تعرف على الديسيبل ومتغيراته في سياق تصميم واختبار التردد اللاسلكي.
تتضمن هندسة الترددات اللاسلكية ، مثلها مثل جميع التخصصات العلمية والتخصصات الفرعية ، الكثير من المصطلحات المتخصصة. واحدة من أهم الكلمات التي ستحتاجها عند العمل في عالم RF هي "ديسيبل" (وبعض المتغيرات منه). إذا أصبحت راسخًا في مشروع RF ، فقد تجد أن كلمة "ديسيبل" تصبح مألوفة بالنسبة لك مثل اسمك.

كما تعلم ربما ، ديسيبل لتقف على ديسيبل. إنها وحدة لوغاريتمية توفر طريقة ملائمة للإشارة إلى النسب ، مثل النسبة بين سعة إشارة الدخل وإشارة الخرج.

لن نغطي التفاصيل العامة للديسيبل لأنها متوفرة بالفعل على هذه الصفحة من كتاب AAC Electric Circuits. بدلاً من ذلك ، سوف نركز على الجوانب العملية للديسيبل في السياق المحدد لأنظمة التردد اللاسلكي.

نسبي وليس مطلق
من السهل أن ننسى أن dB وحدة نسبية. لا يمكنك القول ، "إن الطاقة الناتجة هي 10 ديسيبل."

الجهد هو القياس المطلق لأننا نتحدث دائمًا عن اختلاف محتمل ، أي الفرق في الاحتمال بين نقطتين ؛ عادة ما نشير إلى إمكانات عقدة واحدة فيما يتعلق بالعقدة الأرضية 0 V. التيار هو أيضًا قياس مطلق لأن الوحدة (الأمبيرات) تنطوي على مقدار معين من الشحن فيما يتعلق بكمية محددة من الوقت. في المقابل ، dB هي وحدة تتضمن لوغاريتم النسبة بين رقمين. مثال واضح على ذلك هو مكسب المضخم: إذا كانت قوة إشارة الدخل 1 W وكانت قوة إشارة الخرج 5 W ، فلدينا نسبة 5:

وبالتالي ، يوفر هذا مكبر الصوت 7 ديسيبل من كسب الطاقة - أي ، يمكن التعبير عن النسبة بين قوة إشارة الخرج وقوة إشارة الدخل 7 ديسيبل.

لماذا ديسيبل؟
سيكون من الممكن بالتأكيد تصميم واختبار أنظمة التردد اللاسلكي دون استخدام الديسيبل ، ولكن في الممارسة العملية توجد ديسيبل في كل مكان. ميزة واحدة هي أن مقياس ديسيبل يسمح لنا بالتعبير عن نسب كبيرة جداً دون استخدام أرقام كبيرة جداً: كسب الطاقة 1,000,000 هو 60 فقط ديسيبل. وأيضًا ، يتم حساب الكسب أو الخسارة الكلية لسلسلة الإشارة بسهولة في مجال الديسيبل ، لأنه يتم ببساطة إضافة أرقام dB الفردية (في حين ستكون الضرب مطلوبة إذا كنا نعمل بنسب عادية).

ميزة أخرى هي شيء نحن على دراية من تجربتنا مع المرشحات. تدور أنظمة RF حول الترددات والطرق المختلفة التي يتم بها توليد الترددات أو التحكم فيها أو تأثرها بالمكونات وعناصر الدوائر الطفيلية. مقياس dB مناسب في سياق مثل هذا لأن مخططات استجابة التردد بديهية وغنية بالمعلومات عندما يستخدم محور التردد مقياس لوغاريتمي ومحور الاتساع يستخدم مقياس dB.

رسم Bode يوضح استجابة حجم مرشحات تمرير النطاق المختلفة. الصورة مجاملة من AnalogDialogue.

عندما ديسيبل هو المطلق
لقد أثبتنا أن dB هي نسبة وبالتالي لا يمكننا وصف القدرة المطلقة أو سعة الإشارة. ومع ذلك ، سيكون من المحرج أن يتم التبديل باستمرار بين القيم dB وغير dB ، وربما هذا هو السبب في أن مهندسي RF طوروا وحدة dBm.

يمكننا تجنب مشكلة "النسب فقط" من خلال إنشاء وحدة جديدة تتضمن دائمًا قيمة مرجعية. في حالة dBm ، القيمة المرجعية هي 1 mW. وبالتالي ، إذا كانت لدينا إشارة 5 mW وأردنا أن نبقى في نطاق dB ، فيمكننا وصف هذه الإشارة بأنها تمتلك قدرة 7 dBm:

أنت بالتأكيد تريد أن تتعرف على مفهوم dBm. هذه وحدة قياسية تُستخدم في تطوير نظام RF الواقعي ، وهي مريحة للغاية عندما تقوم ، على سبيل المثال ، بحساب ميزانية ارتباط ، لأنه يمكن ببساطة إضافة المكاسب والخسائر المعبر عنها بوحدة dB أو طرحها من طاقة الخرج المعبر عنها في ديسيبل.

هناك أيضًا وحدة dBW ؛ هذا يستخدم 1 W للقيمة المرجعية بدلاً من 1 mW. في الوقت الحاضر ، يعمل معظم مهندسي التردد اللاسلكي مع أنظمة منخفضة الطاقة نسبيًا ، وهذا يفسر على الأرجح سبب كون الديسيبل أكثر شيوعًا.

المزيد من المتغيرات ديسيبل
وحدتان أخريان تعتمدان على وحدات dB وهما dBc و dBi.

بدلاً من قيمة ثابتة مثل 1 mW ، تستخدم dBc قوة إشارة الموجة الحاملة كمرجع. على سبيل المثال ، يتم الإبلاغ عن ضوضاء الطور (التي تمت مناقشتها في الصفحة 2 من هذا الفصل) بوحدات dBc / Hz ؛ يشير الجزء الأول من هذه الوحدة إلى أن قدرة ضوضاء الطور بتردد معين يتم قياسها فيما يتعلق بقدرة الموجة الحاملة (في هذه الحالة يشير "الناقل" إلى قوة الإشارة عند التردد الاسمي).

يستقبل هوائي مصدر النقطة المثالي مقدارًا معينًا من الطاقة من دائرة الإرسال ويشعها بالتساوي في جميع الاتجاهات. تعتبر هذه الهوائيات "المتناحية" ذات كسب صفري وخسارة صفرية.

ومع ذلك ، يمكن تصميم هوائيات أخرى لتركيز الطاقة المشعة في اتجاهات معينة ، وبهذا المعنى يمكن أن يكون للهوائي "ربح". لا يضيف الهوائي في الواقع طاقة إلى الإشارة ، لكنه يزيد فعليًا من القدرة المرسلة من خلال تركيز الإشعاع الكهرومغناطيسي حسب اتجاه نظام الاتصالات (من الواضح أن هذا أكثر عملية عندما يعرف مصمم الهوائي العلاقة المكانية بين المرسل والمستقبل).

تسمح وحدة dBi لمصنعي الهوائيات بتحديد رقم "الكسب" الذي يستخدم مقياس dB المشهور باستمرار. كما هو الحال دائمًا ، نحتاج إلى نسبة عند العمل مع dB ، وفي حالة dBi ، يتم الحصول على كسب الهوائي بالإشارة إلى كسب الهوائي المتناحي.

تتمتع بعض الهوائيات (مثل تلك المصحوبة بصحن مكافئ) بكميات كبيرة من المكاسب ، وبالتالي يمكنها تقديم مساهمة لا تضاهى في نطاق أو أداء نظام التردد اللاسلكي.

نبذة عامة
مقياس ديسيبل هو وسيلة للتعبير عن النسب بين كميتين. أنها مريحة وتستخدم على نطاق واسع في سياق تصميم واختبار الترددات اللاسلكية.
على الرغم من أن أرقام dB نسبية بطبيعتها ، إلا أنه يمكن التعبير عن الكميات المطلقة من خلال مقياس dB باستخدام الوحدات التي تتضمن قيمة مرجعية موحدة.
وحدة dB المطلقة الأكثر شيوعًا هي dBm ؛ أنه ينقل قوة ديسيبل للإشارة فيما يتعلق 1 ميغاواط.
وحدة dBc تعبر عن القدرة فيما يتعلق بقوة الإشارة ذات الصلة.
تعبر وحدة dBi عن كسب الهوائي بالنسبة إلى استجابة هوائي مصدر نقطة مثالي.

إذا كنت ترغب في بناء محطة راديو ، فقم بتعزيز جهاز إرسال راديو FM أو تحتاج إلى أي محطة أخرى معدات FM ، لا تتردد في الاتصال بنا: [البريد الإلكتروني محمي].

السابق:ما هو المستخدم لتمثيل الربح؟

التالى:هل تعرف المقاييس المطلقة ديسيبل

اترك رسالة

قائمة الرسالة

تحميل التعليقات ...