關(guān)于dB相對(duì)度量參數(shù)的由來、意義,可以參考《dB相對(duì)度量參數(shù)——入門篇》,本篇解析“為什么3dB是半功率點(diǎn)”、“典型dB值”、“關(guān)于dBi,dBd,dBc,dBFs”——
為什么3dB是半功率點(diǎn)
我們經(jīng)常聽到,+3dB表示信號(hào)增大為兩倍,-3dB表示信號(hào)衰減為1/2,其推導(dǎo)是這么來的——
首先deciBel=10log10[P(out)/P(in)]=10lg[P(out)/P(in)];
(log在數(shù)學(xué)上可以簡(jiǎn)寫為lg)
如果P(out)為P(in)的2倍,則:10log10[P(out)/P(in)]=10lg2=3dB;
(lg2 = 0.30102)
如果P(out)為P(in)的1/2倍,則:10log10[P(out)/P(in)]=10lg(1/2)= -3dB;(lg0.5 = -0.30102)
這里我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)很巧妙的地方,用±3dB可以用來表示增大或衰減2倍,這里面得益于log函數(shù)的曲線特性,這種特性得以讓x與1/x可以得到一個(gè)+y與-y,由此映射到dB上會(huì)呈現(xiàn)出對(duì)稱性的±dB為增大或縮減倍數(shù)。
典型的dB值
1.典型值:10dB,+10dB表示功率增大為10倍,-10dB表示功率減小為1/10倍,公式推導(dǎo)為:
10lg(10) = 10dB;10lg(1/10) = -10dB
2.典型值:0dB,表示輸出與輸入信號(hào)一樣大;
3.典型值:30dBm;30dBm --> 10lg1000 -->1W -->0dBW
4.典型值:0dBm;0dBm -->10lg1 --> 1mW --> -30dBW
有這么一個(gè)口訣“30是基準(zhǔn),等于1W整;+3dB乘2,+10dB乘10;-3dB除2,-10dB除10”,
但這里面必須注意,dBm標(biāo)識(shí)的是絕對(duì)值,而dB標(biāo)識(shí)的才是相對(duì)值;因此,dB與dB之間的相加減意味著信號(hào)的放大縮小;而dBm和dBm之間相加減則是功率的相乘除,沒有實(shí)際的物理意義。
舉例如下:
0dBm + 3dBm = 1mW + 2mW = 3mW = 4.7dBm ≠ 3dBm;
但是,
0dBm +3dB = 1mW x 2 = 2mW = 3dBm
使用典型值,我們也可以進(jìn)行快速換算,如:
54dBm = 30dBm + 10db + 10db + 10db - 3dB -3dB = 1W x 10 x 10 x 10 x 0.5 x 0.5 =250W
關(guān)于dBi,dBd,dBc,dBFs
dBi = Decibels Isotropic
dBd = Decibels Dipole
dBc = Decibels Carrier
dBFS = Decibels Relative to Full-Scale
dBi和dBd都是標(biāo)識(shí)功率增益的相對(duì)值,但dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線(isotropic antenna),而dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子天線(dipole antenna),一般認(rèn)為,表示同一個(gè)增益時(shí),用dBi表示出來比用dBd表示出來的要大2.15;
dBc表示載波功率相對(duì)值,可以度量干擾(同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾)以及耦合、雜散等信號(hào)相對(duì)量值,在采用dBc的場(chǎng)景,原則上也可以用dB替代;
dBFS中,F(xiàn)S是滿調(diào)幅的意思,dBFS通常用于數(shù)字格式中的信號(hào)度量,最大的數(shù)字就是0,代表所有的二進(jìn)制比特位都是1,因此dBFS原則上只會(huì)是負(fù)的。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:dB相對(duì)度量參數(shù)——進(jìn)階篇
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