dB (Decibel) adalah skala yang paling penting dan sering digunakan dalam bidang RF, tetapi juga sulit dan membingungkan bagi seseorang yang baru saja diperkenalkan.

Sayangnya, jika Anda tidak dapat sepenuhnya memahami skala penting ini, maka Anda akan mengalami kesulitan luar biasa untuk melanjutkan ekspedisi RF Anda.

Berurusan dengan angka untuk penguatan, voltase, dan daya yang mencampur dB, dBm, dBc, dBW, dBmW, watt, miliwatt, volt, milivolt, dll., Sering kali memerlukan konversi bolak-balik antara nilai linier dan nilai desibel.

Saya melihat banyak rekan RF muda yang mengabaikan pentingnya memahami dB, akhirnya menyadari bahwa mereka perlu mempelajari istilah sederhana ini dengan baik jika mereka ingin melangkah lebih jauh di bidang RF.

Tutorial singkat ini akan membantu Anda menjelaskan perbedaan antara bekerja dengan desibel dan bekerja dengan nilai linier.

Dasar-dasar Logaritma
Menggunakan desibel melibatkan bekerja dengan logaritma, dan ini adalah pengetahuan matematika minimum yang harus Anda miliki.

Jadi kita perlu membahas logaritma sebelum berbicara tentang dB.

Mari kita mulai dengan matematika sederhana ini yang telah Anda pelajari di sekolah menengah:

Orang-orang cenderung membuat kesalahan lebih sedikit ketika menambah dan mengurangi angka, sehingga keuntungan dari logaritma jelas.

Sekarang mari kita tinjau ini, per basis = 10 tabel log:

Karena 10 pangkat 3 sama dengan 1,000, log basis-10 dari 1,000 adalah 3 (log10 (1,000) = 3).

Ini adalah hukum dasar logaritma:

Jika a = 10, maka kita cukup menulis log (c) = b, dan log (100) = 2, log (1,000) = 3, dan seterusnya.

Sekarang mari kita melangkah lebih jauh dengan sebuah contoh:

Anda merancang penerima sederhana sebagai berikut:

Untuk alasan perbandingan yang mudah, kami akan bekerja dengan nilai linier terlebih dahulu, dan semua keuntungan / kerugian terkait dengan 'tegangan'.

* Penguatan Antena: 5.7
* Penguat Bising Rendah (LNA): 7.5
* Penguatan Mixer: 4.6
* JIKA Keuntungan / Kerugian Filter: 0.43
*JIKA Penguat Keuntungan: 12.8
* Keuntungan Demodulator: 8.7
* Penguatan Penguat Audio: 35.6

Gain total dalam nilai linear dari antena ke output penguat audio tahap terakhir adalah:

Akan sangat sulit untuk mengingat angka-angka ini tetapi, sayangnya, Anda perlu menangani banyak angka di bidang RF. Jadi kita perlu menemukan cara yang lebih mudah untuk menghadapinya.

Sekarang mari kita mengambil rute yang lebih mudah menggunakan penerima yang sama. Alih-alih menggunakan nilai linear, kami mentransfernya ke logaritma.

* Penguatan Antena: 5.7 (log 5.7 = 0.76)
* Penguatan Penguat Kebisingan Rendah: 7.5 (log 7.5 = 0.88)
* Penguatan Mixer: 4.6 (log 4.6 = 0.66)
* JIKA Keuntungan / Kerugian Filter: 0.43 (log 0.43 = -0.37)
*JIKA Penguat Penguat: 12.8 (log 12.8 = 1.11)
* Keuntungan Demodulator: 8.7 (log 8.7 = 0.94)
* Penguatan Amplifier Audio: 35.6 (log 35.6 = 1.55)
* Total Keuntungan: 335,229.03 (log 335,229.03 = 5.53)

Gain total, 335,229.03 dalam nilai linier, sama dengan 5.53 jika ditransfer ke logaritma.

Alih-alih menggunakan multiplikasi, Anda bisa menambahkan bersama masing-masing keuntungan untuk mendapatkan total keuntungan, setelah ditransfer ke logaritma terlebih dahulu, dengan nilai yang jauh lebih kecil dan lebih pendek. Bukankah itu jauh lebih mudah untuk dihitung dan diingat?

Satu-satunya masalah yang Anda mungkin tidak suka banyak adalah Anda harus terbiasa dengan perhitungan logaritma tetapi, percayalah, Anda akan segera cukup baik dengan fungsi yang kuat ini dan menikmati menggunakannya setiap hari.

Jangan pernah mencoba untuk tidak menggunakannya jika Anda benar-benar serius bekerja di bidang RF.

Faktanya, Anda tidak akan menggunakan nilai linier sebanyak itu lagi setelah Anda bekerja di bidang RF selama 1 atau 2 tahun.

Satu-satunya hal yang akan Anda gunakan adalah 'dB'.

Dasar-dasar dB
Mari kita lanjutkan ke istilah 'dB' yang berguna ini, sesuatu yang akan Anda gunakan setiap saat ketika Anda bekerja pada proyek RF.

Penguatan Tegangan dalam dB:
Kita perlu berbicara tentang penguatan tegangan dan penguatan daya secara terpisah dan menyatukannya untuk melihat apakah keduanya adalah hal yang sama.

Mari kita mulai dengan kenaikan tegangan terlebih dahulu:

Suatu desibel (dB) didefinisikan sebagai 20 kali logaritma basis-10 dari rasio antara dua level tegangan Vout / Vin (gain tegangan, dengan kata lain).

Semua perolehan yang lebih besar dari 1 oleh karena itu dinyatakan sebagai desibel positif (> 0), dan perolehan kurang dari 1 dinyatakan sebagai desibel negatif (<0).

Mari kita cari gain dalam dB untuk contoh receiver sebelumnya.

*Penguatan Antena: 5.7 (20log 5.7 = 15.1)
* Keuntungan Penguat Kebisingan Rendah: 7.5 (20log 7.5 = 17.5)
* Penguatan Mixer: 4.6 (20log 4.6 = 13.3)
* JIKA Keuntungan / Kerugian Filter: 0.43 (20log 0.43 = -7.3)
* JIKA Penguat Penguat: 12.8 (20log 12.8 = 22.1)
*Keuntungan Demodulator: 8.7 (20log 8.7 = 18.8)
* Penguatan Amplifier Audio: 35.6 (20log 35.6 = 31.0)
* Keuntungan Total: 3.35229E + 05 (20log (3.35229E + 05) = 110.5)

Sekali lagi, Anda dapat menambahkan bersama keuntungan individu tersebut untuk mendapatkan total keuntungan dalam dB.

Power Gain dalam dB:

Sebelum berbicara tentang penguatan daya dalam dB kita perlu mengetahui hubungan antara tegangan dan daya.

Kita semua tahu, untuk V volt gelombang sinus diterapkan pada beban resistor R ohm,

Sebagian besar sirkuit RF menggunakan 50 ohm sebagai sumber dan impedansi beban, jadi jika tegangan melintasi resistor adalah 7.07 V (rms), maka

Oleh karena itu, kenaikan daya sebanding dengan kuadrat kenaikan tegangan, mis. Jika kenaikan tegangan 5, maka kenaikan daya adalah 25, dan seterusnya.

Kita dapat mendefinisikan gain daya dalam dB di bawah ini:

Sebuah desibel (dB) didefinisikan sebagai 10 kali logaritma basis-10 dari rasio antara dua level daya Pout / Pin (penguatan daya, dengan kata lain).

Bingung dengan nilai dB antara gain tegangan dan gain daya? Segalanya akan menjadi jelas jika Anda terus membaca.

Mari kita kembali untuk melihat contoh sebelumnya lagi:

* Penguatan Antena: 5.7
* Penguat Bising Rendah (LNA): 7.5
* Penguatan Mixer: 4.6
* JIKA Keuntungan / Kerugian Filter: 0.43
*JIKA Penguat Keuntungan: 12.8
* Keuntungan Demodulator: 8.7
* Penguatan Penguat Audio: 35.6

Semua keuntungan / kerugian terkait dengan 'voltase'. Nilai linear dari tegangan antena lagi adalah 5.7 (15.1 dB) dan penguatan daya adalah:

!! Penambahan tegangan sama persis dengan kenaikan daya di dB.

Jadi kita dapat menulis ulang contoh ini lagi dengan semua keuntungan / kerugian linier ditransfer ke 'power':

* Penguatan Antena: 32.49 (15.1 dB)
* Penguatan Penguat Kebisingan Rendah: 56.25 (17.5 dB)
* Penguatan Mixer: 21.16 (13.3 dB)
* JIKA Penguatan / Kerugian Filter: 0.18 (-7.3 dB)
* JIKA Penguat Penguat: 163.84 (22.1 dB)
* Keuntungan Demodulator: 75.69 (18.8 dB)
* Penguatan Amplifier Audio: 1267.36 (31.0 dB)
* Penguatan Total: 1.12379E + 11 (110.5 dB)

Namun, satu-satunya alasan Anda mungkin menggunakan penguatan tegangan adalah karena Anda dapat dengan mudah mengukur tegangan menggunakan osiloskop, tetapi tidak praktis untuk mengukur tegangan ketika frekuensi radio lebih tinggi dari 500 MHz.

Karena Anda mungkin memiliki masalah akurasi dengan menggunakan osiloskop untuk mengukur frekuensi radio.

Saya tidak mengatakan osiloskop tidak berguna, saya hanya mengatakan saya tidak mengukur tegangan RF menggunakan osiloskop jika tidak ada alasan khusus untuk kebutuhan ini.

Lebih dari 90% dari waktu, saya menggunakan penganalisa spektrum untuk mengukur sinyal RF.

Ini adalah subjek untuk posting lain.

Nilai gain yang Anda lihat di lembar data selalu terkait dengan kenaikan daya di dB, bukan kenaikan tegangan atau nilai linier.

Kami akan meringkas artikel ini dengan contoh sederhana:

Penguat dengan gain 15 dB:

Sejak 15 dB = 10log (Pout / Pin)
Keuntungan daya dalam nilai linier adalah:

Pout / Pin = 10 (15/10) = 31.62
Dan sejak 15 dB = 20log (Vout / Vin)
Gain tegangan dalam nilai linier adalah:

Vout / Vin = 10 (15/20) = 5.62
Dan, 5.622 = 31.62

Saya harap Anda telah mempelajari sesuatu dari artikel ini. Jika Anda sudah mengetahui dengan jelas semua yang saya sebutkan di sini, maka, selamat, Anda berada di jalur yang benar ke bidang RF.

Jika Anda masih bingung setelah membaca artikel ini beberapa kali, maka jangan khawatir, Anda tidak sendirian, tarik napas dalam-dalam dan bacalah selangkah demi selangkah lagi, atau kembali lagi setelah membaca lebih banyak artikel dari blog ini.

Cepat atau lambat Anda akan menguasai 'dB' tanpa kesulitan.

Berikut adalah beberapa gambar yang menurut saya akan membantu mereka: