ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
ตัวแปลง dB, dBm และวัตต์
แปลงระดับกำลังและแรงดัน RMS หรือคำนวณอัตราส่วนอัตราขยายและการสูญเสีย
ค่าที่ป้อน
ผลลัพธ์
- กำลังไฟฟ้า
- —
- dBm
- —
- dBW
- —
- แรงดัน RMS
- —
- dBV
- —
- dBµV
- —
- กระแสไฟฟ้า
- —
- อัตราขยายและการสูญเสีย
- —
- อัตราส่วนกำลัง
- —
- อัตราส่วนแรงดัน
- —
—แปลงระดับสัญญาณสัมบูรณ์และอัตราส่วนอัตราขยายให้ถูกต้อง
แปลงระดับกำลังและแรงดัน RMS หรือแปลงอัตราขยายและการสูญเสียระหว่างเดซิเบลกับอัตราส่วนเชิงเส้น โหมดระดับสัมบูรณ์ใช้อิมพีแดนซ์แบบความต้านทานที่เป็นบวกเพื่อเชื่อมแรงดัน กระแส และกำลัง โหมดอัตราขยายสมมติว่าอิมพีแดนซ์อินพุตและเอาต์พุตเท่ากัน การแยกระดับจากอัตราส่วนช่วยเปรียบเทียบการวัดโดยไม่สับสนระหว่างหน่วยมีค่าอ้างอิงอย่าง dBm กับการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ใน dB
ขั้นตอนการใช้งาน
- เลือกระดับกำลังและแรงดันเมื่อมีการวัดสัมบูรณ์ ป้อนค่า เลือก W, mW, V, mV, dBm, dBW, dBV หรือ dBµV แล้วป้อนอิมพีแดนซ์ใน Ω ค่าแรงดันหมายถึงแรงดัน RMS ไม่ใช่แอมพลิจูดยอดหรือยอดถึงยอด
- อ่านกำลัง แรงดัน RMS กระแส และผลระดับลอการิทึมทั้งสี่ ค่าลอการิทึมเป็นลบได้ หมายถึงระดับต่ำกว่าค่าอ้างอิงของหน่วยนั้น อินพุตกำลังและแรงดันเชิงเส้นต้องไม่เป็นลบ ส่วนอิมพีแดนซ์ต้องเป็นบวก
- 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
| 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 |
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