Güc və amplituda: Watt, volt və istinad decibellər

giriş
Radio tezliyi tətbiqlərində (eyni zamanda bir çox digər tətbiqetmədə) çox böyük və çox kiçik siqnallarla işləmək çox yaygındır. Məsələn, bir ötürücü 100 W gücünü ötürə bilər və yalnız 10 fW (və ya 0.000'000'000'000'01 W) ala bilər. Bu olduqca fərqli güc səviyyələri eyni dövrə paylaşa bilər. Əlbəttə ki, bu rəqəmlər mühəndislik notasiyasından (yuxarıda göstərildiyi kimi) istifadə edərək və ya 1 · 102 W və 1 · 10-14 W kimi elmi notalarla ifadə edilə bilər, ancaq demək çətin ki, eksponent səhv yazılır. , meydana gələn səhv böyük olacaq.

Başqa bir yol, loqarifm götürmək və dBm-də bütün səlahiyyətləri çevirməkdir. 100 W + 50 dBm halına gəlir və 10 fW - 110 dBm olur: bu rəqəmləri ürəkdən idarə etmək və yazmaq daha asandır. Sonra, son dövr gücünü tapmaq üçün müxtəlif dövrə bloklarının köhnəlməsi və qazancı da dB ilə ifadə edilərsə, hesablamaları daha da asanlaşdırmaq əvəzinə hər şeyi bir yerə əlavə etmək olar.

Hər kəs dB, dBm və oxşar (yalançı) vahidlərdən rahat deyildir: onlardan istifadə etməyə ciddi ehtiyac yoxdur, amma mühəndislikdə o qədər geniş istifadə olunur ki, onlardan qaçmaq çox çətindir.

Bəzi nəzəriyyə
Dekibellər (dB) güc nisbətlərini loqarifmik bir şəkildə ifadə etmək üçün istifadə olunur ki, çox böyük və çox kiçik gücləri rahat nömrələrdən istifadə edərək müqayisə etsinlər. Bir desibel, iki gücün nisbəti ilə təyin olunduğu üçün ölçüsüz bir yalançı bir vahiddir. Lakin desibellər çox əlverişli olduğundan, hüdudsuz bir nisbət əvəzinə həqiqi gücü ifadə etmək üçün istinad desibelləri çox istifadə olunur.

Güc haqqında danışırıqsa, aşağıdakı tənlik p0 gücünə istinad edilən W gücündəki d gücündəki P səviyyəsini müəyyənləşdirir:

10 amili, desibellərin "Bells onuncusu" olmasıdır. Ancaq Bells'də edilən hər hansı bir ölçü haqqında eşitməmişdim, yalnız desibellər istifadə olunur.

Ən çox yayılmış vahid, dBmW və ya desibel-milliwatt olaraq bilinən dBm ("dBm" tələffüzü): p0 = 1 mW bir istinad gücü ilə müqayisədə yalnız dB-dəki güc səviyyəsidir. Bəzən də dBW istifadə olunur və onlar p0 = 1 W ilə müqayisədə güc nisbətini ifadə edirlər, lakin bunlar çox yaygın deyildir.

Yuxarıda göstərilən süjetdə göstərildiyi kimi, desibel dönüşümünün loqaritmik təsiri olduqca aydındır. Bu log-lin süjetində göründüyü kimi, dBm və dBW yalnız 30 dB ilə ayrılmış iki düz xəttdir: dBm-ni dBW-ə çevirmək üçün sadəcə 30 çıxarmaq.

Bəzi sahələrdə, analoq TV qəbulu kimi, güc əvəzinə gərginlik ölçmək çox yaygındır. Empedansın məlum olduğu və sabit olduğu müddətcə bu problem deyil (televizor qəbulediciləri ümumiyyətlə 75 Ω istifadə edirlər).

Mütləq gerilimlər də desibel-mikrovolt (dBµV) və desibel-volt (dBV) istifadə edərək desibel logaritmik miqyasda faydalana bilər. Ən çox yayılanı u0 = 1 μV-ə nisbətən gərginlik nisbətini ifadə edən dBµV-dir. Bəzən dBV də istifadə olunur və onlar u0 = 1 V-yə nisbətən gərginlik nisbətini ifadə edirlər.

Ehtiyatlı olun, gərginliklər dB formullarında "20" əvəzinə "10" istifadə edir. Bu desibellərin həmişə güc rasyonları olaraq təyin olunduğuna görədir; yalnız gərginliyimiz varsa, güc tapmaq üçün əvvəlcə onları kvadratlaşdırmalıyıq. Loqarifmdən çıxarıldıqda ikisinin bu gücü mövcud 10 amilini 2-a artıracaqdır.

Yuxarıda göstərilən süjetdə və əvvəlki kimi oxşar şəkildə göstərildiyi kimi, desibel dönüşümünün loqarifmik təsiri gərginliklər üçün də olduqca aydındır. Bu log-lin süjetində göründüyü kimi, dBµV və dBV 120 dB ilə ayrılmış iki düz xəttdir: dBµV-ni dBV-ə çevirmək üçün sadəcə 120 çıxarmaq.

İndi gücdən gərginliyə və əksinə çevirmək istəyiriksə, impedansı bilməliyik. Yalnız aşağıdakı tənliyi istifadə edirik:

Bu dönüşüm yalnız empedans Zc gerçək olduqda və yük ötürmə xəttinə uyğun olduqda etibarlıdır.

DBm-dəki güc səviyyəsini və dBµV-dəki amplitüd səviyyəsini W-də müəyyən bir impedans üçün güc funksiyası olaraq təyin etsək (burada Zc = 50 Ω), aşağıdakıları əldə edirik:

Əvvəlki kimi, 107 dB ayrı iki paralel xəttimiz var. Beləliklə, dBm-dən dBµV-ə çevirmək üçün Zc = 107 for üçün 50 dB əlavə edin, Zc = 109 Ω üçün 75 dB əlavə edin, Zc = 115 Ω üçün 300 dB əlavə edin və ya Zc = 118 Ω üçün 600 dB əlavə edin.

Praktiki mülahizələr
İlk baxışdan, bir adam düşünə bilər ki, logaritma səbəbindən dBm ilə məşğul olmaq üçün bir cib kalkulyatoru mütləq lazımdır. Əslində kobud hesablama asanlıqla başınıza edilə bilər. Yalnız üç faktı xatırlamalısınız:
 1 mW bir güc 0 dBm-dir.
 Hər dəfə güc ikiqat artdıqda, 3 dB əlavə edin.
 Hər dəfə güc 10 bir amil artırsa, 10 dB əlavə edin.

İndi bir neçə nümunəni nəzərdən keçirək: güman ki, 26 dBm güc səviyyəsinə sahibik. 26 dBm = 0 dBm + 10 dB + 10 dB + 3 dB + 3 dB yaza bilərik və əvvəlki üç nümunə qaydaları ilə 1 mW · 10 · 10 · 2 · 2 = 400 mW .

Başqa bir misal: güman ki, bizdə - 33dBm: - 33 dBm = 0 dBm - 10 dB - 10 dB - 10dB - 3 dB və 1 mW / 10 / 10 / 10 / 2 = 0.5 = XNUMX = XNUMX dBm - XNUMX dBm - XNUMX dB - XNUMX dBm kimi yaza bilərik.

Bu da başqa şəkildə işləyir, məsələn 50 mW yalnız 1 mW · 10 · 10 / 2. DBm-də 0 dBm + 10 dB + 10 dB –3 dB = 17 dBm var.

Bu bəzi təcrübə tələb edir, lakin bunu etmək çox asandır. Bir cib kalkulyatoru qədər dəqiq deyil, çünki yalnız ± 2 dB-də dəqiq ola bilərsiniz, ancaq səy üçün bir siqnalın gücü barədə çox yaxşı bir fikir verir.

Bənzər bir metod da dBµV üçün işləyir, amma qaydalar fərqlidir:
 1 μV amplitüdü 0 dBµV-dir.
 Hər dəfə amplituda ikiqat artdıqda, 6 dB əlavə edin.
 Hər dəfə amplituda 10 bir amil artdıqda 20 dB əlavə edin.

Daha əvvəl göstərilən desibellərdəki hesablamalardan təəccüblənə bilərsiniz, burada dB-nin dBm-ə əlavə olunduğu olduqca qəribədir. Bunun səbəbi desibellərin yalançı hissələr olması və həmişəki kimi davranmamalarıdır. İki gücün nisbəti dB ilə ifadə edilir, lakin ölçüsüzdür: məsələn 3 dB yalnız "iki qat daha" deməkdir. DBm ilə ifadə edilən güc həqiqətən bir gücdür: məsələn 10 dBm, 10 mW olan "1 mW-dan daha güclü 10 dəfə güclüdür" deməkdir.

İndi desibellər əlavə etdikdə (dB, dBm, ...), logaritmik təbiətinə görə, əsl rəqəmləri birlikdə çoxaldırsınız. Beləliklə, 3 dB qazancını 10 dBm gücünə əlavə etsəniz, 13 dBm əldə edirsiniz. Ancaq həqiqətən etdiyiniz şey, 2 bir faktoru 10 dBm olan 20 mW almaq üçün 13 mW gücünə artır!

İndiyə qədər yaxşıdır, əlavə etmək başınızı çoxaltmaqdan daha asandır və bu desibelləri bu qədər rahat edir. Ancaq bir problem var: birlikdə desibellər əlavə etmək orijinal amillərin çoxalmasına uyğun gəldiyindən, iki siqnalın gücünü necə əlavə etmək (birləşdirmək) olar? Yaxşı, edə bilməzsən. DBm-ə dBm əlavə edə bilməzsiniz. Məsələn, 10 dBm (10 mW) bir siqnalın gücünü 13 dBm (20 mW) başqa bir siqnalın gücü ilə birləşdirən bir dövrə və ya bir cihazınız varsa, nəticə 10 mW + 20 mW = 30 mVt olan 14.8 dBm-dir. Doğrudan dBm-də bunu etmək üçün bir yol yoxdur, hər ikisini də Watt-a çevirməlisən, onları bir-birinə əlavə edib yenidən dBm-də çevirməlisən. Bu desibellərin böyük bir məhdudiyyəti və ümumi bir tələ; xoşbəxtlikdən bu əməliyyat çox yaygın deyil.

Bir radio stansiyası qurmaq istəyirsinizsə, FM radio ötürücünüzü gücləndirin və ya başqa birinə ehtiyacınız var FM avadanlığı, zəhmət olmasa bizimlə əlaqə qurun: [e-poçt qorunur].

Mesaj yaz 

Message siyahısı