1、射频/电磁干扰电平及其转换关系和运用：射频/电磁干扰电平及其转换关系和运用：当需要表示系统中的一个功率（或电压）时，往往会遇到量值相差非常悬殊(甚至达千百万倍的信号) ，可利用电平来表示。系统中某一点的电平是指该点的功率（或电压）对某一基准功率（或电压）的分贝。为了便于表达、叙述和运算（变乘除为加减），常采用对数单位分贝(dB)。 分贝(dB) 是表征两个功率电平比值对数乘以 10 的单位，即A = 10lg( P/P0 )由于有：P=“U“2R=“I“2/R 则 A=“20lg“(U/U0) = 20lg(I/I0) 也被接受定义为分贝的单位，注意这是阻抗要取相同的值（工程上常用的 R 值有
2、 50 ，75。）。如果只是表征两个功率电平比值的对数，即 B=“lg“( P/P0 ) ,单位则为 bel,贝尔.dB 是 decibel.显然，基准功率（即 P=“P0“）的电平为零。对同一个功率，选用不同基准功率 P0（或电压 U0）所得电平数值不同，后面要加上不同的单位。若以 1W 为基准功率，功率为 P 时，对应的电平为 10 lg（P/1W），单位记为 dBW（分贝瓦）。例如功率为 1W 时，电平为 0dBW；功率为 100W 时，电平为 20dBW；功率为 100mW 时，对应的电平为 10lg(100mW/1W) = 10lg(100/1000) = -10dbW。已知系统中某
3、点的电压，也可用 dBW 来表示该点的电平。例如某输入端的电压为 100mV，则其输入功率 P = U2/Z = 0.12 /75 = 1.3 10(-4) W （取 Z=“75“），对应的电平为 10lg( 1.3 10(-4) / 1 ) = -38.75dbW若以 1mW 为基准功率时，则功率为 P 时对应的电平为 10lg（P/1mW），单位记为 dBmW（分贝毫瓦）。例如功率为 1W 时，电平为 30dBm；功率为 1mW 时，电平为 0dBm；功率为 1uW 时，电平为-30dBm；电压为 1mV 时，对应的功率 P = U2/Z = 0.0012 /75 = 1.3 10(-8)
4、 W =1.3 10(-5) mW（取 Z=“75“）对应的电平为 10lg( 1.3 10(-5)mW /1mW) = -48.75 dbmdBmW 通常简写为 dBm。dBv 简写为 dB，此即“分贝微伏”的由来。同样，定义场强1Vm0dBV m （也简写为 dB），称“分贝微伏米” 。若以 1mV 作为基准电压，则电压为 U 时对应的电平为 20lg（U/1mV），单位记为 dBmV（分贝毫伏）。例如电压为 1V 时，对应的电平为 60dBmV；电压为 1uV 时，对应的电平为-60 dBmV ；功率为 1mW 时，电压 U = sqr( P*Z ) = sqr(75*10(-3) V
5、= 274 mV（取 Z=“75“）对应的电平为 20lg(274mv/1mv) = 48.75 dbmv若以 1uV 为基准电压，则电压为 U 时对应的电平为 20lg（U/1uV），单位记为 dBuV（分贝微伏）。例如电压为 1mV 时，电平为 60dBuV ；电压为 100mV 时，电平为 100dBuV ；功率为 1mW 时，电压 U = 274 mV = 2.74 10(-5) uV （取 Z=“75“）对应的电平为 20lg(2.74 10(-5) / 1 ) = 108.75 dbuV这里列一个量的数量级的表：数量级 10-3 10-6 10-9 10-12符号 m U N p中
6、文 毫 微 纳 皮其他一些说法 毫 微 毫微 微微电平的四个单位 dBW、dBm、dBmV、dBV 之间有一定的换算关系，表所示左边的原单位变换为上边的新单位时需要增加的数值。（取 R=）dBW dBm dBmV dBVdBW 0 30 77 137dBm -30 0 47 107dBmV -77 -47 0 60dBV -137 -107 -60 0利用表可以方便地把电平由一种单位化为另一种单位。上表具体的转换可以通过运算来完成，以 DBm,dBmv 的相互转换为例：XdBm=“10“ Log(Pout/Pin)=10Log(a/1)( dBm，a：mw)=10Logb2/R(b:mv; R
7、:)-10Log1（mw）=10Log(b*10-3)2*103/R （mw）=20logb-30-10LogR（设 R=“50“）=Y-47YdBmv=“20“ Log(Vout/Vin)=20Logb(b:mv)- 20Log1（mv）=20Log(a*R) 1/2(a：mw, R: )=20Log（a*10-3*R 1/2*103(a：mw, R: )=20Log(aR) 1/2*103/2 (a：mw, R: )=10Loga+10LogR+10Log103=10Loga+30+10LogR（设 R=“50“）=X+47不论是从 dBm，dBmv 中哪一个计算，转换计算的前提是功率必须
8、相同！这里有另外一种转换思路， XdBm=“10“ Log(Pout/Pin)=10Log(a/1)( dBm，a：mw)= 10Loga( dBm，a：mw)10Log1（mw）=10Logb2/R(dBm，b:mv; R: )-10Log1（mw）当 V2/R=“1mw“时，R 一般为 50 或者 75，取 R=50，V2=50m w/w=“50“*10-3w/V=(50*10-3)1/2v=(50*10-3)1/2*103mv以 50*10-3/2v 的电压加到 50 的电阻上得到 1mw 的功率继续转换运算： 以 1mw 作为计算基准，则计算的基准电压必须为 1mw 时的电压，即 Vi
9、n=(50*10-3)1/2*103mv则 YdBmv =20Logb/(50*10-3)1/2*103mv=20Logb+10Log50+10Log10350=20Logb+47 以 1mv 作为计算基准，则 Pout 必须是 1mv 消耗在 R 上的功率（取 R=“50“）：即及 Pin=（1*10）2/50则 XdBm=“10“ Log(Pout/Pin)=10 Log(a/（1*10-3）2*103/50)=10Loga47在信号、功率的计量测试中，引入分贝制单位后，把乘除变为加减，大大方便了表达、叙述和运算。但是，有些分贝制单位是不能直接相加减的，这并不是因为什么相位关系。下面举例说
10、明：40dB 40 dB80dB，为什么?答： 40dB100V，40dB40 dB200 V。20lg200(V)46 dB。0dB0 dB0dB，为什么?答： 0dB1mW， 0dB0 dB2mW10lg23dBm 。这里的表达方式不一定规范，但是可以说明问题。可以看出，因为有对数运算的关系，运算思维是不可简单的逆向的，要将其计算的倍数关系相加。如可以将：86dB 是 80 和 6 这两个数字之和而 80dB、6dB 的对应电压比为 104、2 。故有l042210420 103。因此，86dB 即为 20mV。分贝制单位在电磁干扰场强计量测试中的用法常见的有如下三种：1表示信号传输系统中
11、任意两点间功率（或电压）的相对大小，或空间某两点电磁干扰场强的相对大小。（譬如功率的衰减倍数，功率磁通密度的比较，Cable/Insert 损耗的计算）。2 在 指 定 参 考 电 平 (电 压 或 电 场 强 度 )时 ， 可 用 分 贝 表 示 电 压 或 电 场 强 度 的 绝 对 值 。 此 参 考 电 平 通 称 为 零 电 平。（说某场强仪的量程是 6126dB V ，即表示该场强仪的量程上限是 2106Vm，或 2Vm。量程下限为 2 100 Vm，即 2V。3用分贝表示电压或场强的误差大小。（不确定度dB 意味着百分误差为12.2、10.87）电场强度分贝百分误差对照表分贝误差
12、dB百分误差分贝误差dB百分误差0.1 1.16 0.1 1.140.2 2.32 0.2 2.270.3 3.51 0.3 3.390.4 4.71 0.4 4.500.5 5.93 0.5 5.590.6 7.15 0.6 6.670.7 8.39 0.7 7.740.8 9.65 0.8 8.140.9 10.92 0.9 9.841.0 12.20 1.0 10.871.5 18.85 1.5 15.862.0 25.89 2.0 20.562.5 33.35 2.5 25.013.0 41.25 3.0 29.203.5 49.62 3.5 33.164.0 58.49 4.0 36.90
