Перевод уровня напряжения в мощность сигнала
На работе мы часто измеряем уровни радиосигнала на антенном входе
измерительного приёмника. А измерительный приёмник по своим метрологическим
свойствам близок к селективному вольтметру, и измеренная величина исчисляется
в децибел-микровольтах (дБмкВ). В то же время, часто в
радиоизмерениях оперируют мощностью сигнала в точке приёма, нередко выраженной
в децибел-милливаттах (дБм). Давайте пересчитаем одно в другое!
- Ещё раз перепишем выражение, связывающее мощность и напряжение:
- Выразим отсюда напряжение:
- Стандартное сопротивление антенного входа 50 Ом.
Прологарифмируем выражение для мощности. Если напряжение в вольтах,
то полученная мощность будет выражена в ваттах. Чтобы величину в
дБмкВ выразить в дБВ, необходимо из неё
вычесть 120 дБ. А чтобы дБВт перевести в дБм,
следует прибавить к величине 30 дБ.
И действительно, сигнал уровнем 70 дБмкВ
(3.16 мВ) развивает на нагрузке 50 Ом мощность
0.2 мкВ, или -37 дБм
UPD: Я писал эту страницу в сильно уставшем состоянии, и тут
допустил жуткий косяк. Несколькими днями позже обязательно поправлю! - Очевидно, что если к мощности в дБм добавить 107, то
получим уровень напряжения на нагрузке 50 Ом, выраженный в
дБмкВ
Действительно, сигнал уровнем мощности -80 дБм (10
пВт) развивает на нагрузке 50 Ом напряжение 22 мкВ,
или 27 дБмкВ
И для пущего счастья, сделал онлайн-калькулятор, пересчитывающий
напряжение в децибел-микровольтах в мощность в децибел-милливаттах и обратно
(знаю-знаю, в интернете их и без меня бесчисленное множество! 🙂 )
Онлайн-калькулятор децибел
Правила пользования просты до безобразия. Измени значение любой
из величин, и все остальные значения будут пересчитаны автоматически.
| Напряжение, мВ: | |
| Напряжение, dBμV: | |
| Нагрузка, Ω: | |
| Мощность, dBm: | |
| Мощность, мВт: |
Усиление в децибелах
Опубликованные числа для усиления антенны почти всегда выражаются в децибелах (дБ), в логарифмической шкале. Из коэффициента усиления G можно найти усиление в децибелах как:
- граммdBязнак равно10⋅бревно10(грамм).{\ Displaystyle G_ {дБи} = 10 \ cdot \ log _ {10} \ left (G \ right).}
Следовательно, можно сказать, что антенна с максимальным усилением мощности 5 имеет усиление 7 дБи. Используется дБи, а не просто дБ, чтобы подчеркнуть, что это усиление согласно основному определению, в котором антенна сравнивается с изотропным излучателем.
Когда фактические измерения усиления антенны производятся в лаборатории, напряженность поля тестовой антенны измеряется при подаче, скажем, 1 Вт мощности передатчика на определенном расстоянии. Эта напряженность поля сравнивается с напряженностью поля, найденной с помощью так называемой эталонной антенны на том же расстоянии, получающей ту же мощность, для определения усиления тестируемой антенны. Это отношение было бы равно G, если бы эталонная антенна была изотропным излучателем (irad).
Однако настоящий изотропный излучатель не может быть построен, поэтому на практике используется другая антенна. Часто это будет полуволновой диполь, очень хорошо понятная и воспроизводимая антенна, которую можно легко построить для любой частоты. Директивное усиление полуволнового диполя, как известно, составляет 1,64, и его можно сделать почти 100% эффективным. Поскольку коэффициент усиления был измерен относительно этой эталонной антенны, разницу в усилении тестовой антенны часто сравнивают с коэффициентом усиления диполя. Таким образом, усиление относительно диполя часто указывается и обозначается с использованием дБд вместо дБи, чтобы избежать путаницы. Следовательно, с точки зрения истинного усиления (относительно изотропного излучателя) G, это значение для усиления определяется как:
- граммdBdзнак равно10⋅бревно10(грамм1,64).{\ displaystyle G_ {dBd} = 10 \ cdot \ log _ {10} \ left ({\ frac {G} {1.64}} \ right).}
Например, вышеупомянутая антенна с усилением G = 5 будет иметь усиление по отношению к диполю 5 / 1,64 = 3,05, или в децибелах это можно назвать 10 log (3,05) = 4,84 дБд. В основном:
- граммdBdзнак равнограммdBя-2,15dB{\ displaystyle G_ {дБд} = G_ {дБи} -2,15 дБ}
Обычно используются как дБи, так и дБд. Когда максимальное усиление антенны указывается в децибелах (например, производителем), необходимо знать, означает ли это усиление относительно изотропного излучателя или относительно диполя. Если он указывает дБи или дБд, то двусмысленности нет, но если указан только дБ, то необходимо обращаться к мелкому шрифту. Любую фигуру можно легко преобразовать в другую, используя указанное выше соотношение.
Обратите внимание, что при рассмотрении диаграммы направленности антенны усиление по отношению к диполю не подразумевает сравнение усиления этой антенны в каждом направлении с усилением диполя в этом направлении. Скорее, это сравнение усиления антенны в каждом направлении с пиковым усилением диполя (1,64)
Следовательно, в любом направлении эти числа на 2,15 дБ меньше, чем усиление, выраженное в дБи.
Резюме файла DBI
Согласно нашим записям, существуют один тип(ы) файлов, связанных с расширением DBI, самый популярный из которых отформатирован в качестве FIFA World Cup Game Data Comin Fe. Самое распространенное связанное приложение — FIFA Soccer 2002, выпущенное Electronic Arts. Кроме того, один различные программы позволяют вам просматривать эти файлы.
Чаще всего файлы DBI классифицируют, как Game Files.
Файлы DBI находятся на мобильных устройствах и настольных компьютерах, и их можно открыть в Windows.
Рейтинг популярности данных файлов составляет «Низкий», что означает, что они не очень распространены.
Other options
Using DBI to Install Mods:
- Connect to your computer via MTP mode in DBI
- Go to Installed Games, in the folder with the name of your game
- Go to Mods & Cheats folder
- Place your mod in the Mods & Cheats folder
Be careful, you need to make sure to not put the folder with the titleID of the game, but its contents! For example, you have downloaded the translation for the game Cadence of Hyrule, in the form of the archive Cadence of Hyrule.rar. Inside this archive you see a folder with the TitleID of the game — 01000B900D8B0000. You need to unpack the archive, go to the folder 01000B900D8B0000 and copy the entire contents of the folder to Mods & Cheats! Not the folder 01000B900D8B0000 itself, but everything inside it! In this example (and in most cases), the romfs folder
USB 3.0
DBI supports USB 3.0. If you are using kefir, then USB 3.0 is active by default. Otherwise, you need to activate this function through the Atmosphere configuration files by writing in :
Important — activiating USB 3.0 can interfere with bluetooth and 2.4GHz wifi connections. If you experience any connection issues with your wireless controllers or 2.4GHz wifi networks then you should not activate USB 3.0. 5GHz wifi connections should be generally unaffacted.
Errors and warnings
Warnings
-
«HASH MISMATCH» — usually this is NOT an ERROR and the game was simply converted from an .XCI and everything is in order. Sometimes if there are problems with the integrity of the file, download it, rehash it, transferring data via a USB cable / port / during the installation process between the PC and the Switch.
If the game still does not start or starts with an error, try reinstalling it again, check or replace the USB cable / SD card / change the USB port. - DELTA SKIPPED — this is NOT an ERROR but a notification that unnecessary and unused delta fragments in the update file were skipped during installation.
- «No tickets found. Possibly this NSP was converted from XCI.» — this is NOT an ERROR and the performance of the game will not be affected. This informs you that the files do not include tickets, they may have been dumped from an .XCI file or converted to Standard Crypto.
-
«WARNING» title marked as Application but has AddonContent — this is NOT an ERROR and usually it indicates a non-standard .NSP homebrew game, for example if an AddonContent flag (DLC) was added to the Application title (main game, v0).
If the application starts and works then everything is in order.
ERRORs
- «Can not find file for ncaid» — The installation file of the game is corrupt (it does not contain the required .nca from the .cnmt list).
- «Invalid PFS0 magic!» — download the installation file of the game and check its integrity, this file is corrupt.
- «Received less data than expected» or Installation aborted — data transfer error, recheck and if necessary replace the USB cable / USB port between the Switch and the PC. Also make sure you have the most recent version of the DBI installed.
- «std::bad_alloc» — rename the file without special characters and Cyrillic in the name and path to it, plus make sure that you are using the latest version of DBI and that the latest supported version of OFW and CFW is installed on the console.
- «Nothing to install» in the file selection window — rename the file without special characters, hieroglyphs or Cyrillic in the name and path to it.
- «INVALID LENGTH» — check the USB-C cable connection to your USB port, try with another USB-C cable, check the integrity of the game file and the SD card for errors, when installing via MTP — try to run DBI in application mode (title override) holding the R button while launching a title.
- « Unknown error» when installing .tik (ticket) — add the latest sigpatches for Atmosphére.
- «605: Content or placeholder path not exists» or «SOME CONTENTS ARE MISSING» — broken file system on your SD card, or a non-working / low-quality flash drive. Check it in chkdsk and h2testw, if there are no errors reformat to FAT32.
- WARNING! Extra buffers exceeded, when installing via MTP — try to run DBI in application mode (title override) holding the R button while launching a title or alternatively via NSP forwarder and use a faster microSD card with a different USB cable / port.
- No tickets found but they are required — incorrect (incomplete, no ticket but with titlerights) dump of the game, use another one.
- SOME CONTENTS ARE MISSING. APPLICATION WILL BE UNUSABLE — container is incomplete, check the integrity of the game installation file.
Формулы для вычисления децибелов
Бел (Б) = lg (P2/P1)
где
P1 — мощность до усиления, Вт
P2 — мощность после усиления или ослабления, Вт
На практике, оказалось, что удобнее пользоваться уменьшенным в 10 раз значением Бел, т.е. децибел, поэтому:
дециБел (дБ) = 10 * lg(P2/P1)
Усиление или ослабление мощности в децибелах выражается формулой:
где
NдБ — усиление, либо ослабление мощности в децибелах
P1 — мощность до усиления, Вт
P2 — мощность после усиления или ослабления, Вт
Значения Бел, децибел могут быть со знаком «плюс», если P2 > P1 (усиление сигнала) и со знаком «минус», если P2 < P1 (ослабление сигнала)
Во многих случаях, сравнение сигналов путем измерения мощностей может быть неудобным или невозможным — проще измерить напряжение или ток.В этом случае, если мы сравниваем напряжения или токи, формула примет уже другой вид:
где
NдБ — усиление, либо ослабление мощности в децибелах
U1 — это напряжение до усиления, В
U2 — напряжение после усиления, В
I1 — сила тока до усиления, А
I2 — сила тока после усиления, А
Вот небольшая табличка, в которой приведены основные отношения напряжений и соответствующее число децибел:
Дело в том, что операции умножения и деления над числами в обычном базисе, заменяются операциями сложения и вычитания в логарифмическом базисе. Например, у нас есть два каскадно-включенных усилителя с коэффициентами усиления K1 = 963 и K2 = 48. Какой общий коэффициент усиления? Правильно — он равен произведению K = K1 * K2. Вы можете в уме быстро вычислить 963*48? Я — нет. Я могу прикинуть K = 1000*50 = 50 тыс., не более. А, если нам известно, что K1 = 59 дБ и K2 = 33 дБ, то К = 59+33 = 92 дБ — сложить было не трудно, надеюсь.
Впрочем, актуальность таких вычислений было велика в эпоху, когда ввели понятие Бел и когда не было не то, что айфонов, но и электронных калькуляторов. Сейчас же достаточно открыть калькулятор на ваших гаджетах и быстренько посчитать , что есть что. Ну и чтобы не париться каждый раз при переводе дБ в разы, удобнее всего найти в интернете онлайн-калькулятор. Да хотя бы вот.
Другие возможности
Монтирование содержимого установленных игр по MTP
Перейдите в «Browse installed applications» -> Выберите необходимые игры кнопкой -> Нажмите -> «Expose contend via MTP»
Бекап и восстановление сохранений
- Подключите приставку в режиме MTP по DBI
- Перейдите в папку Saves на вашем ПК
- Вы можете как скопировать сейвы на ПК, так и восстановить их, просто перетянув в эту папку
Использование DBI для установки модификаций:
- Подключите приставку в режиме MTP по DBI
- Перейдите в Installed Games, в папку с названием вашей игры
- Перейдите в папку Mods & Cheats
- Поместите в папку Mods & Cheats ваш мод
- Будьте внимательны, вам нужно класть не саму папку с titleID игры, а её содержимое! Например, вы скачали перевод для игры Cadence of Hyrule, в виде архиве . Внутри этого архива вы видите папку с TitleID игры — . Вам нужно распаковать архив, перейти в папку и скопировать всё содержимое папки в Mods & Cheats! Не саму папку , а всё то, что в ней находится! В данном примере, папку
USB 3.0
DBI поддерживает работу по USB 3.0. Если вы используете kefir, то USB 3.0 активно по-умолчанию. В ином случае, нужно активировать эту функцию через конфигурационные файлы Atmosphere, прописав в :
Почему дБ?
Конечно, можно было бы проектировать и тестировать радиочастотные системы без использования дБ, но на практике дБ используются везде. Одно из преимуществ заключается в том, что шкала дБ позволяет выражать очень большие отношения без использования очень больших чисел: усиление по мощности в 1 000 000 раз составляет всего 60 дБ. Кроме того, при использовании дБ легко вычисляется общий коэффициент усиления или потерь в цепи прохождения сигнала, поскольку отдельные значения в дБ просто складываются (тогда как, если бы мы работали с обычными отношениями, нам потребовалось бы умножение).
Еще одно преимущество – это то, что мы знаем из нашего опыта работы с фильтрами. Радиочастотные системы вращаются вокруг частот и различных способов генерации, управления или воздействия на эти частоты с помощью компонентов и паразитных элементов схемы. Шкала в дБ в подобном контексте удобна, потому что графики частотных характеристик интуитивно понятны и визуально информативны, когда ось частот использует логарифмический масштаб, а ось амплитуды использует шкалу в дБ.
Диаграмма Боде, показывающая амплитудно-частотные характеристики различных полосовых фильтров
Устранение неполадок DBI-файлов
Общие проблемы с открытием файлов DBI
FIFA Soccer 2002 нет
Вы пытаетесь загрузить DBI-файл и получить сообщение об ошибке, например «%%os%% не удается открыть расширение файла DBI». Если это так, это обычно означает, что у вас нет FIFA Soccer 2002, установленного для %%os%%. Типичный путь открытия документа DBI двойным щелчком не будет работать, так как %%os%% не может установить подключение к программе.
Наконечник: Если у вас не установлен FIFA Soccer 2002, и вы знаете другую программу, чтобы открыть файл DBI, вы можете попробовать открыть его, выбрав из программ, перечисленных в разделе «Показать приложения».
Установлена неправильная версия FIFA Soccer 2002
Иногда может быть установлена устаревшая версия FIFA Soccer 2002, несовместимая с типом FIFA World Cup Game Data Comin Fe. Рекомендуется установить последнюю версию FIFA Soccer 2002 из Electronic Arts. Ваш файл электронной таблицы, вероятно, был создан более новой версией FIFA Soccer 2002, чем то, что в данный момент установлен на вашем компьютере.
Совет . Иногда вы можете получить подсказки о правильной версии программы, щелкнув правой кнопкой мыши DBI-файл, выбрав «Свойства» и посмотрев информацию о версии.
В первую очередь проблемы, возникающие при открытии DBI-файлов, связаны с тем, что на вашем компьютере установлена неправильная версия FIFA Soccer 2002.
Ошибки при открытии файлов FIFA World Cup Game Data Comin Fe могут возникать даже с последней версией программного обеспечения FIFA Soccer 2002, установленной на вашем компьютере. В %%os%% могут возникать внешние проблемы, которые вызывают эти ошибки при открытии DBI-файлов. Эти другие проблемы включают (перечислены в порядке от наиболее до наименее распространенных):
dBi, dBm и Ватты
ЛикБез > Измерения
Децибел— логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений.Величина, выраженная в децибелах, численно равнадесятичному логарифмубезразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять:
Децибел— это безразмерная единица, применяемая для измерения отношения некоторых величин— «энергетических» (мощности, энергии, плотности потока мощности ит.п.) или «силовых» (силы тока, напряжения ит.п.). Иными словами, децибел— это относительная величина. Не абсолютная, как, например,ваттиливольт, а такая же относительная, как кратность («трёхкратное отличие») илипроценты, предназначенная для измерения отношения («соотношения уровней») двух других величин, причём к полученному отношению применяетсялогарифмический масштаб.Русское обозначение единицы «децибел»— «дБ», международное— «dB» (неправильно: дб, Дб).Децибел не является официальной единицей в системе единицСИ, хотя по решениюГенеральной конференции по мерам и весамдопускается его применение без ограничений совместно с СИ, аМеждународное бюро мер и весоврекомендовала включить его в эту систему.Сравнение с другими логарифмическими единицами
Для вас со скидками надёжный заработок в интернете по привлекательной цене.
Области примененияДецибелы широко применяются в любых областях техники, где требуется измерение величин, меняющихся в широком диапазоне: в радиотехнике, антенной технике, в системах передачи информации, в оптике, акустике (в децибелах измеряетсяуровень громкости звука) и др. Так, в децибелах принято измерятьдинамический диапазон (например, диапазон громкости звучания музыкального инструмента), затухание волны при распространении в поглощающей среде, коэффициент усиления и коэффициент шума усилителя.Децибелы используются не только для измерения отношения физических величин второго порядка (энергетических:мощность, энергия) и первого порядка (напряжение, сила тока). В децибелах можно измерять отношения любых физических величин, а также использовать децибелы для представления абсолютных величин (см.опорный уровень).Переход к децибелам
Причины использования децибеловДля применения децибелов и оперирования логарифмами вместо процентов или долей есть ряд причин:
- Характер отображения в органах чувств человека и животных изменений течения многих физических и биологических процессов пропорционален не амплитуде входного воздействия, а логарифму входного воздействия (живаяприрода живёт по логарифму). Поэтому вполне естественно шкалы приборов и вообще шкалы единиц устанавливать именно в логарифмические, в том числе, используя децибелы. Например музыкальная равномерно темперированная шкала частот является одной из таких логарифмических шкал.
- Удобство логарифмической шкалы в тех случаях, когда в одной задаче приходится оперировать одновременно величинами, различающимися не во втором знаке после запятой, а в разы и, тем более, различающимися на много порядков (примеры: задача выбора графического отображения уровней сигнала, частотных диапазонов радиоприемников и др. звуковоспроизводящих устройств, расчет частот для настройки клавиатуры фортепьяно, расчеты спектров при синтезе и обработке музыкальных и других гармонических звуковых, световых волн, графические отображения скоростей в космонавтике, авиации, в скоростном транспорте, графическое отображения других переменных величин, изменения которых в широком диапазоне величин являются критически важными).
- Удобство отображения и анализа величины, изменяющейся в очень широких пределах (примеры— диаграмма направленности антенны, амплитудно-частотная характеристика электрического фильтра).
Программа для пересчета dBm в Ватты (.jar)
Децибелы и АЧХ усилителя
Как вы помните в прошлом примере с ОУ, у нас неинвертирующий усилитель усиливал сигнал в 10 раз. Если посмотреть в нашу табличку, то это получается 20 дБ относительно входного сигнала. Ну да, так оно и есть:
Также в дБ на некоторых графиках АЧХ обозначают наклон характеристики АЧХ. Это может выглядеть примерно вот так:
На графике мы видим АЧХ полосового фильтра. Изменение сигнала +20 дБ на декаду (дБ/дек, dB/dec) говорит нам о том, что при каждом увеличении частоты в 10 раз, амплитуда сигнала возрастает на 20 дБ. То же самое можно сказать и про спад сигнала -20 дБ на декаду. При каждом увеличении частоты в 10 раз, у нас амплитуда сигнала будет уменьшаться на -20 дБ. Есть также похожая характеристика дБ на октаву (дБ/окт, dB/oct). Здесь почти все то же самое, только изменение сигнала происходит при каждом увеличении частоты в 2 раза.
Давайте рассмотрим пример. Имеем фильтр высоких частот (ФВЧ) первого порядка, собранного на RC-цепи.
Его АЧХ будет выглядеть следующим образом (кликните для полного открытия)
Нас сейчас интересует наклонная прямая линия АЧХ. Так как у нее наклон примерно одинаковый до частоты среза в -3дБ, то можно найти ее крутизну, то есть узнать, во сколько раз увеличивается сигнал при каждом увеличении частоты в 10 раз.
Итак возьмем первую точку на частоте в 10 Герц. На частоте в 10 Герц амплитуда сигнала уменьшилась на 44 дБ, это видно в правом нижнем углу (out:-44)
Умножаем частоту на 10 (декада) и получаем вторую точку в 100 Герц. На частоте в 100 Герц наш сигнал уменьшился приблизительно на 24 дБ
То есть получается за одну декаду у нас сигнал увеличился с -44 до -24 дБ на декаду. То есть наклон характеристики составил +20 дБ/декаду. Если +20 дБ/декаду перевести в дБ на октаву, то получится 6 дБ/октаву.
Достаточно часто, дискретные аттенюаторы (делители) выходного сигнала на измерительных приборах (особенно на генераторах) проградуированы в децибелах:0, -3, -6, -10, -20, -30, -40 дБ. Это позволяет быстро ориентироваться в относительном уровне выходного сигнала.
Когда дБ абсолютны?
Мы установили, что дБ является отношением и, следовательно, не может описывать абсолютные значения мощности и амплитуды сигнала. Однако было бы неудобно постоянно переключаться между значениями в дБ и не в дБ, и, возможно, именно поэтому радиоинженеры ввели единицу измерения дБм (dBm).
Мы можем избежать проблемы «только отношение», просто создав новую единицу измерения, которая всегда будет содержать опорное значение. В случае дБм опорное значение равно 1 мВт. Таким образом, если у нас есть сигнал 5 мВт, и мы хотим оставаться в области дБ, мы можем выразить мощность этого сигнала как 7дБм:
\
Вы определенно хотите ознакомиться с концепцией дБм. Это стандартная единица, используемая в реальной разработке радиочастотных систем, и она очень удобна, когда вы, например, вычисляете энергетический баланс линии связи, поскольку усиления и потери, выраженные в дБ, могут просто складываться и вычитаться из выходной мощности, выраженной в дБм.
Существует также единица дБВт (dBW); в качестве опорного значения она использует 1 Вт вместо 1 мВт. В настоящее время большинство радиоинженеров работает с относительно маломощными системами, и это, вероятно, объясняет, почему дБм встречается чаще.
Закон Вебера-Фехнера
Почему именно децибелы? Все исходит от закона Вебера-Фехнера, который говорит нам, что интенсивность ощущения человеческих чувств прямо-пропорциональна логарифму интенсивности какого-либо раздражителя.
Так светильник, в котором восемь лампочек, кажется нам настолько же ярче светильника из четырёх лампочек, насколько светильник из четырёх лампочек ярче светильника из двух лампочек. То есть количество лампочек должно увеличиваться каждый раз вдвое, чтобы нам казалось, что прирост яркости постоянен. То есть если добавить к нашим 32 лампочкам на графике еще одну лампочку, то мы даже и не заметим разницы. Для того, чтобы для нашего глаза была заметна разница, мы должны к 32 лампочкам добавить еще 32 лампочки, и т.д. Или иными словами, для того, чтобы нам казалось, что наш светильник плавно набирает яркость, нам надо зажигать вдвое больше лампочек каждый раз, чем было предыдущее значение.
Поэтому децибел действительно удобнее в некоторых случаях, так как сравнивать две величины намного проще в маленьких цифрах, чем в миллионах и миллиардах. А так как электроника — это чисто физическое явление, то и децибелы не обошли ее стороной.
