Na rozgrzewkę:
Ostatnio podczas testów EMC realizowanych na moim projekcie miałem wprowadzić do programu obsługującego generator limity podane w dBuA następnie musiałem je przeliczyć na mA, wiem, że są do tego kalkulatory lecz postanowiłem utrwalić sobie te zamiany w postaci poniższego artykułu.
Do rzeczy:
Często w pracy elektronika używane są względne jednostki podawane w decybelach np. podczas określania tłumienności filtrów, w pomiarach zakłóceń EMC czy telekomunikacji. Nazwa tej jednostki została nadana na cześć szkockiego wynalazcy telefonu Aleksandra Grahama Bella i pierwszy raz użyta w Bell Telephone Laboratories.
Miara względna stosowana w celu wyrażenia stosunku dwóch mocy, na przykład mocy wyjściowej z układu w stosunku do mocy wejściowej:
P2/P1=5/1=5
Powyższy stosunek dwóch mocy można przedstawić w belach:
log(P2/P1)=log5=0,699 B
Praktycy doszli do wniosku, że wygodniejszą jednostką jest jednostka decybel czyli jednostka o 10 razy mniejsza od bela:
10log(P2/P1)=10log5=6,99 dB
Jednostka decybel jest używana do podawania mocy czy energii, ale także takich jednostek jak napięcie czy prąd, o czym napiszę później. Zależność stosunków dwóch mocy podanych w mierze decybelowej może nam scharakteryzować układ przez który przechodzi sygnał, jeśli:
log(P2/P1)>0 – układ wzmacnia sygnał wejściowy
log(P2/P1)<0 – układ tłumi sygnał wejściowy
log(P2/P1)=0 – układ nie wpływa na przewodzony sygnał
Równie często spotykaną jednostką względną są dBm, czy dBµ. Jednostka dBm oznacza odniesienie mocy do jednostki mW, użyjmy wartości 50 dBm:
50 dBm=10log(P/10-3)
5=log(P/10-3)
105=P/10-3
P=100 W
Odniesieniem jednostki dBµ jest µW.
W praktyce równie często używanymi jednostkami w mierze względnej są prąd i napięcie. W momencie przejścia z mocy na napięcie czy prąd musimy użyć poniższego wzoru:
P=U2/R=I2·R
Podstawiając powyższe zależności otrzymujemy:
10log(P3/P4)=10log(U32·R3/(U42·R4))= 10log(U3·R3/(U4·R4))2=20log(U3·R3/(U4·R4))
Zakładając, że R3=R4 (dla częstotliwości radiowych standardowe obciążenie wynosi 50Ω, zaś dla częstotliwości akustycznych 600Ω):
[dBV]=20log(U3/U4)
Tak samo jest z prądem:
[dBA]=20log(I3/I4)
Poniższa tabela zawiera przykładowe wartości mocy jak i amplitud (napięć, prądów) w zestawieniu z wartościami względnymi w mierze decybelowej:
Używając powyższej tabelki możemy dokonać zamiany wartości amplitud czy mocy na decybele, na przykład:
100V=10·10=20+20=40dBV
0,01V=0,1·0,1=-20-20=-40dBV
Ostatnią rzeczą o której chcę wspomnieć w tym wpisie jest łączenie bloków o danym tłumieniu czy wzmocnieniu:
Mając powyższy tor możemy w prosty sposób dodając poszczególne wzmocnienia uzyskać wartość wzmocnienia całego toru:
3dB-5dB+9dB=7dB