Pytanie:
Wyrażanie zysku w decybelach?
dfg
2015-01-14 23:25:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

enter image description here

1) Dlaczego przyrost mocy wykorzystuje współczynnik 10 w przeciwieństwie do pozostałych dwóch?

2) Dlaczego przyrost mocy nie może być ujemny?

Zauważ, że wzmocnienie mocy ma wbudowaną wartość bezwzględną: moc jest powiązana z kwadratem napięcia, a kwadrat dowolnej liczby rzeczywistej jest dodatni.
Pięć odpowiedzi:
#1
+12
Adam Haun
2015-01-14 23:59:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  1. To tylko konwencja. Decybele zawsze odnoszą się do mocy, a moc jest proporcjonalna do kwadratu napięcia i kwadratu prądu. Matematyka działa w ten sposób:

$$ \ begin {align} A_ {v, dB} & = 10 \ cdot \ log \ frac {V_o ^ 2} {V_i ^ 2} \ \ & = 10 \ cdot \ log \ left (\ frac {V_o} {V_i} \ right) ^ 2 \\ & = 10 \ cdot 2 \ cdot \ log \ frac {V_o} {V_i} \ end {align} $ $

EDYCJA: Moc jest proporcjonalna do kwadratu napięcia / prądu dla wszystkich obwodów liniowych. W analizie obwodu prądu przemiennego napięcie, prąd i moc stają się wskazówkami. W obwodach nieliniowych moc może nie być proporcjonalna do kwadratu napięcia / prądu, ale konwencja jest nadal używana dla decybeli. Działa nawet w abstrakcyjnym obszarze, takim jak przetwarzanie sygnału, gdzie „moc” sygnału jest definiowana jako średnia kwadratu amplitudy.

  1. Decybele są używane do określenia wielkości wzmocnienia. Jeśli chcesz porozmawiać o utracie mocy, używasz ujemnych decybeli, co oznacza ułamkowy zysk. Na przykład:

$$ A_p = 0,01 $$$$ A_ {p, dB} = 10 \ cdot \ log 0,01 = -20 \: \ mathrm {dB} $$

Możesz także uzyskać rzeczywiste wzmocnienie ujemne, takie jak to, które uzyskuje się ze wzmacniacza odwracającego. Negatyw jest tam opisywany jako przesunięcie fazowe . Aby w pełni opisać wzmacniacz, zwykle potrzebujesz zarówno wielkości, jak i fazy wzmocnienia. (To może być dla ciebie trochę zaawansowane, ale możesz spróbować odszukać wykresy Bode'a, aby zobaczyć, jak jest to używane w prawdziwym życiu.) W każdym razie, oto jak opisać wzmacniacz odwracający ze wzmocnieniem napięcia równym -2,4:

$$ A_v = -2,4 $$$$ | A_v | = 20 \ cdot \ log 2.4 \ około 7,6 \: \ mathrm {dB} $$$$ \ angle A_v = 180 ^ \ circ $$

Dziękuję Ci.Moc jest tylko proporcjonalna do kwadratu napięcia / prądu dla rezystorów.Ale moc można też zastosować w innych urządzeniach, prawda? Wiem również, że możesz uzyskać ujemny zysk, ale czy możesz uzyskać ujemny * zysk * mocy?Nie możesz mieć przesunięcia fazowego mocy, prawda?Skoro to nie jest wskazówka?
Moc rzeczywiście może być fazorem, chociaż nie działa w ten sam sposób.(Wyszukaj „moc bierną”.) Przypuszczam, że ujemny przyrost mocy oznaczałby, że zarówno wejście, jak i wyjście pochłaniają moc.Nie przychodzi mi do głowy żaden przykład z życia wzięty. Zaktualizuję moją odpowiedź, aby trochę bardziej pokryła P = V ^ 2.
Co ciekawe, nauczono mnie w college'u, że napięcie i prąd zużywają 10log (V) lub 10log (I), a moc 20log (V).Jest to zgodne z wykorzystaniem dB w ustawieniach niezwiązanych z zasilaniem, takich jak dBsm, czyli powierzchnia (w metrach kwadratowych) w skali 10 log (x).dBsm pojawia się w wielu obliczeniach radarowych.
#2
+6
Dave Tweed
2015-01-14 23:37:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  1. Decybele to zawsze moc. Wyrażenia dotyczące napięcia i prądu używają współczynnika 20 zamiast 10, ponieważ współczynniki mocy są proporcjonalne do kwadratu stosunku napięcia lub prądu.

  2. Zysk mocy może być ujemny, ale wtedy jest ogólnie nazywany „stratą”. Logarytm dowolnej liczby mniejszej od jedności jest ujemny.

@ Punkt pierwszy: ściśle mówiąc, wartość impedancji nie może się zmieniać, ale nie zawsze jest to uwzględniane.
Ale różnica w prawie kwadratu dotyczy tylko rezystorów.Moc można również zastosować do innych typów urządzeń, prawda?Ponadto przez „przyrost mocy” mam na myśli nie \ $ A_p \ $, a nie \ $ 10 \ log A_p \ $.Jeśli \ $ A_p \ $ jest ujemne, dziennik byłby urojony ...
Z definicji „przyrost mocy”, czyli \ $ A_p \ $ to \ $ \ frac {| Moc_ {WYJŚCIE} |} {| Moc_ {IN} |} \ $.To nie może być negatywne.Jeśli wzmacniacz jest wzmacniaczem odwracającym, nie oznacza to, że przyrost mocy jest ujemny.
Logarytm liczby ujemnej jest nieokreślony.To podniesienie do kwadratu napięć (aby uzyskać moc), a nie log (aby uzyskać dB) sprawia, że stosunek mocy wyjściowej do mocy jest dodatni, nawet jeśli wzmacniacz odwraca.
#3
+6
JonRB
2015-01-14 23:44:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Decybel jest miarą stosunku mocy.

Jest to 10x (dla współczynników mocy), ponieważ jednostką jest bel (deci to jeden z „zatwierdzonych” przedrostków dla 1/10).

Jest to 20x (tj. 2 * 10), gdy mamy do czynienia z napięciami i prądami, ponieważ rozpraszana moc jest zwykle proporcjonalna do kwadratu tych wielkości. Ze względu na reguły dziennika a \ $ 10 * log (\ frac {V_1} {V_2}) ^ 2 \ $ spowoduje zmniejszenie potęgi 2 jako przyrost skalarny \ $ 2 * 10 * log (\ frac {V_1} {V_2}) \ $

dB jest wskaźnikiem stosunku mocy między dwoma punktami. Jeśli nie możesz przypisać sobie stałej impedancji obciążenia, należy użyć rzeczywistej mocy

Ale różnica w prawie kwadratu dotyczy tylko rezystorów.Moc można również zastosować do innych typów urządzeń, prawda?
@dfg.Zysk = 10 · log (wyjście zasilania / wejście zasilania).Wyjście zasilania = Vout · Iout i Powerin = Vin · Iin.Możesz zastosować te formuły na dowolnym urządzeniu.
@RogerC.Tak, ale żadne z tych równań nie ma mocy proporcjonalnej do kwadratu napięcia.Możesz otrzymać \ $ P = V ^ 2 / R \ $, jeśli podstawisz prawo Ohma do jednego ze swoich równań, ale wtedy prawo Ohma nie ma zastosowania do wszystkiego.Na przykład obciążeniem może być dioda.
@PhilFrost, Naprawdę nie rozumiem twojego punktu.Zysk w dB zawsze dotyczy mocy.W diodzie I = f (V).Więc ta moc byłaby V · f (V).Tutaj nie ma kwadratu.
Tak, dokładnie.Ale w swojej odpowiedzi mówisz bez zastrzeżeń: „To jest 20x (dla woltów i amperów), ponieważ istnieje prawidłowa różnica między woltami, amperami i mocą”.Powinieneś edytować swoje pytanie, aby zakwalifikować to stwierdzenie z warunkami, w których jest prawdziwe.
#4
+1
mikeborgh
2018-04-19 23:06:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Decybele mocy są trudne, ponieważ rzucają w ciebie kilka koncepcji naraz, nie wyjaśniając, że tak się dzieje.

Koncepcja 1: Bel to jednostka logarytmicznych stosunków (która jest w rzeczywistości anulowaną jednostką mocy / mocy).

Koncepcja 2: deci - to przedrostek oznaczający 1/10. 1 Bel = 10 * decy-Bel.

Koncepcja 3: dzienniki zamieniają wykładniki na mnożenie, ułatwiając pracę z matematyką i tworzenie wykresów. log (x ^ n) = n * log (x).

Koncepcja 4: dzienniki oznaczają „moc” ... nawet podczas pracy z napięciem lub prądem. Pomyśl Pa / Pb = (Va ^ 2 / R) / (Vb ^ 2 / R), gdzie R się anuluje (w pewnym sensie).

Najpierw podziel słowo „decybel”. „deci” jest prefiksem dla 1/10. „Bel” oznacza jednostkę „Bel”, nazwaną na cześć Alexandra Grahama Bella i stanowi iloraz logarytmów dwóch liczb. Ponieważ bel jest dla jednostki „Bel”, „B” w dB jest pisane wielką literą. Taka sama koncepcja jak w kilohercach (kHz = "kilo-" + Hertz).

Załóżmy, że w poniższych przykładach wszystkie dzienniki mają podstawę 10.

Przykład 1 (prosty współczynnik):

wartość1 = 100 000

wartość2 = 100

simple_ratio = wartość1 / wartość2 = 100 000/100 = 1000

Przykład 2 (log):

wartość1 = 100 000

wartość2 = 100

simple_log = log (wartość1 / wartość2) = log (100 000/100) = log (1000) = 3 Bel. To samo co 10 ^ x = 1000, x = 3 Bel W języku angielskim „10 do jakiej potęgi (x) jest 1000? 10 ^ (3) = 10 000. Odpowiedź brzmi 3.”

Przykład 3 (decybel):

wartość1 = 100 000

wartość2 = 100

simple_log = log (100 000/100) = 3 Bel

Aby to było „deci” Bel… podziel przez 10: simple_log / 10 = simple_deci_log

Zmiana kolejności:

simple_log = 10 * simple_decibel

Więc ..... Dlaczego 10x dla mocy i 20x dla napięcia i prądu?

Sam Bel nie jest specyficzny dla władzy, ale z różnych powodów społeczność naukowa i inżynieryjna zdecydowała się trzymać go jako konwencję. O ile nie określono inaczej, dB oznacza moc (np. DBV).

Przypomnij sobie:

P = I ^ 2 * R

P = V ^ 2 / R

Dzienniki zamieniają wykładniki na mnożenie ... dlatego ich używamy.Kwadratowa relacja prądu do mocy i napięcia do mocy to miejsce, z którego pochodzi 2 x ... więc jeśli współczynnik mocy jest wyrażony napięciem lub prądem, musi on uwzględniać zależność kwadratową ... co oznacza, że wyciągasz kwadrat od wewnątrzwylogowania z przodu.

some_log = log (x ^ 2) = 2 * log (x) Bel

some_power_ratio_expressed_in_voltage_in_Bel = log (Va ^ 2 / Vb ^ 2) = 2 * log (Va / Vb) "Bel"

10 * deci-bel = 1 * bel

some_power_ratio_expressed_in_voltage_in_deci_Bel = 10 * log (Va ^ 2 / Vb ^ 2) = 2 * 10 * log (Va / Vb) = 20 * log (Va / Vb)

#5
  0
Chandran Goodchild
2018-05-31 20:30:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zróbmy małe kroki i spójrzmy na równania ...

Wzmocnienie (w dB) określa

gain in dB

Moc jest określona przez: enter image description here.

Instrukcja enter image description here obowiązuje w liniowych cyklach

Zatem enter image description here zawiera obwody liniowe.

Jeśli podstawimy potęgę w pierwszym równaniu, otrzymamy

enter image description here

i

enter image description here



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...