很多朋友对于您知道分贝术语吗:射频工程师分贝(dB) 指南和不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
您可能知道,dB 代表分贝。它是一种对数单位,提供了一种方便的方式来引用比率,例如输入信号和输出信号的幅度之间的比率。
我们不会介绍分贝的一般细节。相反,我们将重点关注分贝(dB) 在射频系统特定环境中的实际应用。
相对而非绝对
人们很容易忘记dB 是一个相对单位。你不能说“输出功率是10 dB”。
电压是一个绝对的测量单位,因为我们总是说电位差,即两点之间的电位差;通常,我们指的是相对于0 V 接地节点的节点电位。电流也是绝对测量单位,因为单位(安培)与特定时间内的特定电荷量相关。相反,dB 是一个涉及两个数字之比的对数的单位。一个简单的例子是放大器增益:如果输入信号的功率为1 W,输出信号的功率为5 W,则比率为5:
因此,该放大器提供了7 dB的功率增益——即输出信号强度与输入信号强度之间的比率可以表示为7 dB。
为什么要用dB?
当然可以不使用dB 来设计和测试RF 系统,但dB 在实际工程应用中无处不在。一个优点是dB 标度允许我们表达非常大的比率,而无需使用非常大的数字:例如1,000,000 的功率增益仅为60 dB。同样,信号链的总增益或损耗很容易在dB 域中计算,因为各个dB 数只是简单地相加在一起(而不是使用普通十进制比率数相乘)。
另一个优点是我们从过滤器的经验中熟悉的。 RF(射频)系统涵盖了组件和寄生电路元件生成、控制或影响频率的各种方式。在这种情况下,dB 刻度很方便,因为当频率轴使用对数刻度且幅度轴使用dB 刻度时,频率响应图清晰直观。
波特图显示不同带通滤波器的幅度响应。图片由AnalogDialogue 提供
当dB为绝对值时
我们已经确定dB 是一个比率,因此不能描述信号的绝对功率或幅度。然而,不断地在dB 和非dB 值之间来回切换很尴尬,这也许就是RF 工程师也经常采用dBm 单位的原因。
我们可以通过简单地创建一个始终包含参考值的新单位来避免“仅比率”应用程序问题。在dBm 的情况下,该参考值为1 mW。因此,如果我们有一个5 mW 信号并且希望保持在RF 工程师熟悉的dB 范围内,我们可以将该信号描述为具有7 dBm 的功率:
您绝对应该熟悉dBm 的概念,因为这是现实生活中射频系统开发中使用的标准单位。例如,在计算链路预算时非常方便,因为以dB 表示的增益和损耗可以简单地与通过加上或减去以dBm 表示的输出功率获得。
还有一个dBW 单位。它使用1 W 作为参考值,而不是1 mW。如今,大多数射频工程师正在设计和使用功率相对较低的射频系统,这可以解释为什么dBm 更为常见。
更多dB的变体单位
另外两个基于dB 的单位是dBc 和dBi。
dBc 使用载波信号的强度作为参考,而不是固定值(例如1 mW)。例如,相位噪声以dBc/Hz 为单位报告:该单位的第一部分表示正在测量特定频率上相对于载波功率的相位噪声功率(在这种情况下,“载波”是指信号)标称频率下的强度)。
理想的点源天线从发射器电路接收一定量的能量并将其均匀地向各个方向辐射。这些“各向同性”天线据说具有零增益和零损耗。
然而,其他天线可以设计成将辐射能量集中在某些方向上,从这个意义上说,天线可以具有“增益”。天线实际上并不给信号增加功率,但它通过集中电磁辐射有效地增加了发射功率。取决于通信系统的方向(显然,当天线设计者知道发射器和接收器之间的空间对应关系时,这更实用)。
图片由蒂莫西·特拉克尔拍摄。在这里你可以看到辐射能量的不均匀分布
dBi 单位允许天线制造商使用流行的dB 标度指定“增益”数。与往常一样,在使用dB 时,我们需要一个比率;在dBi 的情况下,天线增益以各向同性天线的增益形式给出。
某些天线(例如带有抛物面天线的天线)具有显着的增益,因此它们可以对射频系统的覆盖范围或性能做出重大贡献。
总结
1. dB 标度是一种表达两个量之比的方法。它方便且广泛应用于射频设计和测试环境。
2.虽然dB值本质上是相对的,但可以使用标有标准参考值的单位在dB标度上表达绝对量。
3. 最常见的绝对dB 单位是dBm。它传送的相对信号的dB 功率约为1 mW。
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用户评论
青山暮雪
刚接触射频领域,之前对分贝的概念一直模糊不清,这篇博文解释得很详细和清晰!终于明白 dB 是如何用来衡量信号强度的了,非常感谢作者的分享!
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高冷低能儿
这篇文章很有用!分贝这个术语在RF工程中确实是常见的。作者把dB与相对功率、电压、电流等的关系都解释了清楚,感觉比教科书里写的更直观易懂!
有7位网友表示赞同!
野兽之美
我做信号处理的,对 dB 有一定的了解,但这篇指南涵盖的面比较宽泛,从 dB 的定义到一些实际应用场景都有介绍,挺不错的入门教程。
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無極卍盜
讲真这东西真的很难理解。像我这种没有RF基础的人看完还一头雾水…
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孤者何惧
分贝(dB)确实是很重要的概念,特别是对于我们这些从事无线通信工程的人来说更是如此。这本书涵盖了 dB 的定义、计算方法以及在不同应用场景下的使用方法,非常有帮助!
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她的风骚姿势我学不来
我觉得作者写的有点太简单了,对RF工程师来说反而没那么有参考价值吧,毕竟一些高级的dB分析技巧就没提过。
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陌然淺笑
文章虽然解释得很详细,但我还是想进一步探索 dB 的应用案例,像是放大电路设计或调制解调技术中是如何运用到 dB 的呢?
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﹎℡默默的爱
射频工程师要掌握 dB 知识真的很重要这一点赞同!希望看到一些更具体的例子和实践技巧分享,例如如何使用 dB 进行滤波器设计。
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陌上蔷薇
感觉这篇文章还是比较适合入门学习的小伙伴们,对于已经对 dB 有了解的电工来说可能有些重复信息。
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巷口酒肆
射频通信就是这么酷!希望以后能学到更多关于 dB 的知识,就像这篇博文一样深入浅出。
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虚伪了的真心
其实分贝用在很多领域啊,不仅仅是射频工程,比如声学和光学也经常用到 dB 来表示功率或幅度。
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志平
作者解释dB如何计算真的很清晰,感觉比书本里学的要容易懂!
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。婞褔vīp
对于刚刚接触 RF 工程的新手来说,这篇指南真是太棒了!终于明白 dB 到底是什么意思啦!
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赋流云
希望以后还有更多实用的 RF 指南分享,比如如何进行 RF 设计和测试的技巧等等。
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有你,很幸福
写得真好!希望能再详细一些关于dB的表格,比如不同dB值对应功率的变化等等。
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别留遗憾
对分贝的了解真是非常基础性的知识啊,这篇博文让我感觉自己还有很多东西需要学习!
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