dB (Decibel) je najvažnija i najčešće korištena ljestvica u RF području, ali je također razumljivo teško i zbunjujuće za nekoga tko se tek upoznaje s njom.

Nažalost, ako ne možete temeljito razumjeti ovu važnu ljestvicu, imat ćete ogromne poteškoće da pokrenete svoju RF ekspediciju.

Suočavanje s brojevima za pojačanje, napon i snagu koji miješaju dB, dBm, dBc, dBW, dBmW, vati, milivatima, voltima, milivoltima itd. Često zahtijeva pretvaranje unazad i nazad između linearnih vrijednosti i vrijednosti decibela.

Vidio sam puno mladih ljudi iz RF-a koji su zanemarili važnost razumijevanja dB-a i na kraju shvatili da trebaju dobro naučiti ovaj jednostavni pojam ako žele dalje u RF području.

Ovaj kratki vodič pomoći će vam da razjasnite razliku između rada s decibelima i rada s linearnim vrijednostima.

Osnove logaritma
Upotreba decibela uključuje rad s logaritmima, a to je vrlo minimalno matematičko znanje koje bi trebali imati.

Stoga moramo razgovarati o logaritmu prije nego što razgovaramo o dB-u.

Započnimo s ovom jednostavnom matematikom koju ste naučili u srednjoj školi:

Ljudi imaju tendenciju da prave manje pogrešaka pri dodavanju i oduzimanju brojeva, pa je prednost logaritmija očita.

Sada pregledajmo ove, po bazi = 10 tablica dnevnika:

Budući da je 10 uzdignuto u stepen 3 jednako 1,000, dnevnik od 10 baze je 1,000 (log3 (10) = 1,000).

Ovo je osnovni zakon logaritama:

Ako je a = 10, tada možemo jednostavno zapisati log (c) = b i log (100) = 2, log (1,000) = 3 itd.

A sada idemo dalje s primjerom:

Projektirate jednostavan prijemnik na sljedeći način:

Zbog jednostavne usporedbe prvo ćemo raditi s linearnim vrijednostima, a svi dobici / gubici povezani su s 'naponom'.

* Dobitak antene: 5.7
* Pojačanje s niskim nivoom buke (LNA): 7.5
* Dobitak miksera: 4.6
* AKO Dobitak / gubitak filtra: 0.43
*AKO pojačanje pojačala: 12.8
* Dobitak demodulatora: 8.7
* Pojačanje audio pojačala: 35.6

Ukupni dobitak linearne vrijednosti od antene do izlaza audio pojačala posljednje faze je:

Bilo bi vrlo teško sjetiti se tih brojeva, ali, nažalost, morate tretirati puno brojeva u RF području. Stoga moramo pronaći lakši način da se nosimo s njima.

A sada krenimo jednostavnijim putem koristeći isti prijemnik. Umjesto da koristimo linearne vrijednosti, prenosimo ih u logaritme.

* Pojačanje antene: 5.7 (log 5.7 = 0.76)
* Pojačalo niskog buke: 7.5 (log 7.5 = 0.88)
* Dobitak miksera: 4.6 (log 4.6 = 0.66)
* IF dobitak / gubitak filtra: 0.43 (log 0.43 = -0.37)
*Dobitak IF pojačala: 12.8 (log 12.8 = 1.11)
* Dobitak demodulatora: 8.7 (log 8.7 = 0.94)
* Pojačanje audio pojačala: 35.6 (zapis 35.6 = 1.55)
* Ukupni dobitak: 335,229.03 (log 335,229.03 = 5.53)

Ukupni dobitak, 335,229.03 u linearnoj vrijednosti, jednak je 5.53 ako se prenese u logaritam.

Umjesto korištenja množenja, te pojedinačne dobitke možete sabrati da biste dobili ukupni dobitak, nakon što ste prvo prebačeni u logaritme, s puno manjom i kraćom vrijednošću. Nije li mnogo lakše izračunati i zapamtiti?

Jedino pitanje koje vam se možda neće svidjeti je da se morate upoznati s proračunom logaritma, ali, vjerujte mi, uskoro ćete biti prilično dobri s ovom moćnom funkcijom i uživati ćete je koristiti svakodnevno.

Nikada ne pokušavajte izbjegavati njegovu upotrebu ako stvarno ozbiljno radite na RF području.

Zapravo, više nećete koristiti linearne vrijednosti jednom kad radite u RF polju tijekom 1 ili 2 godine.

Jedino što ćete koristiti je 'dB'.

dB Osnove
Nastavimo na ovom korisnom terminu 'dB', nečemu što ćete koristiti svaki trenutak kad radite na RF projektima.

Pojačanje napona u dB:
Trebamo razgovarati o povećanju napona i povećanju snage odvojeno i sastaviti ih da vidimo jesu li ista stvar.

Započnimo najprije s povećanjem napona:

Decibel (dB) je definiran kao 20 puta veći logaritam 10 / omjera između odnosa dva napona Vout / Vin (pojačanje napona, drugim riječima).

Svi dobici veći od 1 stoga se izražavaju kao pozitivni decibeli (> 0), a dobici manji od 1 izražavaju se kao negativni decibeli (<0).

Naći ćemo dobitak u dB-u za prethodni primjer prijamnika.

*Dobitak antene: 5.7 (20log 5.7 = 15.1)
* Pojačanje pojačala s niskom razinom buke: 7.5 (20log 7.5 = 17.5)
* Dobitak miksera: 4.6 (20log 4.6 = 13.3)
* IF dobitak / gubitak filtra: 0.43 (20log 0.43 = -7.3)
* IF pojačanje pojačala: 12.8 (20log 12.8 = 22.1)
*Dobitak demodulatora: 8.7 (20log 8.7 = 18.8)
* Pojačanje audio pojačala: 35.6 (20log 35.6 = 31.0)
* Ukupni dobitak: 3.35229E + 05 (20log (3.35229E + 05) = 110.5)

Opet možete zbrojiti te pojedinačne dobitke da biste dobili ukupni dobitak u dB.

Porast snage u dB:

Prije nego što govorimo o povećanju snage u dB-u moramo znati odnos napona i snage.

Svi znamo da je za volumen sinusnog vala primijenjen na opterećenje otpornika R ohma,

Većina RF sklopova koristi 50 ohma kao izvor i impedanciju opterećenja, pa ako je napon preko otpornika 7.07 V (rms), tada

Stoga je dobitak napajanja proporcionalan kvadratu dobitka napona, npr. Ako je napon dobitak 5, tada bi dobitak snage bio 25, i tako dalje.

Niže možemo definirati dobitak snage u dB:

Decibel (dB) definira se kao 10 puta veći logaritam 10 / omjera između dva stupnja snage Pout / Pin (pojačanje snage, drugim riječima).

Zbunjuju se s dB vrijednostima između pojačanja napona i pojačane snage? Stvari će vam postati jasne ako čitate dalje.

Vratimo se ponovo da vidimo prethodni primjer:

* Dobitak antene: 5.7
* Pojačanje s niskim nivoom buke (LNA): 7.5
* Dobitak miksera: 4.6
* AKO Dobitak / gubitak filtra: 0.43
*AKO pojačanje pojačala: 12.8
* Dobitak demodulatora: 8.7
* Pojačanje audio pojačala: 35.6

Svi dobici / gubici odnose se na 'napon'. Ponovna linearna vrijednost antenskog napona je 5.7 (15.1 dB) i dobit bi snaga:

!! Napon napona potpuno je isti kao dobitak snage u dB.

Dakle, ovaj primjer možemo ponovo napisati s tim da se svi linearni dobici / gubici prenose u 'moć':

* Pojačanje antene: 32.49 (15.1 dB)
* Pojačanje pojačala s niskom razinom buke: 56.25 (17.5 dB)
* Pojačanje miksera: 21.16 (13.3 dB)
* IF pojačanje / gubitak filtra: 0.18 (-7.3 dB)
* IF pojačanje pojačala: 163.84 (22.1 dB)
* Pojačanje demodulatora: 75.69 (18.8 dB)
* Pojačanje audio pojačala: 1267.36 (31.0 dB)
* Ukupni dobitak: 1.12379E + 11 (110.5 dB)

Međutim, jedini razlog zbog kojeg možete koristiti napon je taj što napon možete lako izmjeriti osciloskopom, ali nepraktično je mjeriti napon kada je radio frekvencija veća od 500 MHz.

Jer vam se može dogoditi problem s točnošću pomoću osciloskopa za mjerenje radio frekvencija.

Ne kažem da osciloskop nije koristan, samo sam rekao da ne mjerim RF napon pomoću osciloskopa, ako ne postoji konkretan razlog za ovu potrebu.

Preko 90% vremena koristim analizator spektra za mjerenje RF signala.

Ovo je tema za drugi post.

Vrijednost dobitka koju vidite u tablici podataka uvijek je povezana s dobitkom snage u dB, a ne s naponskim naponom ili linearnom vrijednošću.

Ovaj ćemo članak sažeti jednostavnim primjerom:

Pojačalo s dobitkom od 15 dB:

Budući da je 15 dB = 10log (Pout / Pin)
Porast snage u linearnoj vrijednosti je:

Durenje / Pin-10 (15/10) = 31.62
A budući da je 15 dB = 20log (Vout / Vin)
Porast napona u linearnoj vrijednosti je:

Vout / Vin = 10 (15/20) = 5.62
I, 5.622 = 31.62

Nadam se da ste naučili nešto iz ovog članka. Ako ste već jasno znali sve što sam ovdje spomenuo, onda, čestitam, na dobrom ste putu do RF polja.

Ako ste i dalje zbunjeni nakon što ste pročitali ovaj članak nekoliko puta, onda ne brinite, niste sami, samo duboko udahnite i pročitajte korak po korak, ili se vratite nakon što pročitate više članaka iz ovaj blog.

Prije ili kasnije bez problema ćete savladati 'dB'.

Ispod je nekoliko slika za koje mislim da će vam biti korisne: