Sähkö ja elektroniikka

dB-, dBm- ja wattimuunnin

Muunna teho- ja tehollisjännitetasoja tai laske vahvistus- ja vaimennussuhteita.

Syötetyt arvot

Tulokset

Teho: —

dBm: —

dBW: —

Tehollisjännite: —

dBV: —

dBµV: —

Virta: —

Kaava—

Muunna absoluuttiset signaalitasot ja vahvistussuhteet oikein

Muunna teho- ja RMS-jännitetasoja tai muunna vahvistus tai vaimennus desibelien ja lineaaristen suhteiden välillä. Absoluuttisten tasojen tila käyttää positiivista resistiivistä impedanssia jännitteen, virran ja tehon yhdistämiseen. Vahvistustila olettaa samat tulo- ja lähtöimpedanssit. Tason ja suhteen erottaminen auttaa vertailemaan mittauksia sekoittamatta viitearvoon perustuvaa yksikköä, kuten dBm, suhteelliseen muutokseen yksikössä dB.

Vaihe vaiheelta

Valitse teho- ja jännitetasot, kun sinulla on absoluuttinen mittaustulos. Anna arvo, valitse W, mW, V, mV, dBm, dBW, dBV tai dBµV ja anna impedanssi yksikössä Ω. Jännitesyötteet tarkoittavat RMS-jännitettä, eivät huippu- tai huipusta huippuun -amplitudia.
Lue teho, RMS-jännite, virta ja neljä logaritmista tasotulosta. Negatiivinen logaritminen arvo on sallittu: se tarkoittaa, että taso on yksikön viitearvon alapuolella. Lineaaristen teho- ja jännitesyötteiden on oltava epänegatiivisia; impedanssin on pysyttävä positiivisena.
Valitse vahvistus ja vaimennus, kun vertaat lähtöä tuloon. Anna dB, tehosuhde tai jännitesuhde ja lue sitten vastaavat suhteet. Positiivinen dB tarkoittaa vahvistusta ja negatiivinen dB vaimennusta; tila ei laske absoluuttista lähtötasoa ilman tulotasoa.

Asetukset ja rajoitukset

Viitetasot: dBm:n viitearvo on 1 mW ja dBW:n viitearvo 1 W. dBV:n viitearvo on 1 V RMS ja dBµV:n viitearvo 1 µV RMS. Tehotasoissa käytetään 10 log10 suhteesta viitearvoon; jännitetasoissa käytetään 20 log10. Valitse todellinen mittayksikkö sen sijaan, että käsittelisit kaikkia logaritmisia arvoja keskenään vaihdettavina.
Impedanssi ja RMS: Malli käyttää resistiiviselle impedanssille kaavoja P = Vrms² / Z ja I = Vrms / Z. Impedanssin muuttaminen vakion tehon tapauksessa muuttaa jännitettä ja virtaa; sen muuttaminen vakion jännitteen tapauksessa muuttaa tehoa. Reaktiiviset kuormat, impedanssien epäsovitus ja siirtolinjojen heijastukset tarvitsevat toisen mallin.
Vahvistus- ja vaimennussuhteet: Tehosuhde on 10 korotettuna potenssiin dB/10; jännitesuhde on 10 korotettuna potenssiin dB/20. Toisiaan vastaavat suhteet olettavat samat impedanssit. Jos tulo- ja lähtöimpedanssit eroavat, pelkkä jännitesuhde ei määritä tehovahvistusta; laske ensin kumpikin teho vastaavan impedanssin avulla.

Esimerkkitehtävä

Anna tasotilassa 0 dBm impedanssiin 50 Ω. Tulos on 0.001 W, noin 0.223607 V RMS ja 4.47214 mA. Muuta tasoksi 30 dBm samalla impedanssilla: teho on nyt 1 W, jännite 7.07107 V RMS ja virta 141.421 mA.

Odotettu tulos
dBm	P	Vrms	Irms	dBW
0	0.001 W	0.223607 V	4.47214 mA	−30
30	1 W	7.07107 V	141.421 mA	0

Tason nousu 30 dB kertoo tehon luvulla 1000, kun taas jännite kasvaa tämän kertoimen neliöjuuren verran. Anna vahvistustilassa 6 dB, jolloin tehosuhde on 3.98107 ja jännitesuhde 1.99526. Pyöristetty 6 dB:n vahvistus on siis lähellä jännitteen kaksinkertaistumista, kun impedanssit oletetaan samoiksi.

Kysymykset ja ongelmanratkaisu

Tarkoittaako 0 dBm, ettei signaalia ole?

Se tarkoittaa, että teho on sama kuin viitearvo 1 mW. Nolla lineaarista tehoa tuottaa sen sijaan nollajännitteen ja -virran sekä logaritmisen tuloksen −∞. Äärellinen negatiivinen dBm-arvo tarkoittaa edelleen positiivista tehoa viitearvon alapuolella.

Miksi impedanssin muuttaminen ei muuttanut dBm-arvoa?

Kun syötteen yksikkö on tehoyksikkö, annettu teho pysyy vakiona ja impedanssi muuttaa siitä johdettua jännitettä ja virtaa. Jänniteyksikköä käytettäessä jännite pysyy vakiona ja teho muuttuu. Tarkista valittu syötteen yksikkö ennen kuin vertaat näitä kahta tapausta.

Voinko antaa sinijännitteen huippuarvon suoraan?

Muunna se RMS-arvoksi ennen tasotilan käyttämistä: Vrms = Vpk / √2 siniaallolle. Huipusta huippuun -amplitudi on ensin puolitettava huippuamplitudin saamiseksi. Laskurin valinnat V ja mV eivät tee näitä aaltomuodon muunnoksia automaattisesti.