關於dBm、dBV、dBuv、dB..等測量單位之意義說明,dB單位換算要用死背的。
主管問工程師關於dBm與dBuV的換算問題,很多人都被這些測試單位給難倒了。也難怪如不是電子儀器廠或是通信產品測試人員,都沒這些概念。當年電子工廠測試儀器還是用Booton廠老信號產生器,頻率是用機械搖柄轉動,信號輸出單位是最基本微伏(uV)。到現今公司才有用日本製的信號儀器,信號輸出單位已進步到以dBuV為單位。再過幾年通信產品的測試會發現一些高射頻儀錶,尤其是美歐製的都已經改為dBm單位。這測試單位的變化像徵電子業的發展進步,這些演變過程是如以下文章的測量單位說明。
★dB的意義
1.dB基本上是一個比例數值,也就是一種倍數的表示單位。也就是測試資料與參考標準的相對差異表示。
2.計算上:dB=20log (V1 / V2)V1是測試資料,V2是參考標準。例如V1資料是V2的2倍,就是6dB。
3.至於dB後面那個英文字就是作為參考標準的單位數值。例如dBV就是當參考標準V2=1V時,所測得的V1數據。也就是6dBV=2V的意義。
4.反之,如果V1數值小於V2,那dB數值就變成負數。也就是說,↓↓dB的換算公式(工程人員必須瞭解的)↓↓
★dB的換算公式(工程人員必須瞭解的)
1.1dB =1.1倍,2dB=1.25倍,3dB=1.4倍,6dB=2倍,10dB=3倍,20dB=10倍,30dB=30倍。其他就可以用上述數值換算,並不困難。(反過來–6dB就是1/2=0.5)
2.在換算時要把握一個原則,dB數值的相加等於倍數的相乘。例如:40dB=20dB+20dB=10x10=100倍,例如:56 dB=20dB+30dB+6dB=10x30x2=600倍。
★Audio音頻儀錶的測量單位→常見的範例為交流微伏表(AC-millimeter)
1.基本測量單位為acVrms,即為交流均值電壓。一般為mV及V。(1V=1000mV)
2.表頭上一般還有黑色的dBV及紅色的dBm兩種刻度指示。(dBV現在已經不常用)
3.dBV是以1V為0dB參考標準,dBm(dBmW)則是以1mW(0.775V)為0dB參考標準。
4.音頻標準阻抗公訂為600Ohm,因此1mW相當於0.775V(775mV)。
5.以微伏表上的顯示為例:300mV=-10dBV=-7dBm
★RF射頻儀錶的測量單位→常見的範例為射頻信號產生器(RF Signal Generator)
1.基本測量單位有uV、mV、dBuV或是dBm。(1mV=1000uV)
2.由於信號強度的變化範圍很大,因此uV與mV單位已經少用。
3.dBuV是以1uV為0dB參考標準。(一般所說的信號強度dB或dBu,其實就是dBuV)
4.dBm(dBmW)同上所述,是以1mW為0dB參考標準,但是射頻的標準阻抗公訂為50Ohm,因此0dBm即為0.224V,相當於107dBuV。(224000uV)
5.以信號產生器的輸出顯示為例:60dBuV=-47dBm=1000uV=1mV
☆其他相關注意事項 信號產生器輸出端有Open空載型及Load負載型的差異, 也就是輸出值會有6dB的差異。(有EMF字樣時,其數值為空載數值,表示在輸出端負載後,實際輸出會衰減6dB)
#常用電平單位有峰值(Vm或Vp)、峰對峰值(Vp-p)、有效值(Vrms)及平均值(Vav)它們的換算如下:
◇有效值與峰對峰值換算:Vrms=Vm*sqrt(2)=Vp-p/(2*sqrt(2))
峰值與峰對峰值換算:Vm=sqrt(2)Vrms=Vp-p/2
峰對峰值與有效值換算Vp-p=2*sqrt(2)*Vrms=2Vm
★交流市電(Vac)電壓110(V)頻率60Hz時的有效值電壓、峰值電壓、峰對峰值電壓:
有效值電壓Vrms=110V
峰值電壓Vm=155.54V
峰對峰值電壓Vp-p=311V
★舉例音響功率標示:
音響功率標示為30 Wrms(30瓦有效功率)時是30 Wrms乘以根號二的話就是峰值功率為42瓦。30瓦有效功率也就是音響的功率是以rms值來表示。因為電平信號是交流信號,不可能一直保持在峰值。而rms的意思就是42瓦峰值功率相當於30瓦直流功率。
☆音量單位換算 (音量單位英文Volume Unit、簡寫VU )
−18dBFS=0VU表示零音量單位,就是VU表指針歸零。0VU=+4dBm=1.228Vrms,也就是VU表指針歸零時電平是有效值電壓1.228V。
☆音量單位換算時阻抗值在50ohm、75ohm的轉換值(Unit Conversion):
Note: 50ohm 0 dBm=1mW=47dBmV=107.0dBuV=223.61mV(rms)
Note: 75ohm 0 dBm=1mW=48.8dBmV=108.8dBuV=273.86mV(rms)
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