功率增益常识及计算方法
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功放增益电流计算公式在电子设备中,功放(功率放大器)是一个常见的电路元件,用于放大电信号的功率。
在功放中,增益是一个非常重要的参数,它表示输出信号与输入信号之间的比例关系。
而在功放中,增益通常是通过电流来计算的。
本文将介绍功放增益电流计算公式,帮助读者更好地理解功放的工作原理。
首先,我们来看一下功放的基本结构。
功放通常由输入端、输出端和放大器电路组成。
输入端接收来自信号源的输入信号,输出端则输出经过放大的信号。
放大器电路是功放的核心部分,它通过控制输入信号的电流或电压来实现信号的放大。
在功放中,增益通常是通过输出信号电流与输入信号电流之间的比值来计算的。
假设输入信号电流为Iin,输出信号电流为Iout,则功放的增益电流可以通过以下公式来计算:Gain = Iout / Iin。
其中,Gain表示功放的增益。
这个公式表明了功放的增益是通过输出信号电流与输入信号电流之间的比值来计算的。
如果输出信号电流大于输入信号电流,那么增益就大于1,表示信号被放大了;如果输出信号电流小于输入信号电流,那么增益就小于1,表示信号被减小了。
在实际应用中,功放的增益电流计算公式可以帮助工程师们更好地设计和调试功放电路。
通过计算增益,工程师可以了解功放的放大效果,从而调整电路参数,使其更好地满足实际需求。
此外,增益电流计算公式也可以帮助工程师们评估功放的性能,从而选择合适的功放器件。
除了上述的基本增益电流计算公式外,还有一些其他与功放增益相关的公式。
例如,功放的增益也可以通过输出信号电压与输入信号电压之间的比值来计算。
此外,功放的增益还可以通过输入输出功率之间的比值来计算。
这些公式都可以帮助工程师更全面地了解功放的性能。
在实际应用中,工程师们还需要考虑一些其他因素。
例如,功放的频率响应、失真程度、噪声等都会对功放的性能产生影响。
因此,在设计和调试功放电路时,工程师们需要综合考虑这些因素,从而使功放的性能达到最佳状态。
总之,功放增益电流计算公式是功放设计和调试中的重要工具。
lna 电压增益和功率增益计算LNA(低噪声放大器)是通信系统中的关键组件,用于放大微弱的信号并尽可能降低噪声。
在设计和评估LNA时,常常需要计算电压增益和功率增益。
本文将介绍如何计算这些参数,并提供相关参考内容。
为了计算LNA的电压增益和功率增益,我们首先需要了解LNA的电路结构和工作原理。
LNA通常由一个放大器级和一个匹配网络级组成。
放大器级负责放大输入信号,而匹配网络级负责将输出阻抗与后级电路相匹配。
在计算LNA的电压增益时,我们可以通过下面的公式进行计算:\[Voltage\ Gain = 20 \times log\left(\frac{V_{out}}{V_{in}}\right) \]其中\(V_{out}\)是LNA的输出电压,\(V_{in}\)是LNA的输入电压。
通常情况下,LNA的输出电压可以通过测量电压表或示波器来获得。
而输入电压可以通过信号发生器的输出电压来获得。
最后,我们可以通过计算得到电压增益。
在计算LNA的功率增益时,我们可以通过下面的公式进行计算:\[Power\ Gain = Voltage\ Gain + 10\timeslog\left(\frac{P_{out}}{P_{in}}\right)\]其中\(P_{out}\)是LNA的输出功率,\(P_{in}\)是LNA的输入功率。
通常情况下,LNA的输出功率可以通过功率表或功率计来测量。
而输入功率可以通过信号发生器的输出功率和插入损耗来获得。
最后,我们可以通过计算得到功率增益。
在参考文献中,我们可以找到一些与LNA的电压增益和功率增益计算相关的内容。
以下是一些可能的参考资料:1. 岩崎龙太郎, 雷利了解射频电路设计[M]. 郑州: 郑州大学出版社, 2009.这本书详细介绍了射频电路的各个方面,包括放大器设计和LNA的特点。
对于电压增益和功率增益的计算,可以在该书的相关章节中找到。
2. Lee T H. 高频/射频集成电路设计[M]. 人民邮电出版社, 2015. 这本书主要关注高频/射频集成电路的设计和应用。
发射功率与增益详解无线电发射机输出的射频信号,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后,由天线接收下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。
因此在无线网络的工程中,计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。
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,通常有两种衡量或测量标准:功率(W)-相对1瓦(Watts)的线性水准。
增益(dBm)-相对1毫瓦(Milliwatt)的比例水准。
两种表达方式可以互相转换:dBm = 10 x log[ 功率 mW]mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm]在无线系统中,天线被用来把电流波转换成电磁波,在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”,这种能量放大的度量成为“增益(Gain)”。
天线增益的度量单位为“dBi”。
由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生,因此度量发射能量最好同一度量-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或者:= 1000mW= 1W在“小功率”系统中每个dB都非常重要,特别要记住“3dB法则”。
每增加或降低3dB,意味着增加一倍或降低一半的功率:-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。
0dbm=0.001w 左边加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还有左边加3=右边乘2,如40+3DBM=10*2W,即43DBM=20W例如机器20W 在400MHZ频率上使用30米50-7(物理发泡低损耗电缆)到天线上还剩下多少增益20W=43DB30米50-7损耗一米小于0.09 按照最大值0.09*30=2.7DB43DB-2.7DB=40.3DB天线增益16DBi+40.3DB=56.3DB就上面的例子我们可以看出增益和功率并非线性变化,所以不能光从功率上来看发射状态。
发射功率与增益详解??2011-09-28 15:31:48|??分类:?TEC-Hardware|举报|字号?订阅本文转载自jason《发射功率与增益详解》无线电发射机输出的射频信号,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后,由天线接收下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。
因此在无线网络的工程中,计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。
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,通常有两种衡量或测量标准:功率(W)-相对1瓦(Watts)的线性水准。
增益(dBm)-相对1毫瓦(Milliwatt)的比例水准。
两种表达方式可以互相转换:dBm = 10 x log[ 功率 mW]mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm]在无线系统中,天线被用来把电流波转换成电磁波,在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”,这种能量放大的度量成为“增益(Gain)”。
天线增益的度量单位为“dBi”。
由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生,因此度量发射能量最好同一度量-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或者:= 1000mW= 1W在“小功率”系统中每个dB都非常重要,特别要记住“3dB法则”。
每增加或降低3dB,意味着增加一倍或降低一半的功率:-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。
0dbm= 左边加10=右边乘10?所以0+10DBM=*10W 即10DBM=?故得20DBM= 30DBM=1W 40DBM=10W?还有左边加3=右边乘2,如40+3DBM=10*2W,即43DBM=20W例如机器20W 在400MHZ频率上使用30米50-7(物理发泡低损耗电缆)到天线上还剩下多少增益20W=43DB?30米50-7损耗一米10A/20(或A/10)×D0计算即可。
dBmdBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。
[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
dBi 和dBddBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,但参考基准不一样。
dBi的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子,所以两者略有不同。
一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。
[例3] 对于一面增益为16dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi (一般忽略小数位,为18dBi)。
[例4] 0dBd=2.15dBi。
[例5] GSM900天线增益可以为13dBd(15dBi),GSM1800天线增益可以为15dBd (17dBi)。
3、dBdB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式: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。
也就是说,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] 如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大6 dB。
[例9] 如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2 dB。
4、dBc有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。
一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB 替代。
增益值与功率换算公式细节.⼯作观察细节决定成败,⼩⼩的细节可能导致整个⼯作链⽆法⾃动顺利的进⾏下去,⼯程建设中,⽆论是维护,新建,⽹优,只要动到天馈系统,并且标称与原来的有差别,那么我们就要注意以下的参数修改,通过修正RF的相关参数值来恢复覆盖原来的要求,当然,在农村间隔区域,有时候甚⾄不需要去动什么,如果天馈的增益是增加的,反⽽会增加覆盖能⼒,但是如果增益是减少的,那么就得想办法处理这些问题.1、功率单位mW和dBm的换算⽆线电发射机输出的射频信号,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后,由天线接收下来(仅仅接收很⼩很⼩⼀部分功率),并通过馈线送到⽆线电接收机。
因此在⽆线⽹络的⼯程中,计算发射装置的发射功率与天线的辐射能⼒⾮常重要。
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,通常有两种衡量或测量标准: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通常为0.036W ,或者说36mW 。
2、增益(dBm ):相对1 毫⽡(milliwatt )的⽐例⽔准。
例如WiFi ⽆线⽹卡的发射增益为15.56dBm 。
两种表达⽅式可以互相转换:1、dBm = 10 x log[ 功率mW]2、mW = 10[ 增益dBm / 10 dBm] (后⾯是幂)在⽆线系统中,天线被⽤来把电流波转换成电磁波,在转换过程中还可以对发射和接收的信号进⾏“放⼤”,这种能量放⼤的度量成为“增益(Gain)”。
天线增益的度量单位为“dBi ”。
由于⽆线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放⼤叠加作⽤产⽣,因此度量发射能量最好同⼀度量-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或者: =1000mW =1W在“⼩功率”系统中(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 法则”。
发射功率与增益详解2011-09-28 15:31:48| 分类:TEC-Hardwar e|举报|字号订阅本文转载自ja son《发射功率与增益详解》无线电发射机输出的射频信号,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后,由天线接收下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。
因此在无线网络的工程中,计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。
Tx是发射(Transmi ts)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,通常有两种衡量或测量标准:功率(W)-相对1瓦(Watts)的线性水准。
增益(dBm)-相对1毫瓦(Milliwa tt)的比例水准。
两种表达方式可以互相转换:dBm = 10 x log[ 功率mW]mW = 10 [ 增益dBm / 10 dBm]在无线系统中,天线被用来把电流波转换成电磁波,在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”,这种能量放大的度量成为“增益(Gain)”。
天线增益的度量单位为“dBi”。
由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生,因此度量发射能量最好同一度量-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或者:= 1000mW=1W在“小功率”系统中每个dB都非常重要,特别要记住“3dB法则”。
每增加或降低3dB,意味着增加一倍或降低一半的功率:-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。
v1.0 可编辑可修改功率因数计算公式功率因数统计计算公式视在功率S有功功率P无功功率Q功率因数cos@(符号打不出来用@代替一下)视在功率S=(有功功率P的平方+无功功率Q 的平方)再开平方而功率因数cos@=有功功率P/视在功率S功率因数统计计算公式可分为提高自然功率因数和采用人工补尝两种方法:提高自然因数的方法:1). 恰当选择电动机容量,减少电动机无功消耗,防止“大马拉小车”。
2). 对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机,可将线圈改为三角形接法(或自动转换)。
3). 避免电机或设备空载运行。
4). 合理配置变压器,恰当地选择其容量。
5). 调整生产班次,均衡用电负荷,提高用电负荷率。
6). 改善配电线路布局,避免曲折迂回等。
人工补偿法:实际中可使用电路电容器或调相机,一般多采用电力电容器补尝无功,即:在感性负载上并联电容器。
一下为理论解释:在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率,从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。
在交流电路中,纯电阻电路,负载中的电流与电压同相位,纯电感负载中的电流滞后于电压90º,而纯电容的电流则超前于电压90º,电容中的电流与电感中的电流相差180º,能相互抵消。
电力系统中的负载大部分是感性的,因此总电流将滞后电压一个角度,如图1所示,将并联电容器与负载并联,则电容器的电流将抵消一部分电感电流,从而使总电流减小,功率因数将提高。
并联电容器的补偿方法又可分为:1.个别补偿。
即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组,与用电设备同时投入运行和断开,也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。
适合用于低压网络,优点是补尝效果好,缺点是电容器利用率低。
2.分组补偿。
即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上,它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除,也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。
电路增益计算公式嘿,咱今天就来好好聊聊电路增益计算公式这事儿。
在我们的生活中,电可是无处不在。
从家里亮堂堂的电灯,到手上小巧的手机,这背后都离不开电路的默默工作。
而电路增益计算公式,就像是打开电路神秘世界的一把钥匙。
说起电路增益,这可是电路中一个相当重要的概念。
简单来讲,电路增益就是输出信号与输入信号的比值。
就好比你参加一场跑步比赛,跑的距离增加了多少倍,这增加的倍数就有点像电路增益。
那电路增益计算公式到底是啥呢?常见的有电压增益、电流增益和功率增益。
电压增益,用公式表示就是:Av = Vout / Vin 。
这里的 Av 就是电压增益,Vout 是输出电压,Vin 是输入电压。
想象一下,你给一个电路输入了 5 伏的电压,经过一番神奇的操作,输出变成了 10 伏,那电压增益就是 10÷5 = 2 倍。
电流增益呢,公式是:Ai = Iout / Iin 。
Iout 是输出电流,Iin 是输入电流。
比如说,输入电流是 2 毫安,输出变成了 6 毫安,那电流增益就是 6÷2 = 3 倍。
功率增益,公式是:Ap = Pout / Pin 。
Pout 是输出功率,Pin 是输入功率。
给您说个我自己的事儿。
有一次,我在家里捣鼓一个小音箱的电路,想让它声音更大更响亮。
我就拿着笔和纸,不停地算着电路增益。
一开始,总是算不对,急得我抓耳挠腮。
可我不甘心呐,就一遍又一遍地检查线路,对照公式重新计算。
最后终于算出了合适的增益值,调整好电路后,那音箱放出来的声音,别提多带劲了!这让我深深感受到,掌握好电路增益计算公式,真能让我们在电路的世界里如鱼得水。
在实际应用中,电路增益的计算可重要了。
比如在通信系统里,要保证信号清晰稳定地传输,就得准确计算电路增益,不然信号可能会变得模糊不清,就像说话声音忽大忽小,让人听不明白。
在放大器电路中,想要放大声音、图像或者其他信号,也得靠精确的电路增益计算,不然放大效果可能就差强人意。
dBmdBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。
[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
dBi 和dBddBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,但参考基准不一样。
dBi的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子,所以两者略有不同。
一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。
[例3] 对于一面增益为16dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi (一般忽略小数位,为18dBi)。
[例4] 0dBd=2.15dBi。
[例5] GSM900天线增益可以为13dBd(15dBi),GSM1800天线增益可以为15dBd (17dBi)。
3、dBdB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式: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。
也就是说,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] 如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大6 dB。
[例9] 如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2 dB。
4、dBc有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。
一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB 替代。
5、dBuV根据功率与电平之间的基本公式V^2=P*R,可知 dBuV=90+dBm+10*log(R),R为电阻值。
载PHS系统中正确应该是dBm=dBuv-107,因为其天馈阻抗为50欧。
6、dBuVemf 和dBuVemf:electromotive force(电动势)对于一个信号源来讲,dBuVemf是指开路时的端口电压,dBuV是接匹配负载时的端口电压通信系统传输单位——分贝(dB)在我们日常生活和工作中离不开自然计数法,但在一些自然科学和工程计算中,对物理量的描述往往采用对数计数法。
从本质上讲,在这些场合用对数形式描述物理量是因为它们符合人的心理感受特性。
这是因为,在一定的刺激范围内,当物理刺激量呈指数变化时,人们的心理感受是呈线性变化的,这就是心理学上的韦伯定律和费希钠定律。
它揭示了人的感官对宽广范围刺激的适应性和对微弱刺激的精细分辨,好象人的感受器官是一个对数转换装置一样。
例如两个倍频的声音可以感受一个八度音程,而一个十二平均律的小二度正好是八度音程的对数的十二分之一。
采用对数描述上述的物理量,一是用较小的数描述了较大的动态范围,特别有利于作图的情况。
它也把某些非线性变化的量转换成线性量。
例如频率从直流到1Hz的差别可比1000Hz到1001Hz差别大得多。
当然频率的对数单位不是以dB而是以倍频程表示。
另一个好处是把某些乘除运算变成了加减运算,如计算多级电路的增益,只需求各级增益的代数和,而不必将各级的放大/衰减倍数相乘。
我们知道,零和小于零的负数是没有对数的,只有大于零的正数才能取对数,这样一来,原来的物理量经过对数转换后,原来的功率、幅度、倍数等这些非负数性质的量,它们的值域便扩展到了整个实数范围。
这并不意味着它们本身变负了,而只是说明它们与给定的基准值相比,是大于基准值还是小于基准值,小于则用负对数表示,若大于则用正对数表示。
分贝的计算很简单,对于振幅类物理量,如电压、电流强度等,将测量值与基准值相比后求常用对数再乘以20;对于它们的平方项的物理量如功率,取对数后乘以10就行了;不管是振幅类还是平方项,变成分贝后它们的量级是一致的,可以直接进行比较、计算。
在电信技术中一般都是选择某一特定的功率为基准,取另一个信号相对于这一基准的比值的对数来表示信号功率传输变化情况,经常是取以10为底的常用对数和以e=2.718为底的自然对数来表示。
其所取的相应单位分别为贝尔(B)和奈培(Np)。
贝尔(B)和奈培(Np)都是没有量纲的对数计量单位。
分贝(dB)的英文为decibel,它的词冠来源于拉丁文decimus,意思是十分之一,decibel就是十分之一贝尔。
分贝一词于1924年首先被应用到电话工程中。
在1926年国际长途电话咨询委员会召开的第一次全体会议上,讨论并通过了使用传输单位的建议,贝尔和奈培正式在通信领域中普遍使用。
分贝的代号也有过多种形式:DB、Db、db、dB。
1968年国际电报电话咨询委员会(CCITT)第四次全会,考虑到在通信领域里同时使用两种传输单位非常不方便,而当时无线电领域中却只使用着一种传输单位dB,因此全会一致通过了第B4号建议,规定在国际上只使用分贝一种传输单位,并统一书写为dB。
我国在1980年以前,无线电领域多使用dB,载波电话、电报等多使用Np,依稀记得在1980年原邮电部邮科字第929号通知规定:全国电信部门统一使用分贝(dB)为电信传输单位。
我们知道,测量海拔高低的基准点是位于青岛的黄海水准点,测量温度高低的基准点是纯水在一个大气压时的结冰点,测量电信号(功率、电压、电流)的基准点就是本文前面提到的人为选择的特定基准,这个基准我们暂且把它叫做“零电平”。
这个特定的功率基准就是取一毫瓦(mW)功率作为基准值,这里要特别强调的是:这一毫瓦基准值是在600欧姆(Ω)的纯电阻上耗散一毫瓦功率,此时电阻上的电压有效值为0.775伏(V),所流过的电流为1.291 毫安(mA)。
取作基准值的1mW,0.707V,1.291mA分别称为零电平功率,零电平电压和零电平电流。
(我们国家不采用电流电平测量基准)一、功率电平利用功率关系所确定的电平可以称为功率电平(需要计量的功率值和功率为一毫瓦的零电平功率比较),用数学表达式描述就是:Pm=10 lg(P/1)dBm其中:Pm代表功率电平。
P代表需要计量的绝对功率值,单位为毫瓦,零电平功率为一毫瓦。
dBm表示以一毫瓦为基准的功率电平的分贝值。
不同的绝对功率值所对应的以一毫瓦为基准的功率电平值如下:绝对功率用dBm表示绝对功率dBm 绝对功率dBm 绝对功率dBm1pW -90 1mW 0 1W 3010pW -80 2mW 3 2W 33100pW -70 4mW 6 4W 360.001μW-60 5mW 7 5W 370.01μW -50 8mW 9 8W 390.1μW -40 10mW 10 10W 401.0μW -30 20mW 13 100W 502μW -27 40mW 16 1000W 604μW -24 50mW 17 10kW 705μW -23 80mW 19 100kW 808μW -21 100mW 20 1000kW 9010μW -20 200mW 2320μW -17 400mW 2640μW -14 500mW 2750μW -13 800mW 2980μW-11100μW -101000μW 0二、电压电平利用电压关系所确定的电平称为绝对电压电平,简称电压电平,用公式表示:Pv=20Lg(U/0.775) (dB)上式中Pv代表电压电平值。
U代表需要计量的绝对电压值,单位为伏(V)。
零电平电压为0.775伏。
这里需要特别注意的一点是:根据上面“电压电平”的定义,其零电平电压必须是0.775V有效值,不能随意用其它电压值作为基准来定义“电压电平”,否则容易引起混乱。
三、功率电平和电压电平的关系功率电平和电压电平之间有着非常密切的关系,从实质上讲,它们是一致的。
但现在世界上不同国家使用的习惯却是不一样的,比如,英国(包括英联邦国家)等主要使用功率电平,而有的国家,象法国、俄罗斯等国家却主要使用电压电平。
这样一来,那些专门生产测量仪器的厂家(比如惠普、马可尼、摩托罗拉、西门子等)就要按照不同国家用户的需要来供货,既可以提供以功率电平定标的仪器,也可以提供以电压电平定标的仪器。
在我们国家,这两种定标读数的测量仪器都在使用。
造成这种混乱现象,一是因为我们国家在计量领域没有严格立法,二是因为各自为政地引进国外的测量仪器。
记得上个世纪50年代全面向苏联老大哥学习,设备的引进和国产的仪器基本上都是以电平电压定标的,这种现象延迟到70年代末。
80年代前后,我们国家在“邓大人”领导下开始改革开放,但由于百废待兴,上层建筑领域的立法建设严重滞后于经济基础领域的经济发展,这就导致了通信行业引进测量仪器的混乱现象(后面这几句话是个人发牢骚)。
功率电平和电压电平之间可用下面公式来换算:Pm=Pv+10Lg(600/Z)(dBm) , 式中的Pv=20Lg(U/0.775)(dB)功率电平Pm的计量单位是(dBm),电压电平Pv的计量单位是(dB)当阻抗Z=600Ω时,10Lg(600/Z)=0 ,此时Pm=Pv ,即功率电平与电压电平相等。
当Z≠600Ω时,即使是同一功率,用功率电平表来测,读数是Pm ,用电压电平表来测却是Pv,两者读数是不相等的。
看下表更直观一些。
功率 1mW 1mw 1mW 1mW 阻抗600Ω300Ω75Ω50Ω电压 0.775V 0.548V 0.274V 0.224V功率电平读数 0dBm 0dBm 0dBm 0dBm电压电平读数0dB -3dB -6dB -10.79dB我们国内现在使用的测量仪器中,有以一毫功率为0电平刻度的功率电平表,也有以电压0.775V为0电平刻度的电压电平表,我们在使用这些测量仪器时,要留心这一点,否则,出现了测量差错,还要埋怨被测机器性能不好。
对于同样是以0.775V为0dB来刻度的电压电平表,在测量时(比如,测量天线的灵敏度、天线的增益、接收机的灵敏度)还要注意仪器的测量端子与被测设备、电路端口的阻抗匹配,否则会产生反射损耗,引起测量误差。
这些测量仪器的面板上或档位上常常标有600Ω、300Ω、150Ω、75Ω、50Ω的不同阻抗,这是提供在阻抗匹配的条件下作终端测量时用的,其仪表面板的读数都是电压电平。
在有线通信系统和设备常常采用600欧的输入/输出端口,无线通信系统和设备的平衡输入/输出端口常常采用300欧的阻抗,电视、图像、视频系统的输入/输出端口常常采用75欧的阻抗,无线通信系统和设备的射频不平衡输入/输出端口往往采用50欧的标准阻抗。