dBu,dBm
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电压的基本概念:1、电压的基本概念电压一般用伏、毫伏表示,在音频设备中还经常看到有dBu和dBV这个单位,他们具体是多少呢?(1)dB是国标符号,dB是英文decibel或decimal Bel的缩写,意思是分贝;由于功率P=I^2R=U^2/R,所以电路中电压或电流的增减量,同样可以用分贝表示,在电路的同一点或电路阻抗相同的情况下测量分贝值,则有:分贝值=20lg U2/U1=20lg I2/I1(2)相对电平与绝对电平由于分贝是比值的对数,只表示倍率,所以称为相对电平。
如果要使每一个分贝值都能明确的表示出与之对应的功率或电压的具体数值,须规定一个基准,即零分贝的电压或功率的基准值,这样,某个功率值和基准值之比的对数值称为绝对电平。
(3)功率电平LP功率电平(power level)的定义是:某一功率P与一基准功率Pr相比求常用对数乘以10表示的值为功率P的功率电平,即LP=10lg P/ Pr(dB)在电声工程领域内,基准功率Pr通常取为10-3W(1mW),这时功率电平的单位可记为dBm。
从该式我们可以看出,若P=2Pr,那么P和Pr的功率比就是3dB,这就是平常所说的,电声系统的功率增加一倍,换来的声压增加是3dB。
(4)电压电平Lv我们平时表示一个电压可直接用它的电压值,即多少伏特来表示,还可以用电压电平(Lv)来表示。
电压电平(voltage level)的定义是:某一电压U与一基准电压Ur相比求常用对数乘以20表示的值为电压U的电压电平,即Lv=20lg U/Ur(dB)由于基准电压Ur的取值不同,电压电平的常用单位有下列三种:dBm:在一些音频传输、测试中,要求负载阻抗是600Ω以实现阻抗匹配。
在这种特定的600Ω阻抗条件下,由于1mW电功率在600Ω阻抗上的电压可算得为0.775V,所以Ur等于0.775V为基准电压所求得的电压电平值,单位为dBm。
dBu:不考虑阻抗是否为600Ω,以Ur等于0.775V为基准电压时所求得的电压电平值,单位为dBu。
dBw,dBm,dBmv,dBuv换算关系dBw, dBm, dBmv, dBuv换算关系很多专业书籍的范例中都会出现上面几个名词,而往往很多很多时候需要我们进行换算,我就遇到过这种问题不知道家是否清楚dBw, dBm, dBmv, dBuv换算关系今天在这想简单的就我自己的理解介绍一下10Lg(Xmw/1mw)=YdBm0dBm=1mw1mw=0.001w0.001w=V*V/R R为负载阻抗且等于50Ω则:V*V=50×0.001V=√0.05=0.223606V=223606μV=107dBμVdBμV=20Lg(XμV/1μV)即:0dBm=107dBμV换算关系表dBw dBm dB mv dBuVdBw 0 3077 137dBm -30 047 107dBmv -77 -470 60dBuV -137 -107 -60射频电平单位dBW、dBm、dBmV、dBμV的换算关系当需要表示系统中的一个功率(或电压)时,可利用电平来表示。
系统中某一点的电平是指该点的功率(或电压)对某一基准功率(或电压)的分贝比10 lg( P / P0 ) = 20 lg( U / U0 )显然,基准功率(即P=P0)的电平为零。
对同一个功率,选用不同基准功率P0(或电压U0)所得电平数值不同,后面要加上不同的单位。
若以1W为基准功率,功率为P时,对应的电平为10 lg(P/1W),单位记为dBW(分贝瓦)。
例如功率为1W时,电平为0dBW;功率为 100W时,电平为20dBW;功率为100dBW时,对应的电平为10lg(100mW/1W) = 10lg(100/1000) = -10dbW已知系统中某点的电压,也可用dBW来表示该点的电平。
例如某输入端的电压为100mV,则其输入功率P = U^2/Z = 0.1^2 /75 = 1.3 × 10^(-4) W对应的电平为10lg( 1.3 × 10^(-4) / 1 ) = -38.75dbW若以1mW为基准功率时,则功率为P时对应的电平为10lg(P/1mW),单位记为dBmW(分贝毫瓦)。
射频信号强度的单位意义:常用的单位如:uV,mV,dB,dBuV,dBm,dBuV/M等等。
uV 及mV为基本信号电压强度单位1V="1000mV",1mV="1000uV",dB为倍数值的概念。
0dB=1倍,1dB=1.1倍,2dB=1.25倍,3dB=1.4倍,6dB=2倍,10dB=3倍,20dB=10倍,30dB=30倍,40dB=100倍。
例如: 36dBuV= (20+10+6)dBuV = (10*3*2)uV= 60uV86dBuV= (20+20+20+20+6)dBuV = (10*10*10*10*2)uV= 20mVdBm其意义为dBmW。
0dBm即为相当于1mW功率时之信号电压强度。
在射频信号仪表上(V^2/R=P):V*V/50ohm = 1mW,因此0dBm=0.22V= 107dBuV例如:60dBuV=-47dBm=1mV在音频信号仪表上:V*V/600ohm=1mW,因此0dBm=0.775V例如:-8dBV=-6dBm=380mVdBuV/M其意义为某一特定距离所能接收信号源之射频信号强度。
举例如下,FCC规定30-88MHz,3Meters距离之辐射强度需低于40dBuV/M。
概念辨析:dBm, dBi, dBd, dB, dBc, dBuV1、 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。
2、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。
关于dBm,dBV, dBuv, dB, dBf等测量单位之意义说明dB的意义1. dB基本上是一个比例数值,也就是一种倍数的表示单位。
也就是 测试数据 与 参考标准的相对差异表示。
2. 计算上: dB = 10 log (P1/P2)= 20 log (V1 / V2) V1是测试数据,V2是参考标准。
例如 V1数据是 V2的2倍,就是6 dB。
(P代表功率,V 代表电压)3. 至于dB后面那个英文字就是作为参考标准的单位数值。
例如dBV 就是当参考标准V2 = 1V时,所测得的V1数据。
也就是 6 dBV = 2V的意义。
4. 反之,如果V1数值小于V2,那dB数值就变成负数。
也就是说,dB的换算公式(工程人员必须了解的算法)1. 1 dB = 1.1 倍,2 dB = 1.25倍,3 dB = 1.4倍,6 dB = 2 倍,10 dB = 3 倍,20 dB = 10 倍,30 dB = 30 倍。
其它就可以用上述数值换算,并不困难。
(反过来 – 6 dB 就是 1/2 = 0.5)2. 在换算时要把握一个原则,dB数值的相加 等于 倍数的相乘。
例如:40 dB = 20 dB + 20 dB = 10 * 10 = 100 倍例如:56 dB = 20 dB + 30 dB + 6 dB = 10 * 30 * 2 = 600 倍Audio 音频仪表的测量单位-----常见的范例为交流微伏表AC millimeter1.基本测量单位为AC Vrms,即为交流均值电压。
一般为 mV 及 V。
(1 V = 1000 mV)2.表头上一般还有 黑色的dBV 及红色的 dBm两种刻度指示。
(dBV现在已经不常用)3. dBV是以 1V为 0 dB参考标准,dBm(dBmW)则是以 1mW(0.775 V)为 0 dB参考标准。
4. 音频标准阻抗公订为 600 Ohm,因此1 mW相当于 0.775 V(775 mV)。
干货dB、dBm、dBu、dBV、dBSPL、dBVU、dBFS,你都知道吗?也许你会在器材的说明书和文档上,经常会看到诸如:dBSPL、dBu、dBV、dBm、dBVU、dBFS等等和分贝有关的名词。
但遗憾的是,几乎没有这方面的详细说明:它们是谁?它们究竟是什么关系?下面就让我们先来看看分贝究竟是什么。
1、dB(分贝)分贝:通常表示两个声音信号或电力信号在功率或强度方面的相对差别的单位,相当于两个水平的比率的常用对数的十倍。
首先我们根据上面的定义,我们可以得到“分贝是一种单位”,而单位都是用来度量的,用某一种仪器或是一个算式,我们可以得到这个单位的具体数值。
那么分贝用什么测量呢?实践告诉我们峰值表等等可以测量它,只是我们不清楚测量的数据对我们来说具有什么样的意义,这个问题我们需要数学来帮助我们,我们选择用对数。
我们来看看分贝究竟怎样复杂和简单。
声音的响度是指在单位时间内通过指定大小的面积内的能量的总和:响度 = 能量 / (时间*面积)我们知道能量和时间的比就是功率:响度 = 功率 / 面积功率的单位是瓦特,面积我们用平方米,那么响度的单位就是:瓦 / 米^现在我们假设你知道普通人能听见的最小的声音响度是0.000000000001 瓦 / 米^,而让人开始感到痛苦的声音响度是1 瓦 / 米^,那么在这两个数字之间,我们会得到一大堆值,比如0.000792710162 瓦 / 米^,还有0.000006288415 瓦 / 米^等等,试试迅速比较这两个数字,算出它们的差!你能想象我们的峰值表用这种单位做表示吗?科学家们写下了这样的公式:log (0.000792710162) = -3.1log (0.000006288415) = -5.2这个音量差是2.1,后来进行了演化:10 * log (0.000792710162) = -3110 * log (0.000006288415) = -52答案从2.1变成了21,这个'21'就是今天的分贝。
dbuV、dbm、dbw的概念在有线电视技术中我们常常遇到几个信号参数的量值,这几个量值是对数单位---分贝(db)。
用分贝表示是为了便于表达、叙述和运算(变乘除为加减)。
分贝是表征两个功率电平比值的单位,如A=10lgP2/P1=20lgU2/U1=20lgI2/I1。
分贝制单位在电磁场强计量测试中的用法有如下三种:1、表示信号传输系统任意两点间的功率(或电压)的相对大小。
如一个CATV放大器,当其输入电平为70dbμV时,其输出电平为100dbμV,也就是说放大器的输出相对于输入来说相差30db,这30db是放大器的增益。
2、在指定参考电平时可用分贝表示电压或电场强的绝对值,此参考电平通称为0db。
如定义1μV=0dbμV、1mW=0dbm、1mV=0dbmV。
例如,现有一个信号A其电平为3db μV,换算成电压的表示方式为:3=20lgA/1μV、A=2μV,即这个3dbμV的信号电压为2μV。
3、用分贝表示电压或场强的误差大小,如30±3db。
通常db是表征电路损耗、增益的量值;dbmV和dbμV是表征信号的相对电平值,由于1mV=1000μV,所以有0dbmV=60lg10=60dbμV。
例如,信号电平是70dbμV,用db mV表示是70-60=10dbmV;dbm和dbw是表征信号的相对功率值,由于1W=1000mW,所以有0dbW=30lg10=30dbm,例如光功率为9dbm ,换算成功率的单位(瓦)有:9=10lg x,x=7.9mW 。
功率与电平的换算(dbm与dbμV的换算):在很多情况下,我们手里都只有一台场强计,它的量值单位通常是dbμV,但在一些高频功率放大器中往往只给出输出信号的功率值,为此要将功率值换算成电平值,对于50欧阻抗的信号源来说,当其输出功率为1mW(0dbm)时,其端电压输出应为U=50P-E 2×1000000=223606.7978μV,用分贝表示是:20lg223606.7978=107dbμV。
概念辨析:dBm, dBi, dBd, dB, dBc这些都是通信中单位,很多人分不清楚,我现在就将说明并举例如下:1、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。
2、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。
, , , 换算关系很多专业书籍地范例中都会出现上面几个名词,而往往很多很多时候需要我们进行换算,我就遇到过这种问题不知道家是否清楚, , , 换算关系今天在这想简单地就我自己地理解介绍一下(/)====*/为负载阻抗且等于Ω则:*=×=√==μ=μμ=(μ/μ)即:=μ换算关系表射频电平单位、、、μ地换算关系当需要表示系统中地一个功率(或电压)时,可利用电平来表示.系统中某一点地电平是指该点地功率(或电压)对某一基准功率(或电压)地分贝比( ) ( )显然,基准功率(即)地电平为零.对同一个功率,选用不同基准功率(或电压)所得电平数值不同,后面要加上不同地单位.若以为基准功率,功率为时,对应地电平为(),单位记为(分贝瓦).例如功率为时,电平为;功率为时,电平为;功率为时,对应地电平为() ()已知系统中某点地电压,也可用来表示该点地电平.例如某输入端地电压为,则其输入功率^ ^ × ^()对应地电平为( × ^() )若以为基准功率时,则功率为时对应地电平为(),单位记为(分贝毫瓦).例如功率为时,电平为;功率为时,电平为;功率为时,电平为;电压为时,对应地功率^ ^ × ^() × ^()对应地电平为( × ^() )若以作为基准电压,则电压为时对应地电平为(),单位记为(分贝毫伏).例如电压为时,对应地电平为;电压为时,对应地电平为;功率为时,电压( * ) (*^())对应地电平为()若以为基准电压,则电压为时对应地电平为(),单位记为(分贝微伏).例如电压为时,电平为;电压为时,电平为;功率为时,电压× ^()对应地电平为( × ^() )电平地四个单位、、、μ之间有一定地换算关系,表所示左边地原单位变换为上边地新单位时需要增加地数值.利用表可以方便地把电平由一种单位化为另一种单位.例如要把化为其它单位表示,可利用表中最后一行:化为时用第一列数,即用原来地数加得,说明μ相当于;类似地,相当于;相当于.若把化为其它单位,则应用第三行;若把化为其它单位,则应用第二行;若把化为其它单位,则应用第一行等等.(新)(新)(新)μ(新)(原)(原)(原)μ(原)、、、和地计算公式:() (实际功率测量值参考功率值)当电阻值不变时,由^(功率,电压,电阻)得到:()(实际测量电压值,参考电压值)可知:功率增加一倍增益提高,电压增加一倍增益提高.表示标准功率为毫瓦,电压通过欧姆电阻所产生地参考值.由^可得:.地计算公式为:()() ( 欧姆 >)通常用于功率匹配系统(即信号源输出阻抗等于负载输入阻抗,以达到最大输出功率地系统,也称阻抗匹配系统).和在电压匹配系统中(即信号源输出阻抗远远小于负载输入阻抗,通常输出阻抗小于欧姆,输入阻抗大于欧姆,以达到最大输出电压地系统),由于信号源输出阻抗只有负载输入阻抗地几百分之一,已不具有实用性.在电压匹配系统中,信号电平以表示.地计算公式为:() (电压 )在概念上与阻抗没有关系,标准操作电平()为也写作.地计算公式为:() (电压 ).可知.是一个纯计数单位: .地意义其实再简单不过了,就是把一个很大(后面跟一长串地)或者很小(前面有一长串地)地数比较简短地表示出来.如:(多少个了?)定义地是 . ;定义 . .在缺省情况下总是定义功率单位,以为计.当然某些情况下可以用信号强度()来描述功和功率,这时候就用为计.不管是控制领域还是信号处理领域都是这样.比如有时候大家可以看到地表达.在,计算中,要注意基本概念.比如前面说地;又比如,用一个减另外一个时,得到地结果是.如: .一般来讲,在工程中,和之间只有加减,没有乘除.而用得最多地是减法:减实际上是两个功率相除,信号功率和噪声功率相除就是信噪比(). 加实际上是两个功率相乘,这个已经不多见(我只知道在功率谱卷积计算中有这样地应用). 乘是什么,地次方?除了同学们老给我写这样几乎可以和歌德巴赫猜想并驾齐驱地表达式外,我活了这么多年也没见过哪个工程领域玩这个.是功率增益地单位,表示一个相对值.当计算地功率相比于大或小多少个时,可按公式计算.例如:功率比功率大一倍,那么 .也就是说,地功率比地功率大;如果地功率为,地功率为,则可以说,比大;如果天线为,天线为,可以说比小.是一个表示功率绝对值地单位,计算公式为:功率值.例如:如果发射功率为,按单位进行折算后地值应为:;对于地功率,则().。
CA TV中dBm,dBmV和dBμV的转换
引言
有线电视(CATV)系统工作在75环境下。
绝大部分射频实验室配备的标准测试仪器则将50作为标准的接口阻抗。
dBmV和dBμV
绝大部分CATV测量是以电压为参考,以dBmV或dBμV为单位进行测量。
按照标准定义,dBmV是以1mVrms为参考,输出电压(V out)以mVrms为单位进行测量 (EQN1)。
由于EQN1得到的是电压比值,以1mVpp为参考值时它还可以用mVpp为单位测量;或者用其它的电压单位来表示,只要它们采用的单位相同。
从EQN1可以看出dBmV和阻抗无关。
标准定义中,dBμV是以1μVrms为参考,输出电压(V out)以μVrms为单位进行测量(EQN2)。
由于EQN2得到的是电压比值,以1μVpp为参考时它还可以用μVpp为单位测量;或者用其它的电压单位来表示,只要它们采用的单位相同。
从EQN2可以看出dBµV和阻抗无关。
dBm和 dBmV之间的转换
EQN3给出了dBm的定义。
Pout的测量单位是mW,dBm以1mW为参考。
EQN3与负载阻抗有关,如EQN4所示。
大多数射频设备具有50负载和输入阻抗。
而EQN3对于任何负载阻抗而言均正确,包括75
负载。
功率取决于负载阻抗。
EQN4建立了功率与输出电压和负载阻抗之间的关系。
整理各项可得:
求解EQN3,得出Pout,
求解EQN1,得到V out,
将EQN3.1和EQN1.1代入EQN4.1,
用dBm表示dBmV,
当R = 50时,
EQN5.2适用于阻抗为50的测量装置。
当R = 75时,求解EQN5.1得:
EQN5.3适用于阻抗为75的测量设备。
采用同样的方法可以得到dBμV到dBmV之间的关系如下,
表1和表2分别显示了在阻抗为50和75的条件下,dBmV, dBµV和dBm之间的换算关系。