Единицу измерения "децибел" можно услышать повсеместно. Тем не менее, не все кто ее часто использует, знают, что за ней скрывается. Здесь мы при­водим некоторые сведения для информации новичкам и освежения памяти опытных радиолюбителей.

Децибел (дБ) назван по имени знаменитого изобретателя телефона Александра Грэхэма Белла. По практическим соображениям в качестве единицы введен не Белл, а децибел, т.е. одна десятая часть. Децибел сегодня наиболее употребительная мера для отношений величин в технике связи.

Согласно определению:

- для напряжений и токов lUE=201og(Ul/U2), UB=201og(Il/I2);

- для мощностей PflB=101og (Pl/P2).

Различие в множителях для напряжений/токов и мощностей обусловлено тем, что 10-кратное возрастание напряжения (на 20 дБ) увеличивает мощность в 100 раз (также на 20 дБ). Тем самым независимо от того, идет ли речь о напряжениях, токах или мощностях, полу­чаются одинаковые значения в дБ.

Децибел — логарифмическая мера, поэтому сложение децибел соответствует умножению соответствующих численных значений. Это очень упрощает расчеты при каскадированни усиливающих и ослабляющих узлов. Логарифм можно вычислять только от безразмерных чисел, например от усиления, затухания в кабеле и т.п.

Децибел как мера сравнения.

В обозначении дБс мерой сравнения служит несущая (с — Carrier, т.е.несущая). Такая запись используется для амплитуды обертонов, как мера спектральной чистоты сигнала, а также для меры подавления несущей и нежелательной боковой полосы в SSB-передатчиках. Если например уменьшение первого обертона составляет 54 дБс, то он уменьшен на 54 дБ и составляет 1/500 напряжения несущей или соответственно 1/250000 ее мощности.

Типичные значения подавления в SSB-передатчиках:

- несущая — 40...50 дБс;

- нежелательная боковая полоса — 40...55 дБс.

Эффективность антенны также задается в дБ. Необходимо только обращать внимание на то, с чем сравнивается антенна. Как првило, эффективность относится к полуволновому диполю, это иногда указывается обозначением дБе (d=Dipol). В стремлении к большим численным значениям изготовители иногда указывают на 2,14 дБ большие значения эффективности, относя ее к изотропному излучателю.

Именно полу­волновой диполь имеет эффективность 2,14 дБ по от­ношению к изотропному излучателю, который излучает одинаково по всем на­правлениям в пространстве. В этом нет ничего плохого, если об этом со­общается или явным образом, или обозначением дБ! (i=isotrop), в противном случае такая практика не­серьезна.

Децибел как абсолютная мера.

Если условиться об уровне отсчета, то в децибелах можно задавать и абсолютные значения. Мощности относятся к I мВт и измеряются в единицах дБм. Следовательно, передатчик с 1 Вт=10' мВт имеет выходной уровень 30 дБм. Напряжение относится к 1 мкВ и имеет единицу дБмкВ, токи — к I мкА с единицей дБмкА.

Данные в дБм очень информативны, поскольку напряжения и токи можно изменить почти без потерь с помощью трансформатора, а мощность не меняется.

Именно поэтому почти все указания уровней приводятся в дБм. Для вычисления мощности по напряжению (или току) нужно знать внутреннее сопротивление. В со­временной технике коаксиальных кабелей оно почти всегда равно 50 Ом, поэтому можно запомнить, что 0 дБмкВ на 50Ом = -107 дБм; 1 мкВ на 50 Ом = 2х1(Г^м Вт=2хЮ'^п мВт + 3 -110дБм = -107дБм.

Пример

Пусть после КВ-транснвера с выходной мощностью 100 Вт имеется линейный усилитель с усилением 7 дБ, кабель с затуханием 4 дБ и антенна с эффективностью 9 дБ!. Тогда баланс мощности выглядит так, как показано в табл.1.

К выходной мощности 100 Вт=10⁵ мВт=50 дБм добавляется 12 дБ, и для излученной мощности получается 50+12-62 дБм, что соответствует численному значению 100 Втх16=1,6 кВт.

Номограмма

Номограмма содержит в графической форме шкалы, приведенные в табл.2.

Обозначения IW и aW на шкале мощности W означа­ют f=femto=10"¹⁵, т.е. фемтоватг, a=atto= I О'¹?, т.е. аттоватт.

Данные по шуму основываются на формуле для тепловой шумовой мощности Рг и шумового напряжения U г омического сопротивления. Эти шумы неизбежны и ограничивают чувствительность любого приемника. Эти формулы имеют вид Рг=4кТВ (Вт), где к= 1,38x10²³ — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура в °К(0°С+273), В — ширина полосы в Гц. Ur=(PrR)"², где R -— сопротивление, на котором измеряются шумы.

Считывание соответствующих друг другу значений проводится с помощью линейки, которую нужно рас­полагать перпендикулярно шкалам. С целью разъяснения приведем здесь некоторые сравнимые значения: -40дБм=0,1 мкВт = 2,24 мВ/50 Ом = 67 дБмкВ=59+53 дБ.

При ширине полосы 2200 Гц шумы на сопротивлении 50 Ом составляют 3,61x10 ^|7Вт=-133,5дБм = 42.5 нВ/50 Ом = -27,5 дБмкВ/50 Ом.

Эту величину можно в данном случае рассматривать как предел чувствительности приемника.

G. KUNO (DL2CH)

CQ/DL 10/95.

материал подготовил А. Кищин (UA9XJK)