dB (Decibel) مهمترین و اغلب استفاده می شود مقیاس در زمینه RF است ، اما همچنین برای کسی که فقط با آن آشنا شده است ، کاملاً دشوار و گیج کننده است.

متأسفانه ، اگر شما نتوانید این مقیاس مهم را بطور کامل درک کنید ، برای جابجایی سفارت RF خود سخت و دشوار خواهید بود.

مقابله با اعداد برای افزایش ، ولتاژ و نیروئی که dB ، dBm ، dBc ، dBW ، dBmW ، وات ، میلی ولت ، ولت ، میلی ولت و غیره را با هم مخلوط می کنند ، اغلب نیاز به تبدیل به جلو و عقب بین مقادیر خطی و مقادیر دسیبل دارد.

من بسیاری از همراهان جوان RF را دیدم که اهمیت درک dB را نادیده گرفتند ، سرانجام فهمیدند که اگر می خواهند در زمینه RF بیشتر پیش بروند ، باید این اصطلاح ساده را بخوبی یاد بگیرند.

این آموزش مختصر به شما کمک می کند تا تفاوت کار با دسی بل ها و کار با مقادیر خطی را روشن کنید.

مبانی لگاریتم
استفاده از دسی بل ها شامل کار با لگاریتم ها است و این حداقل دانش ریاضی شما باید داشته باشید.

بنابراین قبل از صحبت در مورد dB باید در مورد لگاریتم بحث کنیم.

بیایید با این ریاضی ساده که در دوره راهنمایی آموخته اید شروع کنیم:

افراد تمایل دارند که هنگام اضافه کردن و تفریق اعداد ، کمتر اشتباه کنند ، بنابراین مزیت لگاریتم ها آشکار است.

حالا بیایید اینها را مرور کنید ، در هر جدول پایه = 10:

از آنجایی که 10 تا توان 3 برابر با 1,000 است ، log پایه 10 از 1,000 3 است (log10 (1,000،3) = XNUMX).

این قانون اساسی لگاریتم ها است:

اگر a = 10 باشد ، می توانیم به راحتی log (c) = b و log (100) = 2 ، log (1,000،3) = XNUMX و غیره را بنویسیم.

اکنون بیایید با یک مثال بیشتر:

شما در حال طراحی یک گیرنده ساده به شرح زیر هستید:

به دلیل مقایسه آسان ، ابتدا با مقادیر خطی کار خواهیم کرد و همه سود / ضرر مربوط به ولتاژ است.

* آنتن گین: 5.7
* تقویت کننده نویز کم (LNA) به دست آورد: 7.5
* میکسر سود: 4.6
* اگر فیلتر سود / ضرر: 0.43
*سود تقویت کننده IF: 12.8
* سود دزدگیر: 8.7
* افزایش تقویت کننده صوتی: 35.6

مجموع سود در مقادیر خطی از آنتن تا آخرین مرحله تقویت کننده صوتی است:

به خاطر سپردن این اعداد بسیار دشوار خواهد بود ، اما متأسفانه باید تعداد زیادی در زمینه RF داشته باشید. بنابراین باید روشی آسان تر برای مقابله با آنها پیدا کنیم.

حالا بیایید با استفاده از همان گیرنده مسیری آسانتر طی کنیم. به جای استفاده از مقادیر خطی ، آنها را به لگاریتم ها منتقل می کنیم.

* سود آنتن: 5.7 (ورود به سیستم 5.7 = 0.76)
* افزایش تقویت کننده کم صدا: 7.5 (ورود به سیستم 7.5 = 0.88)
* سود میکسر: 4.6 (ورود به سیستم 4.6 = 0.66)
* اگر سود / ضرر فیلتر: 0.43 (ورود به سیستم 0.43 = -0.37)
*IF تقویت کننده: 12.8 (ورود به سیستم 12.8 = 1.11)
* Demodulator Gain: 8.7 (ورود به سیستم 8.7 = 0.94)
* افزایش تقویت کننده صوتی: 35.6 (ورود 35.6 = 1.55)
* سود کل: 335,229.03،335,229.03 (ورود 5.53،XNUMX = XNUMX)

سود کل ، 335,229.03 به ارزش خطی ، در صورت انتقال به لگاریتم برابر است با 5.53.

به جای استفاده از ضرب ها ، می توانید پس از انتقال ابتدا به لگاریتم ها ، با یک مقدار بسیار کوچکتر و کوتاه تر ، آن سودهای فردی را جمع کنید تا سود کل را بدست آورید. آیا محاسبه و به خاطر سپردن این کار ساده تر نیست؟

تنها مسئله ای که شاید خیلی از آن خوشتان نیاید این است که شما باید با محاسبه لگاریتم آشنا شوید اما باور کنید ، به زودی با این عملکرد قدرتمند کاملاً خوب خواهید بود و هر روز از استفاده از آن لذت خواهید برد.

اگر واقعاً در زمینه کار در زمینه RF جدی هستید ، هرگز از استفاده از آن خودداری کنید.

در حقیقت ، شما پس از 1 یا 2 سال کار در زمینه RF بیشتر از مقادیر خطی استفاده نخواهید کرد.

تنها چیزی که شما استفاده خواهید کرد 'dB' است.

مبانی dB
بیایید به این اصطلاح مفید "dB" ادامه دهیم ، مطلبی که هر لحظه هنگام کار روی پروژه های RF استفاده می کنید.

افزایش ولتاژ در dB:
ما باید در مورد افزایش ولتاژ و افزایش توان به طور جداگانه صحبت کنیم و آنها را کنار هم قرار دهیم تا ببینیم آیا آنها همان چیز هستند

ابتدا با افزایش ولتاژ شروع می کنیم:

یک دسی بل (dB) به عنوان 20 برابر لگاریتم پایه 10 از یک نسبت بین دو سطح ولتاژ Vout / Vin (به عبارت دیگر افزایش ولتاژ) تعریف شده است.

بنابراین تمام سودهای بیشتر از 1 به عنوان دسیبل مثبت (> 0) و سود کمتر از 1 به عنوان دسیبل منفی بیان می شوند (<0).

بیایید برای مثال گیرنده قبلی سود dB را بیابیم.

*سود آنتن: 5.7 (20log 5.7 = 15.1)
* افزایش تقویت کننده کم صدا: 7.5 (20log 7.5 = 17.5)
* سود میکسر: 4.6 (20log 4.6 = 13.3)
* اگر سود / ضرر فیلتر: 0.43 (20log 0.43 = -7.3)
* اگر تقویت کننده تقویت شود: 12.8 (20log 12.8 = 22.1)
*سود Demodulator: 8.7 (20log 8.7 = 18.8)
* افزایش تقویت کننده صدا: 35.6 (20log 35.6 = 31.0 XNUMXlog)
* سود کل: 3.35229E + 05 (20 لاگ (3.35229E + 05) = 110.5)

باز هم ، می توانید این سودهای شخصی را با هم جمع کنید تا سود کل در dB کسب کنید.

افزایش قدرت در dB:

قبل از صحبت در مورد افزایش توان در dB ، باید رابطه ولتاژ و توان را بدانیم.

همه ما می دانیم ، برای یک موج سینوسی V ولت به یک مقاومت اهمی R مقاومت اهمی ،

بیشتر مدارهای RF از 50 اهم به عنوان امپدانس منبع و بار استفاده می کنند ، بنابراین اگر ولتاژ در سراسر مقاومت 7.07V (rms) باشد ،

بنابراین ، افزایش نیرو متناسب با مربع افزایش ولتاژ است ، به عنوان مثال اگر افزایش ولتاژ 5 باشد ، افزایش توان 25 و غیره خواهد بود.

ما می توانیم افزایش قدرت در dB را در زیر تعریف کنیم:

یک دسی بل (dB) به عنوان 10 برابر لگاریتم پایه 10 از یک نسبت بین دو سطح قدرت Pout / Pin (افزایش قدرت ، به عبارت دیگر) تعریف شده است.

با مقادیر dB بین افزایش ولتاژ و افزایش توان اشتباه گرفته اید؟ اگر ادامه دهید همه چیز روشن خواهد شد.

برگردیم تا مثال قبلی را دوباره ببینیم:

* آنتن گین: 5.7
* تقویت کننده نویز کم (LNA) به دست آورد: 7.5
* میکسر سود: 4.6
* اگر فیلتر سود / ضرر: 0.43
*سود تقویت کننده IF: 12.8
* سود دزدگیر: 8.7
* افزایش تقویت کننده صوتی: 35.6

تمام سود / ضرر مربوط به "ولتاژ" است. مقدار خطی ولتاژ آنتن دوباره 5.7 (15.1 دسی بل) است و افزایش نیرو می باشد:

افزایش ولتاژ دقیقاً مشابه افزایش قدرت در dB است.

بنابراین ما می توانیم دوباره این مثال را با تمام سود / زیان خطی به "قدرت" بازنویسی کنیم:

* سود آنتن: 32.49 (15.1 دسی بل)
* افزایش تقویت کننده کم صدا: 56.25 (17.5 دسی بل)
* سود میکسر: 21.16 (13.3 دسی بل)
* اگر سود / ضرر فیلتر: 0.18 (-7.3 دسی بل)
* اگر تقویت کننده افزایش یابد: 163.84 (22.1 دسی بل)
* افزایش دمودولاتور: 75.69 (18.8 دسی بل)
* افزایش تقویت کننده صدا: 1267.36 (31.0 دسی بل)
* سود کل: 1.12379E + 11 (110.5 دسی بل)

با این حال ، تنها دلیل استفاده از افزایش ولتاژ این است که شما به راحتی می توانید ولتاژ را با استفاده از اسیلوسکوپ اندازه گیری کنید ، اما اندازه گیری ولتاژ در هنگام فرکانس رادیویی بالاتر از 500 مگاهرتز غیر عملی است.

از آنجا که ممکن است با استفاده از اسیلوسکوپ برای اندازه گیری فرکانس های رادیویی ، مسئله دقت ایجاد کنید.

من نمی گویم اسیلوسکوپ مفید نیست ، فقط گفتم ولتاژ RF را با استفاده از اسیلوسکوپ اندازه گیری نمی کنم اگر دلیل خاصی برای این نیاز وجود نداشته باشد.

بیش از 90٪ از زمان ، من از آنالایزر طیف برای اندازه گیری سیگنال RF استفاده می کنم.

این موضوع برای پست دیگری است.

یک مقدار سود که در صفحه داده مشاهده می کنید ، همیشه مربوط به افزایش توان در dB است ، نه افزایش ولتاژ یا مقدار خطی.

ما این مقاله را با یک مثال ساده خلاصه خواهیم کرد:

یک تقویت کننده با افزایش 15 دسی بل:

از آنجا که 15 dB = 10log (Pout / Pin)
افزایش قدرت در مقدار خطی عبارت است از:

Pout / Pin = 10 (15/10) = 31.62
و از آنجا که 15 dB = 20log (Vout / Vin)
افزایش ولتاژ در مقدار خطی است:

Vout / Vin = 10 (15/20) = 5.62
و ، 5.622 = 31.62

امیدوارم از این مقاله چیزی یاد بگیرید. اگر شما از قبل به وضوح می دانستید که همه چیز را در اینجا ذکر کردم ، تبریک می گویم ، شما در مسیر صحیح میدان RF هستید.

اگر هنوز هم بعد از خواندن این مقاله برای چند بار اشتباه گرفته اید ، نگران نباشید ، تنها نیستید ، فقط یک نفس عمیق بکشید و دوباره آن را قدم به قدم دوباره بخوانید ، یا بعد از خواندن مقالات بیشتر به این مقاله بازگردید. این وبلاگ

دیر یا زود شما بدون هیچ مشکلی به "dB" می پردازید.

در زیر چند تصویر وجود دارد که فکر می کنم آنها را مفید می دانید: