dB-5_part-35_dBm - 音響阿國的部落格 - udn部落格
音響阿國的部落格
作家:音響阿國
文章分類
    Top
    dB-5_part-35_dBm
    2015/02/20 00:57:13
    瀏覽:1153
    迴響:0
    推薦:0
    引用0

       參拾伍、 dBm

    dBm」及或「dB (mW)」可以說是最初始的電子功率分貝參考值,小寫的「m」是表示「1 milli-Watt ( 0.001 W 1 mW 10-3 W ) 的功率電平位準 ( power level ) 消耗在跨接的 600 Ω ( Ohm ;歐姆 ) 負載上。

    這裡所說的 600 Ω ,是早年當時的電話線路標準電路阻抗。電壓量額並聯跨接在個 600 Ω 負載上下降,這時就消耗了 1 mW

    ---

    1、要怎麼才能知道那在「600 Ω」狀態下的「0.001 W」是多少伏特呢?

    除了用電錶去量還可以下式去算出:

     

        eq1

    把這「0.001 W」與「600 Ω」的數據經帶入歐姆定律,

     

     eq1a

    就成為

     

     eq1b

    帶入「W」與「R」的數據後,先計算「0.001 × 600」相乘得到「0.6」,現在這公式成為:

     

     eq1c

    再把「0.6」開方根,即得到「0.774 596 6」。

    0.774 596 6」經四捨五入到小數點後第三位數就是「0.775」,這所計算得到的就是「0.775 V」。

    因此 0 dBm 的電壓值 E = 0.775 V

    所以在負載於 600 Ω 時的 1 mW 之電壓降即為 0.775 V 。這 0.775 V 就是 0.001 W 0 dBm 之電壓值。

    ---

    2 反過來,因為上述的 0.775 V 電壓量額是量得於並聯跨接在個 600 Ω 負載的兩端上,這時就消耗了 1 mW 然後對應於歐姆定律的「P = E 2 ÷ R」就能寫成為這樣的:

     

        eq2

    在式子中的: 0.001 W 是所量測得到的電功率值,單位是 W ( Watt )

    我們都知道「0 dBm」的電壓值是「0.775 V」,而且已在前面的計算證實了。因此把這 0.775 V 帶入式子:

    把「0.775 V」帶入「E 2」是「0.7752」,這「0.7752」是「0.775 × 0.775 = 0.600 625」。

    再來「0.600 625」除以「600」等於「0.001 001」。

    0.001 001」四捨五入到小數點後第三位數是「0.001」,這就與式子等號之前的「0.001 W」相符了。

    因此當在個 600 Ω 的電路上所量測得的電壓是為 0.775 V ,此即 0.001 W 訊號功率的電壓值,我們把它定為 0 dBm

    ---

    再來在此把式子中的 0.001 W 改換成 0.775 V ,所以 功率 ( P ) 要兌換成 電壓 ( E ) ,因為電壓是以 伏特 ( V )計值的,如此的那 10 log 要改換成 20 log 。因為電壓是平方的,兩個都是電壓也都是平方的,因此所以把 10 log 換成為 20 log 是沒問題的。而如果在個 600 Ω 的電路上所量測得的電壓是其它的電壓值時,則這 dBm 的值是這樣的決定的:

        eq3

       在式子中的:

    E 是所量測得的電壓值,單位是 V ( Volt )

    0.775 就是 0.001 W 0 dBm 之電壓 V 值。

    ---

    3 舉個例子:如果所量測得到的電壓是 0.775 V ,則這電壓值是多少 dBm 呢?

    把「0.775 V」帶入上面的式子中。就是

     eq3a

    這樣的,先計算「0.775 ÷ 0.775 = 1」。

    就成為「dBm = 20 log 1」這樣的,因為「log 1 = 0」。

    就成為「dBm = 20 × 0」這樣的,然後「20 × 0 = 0」。

    就成為「dBm = 0」這樣的,如此就得到 0 dBm 的答案。

       你可以用這方法帶入你所要用的電壓值去求取出那電壓值的 dBm 值。

    ---

    再來,如果你要計算求取個功率 ( P ) 值的 dBm 值,是以下面的式子去求取:

        eq4

       在式子中的:

    P 是量測所得的功率值,單位是 W ( Watt )

    0.001 W 0 dBm 的基準參考點之數據值。

    ---

    4 舉個例子:如果那個「P」的值是「1 W」,即是「+30 dBm」。

       是這樣計算的:

    1 ÷ 0.001 = 1000」,式子就成為「dBm = 10 log 1000」。

    log 1000 = 3」,式子就成為「dBm = 10 × 3」。

    10 × 3 = 30」,答案是「+30 dBm」。

    因為 1 W 0.001 W ,所以求出的值是「 ( + )」的值。

    ---

    或是有個 dBm 的值要知道是多少功率的 W 值時:

       P = 0.001 × 10(dBm/10) eq5

       在式子中的:

    P 是所要知道的或所要去量測得到的功率值,單位是 W ( Watt )

    0.001 dBm 的基準功率值。

    10 dBm 的對數乘數。

    ---

    5 例如:如果要知道「+30 dBm」的功率是多少「W」,是這樣的:

    先把數據帶入公式內,公式就成為下面這樣的:

       P = 0.001 × 10(+30 dBm/10) eq6

    先處理括號內的,「30 ÷ 10 = 3」。

    現在式子成為這樣的,「P = 0.001 × 103」,再來是要處理「103」。

    因為「103」是「1000」,這是「10」自乘「3」次,所以是「10 × 10 × 10 = 1000」。

    現在式子成為這樣的,「P = 0.001 × 1000」,則「0.001 × 1000 = 1」。

    答案是「1 W」;注意這是在「600 Ω」負載的「dBm」之功率值。

    ---

    6 如果「dBm」的值是負的,例如是「-30 dBm」的功率是多少「W」呢?

    -30 ÷ 10 = -3」,

    因為「10-3」是「0.001」,

    因此「0.001 × 0.001 = 0.000 001 W」。

    ---

    如果知道了 dBm 的電壓值也可以下面的式子去求出電壓值:

       E = 0.775 × 20(dBm) eq7

       在式子中的:

    E 是所要知道的或所要去量測得到的電壓值,單位是 V ( Volt )

    0.775 dBm 的基準電壓 V 值。

    20 是電壓的對數乘數。

    ---

    因此要記住 dBm 的定義是

    在於 600 Ω 的負載狀態下時的 1 mW ( 1 milli-Watt 0.001 Watt 10-3 W ) 這是相當於 0.775 V 的電壓值。在此列了一些它們相對的數據:

         0 dBm =      1 mW ( 0.001 W ) =     0.775 V

       10 dBm =     10 mW   ( 0.01 W ) =     2.45 V

       20 dBm =     100 mW   ( 0.1 W ) =     7.75 V

       30 dBm =     1 W               =     24.5 V

       33 dBm =     2 W               =     34.6 V

       36 dBm =     4 W               =     48.989 7 V

       40 dBm =     10 W             =     77.5 V

    ---

    在個寬鬆的定義上,如果 dBm 的值沒有涉及到和提示是與功率有關的時候,這 dBm 的值就能與 dBu dBv 、與 dBV 有關連了。這就可以一種數學補正簡易的兌換去代換:

    dBm = dBu dBv

    dBm = dBV 2.21

    ---

       *注意:

    在基本上, dBu dBv 、與 dBV 是不能直接的兌換成 dBm ,因為 dBu dBv 、與 dBV 它們不是真正的基礎負載於 600 Ω 時的值。

    但是在今日我們因為某種原因與便利我們便宜行事的去利用,我們會把 dBm dBu 、與 dBv 這三種歸納為同樣的事物。

    雖然我說它們不能直接的兌換,但是不要很在意。只要記住 dBm dBu dBv 不是百分之百相同的。

    ---

    在民國六十年代,我們做音響工程的人,是這樣的粗估劃分聲音增援系統之電平位準的,供您參考。

    麥克風電平位準 -80 dBm -20 dBm

    線性電平位準 -20 dBm +30 dBm

    高電平位準 +30 dBm 以上的 ( 這包括了以 dBm 計值的功率擴大機輸出 )

    ---

       網際網路資源:

    維基百科_dBm ( 分貝毫瓦 ) [英文] http://en.wikipedia.org/wiki/DBm [中文]

    維基百科_Watt_milliwatt [英文] http://en.wikipedia.org/wiki/Milliwatt#Multiples [中文]

    ---

         

    回應
    發表迴響

    會員登入