• Decibel (dB)
Đơn vị dB thường xuyên được sử dụng trong các lĩnh vực có liên quan tới các thành phần trường. Nó được dùng để chỉ ra các tỉ lệ có liên quan. Mục đích của việc sử dụng đơn vị dB là nhằm biểu diễn các kết quả tính toán gọn hơn.
Xét với một số các công thức được tính toán theo dB
- Tỉ số điện áp: 10 2 1
20log V
dB
V
= = 20log (điện áp đầu ra/điện áp đầu vào)10 - Tỉ số cường độ trường: 10 2 1 20log E 20logA dB E B = =
Trong đó :
- P2: Giá trị công suất đo (watt, milliwatt or microwatt) - P1: Công suất tham chiếu (watt, milliwatt or microwatt).
Giả sử với công suất tham chiếu là Pr = 10W, giá trị công suất đo là Pt=10000W, ta có : Pt/Pr = 1000
=> 10log t 10log( ) 10log( ) 30t r r
P
P P dB
P = − =
Các đơn vị dB sử dụng tới mức tuyệt đối cho công suất, điện áp như dBm, dBV, dBμV…Khi thực hiện các phép tính tổng hợp giữa các đơn vị dB chúng ta phải thận trọng để tránh sự nhầm lẫn ảnh hưởng tới các quá trình thiết kế.
Ngoài ra đơn vị dBμ cũng được sử dụng cho điện áp tiếng, cường độ trường, trong khi thông thường dBm hoặc dBK được sử dụng cho công suất, hoặc cũng có thể được sử dụng như dBμ trong các trường hợp cần thiết. Gần đây, đơn vị 0dBμ đang được sử dụng trong các ví dụ về cường độ trường, điện áp tiếng do đó việc nhầm lẫn, sai lạc là rất dễ xảy ra.
Dưới đây là bảng thống kê các đơn vị được sử dụng có liên quan đến các sóng vô tuyến điện. Các đơn vị này được biểu diễn dưới dạng dB. Bảng này bao gồm tất cả các đơn vị thường được ứng dụng trong quá trình thiết kế các mạng vô tuyến. Bảng này cũng cho thấy các đơn vị qui đổi có thể giúp người thiết kế tính toán, đo đạc thực nghiệm và qui đổi một cách dễ dàng. Đây có thể được xem như các đơn vị tiêu chuẩn cho tất cả các quốc gia sử dụng mạng vô tuyến nói chung.
Bảng thống kê các đơn vị liên quan đến các sóng vô tuyến điện
• dBm
* Quan hệ giữa dB và điện áp: Lấy chuẩn tại 1 μV và 0dB có: - công suất yêu cầu [dBm] 10log10 [ ][ ]
1 mV
c p W
= với pc là công suất cần chuyển đổi.
*1mW = 0dBm, 10mW = 10dBm, 100 mW = 20 dBm, 1000mW = 30dBm ,1nW = -60dBm
*chuyển đồi ngược lại có
- Công suất cần chuyển đổi: [ ] 10 [ ] 3 10 c p dBm W = − ÷
• dBμV : dùng để biểu diễn theo dB tỉ số điện áp sử dụng 1μV của điện áp như
mức tham chiếu là 0dB, điện áp nhận được có đơn vị là : [dBμV] = 20log10 (điện áp đã được biến đổi [V] / 1[μV])
Điều này cho thấy: 1μV = 0dBμV, 500μV = 54dBμV, 1Mv = 60dBμV, 10mV = 80dBμV, 1V = 120dBμV. Nếu biến đổi ngược lại việc tính toán chúng ta thu được
• dBμV/m : đây là một kiểu biễu diễn theo dB đối với tỉ số điện áp sử dụng 1[μV/m] của cường độ trường như việc tham chiếu tại 0dB. Cường độ trường cần tìm: [dBμV/m] [ ] 10 V 20log 6 20 dBµ = − ÷
• dBi, dBd : được sử dụng để biểu diễn độ khuyếch đại của anten:
- Khi sử dụng một anten đẳng hướng với mức tham chiếu là 0dB thì độ khuyếch đại của anten lúc này được gọi là độ khuyếch đại tuyệt đối và đơn vị được sử dụng là dBi.
- Khi sử dụng một anten lý tưởng (Dipole điện) có độ dài bằng 1/2 độ dài của bước sóng thì độ khuyếch đại của anten được gọi là độ khuyếch đại tương đối, và đơn vị được sử dụng là dBd.
Ta có mối quan hệ qua lại giữa 2 đơn vị này như sau: dBd = 2.14 dBi.
• dB/m : được sử dụng để biểu diễn sự suy giảm của cáp nối phù hợp. Ví dụ: việc biểu diễn giá trị 0.033 dB/m có nghĩa là cứ 1m có sự suy giảm 0.033dB và sau 100m độ suy giảm là 3.3dB.
• ppm : ppm là 6
1 10
• bps : Đây là đơn vị biểu diễn tỉ lệ bít, cho biết số bít có thể truyền trong 1 giây. Ví dụ: với 4800bps, 4800bits(600bytes) của giữ liệu có thể được gửi trong một giây.
Ký hiệu điện áp EMF và PD
• PD : Là chữ viết tắt của Potential defference - sự khác biệt điện áp. Nó chỉ ra điện thế của trở kháng tải trong trạng thái giới hạn. Giá trị 50Ω được sử dụng phổ biến như trở kháng tải cho các tần số cao.
• EMF : Là chữ viết tắt của Electronic force - Sức điện động. Nó chỉ ra điện áp nguồn tín hiệu trong một trạng thái khi không có tải (điện áp mở).
→Các ký hiệu điện áp EMF và PD có mối liên hệ như sau: EMF = 2.PD, và theo đơn vị dB ta có: EMF = PD + 6dB.
Ví dụ, khi trở kháng là 50Ω công suất của 0dBm là 0dBm - 113dBμV EMF = 10.08dBμV PD = -9.61dBm
- 4.47μV EMF = 2.235μV PD = 13.0dBμV EMF = 6.98dBμV PD = -100dBm - 7μV EMF = -3.5μV PD = 16.9dBμV EMF = 10.88dBμV PD = -961dBm