ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

ตัวแปลง dB, dBm และวัตต์

แปลงระดับกำลังและแรงดัน RMS หรือคำนวณอัตราส่วนอัตราขยายและการสูญเสีย

01

ค่าที่ป้อน

ค่า RMS บนโหลดความต้านทาน การแปลงอัตราขยายถือว่าอิมพีแดนซ์ขาเข้าและขาออกเท่ากัน กำลังหรืออัตราส่วนศูนย์ตรงกับ −∞ dB

02

ผลลัพธ์

กำลังไฟฟ้า
—
dBm
—
dBW
—
แรงดัน RMS
—
dBV
—
dBµV
—
กระแสไฟฟ้า
—
สูตร—

แปลงระดับสัญญาณสัมบูรณ์และอัตราส่วนอัตราขยายให้ถูกต้อง

แปลงระดับกำลังและแรงดัน RMS หรือแปลงอัตราขยายและการสูญเสียระหว่างเดซิเบลกับอัตราส่วนเชิงเส้น โหมดระดับสัมบูรณ์ใช้อิมพีแดนซ์แบบความต้านทานที่เป็นบวกเพื่อเชื่อมแรงดัน กระแส และกำลัง โหมดอัตราขยายสมมติว่าอิมพีแดนซ์อินพุตและเอาต์พุตเท่ากัน การแยกระดับจากอัตราส่วนช่วยเปรียบเทียบการวัดโดยไม่สับสนระหว่างหน่วยมีค่าอ้างอิงอย่าง dBm กับการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ใน dB

ขั้นตอนการใช้งาน

  1. เลือกระดับกำลังและแรงดันเมื่อมีการวัดสัมบูรณ์ ป้อนค่า เลือก W, mW, V, mV, dBm, dBW, dBV หรือ dBµV แล้วป้อนอิมพีแดนซ์ใน Ω ค่าแรงดันหมายถึงแรงดัน RMS ไม่ใช่แอมพลิจูดยอดหรือยอดถึงยอด
  2. อ่านกำลัง แรงดัน RMS กระแส และผลระดับลอการิทึมทั้งสี่ ค่าลอการิทึมเป็นลบได้ หมายถึงระดับต่ำกว่าค่าอ้างอิงของหน่วยนั้น อินพุตกำลังและแรงดันเชิงเส้นต้องไม่เป็นลบ ส่วนอิมพีแดนซ์ต้องเป็นบวก
  3. เลือกอัตราขยายและการสูญเสียเมื่อเปรียบเทียบเอาต์พุตกับอินพุต ป้อน dB อัตราส่วนกำลัง หรืออัตราส่วนแรงดัน แล้วอ่านอัตราส่วนที่สอดคล้องกัน dB บวกหมายถึงอัตราขยาย ส่วน dB ลบหมายถึงการสูญเสีย โหมดนี้ไม่คำนวณระดับเอาต์พุตสัมบูรณ์หากไม่มีระดับอินพุต

การตั้งค่าและข้อจำกัด

ระดับอ้างอิง
dBm อ้างอิง 1 mW และ dBW อ้างอิง 1 W ส่วน dBV อ้างอิง 1 V RMS และ dBµV อ้างอิง 1 µV RMS ระดับกำลังใช้ 10 log10 ของอัตราส่วนเทียบค่าอ้างอิง ส่วนระดับแรงดันใช้ 20 log10 เลือกหน่วยการวัดจริง อย่าถือว่าค่าลอการิทึมทั้งหมดใช้แทนกันได้
อิมพีแดนซ์และ RMS
แบบจำลองใช้ P = Vrms² / Z และ I = Vrms / Z สำหรับอิมพีแดนซ์แบบความต้านทาน การเปลี่ยนอิมพีแดนซ์เมื่อกำลังคงที่ทำให้แรงดันและกระแสเปลี่ยน เมื่อแรงดันคงที่ทำให้กำลังเปลี่ยน โหลดรีแอกทีฟ อิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน และการสะท้อนในสายส่งต้องใช้แบบจำลองอื่น
อัตราส่วนอัตราขยายและการสูญเสีย
อัตราส่วนกำลังคือ 10 ยกกำลัง dB/10 ส่วนอัตราส่วนแรงดันคือ 10 ยกกำลัง dB/20 อัตราส่วนคู่นี้สมมติว่าอิมพีแดนซ์เท่ากัน หากอิมพีแดนซ์อินพุตและเอาต์พุตต่างกัน อัตราส่วนแรงดันอย่างเดียวระบุอัตราขยายกำลังไม่ได้ ต้องคำนวณกำลังแต่ละด้านด้วยอิมพีแดนซ์ของด้านนั้นก่อน

ตัวอย่างการใช้งาน

ในโหมดระดับ ป้อน 0 dBm ที่อิมพีแดนซ์ 50 Ω ผลคือ 0.001 W ประมาณ 0.223607 V RMS และ 4.47214 mA เปลี่ยนระดับเป็น 30 dBm ที่อิมพีแดนซ์เดิม กำลังเป็น 1 W แรงดัน 7.07107 V RMS และกระแส 141.421 mA

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
dBmPVrmsIrmsdBW
00.001 W0.223607 V4.47214 mA−30
301 W7.07107 V141.421 mA0

การเพิ่ม 30 dB คูณกำลังด้วย 1000 ส่วนแรงดันเพิ่มด้วยรากที่สองของตัวคูณนั้น ในโหมดอัตราขยาย ป้อน 6 dB จะได้อัตราส่วนกำลัง 3.98107 และอัตราส่วนแรงดัน 1.99526 ดังนั้นอัตราขยายที่ปัดเป็น 6 dB จึงใกล้เคียงแรงดันเพิ่มเป็นสองเท่าเมื่อสมมติว่าอิมพีแดนซ์เท่ากัน

คำถามและการแก้ปัญหา

0 dBm หมายถึงไม่มีสัญญาณหรือไม่?

หมายถึงกำลังเท่ากับค่าอ้างอิง 1 mW หากกำลังเชิงเส้นเป็นศูนย์ แรงดันและกระแสจะเป็นศูนย์และผลลอการิทึมเป็น −∞ ค่า dBm ลบที่มีค่าจำกัดยังแทนกำลังบวกที่ต่ำกว่าค่าอ้างอิง

เหตุใดการเปลี่ยนอิมพีแดนซ์จึงไม่เปลี่ยน dBm?

เมื่ออินพุตเป็นหน่วยกำลัง กำลังที่ป้อนคงที่และอิมพีแดนซ์เปลี่ยนแรงดันและกระแสที่คำนวณได้ หากอินพุตเป็นหน่วยแรงดัน แรงดันคงที่และกำลังเปลี่ยน ตรวจหน่วยอินพุตที่เลือกก่อนเปรียบเทียบสองกรณี

ป้อนแรงดันยอดของคลื่นไซน์โดยตรงได้หรือไม่?

แปลงเป็น RMS ก่อนใช้โหมดระดับ สำหรับคลื่นไซน์ Vrms = Vpk / √2 แอมพลิจูดยอดถึงยอดต้องหารครึ่งก่อนเพื่อได้แอมพลิจูดยอด ตัวเลือก V และ mV ของเครื่องคิดเลขไม่ได้แปลงรูปคลื่นเหล่านี้ให้อัตโนมัติ