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CATV中dBm,dBmV和dBμV的转换(zhuantie) [复制链接]

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离线dtxy101
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2007-02-01
有线电视(catv)系统工作在75环境下。绝大部分射频实验室配备的标准测试仪器则将50作为标准的接口阻抗。

dbmv和dbµv
绝大部分catv测量是以电压为参考,以dbmv或dbµv为单位进行测量。按照标准定义,dbmv是以1mvrms为参考,输出电压(vout)以mvrms为单位进行测量(eqn1)。由于eqn1得到的是电压比值,以1mvpp为参考值时它还可以用mvpp为单位测量;或者用其它的电压单位来表示,只要它们采用的单位相同。




从eqn1可以看出dbmv和阻抗无关。

标准定义中,dbµv是以1μvrms为参考,输出电压(vout)以µvrms为单位进行测量(eqn2)。由于eqn2得到的是电压比值,以1µvpp为参考时它还可以用µvpp为单位测量;或者用其它的电压单位来表示,只要它们采用的单位相同。



从eqn2可以看出dbµv和阻抗无关。

dbm和 dbmv之间的转换
eqn3给出了dbm的定义。



pout的测量单位是mw,dbm以1mw为参考。eqn3与负载阻抗有关,如eqn4所示。大多数射频设备具有50负载和输入阻抗。而eqn3对于任何负载阻抗而言均正确,包括75负载。

功率取决于负载阻抗。eqn4建立了功率与输出电压和负载阻抗之间的关系。



整理各项可得:



求解eqn3,得出pout,



求解eqn1,得到vout,



将eqn3.1和eqn1.1代入eqn4.1,



用dbm表示dbmv,



当r = 50时,



eqn5.2适用于阻抗为50的测量装置。

当r = 75时,求解eqn5.1得:



eqn5.3适用于阻抗为75的测量设备。

采用同样的方法可以得到dbµv到dbmv之间的关系如下,





表1和表2分别显示了在阻抗为50和75的条件下,dbmv, dbµv和dbm之间的换算关系。

表1. 50阻抗下的功率换算
dbmv dbµv dbm 50 mvrms mw 50
8 68 -38.99 2.51 1.3e-04
9 69 -37.99 2.82 1.6e-04
10 70 -36.99 3.16 2.0e-04
11 71 -35.99 3.55 2.5e-04
12 72 -34.99 3.98 3.2e-04
13 73 -33.99 4.47 4.0e-04
14 74 -32.99 5.01 5.0e-04
15 75 -31.99 5.62 6.3e-04
16 76 -30.99 6.31 8.0e-04
17 77 -29.99 7.08 1.0e-03
18 78 -28.99 7.94 1.3e-03
19 79 -27.99 8.91 1.6e-03
20 80 -26.99 10.00 2.0e-03
21 81 -25.99 11.22 2.5e-03
22 82 -24.99 12.59 3.2e-03
23 83 -23.99 14.13 4.0e-03
24 84 -22.99 15.85 5.0e-03
25 85 -21.99 17.78 6.3e-03
26 86 -20.99 19.95 8.0e-03
27 87 -19.99 22.39 0.010
28 88 -18.99 25.12 0.013
29 89 -17.99 28.18 0.016
30 90 -16.99 31.62 0.020
31 91 -15.99 35.48 0.025
32 92 -14.99 39.81 0.032
33 93 -13.99 44.67 0.040
34 94 -12.99 50.12 0.050
35 95 -11.99 56.23 0.063
36 96 -10.99 63.10 0.080
37 97 -9.99 70.79 0.100
38 98 -8.99 79.43 0.126
39 99 -7.99 89.13 0.159
40 100 -6.99 100.00 0.200
41 101 -5.99 112.20 0.252
42 102 -4.99 125.89 0.317
43 103 -3.99 141.25 0.399
44 104 -2.99 158.49 0.502
45 105 -1.99 177.83 0.632
46 106 -0.99 199.53 0.796
47 107 0.01 223.87 1.002
48 108 1.01 251.19 1.262
49 109 2.01 281.84 1.589
50 110 3.01 316.23 2.000
51 111 4.01 354.81 2.518
52 112 5.01 398.11 3.170
53 113 6.01 446.68 3.991
54 114 7.01 501.19 5.024
55 115 8.01 562.34 6.325
56 116 9.01 630.96 7.962
57 117 10.01 707.95 10.024
58 118 11.01 794.33 12.619
59 119 12.01 891.25 15.887
60 120 13.01 1000.00 20.000
61 121 14.01 1122.02 25.179
62 122 15.01 1258.93 31.698
63 123 16.01 1412.54 39.905
64 124 17.01 1584.89 50.238
65 125 18.01 1778.28 63.246
66 126 19.01 1995.26 79.621
67 127 20.01 2238.72 100.237
68 128 21.01 2511.89 126.191


表2. 75阻抗下的功率换算
dbmv dbµv dbm 75 mvrms mw 75
8 68 -40.75 2.51 8.4e-05
9 69 -39.75 2.82 1.1e-04
10 70 -38.75 3.16 1.3e-04
11 71 -37.75 3.55 1.7e-04
12 72 -36.75 3.98 2.1e-04
13 73 -35.75 4.47 2.7e-04
14 74 -34.75 5.01 3.3e-04
15 75 -33.75 5.62 4.2e-04
16 76 -32.75 6.31 5.3e-04
17 77 -31.75 7.08 6.7e-04
18 78 -30.75 7.94 8.4e-04
19 79 -29.75 8.91 1.1e-03
20 80 -28.75 10.00 1.3e-03
21 81 -27.75 11.22 1.7e-03
22 82 -26.75 12.59 2.1e-03
23 83 -25.75 14.13 2.7e-03
24 84 -24.75 15.85 3.3e-03
25 85 -23.75 17.78 4.2e-03
26 86 -22.75 19.95 5.3e-03
27 87 -21.75 22.39 6.7e-03
28 88 -20.75 25.12 8.4e-03
29 89 -19.75 28.18 0.011
30 90 -18.75 31.62 0.013
31 91 -17.75 35.48 0.017
32 92 -16.75 39.81 0.021
33 93 -15.75 44.67 0.027
34 94 -14.75 50.12 0.033
35 95 -13.75 56.23 0.042
36 96 -12.75 63.10 0.053
37 97 -11.75 70.79 0.067
38 98 -10.75 79.43 0.084
39 99 -9.75 89.13 0.106
40 100 -8.75 100.00 0.133
41 101 -7.75 112.20 0.168
42 102 -6.75 125.89 0.211
43 103 -5.75 141.25 0.266
44 104 -4.75 158.49 0.335
45 105 -3.75 177.83 0.422
46 106 -2.75 199.53 0.531
47 107 -1.75 223.87 0.668
48 108 -0.75 251.19 0.841
49 109 0.25 281.84 1.059
50 110 1.25 316.23 1.333
51 111 2.25 354.81 1.679
52 112 3.25 398.11 2.113
53 113 4.25 446.68 2.660
54 114 5.25 501.19 3.349
55 115 6.25 562.34 4.216
56 116 7.25 630.96 5.308
57 117 8.25 707.95 6.683
58 118 9.25 794.33 8.413
59 119 10.25 891.25 10.591
60 120 11.25 1000.00 13.333
61 121 12.25 1122.02 16.786
62 122 13.25 1258.93 21.132
63 123 14.25 1412.54 26.604
64 124 15.25 1584.89 33.492
65 125 16.25 1778.28 42.164
66 126 17.25 1995.26 53.081
67 127 18.25 2238.72 66.825
68 128 19.25 2511.89 84.128
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只看该作者 1楼 发表于: 2007-02-01
关于db,dbm,dbw,dbmv的最后阐述

首先, db 是一个纯计数单位:db = 10logx。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:
x = 1000000000000000(多少个了?)= 10logx = 150 db
x = 0.000000000000001 = 10logx = -150 db
dbm 定义的是 miliwatt。 0 dbm = 10log1 mw;
dbw 定义 watt。 0 dbw = 10log1 w = 10log1000 mw = 30 dbm。
db在缺省情况下总是定义功率单位,以 10log 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。
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,这个已经不多见(我只知道在功率谱卷积计算中有这样的应用)。dbm 乘 dbm 是什么,1mw 的 1mw 次方?除了同学们老给我写这样几乎可以和歌德巴赫猜想并驾齐驱的表达式外,我活了这么多年也没见过哪个工程领域玩这个。