엔지니어를 위한 데시벨 가이드: dB, dBm, dBi 및 dBW

왜 데시벨인가?

데시벨은 방대한 범위를 관리 가능한 규모로 압축합니다.마이크는 1μV를 출력할 수 있지만 파워 앰프는 100V를 출력할 수 있습니다.이 비율은 10이므로 선형 스케일로 플로팅하는 것은 불가능합니다.데시벨로 환산하면 160dB에 불과합니다.

데시벨은 곱셈을 더하기도 합니다.게인이 10, 100, 10인 세 단계를 거치는 신호의 총 게인은 10 × 100 × 10 = 10,000입니다.단위: 20+ 40+ 20 = 80데시벨.간단한 덧셈.

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기본 정의

“매스블록_0"

“매스블록_1”

전압의 계수 20 (10이 아님) 은 전력-전압 관계 “MATHINLINE_9"에서 비롯됩니다.

“매스블록_2"

암기를 위한 필수 변환

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절대 데시벨 단위

일반 “dB”는 항상 비율입니다.절대 수준을 표현하려면 레퍼런스가 필요합니다.다양한 분야에서 다양한 참조가 사용됩니다.

dBm — 1밀리와트 기준 전력

“매스블록_3"

RF 엔지니어링 및 무선 시스템에서 흔히 볼 수 있는 사항:

• 0dBm = 1mW
• 10 dBm = 10 mW
• 30dBm = 1W (일반적인 와이파이 전송 전력)
• −50dBm = 10nW (일반적으로 수신되는 와이파이 신호)
• −100dBm = 10pW (1MHz 대역폭에서의 노이즈 플로어)

[dBm-와트 변환기] (/계산기/단위 변환/dbm-와트) 를 사용하여 dBm과 밀리와트 사이를 변환할 수 있습니다.

dBW — 1와트 기준 전력

“매스블록_4"

dBW = dBm − 30.고전력 송신기 및 위성 링크에 사용됩니다.

dBV — 1볼트 기준 전압

“매스블록_5"

오디오에서 흔히 볼 수 있습니다.컨슈머 라인 레벨은 −10dBV (316mV RMS) 입니다.프로페셔널 라인 레벨은 +4dBu ≈ 1.23V RMS입니다.

dBu — 0.775V에 대한 상대 전압

dBu = 20·log( V/ 0.775V).0.775V 레퍼런스는 600Ω 임피던스에서 1mW를 생성하는 전압입니다 (구 전화기 표준).프로페셔널 오디오는 +4dBu를 공칭 레벨로 사용합니다.

dBFS — 풀 스케일 기준 (디지털 오디오)

디지털 시스템에서는 0dBFS가 최대 진폭입니다.모든 신호는 0dBFS 이하입니다.0dBFS 이상의 피크 클립.

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안테나 게인: dBi 및 dBd

dBi — 등방성 안테나 대비 게인

등방성 안테나는 모든 방향으로 동일하게 방사합니다.실제 안테나는 특정 방향으로 전력을 집중시킵니다.

“매스블록_6"

• 등방성: 0dBi
• 하프 웨이브 다이폴: 2.15dBi
• 패치 안테나: 5—8dBi
• 파라볼릭 디쉬 (1m, 5GHz): 약 35dBi
• 야기 (10개 요소): 약 14dBi

dBD — 쌍극자 대비 게인

dBd = dBi − 2.15.아마추어 라디오에서 사용됩니다.“10dBd” 안테나는 12.15dBi입니다.

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링크 버짓에서 dB 사용

링크 버짓은 게인을 더하고 손실을 빼서 무선 시스템의 작동 가능 여부를 계산합니다.

“MATHBLOCK_7"

100m에서의 2.4GHz 와이파이 링크의 예:

• 송신 전력: +20dBm
• TX 안테나 게인: +3dBi
• 100m에서의 여유 공간 경로 손실: −80dB ([자유 공간 경로 손실 계산기] 사용 (/culators/rf/여유 공간 경로 손실))
• RX 안테나 게인: +3dBi
• 무선 주파수 감도: −80dBm

“MATHINLINE_10" dBm.마진 = “MATHINLINE_11" dB.링크는 26dB 스페어에서 작동합니다.

전체 링크 버짓을 계산하려면 [RF 링크 버짓 계산기] (/culators/rf/rf-link-budget) 를 사용하십시오.

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일반적인 함정

혼합 전력 및 전압 dB

이것이 가장 흔한 실수입니다.의심스러운 경우:

• 파워 수량인가요?10·log를 사용하세요
• 전압인가요, 전계 강도인가요?20·log를 사용하세요

노이즈 지수는 dB (전력 비율) 단위입니다.전압 증폭기 게인은 dB (20·log) 단위입니다.동일한 임피던스에서 전력을 나타내는 경우에만 값을 더하거나 뺄 수 있습니다.

dBm은 dBV가 아닙니다.

dBm → dBv를 사용하려면 임피던스를 알아야 합니다.50Ω 기준: 0dBm = 224mV RMS = −13dBV.

“매스블록_8"

50Ω의 경우: dBV = dBm − 13.600Ω (오디오) 의 경우: dBV = dBm − 2.2 ≈ dBu.

dB가 비율을 나타낸다는 사실을 잊어버리기

“제 앰프의 게인은 20dB예요.” ✓ (비율, 유효) “신호가 20dB예요.” ✗ (무엇과 비교하면 20dB?)

절대 레벨을 지정할 때는 항상 기준 값을 20dBm, −60dBv, +4dBu로 지정하십시오.

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요약 참조 카드