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RF

Conversor de Decibelios (dB)

Convierte entre decibelios (dB), razón de potencia, razón de tensión y razón de corriente.

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Fórmula

PdBm=10log⁡10(PmW1 mW)P_{dBm} = 10\log_{10}\left(\frac{P_{mW}}{1\text{ mW}}\right)
P_mW— Potencia en milivatios (mW)
P_dBm— Potencia en dBm (dBm)

Cómo Funciona

Esta calculadora convierte entre dBm, dBw, vatios y voltaje RMS para ingenieros de RF, profesionales del audio y diseñadores de telecomunicaciones que trabajan con mediciones de potencia en diferentes estándares de referencia. Según el NIST SP 811 y la IEC 60027-3, el dBm hace referencia a 1 mW (0 dBm = 1.000 mW exactamente), mientras que el dBW hace referencia a 1 W (0 dBW = 1.000 W exactamente), con una diferencia exacta de 30 dB. La conversión P (W) = 10^ (dBm/10)/1000 es matemáticamente exacta. Los sistemas de RF requieren una impedancia de 50 ohmios (IEEE 802.3); con esta impedancia, el voltaje y la potencia se relacionan como V_RMS = sqrt (P × 50), lo que da 224 mV RMS a 1 mW. Es fundamental comprender estas relaciones: las estaciones base celulares funcionan entre +43 dBm (20 W) y +46 dBm (40 W), mientras que la sensibilidad del receptor alcanza los -174 dBm/Hz de ruido térmico mínimo.

Ejemplo Resuelto

Problema: un transmisor WiFi de 20 dBm alimenta una antena de 50 ohmios. Calcule la potencia en vatios, dBW y el voltaje RMS en el puerto de la antena.

Solución:

  1. Convierte dBm a vatios: P = 10^ (20/10)/1000 = 100/ 1000 = 0,1 W = 100 mW
  2. Convertir a dBW: dBW = dBm - 30 = 20 - 30 = -10 dBW
  3. Calcule el voltaje RMS a 50 ohmios: V_RMS = sqrt (P × Z) = sqrt (0.1 × 50) = sqrt (5) = 2.236 V
  4. Convertir a dBuv: 20 × log10 (2.236 × 10^6) = 126.99 dBuv
  5. Verificación: 126,99 dBuv - 107 dB (factor de 50 ohmios) = 19,99 dBm (coincide con la entrada)

Consejos Prácticos

  • ✓Impedancias estándar según IEEE/IEC: RF = 50 ohmios, vídeo/CATV = 75 ohmios, audio = 600 ohmios. Compruebe siempre la impedancia del sistema antes de realizar la conversión entre alimentación y tensión; si utiliza una Z incorrecta, se produce un error de 1,76 dB (50 frente a 75 ohmios)
  • ✓Matemáticas mentales rápidas: +30 dBm = 1 W, +20 dBm = 100 mW, +10 dBm = 10 mW, 0 dBm = 1 mW, -10 dBm = 0,1 mW. Cada 10 dB = 10 veces de potencia; cada 3 dB = 2 veces de potencia (exacto: 3,0103 dB por década)
  • ✓Para cumplir con la normativa EMC según CISPR 32: convierta la intensidad de campo E (dBuV/m) en potencia mediante el factor de antena. Un límite de 40 dBuV/m a 3 m con AF = 20 dB/m significa que la potencia recibida es de 20 dBuV = -87 dBm a 50 ohmios

Errores Comunes

  • ✗Sumar dos valores de dBm directamente: dBm es potencia absoluta, no relación. 10 dBm + 10 dBm significa combinar dos señales de 10 mW = 20 mW = 13,01 dBm, no 20 dBm (lo que sería 100 mW, un error de 5 veces)
  • ✗Olvidar la impedancia al convertir la tensión en potencia: a 50 ohmios, 1 V RMS = 20 mW = +13 dBm; a 75 ohmios, la misma tensión = 13,3 mW = +11,2 dBm (diferencia de 1,8 dB)
  • ✗Confundir dBm con dBmV o dBuv: dBm es potencia (1 mW ref), dBmV es voltaje (1 mV ref), dBuV es voltaje (1 uV ref). A 50 ohmios: dBm = dBuV - 107 dB (factor de conversión exacto según ANSI/SCTE 144)

Preguntas Frecuentes

dBm hace referencia a 1 milivatio; dBW hace referencia a 1 vatio. Según el folleto de SI y el NIST SP 811: dBw = dBm - 30 exactamente. Una señal de +30 dBm = 0 dBW = 1 W. Los estándares celulares (3GPP) utilizan dBm para la alimentación de la UE y dBW para la estación base EIRP. Los enlaces por satélite suelen utilizar dBW para los cálculos de alta potencia.
Las escalas logarítmicas comprimen 18 órdenes de magnitud (de 10 ^ 15 a 10 ^ 3 W) en 180 dB, lo que facilita la suma de los presupuestos de enlaces. La capacidad de Shannon C = B × log2 (1 + SNR) muestra que la velocidad de la información escala logarítmicamente con la potencia. La pérdida de trayectoria sigue la ley del cuadrado inverso: 20 dB por década de distancia, directamente acumulativa en dB.
Las conversiones matemáticas son exactas con una precisión de punto flotante (más de 15 dígitos). La precisión real depende del equipo de medición: los medidores de potencia de RF típicos tienen una incertidumbre de +/-0,5 dB (12% de potencia), los analizadores de espectro de +/- 1 dB (26% de potencia) y los osciloscopios de +/-3 dB (el doble de potencia). La calibración rastreable por el NIST proporciona una incertidumbre de +/-0,1 dB.
50 ohmios es el estándar RF universal (IEEE 802.3, MIL-STD-220) porque optimiza el equilibrio entre la atenuación mínima (77 ohmios en el cable coaxial) y el máximo manejo de potencia (30 ohmios). El vídeo/CATV utiliza 75 ohmios por SMPTE para reducir las pérdidas. El audio utiliza 600 ohmios (estándar telefónico histórico, ITU-T G.712).
Sí, las fórmulas de conversión de potencia son independientes de la frecuencia según las ecuaciones de Maxwell. Sin embargo, las medidas prácticas varían: la pérdida del cable aumenta con la frecuencia (el RG-58 tiene 6 dB/100 pies a 100 MHz frente a 21 dB a 1 GHz) y las ganancias de la antena dependen de la frecuencia. Aplica siempre correcciones específicas de frecuencia a los cálculos de potencia bruta.
dBm = 10 × log10 (p_mW) = 10 × log10 (100) = 10 × 2 = 20 dBm exactamente. Puntos de referencia clave: 0 dBm = 1 mW, +3 dBm = 2 mW, +10 dBm = 10 mW, +20 dBm = 100 mW, +30 dBm = 1 W, +40 dBm = 10 W. Regla: +10 dB = 10x potencia, +3 dB = 2x potencia (3,0103 dB exactos).
dB es una relación adimensional: Gain_dB = 10 × log10 (p_out/p_in). dBm es la potencia absoluta referenciada a 1 mW. No puede agregar dos valores de dBm (10 dBm + 10 dBm NO es 20 dBm). Los presupuestos de enlace añaden ganancias/pérdidas de dB a una potencia de dBm: entrada de 10 dBm +ganancia de 20 dB, pérdida de 5 dB = salida de 25 dBm. Esta es la razón por la que la separación de dBm/dB es fundamental para realizar cálculos correctos.
-90 dBm = 1 picovatio = 10^-12 W = 7,07 uV RMS a 50 ohmios. Esta es la señal WiFi típica a un alcance de 100 m o la potencia recibida por el GPS. El ruido térmico mínimo a 290 K es de -174 dBm/Hz (NIST); en un ancho de banda de 20 MHz = -101 dBm. Un receptor de señal de -90 dBm con un índice de ruido de 5 dB tiene una SNR = -90 - (-101 + 5) = 6 dB, marginal para los datos.

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