dB (Decibel) ir vissvarīgākā un visbiežāk izmantotā skala RF jomā, taču tas ir arī saprotami grūts un mulsinošs kādam, kurš ar to tikai tiek iepazīstināts.

Diemžēl, ja jūs nevarat pilnībā izprast šo svarīgo mērogu, jums būs milzīgas grūtības, lai virzītos uz priekšu savu RF ekspedīciju.

Darījumos ar pieauguma, sprieguma un jaudas skaitļiem, kas sajauc dB, dBm, dBc, dBW, dBmW, vatus, millivatus, voltus, milivoltus utt., Bieži vien ir nepieciešams konvertēt uz priekšu un atpakaļ starp lineārajām vērtībām un decibelu vērtībām.

Es redzēju daudzus jaunus RF biedrus, kuri ignorēja dB izpratnes nozīmi, galu galā saprata, ka viņiem labi jāiemācās šis vienkāršais termins, ja viņi vēlas iet tālāk RF jomā.

Šī īsā apmācība palīdzēs jums noskaidrot atšķirību starp darbu ar decibeliem un darbu ar lineārajām vērtībām.

Logaritma pamati
Izmantojot decibelus, ir jāstrādā ar logaritmiem, un tas ir ļoti minimālais matemātikas priekšnoteikums, kas jums vajadzētu būt.

Tāpēc pirms runas par dB mums jāapspriež logaritms.

Sāksim ar šo vienkāršo matemātiku, kuru esat apguvis vidusskolā:

Cilvēki mēdz izdarīt mazāk kļūdu, saskaitot un atņemot skaitļus, tāpēc logaritmu priekšrocības ir acīmredzamas.

Tagad pārskatīsim šos datus par vienu bāzes = 10 žurnālu tabulu:

Tā kā 10, kas paaugstināti līdz 3 jaudai, ir vienādi ar 1,000, bāzes 10 logs no 1,000 ir 3 (log10 (1,000) = 3).

Šis ir logaritmu pamatlikums:

Ja a = 10, tad mēs vienkārši varam ierakstīt žurnālu (c) = b un log (100) = 2, log (1,000) = 3 utt.

Tagad iesim tālāk ar piemēru:

Jūs projektējat vienkāršu uztvērēju šādi:

Vienkāršas salīdzināšanas dēļ vispirms strādāsim ar lineārajām vērtībām, un visi ieguvumi / zaudējumi ir saistīti ar “spriegumu”.

* Antenas palielinājums: 5.7
* Zema trokšņa līmeņa pastiprinātāja (LNA) pastiprinājums: 7.5
* Maisītāja pastiprinājums: 4.6
* Ja filtra ieguvums / zudums: 0.43
*IF pastiprinātāja palielinājums: 12.8
* Demodulatora ieguvums: 8.7
* Audio pastiprinātāja pastiprinājums: 35.6

Kopējais antenas un pēdējās skaņas pastiprinātāja izejas lineārās vērtības pieaugums ir:

Būtu ļoti grūti atcerēties šos numurus, bet, diemžēl, RF laukā ir jārīkojas ar daudziem numuriem. Tāpēc mums jāatrod vienkāršāks veids, kā ar tām tikt galā.

Tagad pieņemsim vieglāku ceļu, izmantojot to pašu uztvērēju. Tā vietā, lai izmantotu lineārās vērtības, mēs tos pārnest uz logaritmiem.

* Antenas pieaugums: 5.7 (log 5.7 = 0.76)
* Zema trokšņa pastiprinātāja pastiprinājums: 7.5 (log 7.5 = 0.88)
* Miksera pieaugums: 4.6 (log 4.6 = 0.66)
* IF filtra pieaugums / zudums: 0.43 (log 0.43 = -0.37)
*IF pastiprinātāja pastiprinājums: 12.8 (log 12.8 = 1.11)
* Demodulatora pieaugums: 8.7 (log 8.7 = 0.94)
* Audio pastiprinātāja pastiprinājums: 35.6 (log 35.6 = 1.55)
* Kopējais pieaugums: 335,229.03 335,229.03 (log 5.53 XNUMX = XNUMX)

Kopējais ieguvums, lineārā vērtībā 335,229.03 5.53, ir vienāds ar XNUMX, ja to pārnes uz logaritmu.

Reizināšanas vietā jūs varat pievienot šos atsevišķos ieguvumus, lai iegūtu kopējo ieguvumu, pēc tam, kad tas vispirms ir pārsūtīts uz logaritmiem, ar daudz mazāku un īsāku vērtību. Vai to nav daudz vieglāk aprēķināt un atcerēties?

Vienīgais jautājums, kas jums varētu nepatikt, ir tas, ka jums jāiepazīstas ar logaritma aprēķināšanu, taču, ticiet man, drīz būsit diezgan labs ar šo jaudīgo funkciju un izbaudīsit tās lietošanu katru dienu.

Nekādā gadījumā nemēģiniet to izvairīties, ja jūs patiešām nopietni domājat strādāt RF jomā.

Faktiski jūs vairs neizmantojat lineārās vērtības, ja 1 vai 2 gadus strādājat RF jomā.

Vienīgais, ko izmantosit, ir “dB”.

dB pamati
Turpināsim šo noderīgo terminu “dB” - kaut ko tādu, ko izmantosit katru brīdi, kad strādājat pie RF projektiem.

Pieaugums spriegumā, izteikts dB:
Par sprieguma pieaugumu un jaudas pieaugumu mums jārunā atsevišķi un jāsaliek kopā, lai redzētu, vai tie ir vieni un tie paši.

Vispirms sāksim ar sprieguma pieaugumu:

Decibeli (dB) definē kā attiecību starp diviem sprieguma līmeņiem Vout / Vin, kas ir 20 reizes lielāka par logaritmu no bāzes-10 (sprieguma pieaugums, citiem vārdiem sakot).

Tāpēc visi pieaugumi, kas ir lielāki par 1, tiek izteikti kā pozitīvie decibeli (> 0), un ieguvumi, kas ir mazāki par 1, tiek izteikti kā negatīvi decibeli (<0).

Iepriekšējā uztvērēja piemērā atradīsim pieaugumu dB.

*Antenas pieaugums: 5.7 (20log 5.7 = 15.1)
* Zema trokšņa pastiprinātāja pastiprinājums: 7.5 (20 log 7.5 = 17.5)
* Miksera pieaugums: 4.6 (20 log 4.6 = 13.3)
* IF filtra pieaugums / zudums: 0.43 (20 log 0.43 = -7.3)
* IF pastiprinātāja pieaugums: 12.8 (20log 12.8 = 22.1)
*Demodulatora pieaugums: 8.7 (20log 8.7 = 18.8)
* Audio pastiprinātāja pastiprinājums: 35.6 (20 log 35.6 = 31.0)
* Kopējais pieaugums: 3.35229E + 05 (20log (3.35229E + 05) = 110.5)

Atkal jūs varat pievienot šos atsevišķos ieguvumus, lai iegūtu kopējo ieguvumu dB.

Jaudas pieaugums dB:

Pirms runāt par jaudas pieaugumu dB, mums jāzina attiecības starp spriegumu un jaudu.

Mēs visi zinām, ka sinusoidālajam viļņam V spriegums, kas pielikts rezistora slodzei R omi,

Lielākā daļa RF ķēžu kā avotu un slodzes pretestību izmanto 50 omi, tāpēc, ja spriegums visā rezistorā ir 7.07 V (vidējais kvadrātiskais), tad

Tāpēc jaudas pieaugums ir proporcionāls sprieguma pieauguma kvadrātam, piemēram, ja sprieguma pieaugums ir 5, tad jaudas pieaugums būtu 25 utt.

Jaudas pieaugumu dB var definēt šādi:

Decibeli (dB) definē kā attiecību starp diviem jaudas līmeņiem Pout / Pin (citiem vārdiem sakot), kas desmit reizes pārsniedz logaritmu no bāzes-10.

Vai sajaukt ar dB vērtībām starp sprieguma un enerģijas pieaugumu? Viss kļūs skaidrs, ja lasīsit tālāk.

Atgriezīsimies, lai vēlreiz apskatītu iepriekšējo piemēru:

* Antenas palielinājums: 5.7
* Zema trokšņa līmeņa pastiprinātāja (LNA) pastiprinājums: 7.5
* Maisītāja pastiprinājums: 4.6
* Ja filtra ieguvums / zudums: 0.43
*IF pastiprinātāja palielinājums: 12.8
* Demodulatora ieguvums: 8.7
* Audio pastiprinātāja pastiprinājums: 35.6

Visi ieguvumi / zaudējumi ir saistīti ar “spriegumu”. Antenas sprieguma lineārā vērtība atkal ir 5.7 (15.1 dB), un jaudas pieaugums būtu:

!! Sprieguma pieaugums ir tieši tāds pats kā jaudas pieaugums dB.

Tātad mēs varam pārrakstīt šo piemēru ar visiem lineārajiem ieguvumiem / zaudējumiem pārnesot uz “jaudu”:

* Antenas stiprinājums: 32.49 (15.1 dB)
* Zema trokšņa pastiprinātāja pastiprinājums: 56.25 (17.5 dB)
* Miksera pastiprinājums: 21.16 (13.3 dB)
* IF filtra pieaugums / zudums: 0.18 (-7.3 dB)
* IF pastiprinātāja pastiprinājums: 163.84 (22.1 dB)
* Demodulatora pieaugums: 75.69 (18.8 dB)
* Audio pastiprinātāja pastiprinājums: 1267.36 (31.0 dB)
* Kopējais pieaugums: 1.12379E + 11 (110.5 dB)

Tomēr vienīgais iemesls, kāpēc jūs varētu izmantot sprieguma pieaugumu, ir tas, ka jūs varat viegli izmērīt spriegumu, izmantojot osciloskopu, taču nav praktiski izmērīt spriegumu, ja radio frekvence ir augstāka par 500 MHz.

Tā kā, iespējams, radās precizitātes problēma, izmantojot radiofrekvenču mērīšanai osciloskopu.

Es nesaku, ka osciloskops nav noderīgs, es vienkārši teicu, ka nemēru RF spriegumu, izmantojot osciloskopu, ja šai vajadzībai nav īpaša iemesla.

Vairāk nekā 90% laika RF signāla mērīšanai izmantoju spektra analizatoru.

Šis ir cita amata temats.

Ieguvuma vērtība, ko redzat datu lapā, vienmēr ir saistīta ar jaudas pieaugumu dB, nevis ar sprieguma vai lineāra vērtību.

Mēs apkoposim šo rakstu ar vienkāršu piemēru:

Pastiprinātājs ar 15 dB pastiprinājumu:

Kopš 15 dB = 10log (Pout / Pin)
Jaudas pieaugums lineārā vērtībā ir:

Pout / Pin = 10 (15/10) = 31.62
Un kopš 15 dB = 20log (Vout / Vin)
Sprieguma pieaugums lineārajā vērtībā ir:

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

Es ceru, ka jūs esat kaut ko uzzinājis no šī raksta. Ja jūs jau skaidri zināt visu, ko šeit esmu pieminējis, tad, apsveicam, jūs esat uz pareizā ceļa uz RF lauku.

Ja pēc šī raksta pāris reizes lasīšanas jūs joprojām sajaucaties, tad neuztraucieties, jūs neesat viens, vienkārši dziļi elpojiet un soli pa solim izlasiet to vēlreiz vai atgriezieties pēc vairāku rakstu lasīšanas no šis emuārs.

Agrāk vai vēlāk jūs bez lielām grūtībām apgūsit “dB”.

Zemāk ir daži attēli, kas, manuprāt, jums būs noderīgi: