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功率和dB的关系

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贺信|  楼主 | 2009-7-22 10:26 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
db是个无单位相对概念,某个量值的对数表示。 
dB的引入是为了把乘除关系变换为加减,便于工程中的运算。
功率和dB的关系应该如下:
1.dB的引入是为了把乘除关系变换为加减,便于工程中的运算。
2.[dB] = 10lg(输出功率W/输入功率W)。如:输入功率为1W而输出功率为1000W,
则系统的增益为10lg(1000/1)=30dB。
3.通信中为了表示一个输出功率的绝对值,则引入了dBm。dBm表示相对于1mW输入功率的
系统增益。如果系统的输出功率为1W,换算为dBm则为:
1W=10lg(1W/1mW) = 10lg(1000) = 30 dBm.

dB 是一个纯计数单位,在工程中有不同的定义方式(仅仅是看上去不同)。对于功率,dB = 10*log()。对于电压或电流,dB = 20*log()。
dB的意义其实再简单不过了,就是把一个很大(后面跟一长串0的)或者很小(前面有一长串0的)的数比较简短地表示出来。如(此处以功率为例):

100000 = 10*log(10^5) = 50 dB

0.000000000000001 = 10*log(10^-15) = -150 dB

dBm 定义的是 miliwatt。 0 dBm = 10log(1) mW = 1 mW; 

dBw 定义 watt。 0 dBw = 10log1 W = 10*log(1000) mw = 30 dBm。

dB在缺省情况下总是定义功率单位,以 10*log 为计。当然某些情况下可以用信号强度(Amplitude)来描述功和功率,这时候就用 20log 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 dBmV 的表达。

在dB,dBm,dBw计算中,要注意基本概念。比如前面说的 0dBw = 10log1W = 10log1000mw = 30dBm;又比如,用一个dBm 减另外一个dBm时,得到的结果是dB。如:30dBm - 0dBm = 30dB。

dBm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。 

dB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)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。

一般来讲,在工程中,dB和dB之间只有加减,没有乘除。而用得最多的是减法:dBm 减 dBm 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(SNR)。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘。

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