Legg til favoritt Set Hjemmeside
Stilling:Hjem >> Nyheter

produkter Kategori

Produkter Tags

Fmuser nettsteder

Kraft og amplitude: watt, volt og refererte desibel

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


Introduksjon
I radiofrekvensapplikasjoner (men også i mange andre applikasjoner) er det veldig vanlig å håndtere veldig store og veldig små signaler. For eksempel kan en sender / sender sende en effekt på 100 W og bare motta 10 fW (eller 0.000'000'000'000'01 W). Disse ekstremt forskjellige effektnivåene kan dele de samme kretsene. Selvfølgelig kan disse tallene uttrykkes i Watts ved hjelp av ingeniørnotasjonen (som over) eller med den vitenskapelige notasjonen, som 1 · 102 W og 1 · 10 – 14 W, men de er ganske vanskelige å uttale og hvis eksponenten er feilstavet , vil den resulterende feilen være enorm.

En annen måte er å ta logaritmen og konvertere alle kreftene i dBm. 100 W blir + 50 dBm og 10 fW blir –110 dBm: disse tallene er mye lettere å håndtere utenat og å skrive. Hvis dempning og forsterkning av forskjellige kretsblokker også uttrykkes i dB, for å finne den endelige kraften, kan man ganske enkelt legge alt sammen i stedet for å multiplisere, ytterligere forenkle beregninger.

Ikke alle er komfortable med dB, dBm og lignende (pseudo) enheter: det er ikke noe strengt behov for å bruke dem, men de er så mye brukt i prosjektering at det er veldig vanskelig å unngå dem.



Noe teori
Desibel (dB) brukes til å uttrykke maktforhold på en logaritmisk måte, slik at veldig store og veldig små krefter kan sammenlignes ved hjelp av komfortable tall. En desibel er en dimensjonsløs pseudoenhet fordi den er definert av forholdet mellom to krefter. Men siden desibel er så nyttige, for å uttrykke ekte makt i stedet for bare et dimensjonsløst forhold, brukes refererte desibel veldig ofte.

Hvis vi snakker om effekt, definerer følgende ligning effektnivået P i dB til effekten p i W referert til effekten p0:

P = 10 log_10 (p / p_0)

10-faktoren skyldes at desibel er "tiendedel av klokkene". Men jeg har aldri hørt om noen målinger som ble gjort i Bells, bare desibel brukes.

Den vanligste enheten er dBm (uttales "dBm") også kjent som dBmW eller desibel-milliwatt: det er bare effektnivået i dB sammenlignet med en referansekraft på p0 = 1 mW. Noen ganger brukes også dBW, og de uttrykker effektforholdet i forhold til p0 = 1 W, men de er ikke veldig vanlige.


Som vist i ovennevnte plott er den logaritmiske effekten av desibelkonverteringen ganske tydelig. Som man kan se på dette log-lin-plottet, er dBm og dBW bare to rette linjer atskilt med 30 dB: for å konvertere dBm til dBW, trekker du bare 30.

I noen domener, som analog TV-mottak, er det vanlig å måle spenning i stedet for strøm. Dette er ikke et problem så lenge impedansen er kjent og løst (TV-mottakere bruker vanligvis 75 Ω).

Absolutte spenninger kan også dra nytte av desibelens logaritmiske skala ved å bruke desibel-mikrovolt (dBμV) og desibel-volt (dBV). Det vanligste er dBμV som uttrykker spenningsforholdet i forhold til u0 = 1 μV. Noen ganger brukes også dBV og uttrykker spenningsforholdet i forhold til u0 = 1 V.

U = 20 log_10 (u / u_0)

Pass på at spenninger bruker en "20" i stedet for en "10" i dB-formelen. Dette er fordi desibel alltid er definert som maktrasjoner; hvis vi bare har spenninger, må vi kvadratere dem først for å finne kraften. Denne kraften til to, når den tas ut av logaritmen, vil multiplisere den eksisterende faktoren til 10 med 2.



Som vist på ovennevnte plott og på en lignende måte som før, er den logaritmiske effekten av desibelkonverteringen ganske tydelig også for spenninger. Som man kan se på dette log-lin-plottet, er dBμV og dBV bare to rette linjer atskilt med 120 dB: for å konvertere dBμV til dBV, trekker du bare 120.

Nå, hvis vi vil konvertere fra strøm til spenning og omvendt, må vi kjenne til impedansen. Vi bruker bare følgende ligning:

p = u ^ 2 / Z_c

Denne konverteringen er bare gyldig når impedansen Zc er reell og belastningen er tilpasset transmisjonslinjen.

Hvis vi plotter effektnivået i dBm og amplitudenivået i dBμV som en funksjon av effekten i W for en gitt impedans (her Zc = 50 Ω) får vi følgende:


Som før har vi to parallelle linjer 107 dB fra hverandre. Så for å konvertere fra dBm til dBμV, bare legg til 107 dB for Zc = 50 Ω, legg til 109 dB for Zc = 75 Ω, legg til 115 dB for Zc = 300 Ω eller legg til 118 dB for Zc = 600 Ω.



Praktiske hensyn
Ved første øyekast kan man tro at på grunn av logaritmen er en lommeregner helt nødvendig for å håndtere dBm. Egentlig kan en grov beregning lett gjøres i hodet ditt. Du må huske bare tre fakta:
En effekt på 1 mW er 0 dBm.
Hver gang strømmen dobles, legger du til 3 dB.
Hver gang strømmen øker med en faktor 10, legger du til 10 dB.


La oss nå se på noen få eksempler: anta at vi har et effektnivå på 26 dBm. Vi kan skrive 26 dBm = 0 dBm + 10 dB + 10 dB + 3 dB + 3 dB, og med de tre foregående enkle reglene kan vi enkelt finne kraften ved å gjøre 1 mW · 10 · 10 · 2 · 2 = 400 mW .

Et annet eksempel: anta at vi har –33dBm: vi kan skrive som –33 dBm = 0 dBm - 10 dB - 10 dB - 10dB - 3 dB, og vi finner 1 mW / 10 / 10 / 10 / 2 = XUMUM = X.

Dette fungerer også på andre måte, for eksempel 50 mW er bare 1 mW · 10 · 10 / 2. I dBm har vi 0 dBm + 10 dB + 10 dB –3 dB = 17 dBm.

Dette krever litt øvelse, men er veldig enkelt å gjøre. Det er ikke så nøyaktig som en lommeregner, fordi du bare kan være nøyaktig på ± 2 dB, men for innsatsen gir du en veldig god ide om signalets styrke.

En lignende metode fungerer også for dBμV, men reglene er forskjellige:
En amplitude på 1 μV er 0 dBμV.
Hver gang amplituden dobles, legg til 6 dB.
Hver gang amplituden øker med en faktor på 10, legger du til 20 dB.


Du kan bli overrasket over beregningene i desibel vist før, der dB legges til dBm, noe som er ganske rart. Dette er fordi desibel er pseudo-enheter og ikke oppfører seg som vanlig. Forholdet mellom to krefter er uttrykt i dB, men er dimensjonsløst: for eksempel betyr 3 dB bare "dobbelt så mye". Kraften uttrykt i dBm er virkelig en kraft: for eksempel betyr 10 dBm "10 ganger sterkere enn 1 mW", som er 10 mW.

Når du legger til desibel (dB, dBm, ...), på grunn av deres logaritmiske natur, multipliserer du faktisk de opprinnelige figurene sammen. Så hvis du legger til en gevinst på 3 dB til en styrke på 10 dBm, får du 13 dBm. Men det du virkelig gjorde, er å multiplisere en faktor 2 med en effekt på 10 mW og få 20 mW, som er 13 dBm!

Så langt så bra, å legge til er mye enklere å gjøre i hodet ditt enn å multiplisere, og dette gjør desibel så hendig. Men det er et problem: siden legge til desibel sammen tilsvarer å multiplisere de opprinnelige faktorene, hvordan kan man legge til (kombinere) kraften til to signaler? Det kan du ikke. Du kan ikke legge til dBm til dBm. Hvis du for eksempel har en krets eller en enhet som kombinerer kraften til ett signal på 10 dBm (10 mW) med kraften til et annet signal på 13 dBm (20 mW), er resultatet 10 mW + 20 mW = 30 mW som er 14.8 dBm. Det er ingen måte å gjøre dette direkte i dBm, du må konvertere begge kreftene i Watts, legge dem sammen og konvertere dem tilbake i dBm. Dette er en stor begrensning av desibel og en vanlig fallgruve; Heldigvis er denne operasjonen ikke veldig vanlig.


Hvis du vil bygge en radiostasjon, kan du øke din FM-radiosender eller trenger noen annen FM-utstyr, ta gjerne kontakt med oss: zoey.zhang@fmuser.net.

Legg igjen en beskjed

Navn *
E-post *
telefon
Adresse
Kode Se bekreftelseskoden? Klikk oppdatere!
Forespørsel

Meldingsliste

Kommentarer Loading ...
Hjem| Om oss| Produkter| Nyheter| Last ned| Kundeservice| Tilbakemelding| Kontakt| Service
FMUSER FM / TV Broadcast One-Stop-leverandør
Kontakt