纯计数单位
首要,dB 是一个纯计数单位:关于功率,dB = 10*lg(A/B)。关于电压或电流,dB = 20*lg(A/B).dB的含义其实再简略不过了,便是把一个很大(后边跟一长串0的)或许很小(前面有一长串0的)的数比较简短地表明出来。如:
X=1000000000000000 (共15个0)
10lgX=150dB
X=0.000000000000001
10lgX=-150 dB
dBm 界说的是miliwatt。0 dBm=10lg1mw;
dBw 界说watt。0 dBw = 10lg1 W = 10lg1000 mw = 30 dBm。
dB在缺省情况下总是界说功率单位,以10lg 为计。当然某些情况下能够用信号强度(Amplitude)来描绘功和功率,这时分就用20lg 为计。不管是操控范畴仍是信号处理范畴都是这样。比方有时分咱们能够看到dBmV 的表达。
留意根本概念
在dB,dBm核算中,要留意根本概念。比方前面说的0dBw = 10lg1W = 10lg1000mw = 30dBm;又比方,用一个dBm 减别的一个dBm时,得到的结果是dB。如:30dBm – 0dBm = 30dB。
dB和dB之间只要加减
一般来讲,在工程中,dB和dB之间只要加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dBm减dBm 实践上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除便是信噪比(SNR)。dBm 加dBm 实践上是两个功率相乘,这个现已不多见(我只知道在功率谱卷积核算中有这样的运用)。dBm 乘dBm 是什么,1mW的1mW 次方?除了同学们老给我写这样简直能够和歌德巴赫猜测齐头并进的表达式外,我活了这么多年也没见过哪个工程范畴玩这个。
dB是功率增益的单位
dB,表明一个相对值。当核算A的功率比较于B大或小多少个dB时,可按公式10 lg A/B核算。例如:A功率比B功率大一倍,那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也便是说,A的功率比B的功率大3dB;假如A的功率为46dBm,B的功率为40dBm,则能够说,A比B大6dB;假如A天线为12dBd,B天线为14dBd,能够说A比B小2dB。
dBm是一个表明功率肯定值的单位,核算公式为:10lg功率值/1mW。例如:假如发射功率为1mW,按dBm单位进行折算后的值应为:10 lg 1mW/1mW = 0dBm;关于40W的功率,则10 lg(40W/1mW)=46dBm。
1、dBm
dBm是一个考征功率肯定值的值,核算公式为:10lg(功率值/1mw)。
[例1] 假如发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例2] 关于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:
10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg(4*10^4)=40+10*lg4=46dBm。
2、dBi 和dBd
dBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,但参阅基准不相同。dBi的参阅基准为全方向性天线,dBd的参阅基准为偶极子,所以两者略有不同。一般以为,表明同一个增益,用dBi表明出来比用dBd表明出来要大2. 15。
[例3] 关于一面增益为16dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi (一般疏忽小数位,为18dBi)。
[例4] 0dBd=2.15dBi。
[例5] GSM900天线增益能够为13dBd(15dBi),GSM1800天线增益能够为15dBd(17dBi)。
3、dB
dB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率比较于乙功率大或小多少个dB时,按下面核算公式:10lg(甲功率/乙功率)
[例6] 甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。
也便是说,甲的功率比乙的功率大3 dB。
[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
[例8] 假如甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则能够说,甲比乙大6 dB。
[例9] 假如甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,能够说甲比乙小2 dB。
4、dBc
有时也会看到dBc,它也是一个表明功率相对值的单位,与dB的核算方法彻底相同。
一般来说,dBc 是相关于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来衡量与载波功率的相对值,如用来衡量搅扰(同频搅扰、互调搅扰、交调搅扰、带外搅扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。在选用dBc的当地,原则上也能够运用dB代替。
搞无线和通讯常常要碰到的dBm, dBi, dBd, dB, dBc
经历算法:
有个简洁公式:0dBm=0.001W 左面加10=右边乘10
所以0+10dBm=0.001*10W 即10dBm=0.01W
故得20dBm=0.1W 30dBm=1W 40dBm=10W
还有左面加3=右边乘2,如40+3dBm=10*2W,即43dBm=20W,这些是经历公式,蛮好用的。
所以-50dBm=0dBm-10-10-10-10-10=1mW/10/10/10/10/10=0.00001mW。
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dBm的核算方法:(dBm与mW)
一般坊间贩售的802.11x无线网路AP上头,常会有规范阐明,里头总会有一项阐明到这个AP(或是无线网路卡),它的传输功率(transmission POWER)有20dBm,或许有些产品,是以mW(milliWatts)为单位,例如很有名的神脑长距离网卡,就说他们的网卡具有高达100mW的发射功率。
这些单位是怎么回事呢?
dBm是dB-milliWatt,便是这个读数是在与一个milliWatt作比较而得出的数字。在仪器中假如显现着0dBm的意思即表明这个信号与1mW的信号没有别离,也便是说这个信号的强度便是1mW了。至于Watt(瓦特)是功率的单位我想咱们都知道,就不赘述了。
所以咱们有必要先从dB讲起,dB究竟是什么呢?dB的全写是decibel,英文(其实是拉丁语文)中deci即非常一的的意思。这个单位原本是bel 。但因为要抵达一个bel的数值比较所需之能量差一般都较为大而在电路学上并不常用,故此才比较常用非常之一bel,亦即decibel这个单位了。
那么decibel(或许bel)又指什么呢?
其实它是指当你遇上有两个能量(信号)的时分,dB便是咱们用来表明这两个能量之间的不同的一种表明单位。它本身并不是一个独立的(如伏特Volt、安培Ampere等)肯定单位,dB这个单位一呈现即意味着是有两个相同性质的能量(或信号)正在被比较之中而取得的单位。
至此或许咱们会有疑问:「已然dB只是表明两个信号间的能量不同的话,为何不爽性用”倍数”来做表明呢?是否为了要故作艰深而造出这个单位来呢?」
当然不是啦!不过这个问题倒也问得适当好。不是吗?爽性用”倍数”不是来得简略易懂而不致于有这么多的人搞错了观念吗?某程度上林教官也适当赞同这个说法。比如当你制造一部高频线性扩大器(LINEAR Amp.)时,它的输入所需功率是10Watts而输出则可达40Watts的话,为何不爽性说有四倍的增益而要说成是6dB的增益呢?在这个比如之中,其实的确是用”四倍”这个说法来得爽性俐落,但试看一看另一个同类比如……
今日咱们试想像一套发射设备由初级振动的能量以致最终级的输出功率之间的增益…,假定在初级振动时的功率是0.5mW(留意是假定,真的当然会远低于此数)而在最终的LINEAR Amp.输出是2kW。现在试算一算它们之间的倍数不同……,2kW便是2000Watts亦即2,000,000mW用2,000,000mW除以0.5mW便得出倍数,即4,000,000倍了。试想一想,我已假定了振动级是0.5mW那么大都还得出了四百万倍这个如此惊人的数字,一旦用上实在的数字的话那倍数必然比四百万来得更大更多位数了。至此咱们或许现已理解在各类电子及无线电电路中(尤其是接纳方面)这类倍数之不同举目皆是(即如一部厂制的发射机的抗搅扰才能是优于一百万倍就标明成better than 60dB)。假如每次都要在各个层面(例如阐明书,规范表)内都标明出数百万以致千万乃至亿倍的数字将会是多么的不方便啊!
那么dB又是怎么运算出来的呢?
bel = lg ( P2 / P1 )
上面公式里头,P1便是第一个被比较的能量(信号),P2便是第二个作比较的能量(信号),P1与P2的单位要咱们相同。
dB = 10 * bel = 10 * lg ( P2 / P1 )
例:第一个信号功率是4Watts,第二个信号功率是24Watts,那增益便是:
10 * lg ( 24 / 4 ) = 10 * lg6 = 7.78 dB
OK,咱们回到dBm来看,因而换算dBm与mW的公式就应该是长成这样:
dBm = 10 * lg(mW)或mW = 10^( dBm / 10 )
所以底下这些比如咱们能够验算一下:
0 dBm = 1 mW
10 dBm = 10 mW
14 dBm = 25 mW
15 dBm = 32 mW
16 dBm = 40 mW
17 dBm = 50 mW
20 dBm = 100 mW
30 dBm = 1000 mW = 1W
假如咱们都很聪明,必定能够从log的根本性质中,发现究竟下的rule:
dB添加3dB = mW乘2倍;dB削减3dB = mW变成1/2 ;添加10dB =乘10倍
这样一来,你便能够用你的脑袋直接进行快速运算来求得概略值:
+3dBm= *2
+6dBm= *4 (2*2)
+7dBm= *5 (+10dB-3dB = 10/2)
+4dBm= *2.5 (+10dB-6dB = 10/4)
+1dBm= *1.25 (+4dB-3dB=2.5/2)
+2dBm=*1.6(+6dBm-4dBm=4/2.5=1.6)
举个比如,假定你现已知道0dBm = 1mW,那么3dBm当然就等于2mW。那么,47dBm呢?40dBm →10^4mW,再多7dBm →5 * 10^4mW = 50W。
dBc
有时也会看到dBc,它也是一个表明功率相对值的单位,与dB的核算方法彻底相同。一般来说,dBc 是相关于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来衡量与载波功率的相对值,如用来衡量搅扰(同频搅扰、互调搅扰、交调搅扰、带外搅扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。在选用dBc的当地,原则上也能够运用dB代替。
dBuV
依据功率与电平之间的根本公式V^2=P*R,可知dBuV=90+dBm+10*log(R),R为电阻值。在PHS体系中正确应该是dBm=dBuv-107,因为其天馈阻抗为50欧。
dBuVemf 和dBuV
emf:electromotive force(电动势)
关于一个信号源来讲,dBuVemf是指开路时的端口电压,dBuV是接匹配负载时的端口电压。
问:请问dBi、dBd、dB、dBm、dBc之间的差异。
答:它们都是功率增益的单位,不同之处如下:
dBi和dBd是功率增益的单位,两者都是相对值,但参阅基准不相同。dBi的参阅基准为全方向性天线;dBd的参阅基准为偶极子。一般以为dBi和dBd表明同一个增益,用dBi表明的值比用dBd表明的要大2.15 dBi。例如:关于一增益为16 dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi,一般疏忽小数位,为18dBi。
dB也是功率增益的单位,表明一个相对值。当核算A的功率比较于B大或小多少个dB时,可按公式10 lg A/B核算。例如:A功率比B功率大一倍,那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也便是说,A的功率比B的功率大3dB;假如A的功率为46dBm,B的功率为40dBm,则能够说,A比B大6dB;假如A天线为12dBd,B天线为14dBd,能够说A比B小2dB。
dBm是一个表明功率肯定值的单位,核算公式为:10lg功率值/1mW。例如:假如发射功率为1mW,按dBm单位进行折算后的值应为:10 lg 1mW/1mW = 0dBm;关于40W的功率,则10 lg(40W/1mW)=46dBm。
dBc也是一个表明功率相对值的单位,与dB的核算方法彻底相同。一般来说,dBc相关于载波(Carrier)功率而言。在许多情况下,用来衡量载波功率的相对值,如衡量搅扰(同频搅扰、互调搅扰、交调搅扰、带外搅扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。在选用dBc的当地,原则上也能够运用dB代替。
有用材料——关于天线增益及其考量
在无线通讯的实践运用中,为有用进步通讯效果,削减天线输入功率,天线会做成各种带有辐射方向性的结构以会集辐射功率,由此就引申出“天线增益”的概念。简略说,天线增益便是指一个天线把输入的射频功率会集辐射的程度,明显,天线的增益与其方向图的联系很大,主瓣越窄、副瓣越小的天线其增益就越高,而不同结构的天线,其方向图的不同是很大的。
在通讯技术范畴,与其它考量功率、电相等参数的量值相同,天线增益也选用相比照较并取对数的简化法来表明,详细核算方法为:在某一方向向某一方位发生相同辐射场强的时,对无损耗抱负基准天线的输入功率与待考量天线的输入功率的比值取对数后乘以10 (G=10lg(基准Pin/考量Pin)),即称为该天线在该点方向的增益。常用衡量天线增益的单位是dBi和dBd。关于dBi,其基准为抱负的点源天线,即一个真实含义上的“点”来作天线增益的比照基准。抱负点源天线的辐射是全向的,其方向图是个抱负的球,同一球面上所有点的电磁波辐射强度均相同;关于dBd,其基准则为抱负的偶极子天线。因偶极子天线是带有方向性的,故二者有个固定的恒差2.15即0dBd=2.15dBi。
需求阐明的是,一般所说的“全向天线”不是严厉的说法,全向天线应指在三维立体空间的全向,但工程界也往往把某个平面内方向图为圆周的天线称为全向天线,如鞭状天线,它在径向的主瓣是圆,但仍有轴向的副瓣。
常见天线的增益:鞭状天线6-9dBi,GSM基站用八木天线15-17dBi,抛物面定向天线则很简单做到24dBi。
无线电发射机输出的射频信号,经过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波方式辐射出去。电磁波抵达接纳地址后,由天线接纳下来(只是接纳很小很小一部分功率),并经过馈线送到无线电接纳机。因而在无线网络的工程中,核算发射设备的发射功率与天线的辐射才能非常重要。
Tx是发射(Transmits )的简称。无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量,一般有两种衡量或丈量规范:
1、功率(W ): 相对1 瓦(Watts )的线性水准。例如,WiFi 无线网卡的发射功率一般为0.036W ,或许说36mW 。
2、增益(dBm ):相对1 毫瓦(milliwatt )的份额水准。例如WiFi 无线网卡的发射 增益 为15.56dBm 。
两种表达方式能够相互转化:
1、dBm = 10 x log[ 功率mW]
2、mW = 10[ 增益dBm / 10 dBm]
在无线体系中,天线被用来把电流波转化成电磁波,在转化过程中还能够对发射和接纳的信号进行“扩大”,这种能量扩大的衡量成为 “增益(Gain)”。 天线增益的衡量单位为“dBi ”。因为无线体系中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的扩大叠加效果发生,因而衡量发射能量最好同一衡量-增益(dB ),例如,发射设备的功率为100mW ,或20dBm;天线的增益为10dBi ,则:
发射总能量=发射功率(dBm )+天线增益(dBi )
=20dBm +10dBi
=30dBm
或许: =1000mW
=1W
在“小功率”体系中(例如无线局域网络设备)每个dB 都非常重要,特别要记住“3 dB 规律”。每添加或下降3 dB ,意味着添加一倍或下降一半的功率:
-3 dB = 1/2 功率
-6 dB = 1/4 功率
+3 dB = 2x 功率
+6 dB = 4x 功率
例如,100mW 的无线发射功率为20dBm ,而50mW 的无线发射功率为17dBm ,而200mW 的发射功率为23dBm 。
功率/电平(dBm):扩大器的输出才能,一般单位为W、mW、dBm。dBm是取1mW作基准值,以分贝表明的肯定功率电平。
换算公式:
电平(dBm)=10lgW
5W →10lg5000 = 37dBm
10W →10lg10000 = 40dBm
20W →10lg20000 = 43dBm
从上不难看出,功率每添加一倍,电平值添加3dBm