоваться при проведении практических и лабораторных занятий для студентов технических вузов.