加载中…dB的理解
(2020-01-09 15:46:57)
标签：
电路 |
分类： 电子电气工程应用 |
一、引入dB的背景及目的：
以上等式中,Value(ref)为参考物理量，Value(x)为目标物理量。
使用dBW表示的话，参考值是1W
使用dBm的话，参考值是1mW
四、dBV和dBu（1）的说明：
图片二——PHS接收机等效电路
当阻抗匹配时，即Z(L)=Z(i)=50Ω时，P(L)达到最大值：
设V(i)=0dBu(即1uV)，则P(L)用dB表示为：
图片三——PHS发射机等效电路
发射机输出阻抗Z(L)上的功率为：
当阻抗匹配是，即Z(L)=Z(o)=50Ω时，P(L)达到最大值：
设V(L)=0dBu(此时V(o)=2V(L)=2uV),则P(L)使用dBm表示为：
1.如果使用通常的均匀性标尺，在同一坐标系下显示不同尺寸的对象时，如二者的尺寸级别相差多个数量级时，小尺寸的目标就无法清晰地分辨出来同样存在于对声学、电磁学等的物理量描述中。
2.同时也能更加直观、简洁地描述两个数值之间的相对大小，尤其是相差多个数量级时。
图片1：均匀性标尺描述不同动物的尺寸
可以看出：图1，若要在同一副标尺中显示出动物，为了照顾鲸鱼这类大尺寸，小尺寸的动物如老鼠、蚂蚁、苍蝇、蚊子就分不清了。
二、dB的定义：
dB（分贝）：表示两个相同单位的物理量的比值
以上等式中,Value(ref)为参考物理量，Value(x)为目标物理量。
另外：除了dB（decibel），还有以下相关物理量：
B(bel)——取lg后乘以1；
cB(centibel)——取lg后乘以100；
mB(millibel)——取lg后乘以1000；
但dB最为常见，其他的几种几乎都不怎么用。
三、dBW和dBm的说明：
电学及电磁学中的dBW以及dBm代表的功率值，dBm是dBmW的简写形式。
dBW的参考值是1W，1W即0dBW；
而dBm的参考值是1mW，1mW即0dBm。
例如：设一信号的功率为P(s)=2W,则
（PS：这也是常说的3dB代表2倍的由来）
四、dBV和dBu（1）的说明：
dBV与dBu代表的是电压值，dBu一般是dBuV的缩写；dBV以1V为参考值，dBuV则以1uV为参考值。
根据功率与电压的关系：P=U^2/R
所以，一个电压为2V的信号用dBV以及dBu描述的话：
以上规律同样适用于电流及其相应的dB值，即为A和dBA，其相应的转换推导法师与电压相似，只是在dB表示中dBA和dBuA不常用。
四、dBV和dBu（2）的说明：
dBm与dBuV的转换：
dBm于dBuV的转换通常是在通信工程中
dBm代表功率，而dBuV代表电压；依据公式P=U^2/R进行相互转化；通信工程中阻抗R通常为50Ω；
dBm与dBuV的转换算法通常有两种：
1). 0dBm= 113dBuV 或者 0dBuV= -113dBm 称为113算法；
2). 0dBm= 107dBuV 或者 0dBuV= -107dBm 称为107算法；
107和113 算法可以基于PHS（Personal handy-phone
system，无线市话，也即中国大陆的“小灵通”）网络进行推导。在PHS网优工程中，信号覆盖区域的信号接收强度常用dBuV表示，而在信号链路预算时上、下行链路功率常用dBm表示。
五、dBV和dBu（3）的说明：
113算法：
基于PHS接收机等效电路推导113算法。如下图，V(L)为接收机输入电压，Z(L)为输入阻抗；V(i)接收机天线感应的电磁波电动势，Z(i)为天线阻抗。
接收机输入阻抗Z(L)上的功率为：
当阻抗匹配时，即Z(L)=Z(i)=50Ω时，P(L)达到最大值：
设V(i)=0dBu(即1uV)，则P(L)用dB表示为：
六、dBV和dBu（4）的说明：
103算法：
基于PHS接收机等效电路推导107算法。如下图，V(L)为发射机输出电压，Z(L)为输出阻抗；V(o)为发射机信号源电压，Z(o)为发射机信号源内阻。
发射机输出阻抗Z(L)上的功率为：
当阻抗匹配是，即Z(L)=Z(o)=50Ω时，P(L)达到最大值：
设V(L)=0dBu(此时V(o)=2V(L)=2uV),则P(L)使用dBm表示为：
七、dBV和dBu（5）的说明：
对于五六中，综上：
1.对于接收信号强度——
①当测量电压为接收机输入阻抗上电压V(L)，换算该输入阻抗Z(L)的功率应采用107算法，即接收机输入阻抗的功率P(L)=-107dBm+V(L)（单位dBuV），
②当测量电压为接收机电磁感应电压V(i)，换算该接收机输入阻抗Z(L)的功率应采用117算法，即接收机输入阻抗的功率P(L)=-117dBm+V(i)（单位dBuV）。
2.对于发射信号强度——
①当测量电压为发射机输出阻抗上电压V(L)，换算该输出阻抗Z(L)的功率应采用107算法，即发射机输出阻抗的功率为P(L)=-107dBm+V(L)（单位dBuV），
②当测量电压为发射机信号源电压V(o)，换算该发射机输出阻抗Z(L)的功率应采用113算法，即发射机输出阻抗上的功率P(L)=-113dBm+V(o)（单位dBuV）。
即：功率一般指输入阻抗或输出阻抗上的功率
(1)若测量电压是V(i)或V(o)，则Z(L)的dBm和dBuV换算采用113法；
(2)若测量电压是V(L)，则Z(L)的dBm和dBuV换算采用107法；
八、dBV/m和dBuV/m的说明：
dBV/m与dBuV/m
1.V/m是电场强度E的单位
2.V/m与dBV/m与dBuV/m的算法和数量级与电压值V的转换一致
所以：一个场强为2V/m的信号使用dBV/m及dBuV/m描述的话：
九、dB差值的说明：
dB差值定义：
1.两个dB值之间通常只存在加减运算，而乘除运算无意义
2.根据dB值的定义，两个dB值相加减，实际上是其所代表的两个物理值的相乘除，即：
差值大小是dB，而非dBx
1.根据上面的定义，两个用同一dB单位描述的数值之间的差值只能是dB，而不是dBx；不管是两个dBm，还是dBuV/m
2.例如：50dBm比30dBm大20dB，即50dBm表示的功率是30dBm表示的功率的100倍，而不是说前者比后者大20dBm
3.即：50dBm-30dBm = 20dB ≠20dBm
4.因为50dBm=100W，30dBm=1W，20dBm=0.1W；100W=1W*100，而100W≠10W+0.1W
十、dB差值常用表：
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