EDA365欢迎您!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
dBm和dBuv的换算 提要:在通信工程应用中,dBm和dBuv都可作为信号强度单位。6 o' R6 C' U" t" g) l/ }
二者之间相互换算算法有2种:0 V4 F; d- Q8 Q! q
算法一:0dBm=+113dBuv或0dBuv=-113dBm,简称113算法。
- z5 ^3 ?2 V# R6 C, F# a4 ?( @1 P算法二:0dBm=+107dBuv或0dBuv=-107dBm,简称107算法。; _: `7 F% X( x- D3 m; p& Q
5 C0 P+ Q- v' O! x$ V8 P
问题:工程实际应用时,如何正确选用哪一种算法呢?' ~/ y# ?# c& ]
3 A: b8 O( w9 C# r# l" z! Z/ p" s 移动通信工程中,信号电压、功率均可表示信号强度,工程上为方便计算,信号电压、功率通常以特定的分贝为单位表示。9 ^- q& E+ v# X1 a" _
: [* a, m& v! f: L( U" S* Z8 [
例1、电压常用dBuv为单位,0dBuv=1uv,若以V(伏)为电压U的单位。当U=1V转换dBuv为单位,则5 I+ o3 G2 _' W3 J
U(dBuv)= 20 lg1V / 1uv =120 ( dBuv )
; o# m! I+ i: d5 v0 G% D一般情况下,电压U以V(伏)为单位转换以dBuv为单位表达式为:
; ^( M- f' x" f K z1 \U(dBuv)=20lgU(v) +120(dBuv) ………………………………………(1)
$ T8 h* }7 B$ M; p: ~% Q9 W) l! c+ C8 Y$ f
例2、功率常用dBm为单位,0 dBm=1mw,若以W(瓦)为功率P的单位,当P=1W转换dBm为单位,则
; e; Y! i2 J* b6 QP(dBm)=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm ) $ k! M- E- h0 z q! [
一般情况下,P以W(瓦)为单位转换以dBm为单位表达式为:
$ L/ [1 R0 J0 X0 K' QP(dBm)=10 lg P(W)+30 ( dBm ) …………………………………(2)
1 o6 `: y/ [) f( E- R$ Z5 ~( D) Z4 \; b! g8 U
综上所述,dBuv为电压特定的分贝单位,dBm为功率特定的分贝单位。
4 T, t, v/ ?% y2 z# `6 d% k& Z# D
在PHS网优工程中,信号覆盖区域信号接收强度常用dBuv表示,而在信号链路预算时上、下行链路功率常用dBm表示。
L6 [7 Q* A5 {* Z( p4 u
1 q: X& M+ U# j3 R; G, Y 下面分行介绍dBm与dBuv相互转换的2种算法的来由和相应的使用条件。3 O0 J( m$ A) @8 n
9 m \$ i9 v/ `) l
我们借助PHS接收、发射等效电路分析二者之间的2种转换换算关系。
4 r" G6 O$ k, Q/ B2 T5 ?. S$ O+ V$ w5 K$ O5 Q' l
一、 113算法
0 h% A* d: m. d" p2 _1 S 以PHS接收机等效电路分析113算法, 图1中: " ]1 w x/ B* D( w
VL:接收机输入电压;
1 b1 S# l8 l* H/ h$ _ ZL:接收机输入阻抗
9 D$ o r1 f& K5 `/ ? Vi :接收机天线感应的电磁波电动势; " z6 K1 j* h B
Zi :接收机天线阻抗% U$ n3 \4 Y& {- Q7 \
$ W0 f$ x3 N% @+ ?) j% u+ Y
file:///C:/Users/CVTE_L~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif
& g9 H1 [5 u# a9 j: h
# [$ t0 |& g5 O从PHS接收机等效电路中可知输入阻抗ZL上收到的功率(dBm): PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2 % v/ F- {9 J2 @0 M, g
' H$ |' s' Y- { P( q0 x
当射频阻抗匹配,即ZL= Zi = 50Ω时,ZL收到功率PL最大。2 p- S( r" q( M% f
6 q; Q( ]6 Q/ |; J设Vi = 0 dBuv (即1uv), ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率:8 ]" I, D0 @, k
PL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL)
. c) s5 ~3 d( ]$ u1 P# S3 p+ [# c1 S
i2 `% H+ m: _$ u$ T% u. v以mw为单位代入上式,则PL= 10 lg (5×10-15w)=10 lg (5×10-12mw) = -113 dBm
0 g- O8 p% n" I. z" y5 K% \, u F% \% d
注意:PL= -113 dBm推导是在Vi = 0 dBuv即Vi=1uv条件下,ZL接收功率的dBm值。5 |# u7 |. }+ q- c5 x
E9 v5 S" h- I6 p; @
一般情况下(Vi = x dBuv),ZL接收功率以dBm为单位表达式:
9 H- Y) Y/ a5 \; @$ U: u( z6 RP(dBm)= -113 dBm + Vi(dBuv)……………………………………………(3) 二、107算法( g/ g& s$ Y% z* f7 g7 b. b% s( q5 M
7 k! B6 ^/ ^, ^+ p! k% K0 B6 E* ?file:///C:/Users/CVTE_L~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif3 ?7 w$ F1 h1 x8 P$ \( d' f1 @1 ]" x
/ @; T* O( E, [% W
以PHS发射机等效电路分析107算法,图2中:
# }! C& ]+ f+ ?: T& k( _VL :发射机输出电压0 k; H0 Y1 q' C1 w4 A! q3 Q& Q% F
ZL:发射机输出阻抗
d6 b: l# Z4 @# [Vo:发射机信号源电压
- P7 }0 _2 E- |6 e! qZo:发射机信号源内阻抗
, o: {- L6 |- Z$ {3 g) N* Q* q- G/ A) z1 \
从PHS发射机等效电路中可知输出阻抗ZL上发射功率(dBm):! B1 v2 b# L: p0 ~3 r) w
PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 26 J7 m5 g j5 e T1 M- K
+ U% d: y4 ^% L( {" D8 ?( p/ E. m
当射频阻抗匹配,Zo= ZL = 50Ω时,发射机输出阻抗ZL发射功率最大。
3 m. v4 ^9 v! l$ u! O3 ? _% J) y3 u8 z2 Q5 c
设VL =0 dBuv(此时Vo=2uv), Zo = ZL = 50Ω时,发射机在ZL上发射功率:
% S2 v0 q9 L9 Y+ S% s8 fPL=10 lg (VL2/ ZL) = 10 lg [(Vo2ZL) / (Zo+ ZL )2]
# H$ Q8 i9 w6 z+ p5 [' A' m
4 H2 L& i8 S3 c" B# d7 G" d以mw为单位代入上式,PL=10 lg(10-12/ 50w)=10 lg(2×10-11mw) = -107 (dBm) " P. [' k2 y) v$ p2 P
0 U* E8 K6 @8 r
注意:发射机输出功率PL= -107 dBm推导是在VL=0 dBuv=1uv(Vo=2uv)条件下,ZL发射功率的dBm值。
+ b% M$ b4 L5 f6 x7 n/ V8 _* B1 G3 S2 Y" u6 U8 `
三、 结论4 F9 A* m2 v. x
综上113、107两种换算法的推导分析,我们在进行dBm与dBuv之间转换时:
3 J( y4 u7 ~8 a+ c8 ?. i8 D w3 v, ~1 m& Z7 @2 S
1、对于接收信号强度9 ^8 S& Y1 q% O3 |+ K
(1)当测量电压为接收机输入阻抗上电压,换算该输入阻抗上功率应采用107算法,即接收机输入阻抗上的功率P=-107dBm+ V(dBuv),式中V(dBuv)为接收机输入阻抗上的电压VL。1 e' p9 D |4 b) n. _7 n
(2)当测量电压为收电磁感应电压Vi,换算接收机输入阻抗ZL上的功率,应采用113算法,即接收机输入阻抗上的功率P=-113dBm+ V(dBuv) ,式中V(dBuv)为接收电磁感应电压Vi。5 h% H- t2 w0 h- C
% u4 F5 \1 q- u- a2、对于发射信号强度4 g/ Z1 \ x* r6 h- T; o# ^0 M( k
(1)当测量电压为发射机输出阻抗上的电压,换算该输出阻抗上功率应采用107算法。即发射机输出阻抗上的功率为P=-107dBm+ V(dBuv) ,式中V(dBuv)为发射机输出阻抗上的电压VL。
& I5 i& W; D1 s3 \7 W(2)当测量电压为发射机信号源电压Vo,换算发射机输出阻抗ZL上的功率,应采用113算法,即发射机输出阻抗上的功率P=-113dBm+ V(dBuv) ,式中V(dBuv)为发射机信号源电压Vo。& H$ F# Z, u# E% `' ]
# l2 C# X. V! K3 z8 K' {) @, x
因而区别图1、图2收、发等效电路中ZL上的功率与电压换算分2种情况:6 a. L8 F2 P& P9 x
A .测量电压是Vi或Vo,则ZL的dBm和dBuv换算采用113法。
8 K6 {) }3 ?8 b9 J+ [2 k7 AB .测量电压是VL,则ZL的dBm和dBuv换算采用107法。. e/ N: N" E7 u
|