Počítání s decibely (není třináctá komnata matematiky)



Podobné dokumenty
Elektrická měření 4: 4/ Osciloskop (blokové schéma, činnost bloků, zobrazení průběhu na stínítku )

Repeatery pro systém GSM

MĚŘENÍ IMPEDANCE. Ing. Leoš Koupý 2012

VY_52_INOVACE_2NOV39. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 8. a 9.

VYUŽITÍ ENERGIE VĚTRU

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Regulovaný vysokonapěťový zdroj 0 až 30 kv

Test. Kategorie M. 1 Laboratorní měřicí přístroj univerzální čítač (např. Tesla BM641) využijeme například k:

Návrh induktoru a vysokofrekven ního transformátoru

Indoor navigace Assisted GPS

Měření základních vlastností OZ

Osciloskopy. Osciloskop. Osciloskopem lze měřit

AKUSTIKA. Zvuk je mechanické vlnění pružného prostředí, které vnímáme sluchem.

Příprava na 1. čtvrtletní písemku pro třídu 1EB

Dne obdržel zadavatel tyto dotazy týkající se zadávací dokumentace:

10 je 0,1; nebo taky, že 256

MMEE cv Stanovení množství obchodovatelného zboží mezi zákazníkem a dodavatelem

Analýza oběžného kola

Mezní kalibry. Druhy kalibrů podle přesnosti: - dílenské kalibry - používají ve výrobě, - porovnávací kalibry - pro kontrolu dílenských kalibrů.

Vydal Historický radioklub československý. Všechna práva vyhrazena.

ZADÁNÍ: ÚVOD: Měření proveďte na osciloskopu Goldstar OS-9020P.

VZDĚLÁVACÍ MATERIÁL III/2 (DUM)

Měření impedancí v silnoproudých instalacích

Skripta. Školní rok : 2005/ 2006

MECHANICKÁ PRÁCE A ENERGIE

Spektrální analyzátory

Zadávání tiskových zakázek prostřednictvím JDF a Adobe Acrobat Professional

Odpájecí stanice pro SMD. Kontrola teploty, digitální displej, antistatické provedení SP-HA800D

Studentská tvůrčí a odborná činnost STOČ 2015

Ústav fyziky a měřicí techniky Laboratoř chemických vodivostních senzorů. Měření elektrofyzikálních parametrů krystalových rezonátorů

Měření hustoty kapaliny z periody kmitů zkumavky

Mikromarz. CharGraph. Programovatelný výpočtový měřič fyzikálních veličin. Panel Version. Stručná charakteristika:

EDSTAVENÍ ZÁZNAMNÍKU MEg21

1.3 Druhy a metody měření

Podpůrný výukový materiál s využitím ICT* Podpůrný výukový materiál reedukační hodiny *

1. LINEÁRNÍ APLIKACE OPERAČNÍCH ZESILOVAČŮ

INTERNETOVÝ TRH S POHLEDÁVKAMI. Uživatelská příručka

ODBORNÝ POSUDEK. č. 2661/108/15

Kontrolní test Číslicová technika 1/2. 1.Převeďte číslo 87 z desítkové soustavy z= 10 do soustavy dvojkové z=2

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

PROVOZNÍ CHARAKTERISTIKY OTOPNÝCH TĚLES

1.7. Mechanické kmitání

Pokud není uvedeno jinak, uvedený materiál je z vlastních zdrojů autora

Elektrické. MP - Ampérmetr A U I R. Naměřená hodnota proudu 5 A znamená, že měřená veličina je 5 x větší než jednotka - A

( ) Úloha č. 9. Měření rychlosti zvuku a Poissonovy konstanty

MS měření teploty 1. METODY MĚŘENÍ TEPLOTY: Nepřímá Přímá - Termoelektrické snímače - Odporové kovové snímače - Odporové polovodičové

A. VŠEOBECNÉ PODMÍNKY. Úvodní ustanovení

M - Příprava na čtvrtletní písemnou práci

Vítězslav Bártl. červen 2013

NEJČASTĚJI KLADENÉ DOTAZY K PUBLICITĚ PROJEKTŮ OP LZZ

Pracovní návrh. VYHLÁŠKA Ministerstva práce a sociálních věcí. ze dne o hygienických požadavcích na prostory a provoz dětské skupiny do 12 dětí

Měření hluku a vibrací zvukoměrem

účetních informací státu při přenosu účetního záznamu,

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII MĚŘENÍ ZÁKLADNÍCH EL. VELIČIN

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Reálná čísla

Novinky verzí SKLADNÍK 4.24 a 4.25

Solární kolektory pro rodinný dům: Stačí 1 metr čtvereční na osobu

ODBORNÝ POSUDEK. č. 2381/21/14

Komutace a) komutace diod b) komutace tyristor Druhy polovodi ových m Usm ova dav

Aritmetika s didaktikou II.

Cenová kalkulace a stravovací služby v zařízeních školního stravování

Antény. Zpracoval: Ing. Jiří. Sehnal. 1.Napájecí vedení 2.Charakteristické vlastnosti antén a základní druhy antén

Vyvažování tuhého rotoru v jedné rovině přístrojem Adash Vibrio

HD satelitní přijímač SLOTH Opticum Ultra plus

Kótování na strojnických výkresech 1.část

NÁVOD K OBSLUZE MODULU VIDEO 64 ===============================

FWA (Fixed Wireless Access) Pevná rádiová přípojka

Akustika interiéru. České právní a technické normy ve stavebnictví

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Statutární město Most Radniční 1 Most. Úsvit. Projekt partnerské spolupráce při zlepšování situace v sídlišti Chanov

Mnohem lepšá vlastnosti mç usměrňovač dvoucestnâ

Definice, metody měření a výpočtu

( x ) 2 ( ) Další úlohy s kvadratickými funkcemi. Předpoklady: 2501, 2502

Město Mariánské Lázně

Soukromá střední odborná škola Frýdek-Místek, s.r.o.

TIP: Pro vložení konce stránky můžete použít klávesovou zkratku CTRL + Enter.

ANA 954. ANEMO - výroba - prodej - servis meteorologických přístrojů

téma: Formuláře v MS Access

na tyč působit moment síly M, určený ze vztahu (9). Periodu kmitu T tohoto kyvadla lze určit ze vztahu:

GIGAmatic. Tenzometrický přetěžovací převodník. 1. Popis Použití Technické informace Nastavení Popis funkce 6. 6.

48. Pro RC oscilátor na obrázku určete hodnotu R tak, aby kmitočet oscilací byl 200Hz

1.11 Vliv intenzity záření na výkon fotovoltaických článků

OBECNĚ PROSPĚŠNÁ SPOLEČNOST HUMPOLEC. MV 0074.

NÁVRHOVÝ PROGRAM VÝMĚNÍKŮ TEPLA FIRMY SECESPOL CAIRO PŘÍRUČKA UŽIVATELE

Příloha 3. Výpočet a měření pro účely kontroly pokrytí území signály mobilních širokopásmových datových sítí

Snímače tlaku a síly. Snímače síly

a činitel stabilizace p u

Výsledky zpracujte do tabulek a grafů; v pracovní oblasti si zvolte bod a v tomto bodě vypočítejte diferenciální odpor.

Práce. Práce se značí:

Dvoupásmový přístupový bod pro venkovní použití Návod k obsluze - EC-WA6202 (EC-WA6202M)

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Poměry a úměrnosti I

Model dvanáctipulzního usměrňovače

VYHLÁŠKA Č. 51 ze dne 17. února 2006 o podmínkách připojení k elektrizační soustavě

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 16. ZÁKLADY LOGICKÉHO ŘÍZENÍ

Měřidla. Existují dva druhy měření:

Informační a komunikační technologie. 1.4 Data, informace, komprimace

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

N á v r h VYHLÁŠKA. č. /2015 Sb. o podmínkách připojení k elektrizační soustavě

-1- N á v r h ČÁST PRVNÍ OBECNÁ USTANOVENÍ. 1 Předmět úpravy

Transkript:

očítání s decibely (není třináctá komnata matematiky) Hlavním úkolem decibelů je zjednodušit a zpřehlednit výpočty s nimi prováděné a ne prožívat studentské útrapy u tabule, při písemných pracích a u maturitních zkoušek. K tomu slouží následující dokument, jehož cílem je přispět k osvojení tak jednoduché matematicko elektronické operace, jako je počítání s decibely. Rozsah zpracovávaných výkonů ve sdělovací technice je obrovský od výkonů řádu pw dodaných anténou na vstup přijímače, až po MW vyzářeného výkonu u velkých vysílačů. oužití prostých poměrů výkonů nebo napětí vede k nepřehledným výpočtům s velkými čísly. roto je výhodné použít logaritmického vyjádření v decibelech. Decibel je bezrozměrná jednotka, zlogaritmovaného poměru dvou hodnot. Bel je příliš velký, proto používáme decibel. Jedná se o desetinu jednotky bel, nazvané po Alexandru Grahamu Bellovi. Její měřítko kopíruje logaritmickou závislost, směrem k větším hodnotám se tedy zhušťuje. ůvodně byl decibel použit v akustice, neboť vnímání intenzity zvuku lidským uchem má také logaritmickou závislost. Jednotka byla poprvé použita techniky v Bellových laboratoří v roce 93. ři počítání v decibelech je postup následující:. vypočítáme podíl dvou stejných veličin - veličina výstupní / veličina vstupní. tento poměr zlogaritmujeme (dekadický logaritmus) 3. vynásobíme číslem 0 (pro výkon) případně 0 (pro napětí nebo proud) 4. decibel (db) je na světě - jak snadné! odle velikosti vypočteného poměru ihned usuzujeme na zisk nebo ztrátu. Teoreticky mohou vyjít 3 možnosti: poměr > - jedná se o zisk a ten v db má kladné znaménko poměr = - zisk je nulový (0dB) poměr < - jedná se o útlum (ztrátu) a ten v db má záporné znaménko Např. vyjádříme číslo 000. Dá se napsat jako 0.0.0 = 0 3. Jinak řečeno, při základu 0 je logaritmus 000 roven 3. To předurčuje decibely pro snadné počítání s velkými číselnými rozsahy.

latí v orámovaném poli 3 základní vzorce výpočtu: VÝKON = 0.log [db;w,w] - vstupní výkon - výstupní výkon ( ) NAĚTÍ a ROD Vypočítáme vztah pro napětí pomocí známého vzorce = R G( ) 0.log 0.log R db = = = 0.log = 0.log.. = 0.log R Obdobně lze odvodit vztah pro proud. ro napětí a proud tedy počítáme podle vzorců: = 0.log [db;v,v] - vstupní napětí - výstupní napětí ( ) ( ) I I = 0.log [db;a,a] I - vstupní proud I - výstupní proud ro zpětný výpočet u výkonu použijeme (odlogaritmování) ve kterém žáci nejvíce chybují, častěji vůbec nereagují a proto je vzorec uveden v NADŽIVOTNÍ VELIKOSTI. = 0 ( ) 0 okud odlogaritmujeme z poměru napětí, pak vzorec je úplně stejný, jen ve jmenovateli exponentu u základu 0 je místo čísla 0 číslo 0. JAK ROSTÉ JE OČÍTÁNÍ S DECIBELY! Decibely se však kromě srovnání dvou výkonů často využívají i k vyjádření zisku a útlumu vzhledem k referenční veličině. V elektronice je nejběžnější vztažnou hodnotou mw a takto získaná hodnota se označuje dbm (decibel nad miliwattem) a platí:

W = 0dBW = 30dBm = 60dBµW Obdobně se používají decibely pro porovnávání zisku antén. Za vztažnou se uvažuje buď izotropní anténa (dbi) nebo půlvlnný dipól (dbd) a platí: dbi =,6 + dbd Stejně jako u výkonu můžeme pro decibel nad voltem napsat: V = 0dBV = 60dBmV = 0dBµV raktický výpočet říklad č. Zesilovač má na vstupu 0mW a jeho výstupní výkon je 3,5 W. Jaký má zisk v db? 3,5 G = 0.log = 0.log75 = 0.,4 =, 4dB 3 0.0 okud je logaritmus kladné číslo a tedy výsledek v db je kladný, mluvíme o zisku nebo zesílení. říklad č. Na vstup koaxiálního kabelu je přiveden od vysílače výkon 50 W a na výstupu byl naměřený výkon pouze W. Jaké ztráty v db má koaxiální kabel? G 0.log = 0.log 0,747 = 0. 7 50 ( 0,7) =, db = okud je logaritmus záporné číslo a tedy výsledek v db je záporný, pak se jedná o útlum (negativní zisk) nebo-li o ztráty např. na vedení. okud nemáme po ruce kalkulačku je dobré si pamatovat: Výkon: Logaritmus čísla menšího jak je záporné číslo! ro nulovou a zápornou hodnotu není logaritmus definován!

pokud je poměr roven, pak zesílení je 3 db pokud je poměr roven ½, pak ztráty jsou -3 db 3 pokud je poměr roven 0, pak zesílení je 0 db pokud je poměr roven /0, pak ztráty jsou -0 db Napětí a proud: pokud je poměr roven, pak zesílení je 6 db pokud je poměr roven ½, pak ztráty jsou -6dB pokud je poměr roven 0, pak zesílení je 0 db pokud je poměr roven /0, pak ztráty jsou -0 db říklad č. 3 Máme komunikační řetězec s vysílačem o výkonu 0W, koaxiálním kabelem s útlumem 0,7dB a anténou se ziskem 3dB. řijímací anténu se ziskem db a kabel se ztrátami,4db. Jaký bude přijímaný výkon, když ztráty v atmosféře budou činit 37dB? a) řevedeme watty na decibely (vztaženo k W): 0 0.log = 0.log0 = 0. = 0dB b) Sečteme jednotlivé zisky a ztráty: 0dB - 0,7dB + 3dB - 37dB + db -,4dB = -05,dB c) Výsledek převedeme zpět na výkon (odlogaritmujeme): 05, 0 = 0 = 3,09.0 = 30, 9 pw Kdybychom namísto decibelů použili k výpočtu zisky a útlumy, bylo by zapotřebí jednotlivé veličiny násobit pomocí kalkulačky. ři počítání s decibely stačí jen sčítání a navíc vyjádření velmi velkých a velmi malých hodnot je přehlednější a pohodlnější. říklad č. 4 Vysílací řetězec podle obrázku obsahuje: 3 Označení half - ower oint při popisu frekvenční charakteristiky.

BDIČ KONCOVÝ STEŇ SDRŽOVAČ NAÁJEČ DĚLIČ ANTÉN 00 W Zesílení koncového stupně 00 x Výkonové zesílení anténní jednotky je 0 x Zeslabení 0,9 x Dělení do 4 jednotek A - počítání klasické původních 00W (budič) x 00 (zesilovač) = 0 000 W útlum sdružovače ubere desetinu výkonu = 9 000 W napáječ ubere desetinu výkonu = 8 00 W dělič ubere desetinu výkonu = 7 90 W dělič dělí výkon na čtvrtiny 7 90 / 4 = 8,5 W anténní jednotka má zesílení 0 x = 8 5 W = 8,5 kw B - počítání s decibely budič = 00W = 0dBW koncový stupeň = 0dB 40 dbw sdružovač + napáječ + dělič = 3 x 0,45dB 40 - (3 x 0,45) = 38,6 dbw dělič bude dělit výkon do 4 jednotek 38,6-6 = 3,6 dbw anténní jednotka 0dB 4,6dBW Kontrola: 8 5 W převedeme na dbw 0. log 8 5 = 4,6 dbw říklad č. 5

Nízkofrekvenční zesilovač má zisk 60 db a jmenovitý výstupní výkon W na odporu 8 Ω. Jak velké napětí musíme přivést na jeho vstup pro jmenovitý výstupní výkon? Výstupní napětí =. R =.8 = 6 = 4V 4 60 4 0 3 = 0 = 0 = 000 4.0 3 = = 000 = 4mV říklady k řešení říklad č. Výkonový VF zesilovač má tři stupně o zisku 0 db, 6 db a 5 db. Výstupní dolní propust má útlum db. Na vstup zesilovače přivádíme výkon 00 mw. Jaký výkon zesilovač odevzdá do antény? říklad č. Návrh radiové trasy. Výkon na výstupu WiFi karty je 0 dbm, citlivost přijímače je -90 dbm. Na obou stranách spoje jsou použity směrové antény se ziskem 8 db, útlum v kabelech a konektorech je na každé straně,5 db. Spoj je veden na přímou viditelnost, první Fresnelova zóna je volná. Vzdálenost stanic je 3,5 km, kmitočet,4 GHz. Útlum ve volném prostoru vypočítejte podle vzorce: Lp = 9,45 + 0 log0 f + 0 log0 d [db; GHz, km] ) Vypočítejte vyzářený výkon na vysílací straně a určete, zda nebyl překročen maximální výkon určený generálním povolením ČT (00 mw). ) Jaká bude výkonová úroveň na vstupu přijímače a určete, zda je dostatečná pro spolehlivý spoj při uvedené citlivosti přijímače WiFi karty. říklad č. 3 Linkový zesilovač má vstupní i výstupní impedanci 600 Ω. Na vstup přivádíme napětí 00 mv, na výstupu jsme naměřili napětí,55 V. Vypočítejte zisk zesilovače v decibelech. říklad č. 4 T kabel má impedanci 00 Ω a útlum 5 db. Na vstup přivádíme napětí V. Jaké napětí naměříme na výstupu? Závěr:

omocí decibelů se počítá velmi jednoduše. okud známe útlum kabelu v db, zesílení zesilovače v db nebo útlumy slučovačů také v db, jednoduše hodnoty pouze sčítáme nebo odčítáme. použití decibelů zjednodušuje a zpřehledňuje výpočty decibelová stupnice má jemné rozlišení u malých hodnot, směrem k větším hodnotám se zhušťuje kladná hodnota údaje v decibelech znamená zisk, záporná útlum zisk vícestupňového zesilovače určíme jako součet zisku jednotlivých stupňů Otázka na závěr: Co to je neper? Jednotka neper 4 (Np) je analogická k jednotce bel. Jednotka bel je odvozena od základu 0 a neper používá základ e (,788). řevod lze uskutečnit následovně. Np = 0 ln0 = 0.loge = 8,685 889 db db = = ln0 0 0log e = 0,5 9 Np 4 Neper je bezrozměrná jednotka, která se používá pro vyjádření poměru dvou hodnot. Rovná se přirozenému logaritmu podílu dvou porovnávaných hodnot jedné veličiny. Byla pojmenována po Johnu Napierovi, objeviteli logaritmu. Jednotka má symbol Np. Neper byl často používán k vyjádření poměrů napětí a proudů, zatímco bel pro vyjádření výkonu. Nyní je tato jednotka nahrazována jednotkou decibel (db), která však využívá logaritmus dekadický.