dB (Decibel) er mikilvægasti og oftast notaði kvarðinn á sviði RF, en það er líka skiljanlega erfitt og ruglingslegt fyrir einhvern að kynnast því.

Því miður, ef þú skilur ekki rækilega þennan mikilvæga mælikvarða, þá áttu í gríðarlegum erfiðleikum með að koma RF leiðangri þínum áfram.

Að takast á við tölur fyrir hagnað, spennu og afl sem blanda dB, dBm, dBc, dBW, dBmW, watt, milliwatt, volt, millivolts osfrv., Það þarf oft að breyta fram og til baka milli línulegra gilda og desibelgilda.

Ég sá fullt af ungum RF félaga sem hunsuðu mikilvægi þess að skilja dB, komust að lokum að því að þeir þurfa að læra þetta einfalda hugtak vel ef þeir vilja ganga lengra á RF sviði.

Þessi stutta einkatími hjálpar þér að skýra muninn á því að vinna með desíbel og að vinna með línuleg gildi.

Grunnatriði logaritma
Að nota desibel felur í sér að vinna með logaritma, og þetta er mjög lágmarks stærðfræðiþekking sem þú ættir að hafa.

Svo við þurfum að ræða logaritm áður en við tölum um dB.

Byrjum á þessari einföldu stærðfræði sem þú hefur lært í barnaskólanum:

Fólk hefur tilhneigingu til að gera færri mistök þegar þeir bæta við og draga tölur frá, svo kosturinn við logaritma er ljós.

Nú skulum við skoða þetta, í grunn = 10 töflunni:

Þar sem 10 hækkað í krafti 3 er jafnt og 1,000 er grunn-10 loginn af 1,000 3 (log10 (1,000) = 3).

Þetta er grundvallarlögmál logaritma:

Ef a = 10, þá getum við einfaldlega skrifað log (c) = b, og log (100) = 2, log (1,000) = 3, og svo framvegis.

Förum nú lengra með dæmi:

Þú ert að hanna einfaldan móttakara á eftirfarandi hátt:

Til að auðvelda samanburð munum við vinna með línuleg gildi fyrst og öll hagnaður / tap er tengt „spennu“.

* Loftnetavinning: 5.7
* Hagnaður með lágum hávaða (LNA): 7.5
* Hagnaður blandarans: 4.6
* IF Sía Hagnaður / Tap: 0.43
*Hagnaður IF magnara: 12.8
* Demodulator Hagnaður: 8.7
* Hljóðstyrkur magnara: 35.6

Heildarhagnaður í línulegu gildi frá loftneti til framleiðslunnar á síðasta stigi hljóð magnara er:

Það væri mjög erfitt að muna þessar tölur en því miður þarftu að takast á við mikið af tölum á RF sviði. Þannig að við þurfum að finna auðveldari leið til að takast á við þau.

Nú skulum taka auðveldari leið með sama móttakara. Í stað þess að nota línuleg gildi flytjum við þau yfir í logarithms.

* Loftnetahagnaður: 5.7 (log 5.7 = 0.76)
* Hagnaður magnara með lágum hávaða: 7.5 (log 7.5 = 0.88)
* Blandaraukning: 4.6 (log 4.6 = 0.66)
* EF síaábati / tap: 0.43 (log 0.43 = -0.37)
*EF magnari hagnaður: 12.8 (log 12.8 = 1.11)
* Demodulator hagnaður: 8.7 (log 8.7 = 0.94)
* Hljóðmagnari Hagnaður: 35.6 (log 35.6 = 1.55)
* Heildarhagnaður: 335,229.03 (log 335,229.03 = 5.53)

Heildarhagnaðurinn, 335,229.03 í línulegu gildi, jafngildir 5.53 ef hann er fluttur í logaritma.

Í staðinn fyrir að nota margföldun er hægt að bæta saman þessum einstökum ávinningi til að fá heildarhagnaðinn, eftir að hafa verið fluttur í logaritma fyrst, með miklu minni og styttri gildi. Er það ekki miklu auðveldara að reikna og muna?

Eina málið sem þér líkar ekki mikið við er að þú þarft að kynnast útreikningi á lógaritma en, trúðu mér, þú munt brátt verða nokkuð góður með þessa öflugu aðgerð og njóta þess að nota hann á hverjum degi.

Aldrei reyndu að forðast að nota það ef þér er virkilega alvara með að starfa á sviði RF.

Eins og staðreynd, munt þú ekki nota línuleg gildi sem miklu meira þegar þú vinnur á RF sviði í 1 eða 2 ár.

Eina sem þú munt nota er 'dB'.

grunnatriði dB
Við skulum halda áfram að þessu gagnlega hugtaki 'dB', eitthvað sem þú munt nota hvert augnablik þegar þú vinnur að RF verkefnum.

Spennuaukning í dB:
Við verðum að tala um spennuhagnað og aflhagnað fyrir sig og setja þau saman til að sjá hvort þeir séu sami hluturinn.

Byrjum með spennuaukningu fyrst:

Desíbel (dB) er skilgreint sem 20 sinnum grunn-10 lógaritmi í hlutfalli milli tveggja spennustiga Vout / Vin (spennuaukning, með öðrum orðum).

Allur hagnaður meiri en 1 er því gefinn upp sem jákvæð desíbel (> 0) og hagnaður minna en 1 er gefinn upp sem neikvæður desíbel (<0).

Við skulum finna ávinninginn í dB fyrir fyrra móttakara dæmi.

*Loftnetahagnaður: 5.7 (20log 5.7 = 15.1)
* Hagnaður af magnara með lágum hávaða: 7.5 (20log 7.5 = 17.5)
* Blandaraukning: 4.6 (20log 4.6 = 13.3)
* EF síaábati / tap: 0.43 (20log 0.43 = -7.3)
* EF magnari hagnaður: 12.8 (20log 12.8 = 22.1)
*Demodulator Hagnaður: 8.7 (20log 8.7 = 18.8)
* Hljóðmagnari hagnaður: 35.6 (20log 35.6 = 31.0)
* Heildarhagnaður: 3.35229E + 05 (20log (3.35229E + 05) = 110.5)

Aftur, þú getur bætt saman þessum einstökum hagnaði til að fá heildarhagnað í dB.

Power Gain í dB:

Áður en talað er um aflhækkun í dB verðum við að þekkja tengslin milli spennu og afls.

Við vitum öll að fyrir sinusbylgju V volt sem beitt er á viðnámsálag R ohm,

Flestir RF brautir nota 50 ohm sem uppspretta og álags viðnám, þannig að ef spenna yfir viðnámið er 7.07 V (rms), þá

Þess vegna er aflhagnaðurinn í réttu hlutfalli við veldi spennuaukningarinnar, td ef spennahagnaðurinn er 5, þá myndi aflhagnaðurinn vera 25 og svo framvegis.

Við getum skilgreint aflhagnað í dB hér að neðan:

Desíbel (dB) er skilgreint sem 10 sinnum grunn-10 lógaritmi af hlutfalli milli tveggja aflstiga Pout / Pin (aflhagnaður, með öðrum orðum).

Ruglað saman við dB gildin á milli spennuaukningar og aflhækkunar? Það mun koma í ljós ef þú lest áfram.

Förum aftur til að sjá fyrra dæmi:

* Loftnetavinning: 5.7
* Hagnaður með lágum hávaða (LNA): 7.5
* Hagnaður blandarans: 4.6
* IF Sía Hagnaður / Tap: 0.43
*Hagnaður IF magnara: 12.8
* Demodulator Hagnaður: 8.7
* Hljóðstyrkur magnara: 35.6

Allur hagnaður / tap tengist 'spennu'. Línulegt gildi loftnetsspennu er aftur 5.7 (15.1 dB) og aflhagnaðurinn væri:

!! Spennaaukning er nákvæmlega sú sama og aflhagnaður í dB.

Þannig að við getum umritað þetta dæmi aftur með því að allur línulegur hagnaður / tap færist yfir í 'vald':

* Loftnetshagnaður: 32.49 (15.1 dB)
* Magnara með lágan hávaða: 56.25 (17.5 dB)
* Blandaraukning: 21.16 (13.3 dB)
* EF síaábati / tap: 0.18 (-7.3 dB)
* EF magnari hagnaður: 163.84 (22.1 dB)
* Demodulator hagnaður: 75.69 (18.8 dB)
* Hljóðmagnari Hagnaður: 1267.36 (31.0 dB)
* Heildarhagnaður: 1.12379E + 11 (110.5 dB)

Hins vegar er eina ástæðan fyrir því að þú gætir notað spennuaukningu vegna þess að þú getur auðveldlega mælt spennu með sveiflusjá en það er óhagkvæm að mæla spennu þegar útvarpsbylgjan er hærri en 500 MHz.

Vegna þess að þú gætir haft vandamál varðandi nákvæmni með því að nota sveiflusjá til að mæla tíðni útvarpsins.

Ég er ekki að segja að sveiflusjá sé ekki gagnlegt, ég sagði bara að ég mæli ekki RF spennu með sveiflusjá ef það er ekki sérstök ástæða fyrir þessari þörf.

Yfir 90% tímans nota ég litrófgreiningartæki til að mæla RF merki.

Þetta er efni í aðra færslu.

Gagnvirði sem þú sérð í gagnablaðinu er alltaf tengt aflhagnaði í dB, ekki spennuaukning eða línulegu gildi.

Við munum draga saman þessa grein með einföldu dæmi:

Magnari með 15 dB gróða:

Þar sem 15 dB = 10log (Pout / Pin)
Aflhagnaðurinn í línulegu gildi er:

Pout / Pin = 10 (15/10) = 31.62
Og síðan 15 dB = 20log (Vout / Vin)
Spennuaukningin í línulegu gildi er:

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

Ég vona að þú hafir lært eitthvað af þessari grein. Ef þú vissir nú þegar greinilega allt sem ég hef minnst á hérna, til hamingju, þá ertu á réttri leið að RF reitinn.

Ef þú ert ennþá ruglaður eftir að hafa lesið þessa grein í nokkur skipti, vertu þá ekki áhyggjufullur, þú ert ekki einn, bara taktu djúpt andann og lestu hana skref fyrir skref aftur, eða komdu aftur eftir að hafa lesið fleiri greinar frá þetta blogg.

Fyrr eða síðar munt þú ná góðum tökum á 'dB' án vandræða.

Hér að neðan eru nokkrar myndir sem mér finnst að þær séu gagnlegar: