Μάθετε για το ντεσιμπέλ και τις παραλλαγές του στο πλαίσιο του σχεδιασμού RF και των δοκιμών.
Η τεχνολογία ραδιοσυχνοτήτων, όπως όλες οι επιστημονικές επιστήμες και οι επιμέρους κλάδοι, περιλαμβάνει αρκετά εξειδικευμένη ορολογία. Μια από τις πιο σημαντικές λέξεις που θα χρειαστείτε όταν εργάζεστε στον κόσμο της RF είναι "dB" (και μερικές παραλλαγές αυτής). Εάν γίνεστε βαθιά εδραιωμένοι σε ένα έργο RF, μπορεί να διαπιστώσετε ότι η λέξη "dB" γίνεται εξοικειωμένη με εσάς ως το δικό σας όνομα.

Όπως ίσως γνωρίζετε, το dB σημαίνει ντεσιμπέλ. Είναι μια λογαριθμική μονάδα που παρέχει ένα βολικό τρόπο αναφοράς σε αναλογίες, όπως η αναλογία μεταξύ των μεγεθών ενός σήματος εισόδου και ενός σήματος εξόδου.

Δεν θα καλύψουμε τις γενικές λεπτομέρειες των ντεσιμπέλ, επειδή είναι ήδη διαθέσιμες σε αυτή τη σελίδα του βιβλίου AAC Electric Circuits. Αντ 'αυτού, θα επικεντρωθούμε σε πρακτικές πτυχές του ντεσιμπέλ στο συγκεκριμένο πλαίσιο των συστημάτων RF.

Σχετική, όχι Απόλυτη
Είναι εύκολο να ξεχνάμε ότι το dB είναι μια σχετική μονάδα. Δεν μπορείτε να πείτε: "Η ισχύς εξόδου είναι 10 dB."

Η τάση είναι μια απόλυτη μέτρηση, διότι πάντα μιλάμε για δυνητική διαφορά, δηλαδή για τη διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων. συνήθως αναφερόμαστε στο δυναμικό ενός κόμβου σε σχέση με έναν κόμβο γείωσης 0 V. Το ρεύμα είναι επίσης μια απόλυτη μέτρηση επειδή η μονάδα (αμπέρ) περιλαμβάνει μια συγκεκριμένη ποσότητα φορτίου σε σχέση με ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Αντίθετα, το dB είναι μια μονάδα που περιλαμβάνει τον λογάριθμο ενός λόγου μεταξύ δύο αριθμών. Ένα απλό παράδειγμα είναι το κέρδος ενισχυτή: Εάν η ισχύς του σήματος εισόδου είναι 1 W και η ισχύς του σήματος εξόδου είναι 5 W, έχουμε μια αναλογία 5:

Επομένως, αυτός ο ενισχυτής παρέχει 7 dB κέρδους ισχύος, δηλαδή ο λόγος μεταξύ της ισχύος σήματος εξόδου και της έντασης του σήματος εισόδου μπορεί να εκφράζεται ως 7 dB.

Γιατί dB;
Θα ήταν ασφαλώς δυνατή η σχεδίαση και δοκιμή συστημάτων RF χωρίς τη χρήση dB, αλλά στην πράξη οι dB είναι παντού. Ένα πλεονέκτημα είναι ότι η κλίμακα dB μας επιτρέπει να εκφράζουμε πολύ μεγάλους λόγους χωρίς να χρησιμοποιούμε πολύ μεγάλους αριθμούς: ένα κέρδος ισχύος του 1,000,000 είναι μόνο το 60 dB. Επίσης, το συνολικό κέρδος ή απώλεια μιας αλυσίδας σήματος υπολογίζεται εύκολα στον τομέα dB, διότι τα επιμέρους στοιχεία dB προστίθενται απλά (ενώ ο πολλαπλασιασμός θα ήταν απαραίτητος εάν εργαζόμασταν με συνήθεις αναλογίες).

Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι κάτι που γνωρίζουμε από την εμπειρία μας με τα φίλτρα. Τα συστήματα RF περιστρέφονται γύρω από τις συχνότητες και τους διάφορους τρόπους με τους οποίους οι συχνότητες παράγονται, ελέγχονται ή επηρεάζονται από στοιχεία και στοιχεία παρασιτικού κυκλώματος. Η κλίμακα dB είναι βολική σε ένα τέτοιο πλαίσιο, επειδή τα γραφήματα απόκρισης συχνότητας είναι διαισθητικά και οπτικά ενημερωτικά όταν ο άξονας συχνότητας χρησιμοποιεί λογαριθμική κλίμακα και ο άξονας εύρους χρησιμοποιεί μια κλίμακα dB.

Μια γραφική παράσταση Bode που δείχνει την απόκριση μεγέθους διαφορετικών φίλτρων διέλευσης ζώνης. Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του AnalogDialogue.

Όταν το dB είναι απόλυτο
Έχουμε διαπιστώσει ότι το dB είναι ένας λόγος και έτσι δεν μπορεί να περιγράψει την απόλυτη ισχύ ή πλάτος ενός σήματος. Ωστόσο, θα ήταν δύσκολο να αλλάζουμε συνεχώς πέρα δώθε μεταξύ των τιμών dB και non-dB, και ίσως γι 'αυτό οι μηχανικοί RF ανέπτυξαν τη μονάδα dBm.

Μπορούμε να αποφύγουμε το πρόβλημα "μόνο των λόγων" δημιουργώντας απλά μια νέα μονάδα που πάντα περιλαμβάνει μια τιμή αναφοράς. Στην περίπτωση του dBm, η τιμή αναφοράς είναι 1 mW. Έτσι, εάν έχουμε ένα σήμα 5 mW και θέλουμε να παραμείνουμε εντός του πεδίου του dB, μπορούμε να περιγράψουμε αυτό το σήμα σαν να έχει ισχύ 7 dBm:

Σίγουρα θέλετε να εξοικειωθείτε με την έννοια του dBm. Αυτή είναι μια τυπική μονάδα που χρησιμοποιείται στην ανάπτυξη συστημάτων RF πραγματικού βίου και είναι πολύ βολικό όταν, για παράδειγμα, υπολογίζετε έναν προϋπολογισμό ζεύξης, επειδή τα κέρδη και οι απώλειες που εκφράζονται σε dB μπορούν απλά να προστεθούν ή να αφαιρεθούν από την ισχύ εξόδου που εκφράζεται σε dBm.

Υπάρχει επίσης μονάδα dBW. αυτό χρησιμοποιεί το 1 W για την τιμή αναφοράς αντί για το 1 mW. Σήμερα οι περισσότεροι μηχανικοί RF εργάζονται με σχετικά χαμηλής ισχύος συστήματα και αυτό εξηγεί πιθανώς γιατί το dBm είναι πιο κοινό.

Περισσότερες παραλλαγές dB
Δύο άλλες μονάδες βασισμένες σε dB είναι dBc και dBi.

Αντί μιας σταθερής τιμής όπως το 1 mW, το dBc χρησιμοποιεί την ισχύ του σήματος φορέα ως αναφορά. Για παράδειγμα, ο θόρυβος φάσης (που αναφέρεται στη σελίδα 2 του παρόντος κεφαλαίου) αναφέρεται σε μονάδες dBc / Hz. το πρώτο μέρος της μονάδας δείχνει ότι η ισχύς θορύβου φάσης σε συγκεκριμένη συχνότητα μετράται σε σχέση με την ισχύ του φορέα (στην περίπτωση αυτή ο "φορέας" αναφέρεται στην ισχύ του σήματος στην ονομαστική συχνότητα).

Μια εξιδανικευμένη κεραία σημειακής πηγής δέχεται μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας από το κύκλωμα πομπού και την ακτινοβολεί εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτές οι "ισοτροπικές" κεραίες θεωρούνται ότι έχουν μηδενικό κέρδος και μηδενική απώλεια.

Άλλες κεραίες, ωστόσο, μπορούν να σχεδιαστούν για να συγκεντρωθούν η ακτινοβολούμενη ενέργεια σε ορισμένες κατευθύνσεις, και με αυτή την έννοια μια κεραία μπορεί να έχει "κέρδος". Η κεραία δεν προσθέτει στην πραγματικότητα την ισχύ του σήματος, αλλά αυξάνει αποτελεσματικά τη μεταδιδόμενη ισχύ συγκεντρώνοντας την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σύμφωνα με τον προσανατολισμό του συστήματος επικοινωνίας (προφανώς αυτό είναι πιο πρακτικό όταν ο σχεδιαστής της κεραίας γνωρίζει τη χωρική σχέση μεταξύ του πομπού και του δέκτη).

Η μονάδα dBi επιτρέπει στους κατασκευαστές κεραιών να καθορίσουν ένα σχήμα "κέρδους" το οποίο χρησιμοποιεί τη δημοφιλέστερη κλίμακα dB. Όπως πάντα, χρειαζόμαστε μια αναλογία όταν δουλεύουμε με το dB, και στην περίπτωση του dBi, το κέρδος της κεραίας δίνεται αναφορικά με το κέρδος μιας ισοτροπικής κεραίας.

Ορισμένες κεραίες (όπως εκείνες που συνοδεύονται από ένα παραβολικό πιάτο) έχουν σημαντικά κέρδη και επομένως μπορούν να συμβάλλουν μη κερδοσκοπικά στο εύρος ή την απόδοση ενός συστήματος RF.

Χαρακτηριστικά
Η κλίμακα dB είναι μια μέθοδος έκφρασης των αναλογιών μεταξύ δύο ποσοτήτων. Είναι βολικό και χρησιμοποιείται ευρέως στο πλαίσιο του σχεδιασμού RF και των δοκιμών.
Αν και οι αριθμοί dB είναι εγγενώς σχετικοί, οι απόλυτες ποσότητες μπορούν να εκφράζονται μέσω της κλίμακας dB χρησιμοποιώντας μονάδες που ενσωματώνουν μια τυποποιημένη τιμή αναφοράς.
Η πιο κοινή μονάδα απόλυτης dB είναι dBm. μεταδίδει τη δύναμη dB ενός σήματος σε σχέση με το 1 mW.
Η μονάδα dBc εκφράζει την ισχύ σε σχέση με την ισχύ ενός σχετικού σήματος.
Η μονάδα dBi εκφράζει το κέρδος μιας κεραίας σε σχέση με την απόκριση μιας εξιδανικευμένης κεραίας σημειακής πηγής.

Εάν θέλετε να δημιουργήσετε έναν ραδιοφωνικό σταθμό, ενισχύστε τον πομπό ραδιοφώνου FM ή χρειάζεστε άλλο Εξοπλισμός FM, Παρακαλώ μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας: [προστασία μέσω email].

Προηγούμενο:Τι χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει το κέρδος;

επόμενο:Γνωρίζετε τους Απόλυτους Κλίμακες dB

Αφήστε μήνυμα

Λίστα μηνυμάτων

Σχόλια Loading ...