Điện và điện tử

Bộ chuyển đổi dB, dBm và watt

Chuyển đổi mức công suất và điện áp hiệu dụng hoặc tính tỷ số khuếch đại và suy hao.

Dữ liệu nhập

Kết quả

Công suất: —

dBm: —

dBW: —

Điện áp hiệu dụng: —

dBV: —

dBµV: —

Dòng điện: —

Công thức—

Chuyển đổi đúng mức tín hiệu tuyệt đối và tỷ số độ lợi

Chuyển đổi mức công suất và điện áp RMS, hoặc đổi độ lợi hay suy hao giữa decibel và tỷ số tuyến tính. Chế độ mức tuyệt đối dùng trở kháng thuần trở dương để liên hệ điện áp, dòng điện và công suất. Chế độ độ lợi giả định trở kháng đầu vào và đầu ra bằng nhau. Phân biệt mức với tỷ số giúp so sánh phép đo mà không nhầm đơn vị có tham chiếu như dBm với thay đổi tương đối theo dB.

Từng bước thực hiện

Chọn mức công suất và điện áp khi có phép đo tuyệt đối. Nhập giá trị, chọn W, mW, V, mV, dBm, dBW, dBV hoặc dBµV, rồi nhập trở kháng theo Ω. Điện áp nhập vào biểu thị điện áp RMS, không phải biên độ đỉnh hay đỉnh-đỉnh.
Đọc công suất, điện áp RMS, dòng điện và bốn kết quả mức logarit. Giá trị logarit âm được chấp nhận: nó cho biết mức thấp hơn tham chiếu của đơn vị đó. Giá trị công suất và điện áp tuyến tính nhập vào phải không âm; trở kháng phải luôn dương.
Chọn độ lợi và suy hao khi so sánh đầu ra với đầu vào. Nhập dB, tỷ số công suất hoặc tỷ số điện áp, rồi đọc các tỷ số tương ứng. dB dương biểu thị độ lợi và dB âm biểu thị suy hao; chế độ này không tính mức đầu ra tuyệt đối nếu thiếu mức đầu vào.

Cài đặt và giới hạn

Mức tham chiếu: dBm có tham chiếu 1 mW và dBW có tham chiếu 1 W. dBV có tham chiếu 1 V RMS và dBµV có tham chiếu 1 µV RMS. Mức công suất dùng 10 log10 của tỷ số so với tham chiếu; mức điện áp dùng 20 log10. Hãy chọn đơn vị đo thực tế thay vì coi mọi giá trị logarit là có thể dùng thay nhau.
Trở kháng và RMS: Mô hình dùng P = Vrms² / Z và I = Vrms / Z cho trở kháng thuần trở. Đổi trở kháng khi công suất cố định làm đổi điện áp và dòng điện; đổi khi điện áp cố định làm đổi công suất. Tải phản kháng, trở kháng không phối hợp và phản xạ đường truyền cần mô hình khác.
Tỷ số độ lợi và suy hao: Tỷ số công suất là 10 lũy thừa dB/10; tỷ số điện áp là 10 lũy thừa dB/20. Các tỷ số đi kèm giả định trở kháng bằng nhau. Nếu trở kháng đầu vào và đầu ra khác nhau, chỉ tỷ số điện áp không xác định được độ lợi công suất; trước hết hãy tính từng công suất bằng trở kháng tương ứng.

Ví dụ thực hành

Trong chế độ mức, nhập 0 dBm vào 50 Ω. Kết quả là 0.001 W, khoảng 0.223607 V RMS và 4.47214 mA. Đổi mức thành 30 dBm ở cùng trở kháng: công suất thành 1 W, điện áp 7.07107 V RMS và dòng điện 141.421 mA.

Kết quả dự kiến
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

Mức tăng 30 dB nhân công suất với 1000, còn điện áp tăng theo căn bậc hai của hệ số đó. Trong chế độ độ lợi, nhập 6 dB để có tỷ số công suất 3.98107 và tỷ số điện áp 1.99526. Vì vậy, độ lợi 6 dB đã làm tròn gần với việc tăng điện áp gấp đôi khi giả định trở kháng bằng nhau.

Câu hỏi và khắc phục sự cố

0 dBm có nghĩa là không có tín hiệu không?

Nó có nghĩa công suất bằng tham chiếu 1 mW. Ngược lại, công suất tuyến tính bằng không tạo điện áp và dòng điện bằng không, cùng kết quả logarit −∞. Giá trị dBm âm hữu hạn vẫn biểu thị công suất dương thấp hơn tham chiếu.

Tại sao đổi trở kháng mà dBm không đổi?

Khi đầu vào dùng đơn vị công suất, công suất đã nhập giữ nguyên và trở kháng làm đổi điện áp cùng dòng điện suy ra. Với đầu vào dùng đơn vị điện áp, điện áp giữ nguyên và công suất thay đổi. Kiểm tra đơn vị đầu vào đã chọn trước khi so sánh hai trường hợp.

Có thể nhập trực tiếp điện áp đỉnh của sóng sin không?

Hãy đổi sang RMS trước khi dùng chế độ mức: Vrms = Vpk / √2 với sóng sin. Biên độ đỉnh-đỉnh phải được chia đôi trước để có biên độ đỉnh. Các lựa chọn V và mV của máy tính không tự thực hiện những phép chuyển đổi dạng sóng này.