Lägg till favorit set Hemsida
Placera:Hem >> Nyheter

Kategori

produkter Tags

Fmuser webbplatser

Kraft och amplitud: watt, volt och refererade decibel

Date:2019/9/30 16:52:47 Hits:


Beskrivning
I radiofrekvensapplikationer (men även i många andra applikationer) är det mycket vanligt att hantera mycket stora och mycket små signaler. Till exempel kan en transceiver sända en effekt på 100 W och ta emot endast 10 fW (eller 0.000'000'000'000'01 W). Dessa extremt olika effektnivåer kan dela samma kretsar. Naturligtvis kan dessa siffror uttryckas i watt med den tekniska notationen (enligt ovan) eller med den vetenskapliga notationen, som 1·102 W och 1·10–14 W, men de är ganska svåra att uttala och om exponenten är felstavad , kommer det resulterande felet att bli enormt.

Ett annat sätt är att ta logaritmen och omvandla alla potenser i dBm. 100 W blir +50 dBm och 10 fW blir –110 dBm: dessa siffror är mycket lättare att hantera utantill och att skriva. Sedan, om dämpning och förstärkning av olika kretsblock också uttrycks i dB, för att hitta den slutliga effekten, kan man helt enkelt addera allt istället för att multiplicera, vilket ytterligare förenklar beräkningarna.

Alla är inte bekväma med dB, dBm och liknande (pseudo) enheter: det finns inget strikt behov av att använda dem, men de används så flitigt inom teknik att det är mycket svårt att undvika dem.



En del teori
Decibel (dB) används för att uttrycka effektförhållanden på ett logaritmiskt sätt, så att mycket stora och mycket små potenser kan jämföras med hjälp av bekväma tal. En decibel är en dimensionslös pseudoenhet eftersom den definieras av förhållandet mellan två potenser. Men eftersom decibel är så praktiskt, för att uttrycka verklig kraft istället för bara ett dimensionslöst förhållande, används refererade decibel väldigt ofta.

Om vi ​​talar om effekt, definierar följande ekvation effektnivån P i dB av effekten p i W med hänvisning till effekten p0:

P = 10 log_10 (p / p_0)

10-faktorn beror på att decibel är "tiondel av klockor". Men jag har aldrig hört talas om någon mätning gjord i Bells, bara decibel används.

Den vanligaste enheten är dBm (uttala "dBm") även känd som dBmW eller decibel-milliwatt: det är bara effektnivån i dB jämfört med en referenseffekt på p0 = 1 mW. Ibland används även dBW och de uttrycker effektförhållandet relativt p0 = 1 W, men de är inte särskilt vanliga.


Som visas i ovanstående plot är den logaritmiska effekten av decibelomvandlingen ganska uppenbar. Som man kan se på denna log-lin plot, är dBm och dBW bara två raka linjer åtskilda med 30 dB: för att omvandla dBm till dBW subtrahera helt enkelt 30.

I vissa domäner, som analog TV-mottagning, är det vanligt att mäta spänning istället för effekt. Detta är inget problem så länge impedansen är känd och fixerad (TV-mottagare använder vanligtvis 75 Ω).

Absoluta spänningar kan också dra fördel av den logaritmiska decibelskalan genom att använda decibel-mikrovolt (dBμV) och decibel-volt (dBV). Det vanligaste är dBμV som uttrycker spänningsförhållandet relativt u0 = 1 μV. Ibland används även dBV och de uttrycker spänningsförhållandet relativt u0 = 1 V.

U = 20 log_10 (u / u_0)

Tänk på att spänningar använder en "20" istället för en "10" i deras dB-formel. Detta beror på att decibel alltid definieras som kraftrationer; om vi bara har spänningar måste vi kvadrera dem först för att hitta effekten. Den tvåpotensen, när den tas ur logaritmen, kommer att multiplicera den befintliga faktorn 10 med 2.



Som visas i ovanstående plot och på liknande sätt som tidigare, är den logaritmiska effekten av decibelomvandlingen ganska tydlig även för spänningar. Som man kan se på denna log-lin plot, är dBμV och dBV bara två räta linjer separerade med 120 dB: för att omvandla dBμV till dBV subtrahera helt enkelt 120.

Nu, om vi vill konvertera från effekt till spänning och vice versa, måste vi veta impedansen. Vi använder bara följande ekvation:

p = u^2 / Z_c

Denna omvandling är endast giltig när impedansen Zc är reell och belastningen är anpassad till transmissionsledningen.

Om vi ​​plottar effektnivån i dBm och amplitudnivån i dBμV som funktion av effekt i W för en given impedans (här Zc = 50 Ω) får vi följande:


Som tidigare har vi två parallella linjer med 107 dB från varandra. Så för att konvertera från dBm till dBμV, lägg helt enkelt till 107 dB för Zc = 50 Ω, lägg till 109 dB för Zc = 75 Ω, lägg till 115 dB för Zc = 300 Ω eller lägg till 118 dB för Zc = 600 Ω.



Praktiska överväganden
Vid första anblicken kan man tro att på grund av logaritmen är en fickräknare absolut nödvändig för att hantera dBm. Egentligen kan en grov beräkning lätt göras i ditt huvud. Du måste bara komma ihåg tre fakta:
 En effekt på 1 mW är 0 dBm.
 Varje gång effekten fördubblas, lägg till 3 dB.
 Varje gång effekten ökar med en faktor 10, lägg till 10 dB.


Låt oss nu överväga några exempel: anta att vi har en effektnivå på 26 dBm. Vi kan skriva 26 dBm = 0 dBm + 10 dB + 10 dB + 3 dB + 3 dB, och med de tidigare tre enkla reglerna kan vi enkelt hitta effekten genom att göra 1 mW · 10 · 10 · 2 · 2 = 400 mW .

Ett annat exempel: anta att vi har –33dBm: vi kan skriva som –33 dBm = 0 dBm – 10 dB – 10 dB – 10dB – 3 dB, och vi hittar 1 mW / 10 / 10 / 10 / 2 = 0.5 μW.

Detta fungerar även omvänt, till exempel är 50 mW bara 1 mW · 10 · 10 / 2. I dBm har vi 0 dBm + 10 dB + 10 dB –3 dB = 17 dBm.

Detta kräver lite övning men är väldigt lätt att göra. Den är inte lika exakt som en fickräknare eftersom du bara kan vara exakt vid ±2 dB, men för ansträngningen ger den en mycket bra uppfattning om styrkan på en signal.

En liknande metod fungerar också för dBμV, men reglerna är annorlunda:
 En amplitud på 1 μV är 0 dBμV.
 Varje gång amplituden fördubblas, lägg till 6 dB.
 Varje gång amplituden ökar med en faktor 10, lägg till 20 dB.


Du kan bli förvånad över beräkningarna i decibel som visas tidigare, där dB läggs till dBm, vilket är ganska konstigt. Detta beror på att decibel är pseudoenheter och inte beter sig som vanligt. Förhållandet mellan två potenser uttrycks i dB men är dimensionslöst: till exempel betyder 3 dB bara "dubbelt så mycket". Effekten uttryckt i dBm är egentligen en effekt: till exempel betyder 10 dBm "10 gånger starkare än 1 mW", vilket är 10 mW.

Nu, när du lägger till decibel (dB, dBm,...), på grund av deras logaritmiska natur, multiplicerar du faktiskt de ursprungliga siffrorna tillsammans. Så om du lägger till en förstärkning på 3 dB till en effekt på 10 dBm får du 13 dBm. Men vad du verkligen gjorde är att multiplicera en faktor 2 med en effekt på 10 mW för att få 20 mW, vilket är 13 dBm!

Så långt så bra, att lägga till är mycket lättare att göra i ditt huvud än att multiplicera, och detta gör decibel så praktiskt. Men det finns ett problem: eftersom att addera decibel tillsammans motsvarar att multiplicera de ursprungliga faktorerna, hur kan man addera (kombinera) kraften hos två signaler? Det kan du inte. Du kan inte lägga till dBm till dBm. Om du till exempel har en krets eller en enhet som kombinerar effekten av en signal på 10 dBm (10 mW) med effekten av en annan signal på 13 dBm (20 mW), blir resultatet 10 mW + 20 mW = 30 mW vilket är 14.8 dBm. Det finns inget sätt att göra detta direkt i dBm, du måste konvertera båda effekterna i Watt, lägga ihop dem och konvertera tillbaka dem till dBm. Detta är en stor begränsning av decibel och en vanlig fallgrop; lyckligtvis är denna operation inte särskilt vanlig.


Om du vill bygga en radiostation, öka din FM-radiosändare eller behöver någon annan FM-utrustning, kontakta oss gärna: [e-postskyddad].

Lämna ett meddelande 

Namn *
E-postadress *
Telefon
Adress
Koda Se verifieringskoden? Klicka uppdatera!
Meddelande
 

meddelande~~POS=TRUNC

Kommentarer Loading ...
Hem| Om Oss| Produkter| Nyheter| Download| Support| Återkoppling| Kontakta oss| Service

Kontakt: Zoey Zhang Webb: www.fmuser.net

WhatsApp / Wechat: +86 183 1924 4009

Skype: tomleequan E-post: [e-postskyddad] 

Facebook: FMUSERBROADCAST Youtube: FMUSER ZOEY

Adress på engelska: Room305, HuiLanGe, No.273 HuangPu Road West, TianHe District., GuangZhou, China, 510620 Adress på kinesiska: 广州市天河区黄埔大道西273台惠广州市天河区黄埔大道西305台惠口台3(XNUMX)