dB (detsibell) on raadiosagedusväljal kõige olulisem ja sagedamini kasutatav skaala, kuid see on ka arusaadavalt keeruline ja segane kellelegi, kellele seda lihtsalt tutvustatakse.

Kahjuks, kui te ei suuda seda olulist skaalat põhjalikult mõista, on teil RF-ekspeditsiooni edasiliikumiseks tohutult raske.

Võimenduse, pinge ja võimsuse numbritega tegelemine, mis segavad dB, dBm, dBc, dBW, dBmW, vatti, millivatti, volti, millivolt jne, nõuab sageli lineaar- ja detsibellväärtuste vahelist teisendamist edasi-tagasi.

Nägin palju noori raadiospetsialiste, kes eirasid dB mõistmise tähtsust, mõistsid lõpuks, et nad peavad raadiosageduse alal kaugemale õppima, kui nad tahavad seda lihtsat terminit hästi õppida.

See lühike õpetus aitab teil selgitada erinevust detsibellidega töötamise ja lineaarsete väärtustega töötamise vahel.

Logaritmi põhitõed
Detsibellide kasutamine hõlmab logaritmidega töötamist ja see on minimaalne matemaatikaalane teadmine, mis teil peaks olema.

Seega peame enne dB-st rääkimist arutama logaritmi.

Alustame sellest lihtsast matemaatikast, mille olete keskkoolis õppinud:

Inimesed teevad numbrite liitmisel ja lahutamisel vähem vigu, seega on logaritmide eelis ilmne.

Vaatame need üle, ühe baasi = 10 logitabeli kohta:

Kuna 10, mis on tõstetud astmele 3, on võrdne 1,000-ga, on baas-10 logi väärtus 1,000 3 (log10 (1,000) = 3).

See on logaritmide põhiseadus:

Kui a = 10, siis saame lihtsalt kirjutada logi (c) = b ja logi (100) = 2, logi (1,000) = 3 jne.

Läheme nüüd näitega kaugemale:

Kavandate lihtsat vastuvõtjat järgmiselt:

Lihtsa võrdluse huvides töötame kõigepealt lineaarsete väärtustega ja kõik kasumid / kaod on seotud pingega.

* Antenni võimendus: 5.7
* Madala müratasemega võimendi (LNA) võimendus: 7.5
* Mikseri võimendus: 4.6
* Kui filtri võimendus / kadu: 0.43
*IF võimendi võimendus: 12.8
* Demodulaatori võimendus: 8.7
* Helivõimendi võimendus: 35.6

Antenni ja viimase astme helivõimendi väljundi lineaarse väärtuse koguvõimsus on:

Neid numbreid oleks väga raske meeles pidada, kuid kahjuks peate raadiosagedusväljas hakkama saama paljude numbritega. Seega peame leidma lihtsama viisi, kuidas nendega toime tulla.

Valime nüüd sama vastuvõtja abil lihtsama marsruudi. Lineaarsete väärtuste kasutamise asemel kanname need logaritmidesse.

* Antenni võimendus: 5.7 (log 5.7 = 0.76)
* Müravaba võimendi võimendus: 7.5 (log 7.5 = 0.88)
* Mikseri võimendus: 4.6 (log 4.6 = 0.66)
* IF-filtri juurdekasv / kaotus: 0.43 (log 0.43 = -0.37)
*IF võimendi võimendus: 12.8 (log 12.8 = 1.11)
* Demodulaatori võimendus: 8.7 (log 8.7 = 0.94)
* Helivõimendi võimendus: 35.6 (log 35.6 = 1.55)
* Kogukasum: 335,229.03 335,229.03 (log 5.53 XNUMX = XNUMX)

Koguvõim, lineaarses väärtuses 335,229.03 5.53, logaritmile ülekandmisel võrdub XNUMX.

Korrutuste asemel saate need üksikud võimendused liita, et saada koguvõim, pärast ülekandmist logaritmidele, palju väiksema ja lühema väärtusega. Kas pole seda palju lihtsam arvutada ja meelde jätta?

Ainus probleem, mis teile palju ei pruugi meeldida, on see, et peate tutvuma logaritmi arvutamisega, kuid uskuge mind, saate varsti selle võimsa funktsiooniga üsna hästi hakkama ja naudite selle kasutamist iga päev.

Ärge kunagi proovige selle kasutamist vältida, kui olete RF-valdkonnas töötamisega tõsiselt tegelenud.

Tegelikult ei kasuta te enam lineaarväärtusi, kui töötate raadiosagedusalas 1 või 2 aastat.

Ainus, mida te kasutate, on 'dB'.

dB põhitõed
Jätkame selle kasuliku terminiga "dB", mida kasutate iga hetk, kui töötate raadiosideprojektidega.

Pinge suurenemine, dB:
Pingevõimendusest ja võimsuse suurenemisest peame eraldi rääkima ja need kokku panema, et näha, kas need on üks ja sama asi.

Alustame kõigepealt pinge suurenemisega:

Detsibell (dB) on määratletud kui 20-kordne aluse-10 logaritm suhtega kahe pingetaseme Vout / Vin vahel (pinge suurenemine, teisisõnu).

Kõik kasumid, mis on suuremad kui 1, väljendatakse seetõttu positiivsete detsibellidena (> 0) ja väiksemad kui 1 kasumid väljendatakse negatiivsete detsibellidena (<0).

Leiame eelmise vastuvõtja näite võimenduse dB-des.

*Antenni võimendus: 5.7 (20 logi 5.7 = 15.1)
* Müravaba võimendi võimendus: 7.5 (20 log 7.5 = 17.5)
* Mikseri võimendus: 4.6 (20 log 4.6 = 13.3)
* IF-filtri juurdekasv / kaotus: 0.43 (20 log 0.43 = -7.3)
* IF võimendi võimendus: 12.8 (20 log 12.8 = 22.1)
*Demodulaatori juurdekasv: 8.7 (20 logi 8.7 = 18.8)
* Helivõimendi võimendus: 35.6 (20 logi 35.6 = 31.0)
* Kogukasum: 3.35229E + 05 (20log (3.35229E + 05) = 110.5)

Jällegi saate liita need üksikud kasumid, et saada kogukasum dB-des.

Võimsuse suurenemine, dB:

Enne dB-s võimsuse suurenemisest rääkimist peame teadma pinge ja võimsuse suhet.

Me kõik teame, et siinuslaine korral V pinge takisti koormusel R oomi

Enamik raadiosagedusahelaid kasutab allika ja koormuse takistusena 50 oomi, nii et kui pinge takisti kohal on 7.07 V (rms), siis

Seetõttu on võimsuse suurenemine võrdeline pinge suurenemise ruuduga, nt kui pinge võimendus on 5, siis oleks võimenduse võimendus 25 ja nii edasi.

Võimsuse juurdekasvu saame väljendada dB allpool:

Detsibell (dB) on defineeritud kui 10-kordne aluse-10 logaritm suhtest kahe võimsuse taseme Pout / Pin (võimsuse suurenemine, teisisõnu) vahel.

Segaduses pinge ja võimsuse suurenemise vahel olevate dB väärtustega? Asjad saavad selgeks, kui loete edasi.

Läheme tagasi eelmist näidet vaatama:

* Antenni võimendus: 5.7
* Madala müratasemega võimendi (LNA) võimendus: 7.5
* Mikseri võimendus: 4.6
* Kui filtri võimendus / kadu: 0.43
*IF võimendi võimendus: 12.8
* Demodulaatori võimendus: 8.7
* Helivõimendi võimendus: 35.6

Kõik kasumid / kahjumid on seotud pingega. Antenni pinge lineaarne väärtus on jälle 5.7 (15.1 dB) ja võimsuse suurenemine oleks järgmine:

!! Pinge suurenemine on täpselt sama, mis võimsuse suurenemine dB-des.

Seega võime selle näite uuesti kirjutada, kõik lineaarsed kasumid / kahjumid kantakse võimsusele:

* Antenni võimendus: 32.49 (15.1 dB)
* Müravaba võimendi võimendus: 56.25 (17.5 dB)
* Mikseri võimendus: 21.16 (13.3 dB)
* IF-filtri võimendus / kaotus: 0.18 (-7.3 dB)
* IF võimendi võimendus: 163.84 (22.1 dB)
* Demodulaatori võimendus: 75.69 (18.8 dB)
* Helivõimendi võimendus: 1267.36 (31.0 dB)
* Kogukasum: 1.12379E + 11 (110.5 dB)

Ainus põhjus, miks võite pingevõimendust kasutada, on see, et ostsilloskoobi abil saate pinget hõlpsalt mõõta, kuid kui raadiosagedus on üle 500 MHz, on pinge mõõtmine ebapraktiline.

Kuna raadiosageduste mõõtmiseks võib ostsilloskoobi abil tekkida täpsusprobleeme.

Ma ei ütle, et ostsilloskoop pole kasulik, ma lihtsalt ütlesin, et ma ei mõõda raadiosageduslikku pinget ostsilloskoobi abil, kui selleks pole konkreetset põhjust.

Üle 90% ajast kasutan raadiosignaali mõõtmiseks spektrianalüsaatorit.

See on teise postituse teema.

Võrdlustulem, mida näete andmelehel, on alati seotud võimsuse suurenemisega dB, mitte pingevõimenduse või lineaarse väärtusega.

Me võtame selle artikli kokku lihtsa näitega:

Võimendi võimendusega 15 dB:

Alates 15 dB = 10 logi (Pout / Pin)
Võimsuse suurenemine lineaarses väärtuses on:

Pout / Pin = 10 (15/10) = 31.62
Ja kuna 15 dB = 20log (Vout / Vin)
Pinge suurenemine lineaarses väärtuses on:

Vout / Vin = 10 (15/20) = 5.62
Ja 5.622 = 31.62

Loodetavasti olete sellest artiklist midagi õppinud. Kui te juba teadsite selgelt kõike, mida siin mainisin, siis õnnitleme, et olete RF-alale õigel teel.

Kui olete pärast selle artikli paaril korral lugemist endiselt segaduses, siis ärge muretsege, te pole üksi, vaid võtke sügavalt sisse ja lugege seda samm-sammult uuesti või tulge tagasi pärast seda, kui olete lugenud veel artikleid see ajaveeb.

Varem või hiljem saate "dB" ilma raskusteta omandada.

Allpool on mõned pildid, mis minu arvates on neist abiks: