dB (Decibel)는 RF 분야에서 가장 중요하고 자주 사용되는 스케일이지만, 막 소개 된 사람에게는 이해하기 어렵고 혼란 스럽습니다.

불행히도,이 중요한 규모를 완전히 이해할 수 없다면, RF 원정대를 옮기는 데 엄청난 어려움이있을 것입니다.

dB, dBm, dBc, dBW, dBmW, 와트, 밀리 와트, 볼트, 밀리 볼트 등을 혼합하는 게인, 전압 및 전력에 대한 숫자를 처리하려면 종종 선형 값과 데시벨 값 사이에서 앞뒤로 변환해야합니다.

나는 dB 이해의 중요성을 무시한 많은 젊은 RF 동료들을 보았고 결국 RF 분야에서 더 나아가고 싶다면이 간단한 용어를 잘 알아야한다는 것을 깨달았습니다.

이 간단한 자습서는 데시벨 작업과 선형 값 작업의 차이점을 명확하게 설명합니다.

대수 기본
데시벨을 사용하려면 대수를 다루는 것이 필요하며 이는 최소한의 수학 지식입니다.

따라서 dB에 대해 이야기하기 전에 로그에 대해 논의해야합니다.

중학교에서 배운이 간단한 수학부터 시작합시다.

사람들은 숫자를 더하고 뺄 때 실수를 적게하는 경향이 있으므로 대수의 장점이 분명합니다.

이제 base = 10 로그 테이블 당 다음을 검토하겠습니다.

10을 3의 거듭 제곱으로 올림은 1,000과 같으므로 밑이 10 인 로그 1,000은 3입니다 (log10 (1,000) = 3).

이것은 로그의 기본 법칙입니다.

a = 10이면 간단히 log (c) = b, log (100) = 2, log (1,000) = 3 등으로 쓸 수 있습니다.

이제 예를 들어 봅시다 :

다음과 같이 간단한 수신기를 설계하고 있습니다.

쉬운 비교를 위해 먼저 선형 값으로 작업하고 모든 게인 / 손실은 '전압'과 관련이 있습니다.

* 안테나 이득 : 5.7
* 저잡음 증폭기 (LNA) 이득 : 7.5
* 믹서 게인 : 4.6
* IF 필터 게인 / 손실 : 0.43
*IF 증폭기 이득 : 12.8
* 복조기 이득 : 8.7
* 오디오 앰프 게인 : 35.6

안테나에서 마지막 스테이지 오디오 앰프 출력까지 선형 값의 총 게인은 다음과 같습니다.

이러한 숫자를 기억하기는 매우 어렵지만 불행히도 RF 필드에서 많은 숫자를 처리해야합니다. 따라서 우리는 그것들을 다루기 쉬운 방법을 찾아야합니다.

이제 동일한 수신기를 사용하여 더 쉬운 경로를 사용하겠습니다. 선형 값을 사용하는 대신이 값을 로그로 전송합니다.

* 안테나 이득 : 5.7 (로그 5.7 = 0.76)
* 저잡음 증폭기 이득 : 7.5 (로그 7.5 = 0.88)
* 믹서 게인 : 4.6 (로그 4.6 = 0.66)
* IF 필터 이득 / 손실 : 0.43 (로그 0.43 = -0.37)
*IF 증폭기 이득 : 12.8 (로그 12.8 = 1.11)
* 복조기 이득 : 8.7 (로그 8.7 = 0.94)
* 오디오 증폭기 이득 : 35.6 (로그 35.6 = 1.55)
* 총 이득 : 335,229.03 (로그 335,229.03 = 5.53)

선형 값의 총 게인 335,229.03은 로그로 전송 된 경우 5.53과 같습니다.

곱셈을 사용하는 대신, 더 작은 값과 짧은 값으로 로그로 먼저 전송 한 후 개별 게인을 더하여 총 게인을 얻을 수 있습니다. 계산하고 기억하기가 쉽지 않습니까?

당신이별로 좋아하지 않을 수있는 유일한 문제는 로그 계산에 익숙해 져야한다는 것입니다.

RF 분야에서 일하는 것이 정말로 진지한 경우 절대 사용하지 마십시오.

사실, 1 년 또는 2 년 동안 RF 분야에서 일한 후에는 더 이상 선형 값을 사용하지 않을 것입니다.

당신이 사용할 유일한 것은 'dB'입니다.

dB 기본
RF 프로젝트에서 작업 할 때마다 사용할 유용한 용어 인 'dB'를 계속 사용합시다.

dB 단위의 전압 이득 :
전압 게인과 전력 게인에 대해 별도로 이야기하고 그것들이 같은지 확인하기 위해 함께 모아야합니다.

먼저 전압 게인부터 시작하겠습니다 :

데시벨 (dB)은 두 전압 레벨 Vout / Vin (즉, 전압 이득, 다시 말해서) 사이의 비율의 기본 20 로그의 10 배로 정의됩니다.

따라서 1보다 큰 모든 이득은 양의 데시벨 (> 0)로 표시되고 1 미만의 이득은 음의 데시벨 (<0)로 표시됩니다.

이전 수신기 예제의 dB 게인을 찾아 봅시다.

*안테나 이득 : 5.7 (20log 5.7 = 15.1)
* 저잡음 증폭기 이득 : 7.5 (20log 7.5 = 17.5)
* 믹서 게인 : 4.6 (20log 4.6 = 13.3)
* IF 필터 이득 / 손실 : 0.43 (20log 0.43 = -7.3)
* IF 증폭기 이득 : 12.8 (20log 12.8 = 22.1)
*복조기 이득 : 8.7 (20log 8.7 = 18.8)
* 오디오 증폭기 이득 : 35.6 (20log 35.6 = 31.0)
* 총 이득 : 3.35229E + 05 (20log (3.35229E + 05) = 110.5)

다시, 개별 게인을 더하여 총 게인을 dB 단위로 얻을 수 있습니다.

dB 단위의 전력 이득 :

dB 단위의 전력 이득에 대해 이야기하기 전에 전압과 전력의 관계를 알아야합니다.

우리 모두는 저항 부하 R 옴에 적용된 사인파 V 볼트에 대해,

대부분의 RF 회로는 소스 및로드 임피던스로 50 옴을 사용하므로 저항의 전압이 7.07V (rms)이면

따라서 전력 이득은 전압 이득의 제곱에 비례합니다. 예를 들어 전압 이득이 5 인 경우 전력 이득은 25 등이됩니다.

전력 게인을 dB 단위로 정의 할 수 있습니다.

데시벨 (dB)은 10 개의 전력 레벨 Pout / Pin (즉, 전력 이득, 다시 말해서) 사이의 비율의 기본 10 로그의 XNUMX 배로 정의된다.

전압 게인과 전력 게인 사이의 dB 값과 혼동됩니까? 계속 읽으면 문제가 해결 될 것입니다.

이전 예제를 다시 살펴 보도록하겠습니다.

* 안테나 이득 : 5.7
* 저잡음 증폭기 (LNA) 이득 : 7.5
* 믹서 게인 : 4.6
* IF 필터 게인 / 손실 : 0.43
*IF 증폭기 이득 : 12.8
* 복조기 이득 : 8.7
* 오디오 앰프 게인 : 35.6

모든 게인 / 손실은 '전압'과 관련이 있습니다. 안테나 전압의 선형 값은 다시 5.7 (15.1dB)이며 전력 이득은 다음과 같습니다.

!! 전압 게인은 dB의 전력 게인과 정확히 동일합니다.

따라서 모든 선형 게인 / 손실이 '파워'로 전송되어이 예제를 다시 작성할 수 있습니다.

* 안테나 이득 : 32.49 (15.1dB)
* 저잡음 증폭기 이득 : 56.25 (17.5dB)
* 믹서 게인 : 21.16 (13.3dB)
* IF 필터 이득 / 손실 : 0.18 (-7.3dB)
* IF 증폭기 이득 : 163.84 (22.1dB)
* 복조기 이득 : 75.69 (18.8dB)
* 오디오 앰프 이득 : 1267.36 (31.0dB)
* 총 이득 : 1.12379E + 11 (110.5dB)

그러나 전압 게인을 사용할 수있는 유일한 이유는 오실로스코프를 사용하여 전압을 쉽게 측정 할 수 있기 때문이지만 무선 주파수가 500MHz보다 높으면 전압을 측정하는 것은 비현실적입니다.

오실로스코프를 사용하여 무선 주파수를 측정하면 정확도 문제가 발생할 수 있습니다.

나는 오실로스코프가 유용하지 않다고 말하는 것이 아니라, 단지 이러한 이유가 없다면 오실로스코프를 사용하여 RF 전압을 측정하지 않는다고 말했다.

시간의 90 % 이상, 스펙트럼 분석기를 사용하여 RF 신호를 측정합니다.

이것은 다른 게시물의 주제입니다.

데이터 시트에 표시되는 게인 값은 전압 게인 또는 선형 값이 아니라 항상 dB 단위의 전력 게인과 관련이 있습니다.

이 기사를 간단한 예제로 요약 해 보겠습니다.

15dB의 이득을 가진 증폭기 :

15dB 이후 = 10log (Pout / Pin)
선형 값의 전력 이득은 다음과 같습니다.

Pout / Pin = 10 (15/10) = 31.62
그리고 15 dB 이후 = 20log (Vout / Vin)
선형 값의 전압 이득은 다음과 같습니다.

Vout / Vin = 10 (15/20) = 5.62
그리고 5.622 = 31.62

이 기사에서 무언가를 배웠기를 바랍니다. 내가 이미 언급 한 모든 것을 이미 잘 알고 있다면, 축하합니다. RF 분야에 대한 올바른 길을 가고 있습니다.

이 기사를 두 번 읽은 후에도 여전히 혼란스러워하는 경우 걱정하지 마십시오. 혼자가 아니고 심호흡을하고 단계별로 다시 읽거나 더 많은 기사를 읽은 후 다시 오십시오. 이 블로그.

조만간 어려움없이 'dB'를 마스터하게됩니다.

다음은 도움이 될만한 몇 가지 이미지입니다.