Estoy confundido por las fórmulas para decibelios de ganancia de potencia y decibelios de ganancia de voltaje [duplicado]

Las Deci-bels siempre describen una relación de potencia. La potencia de una señal eléctrica es proporcional al cuadrado de la tensión, e inversamente proporcional a su impedancia, como usted dice.

Sin embargo, muchas veces no se conoce la impedancia y aún queremos las propiedades útiles de expresar la ganancia entre dos señales en dB. En ese caso, asumimos de manera simplificada que la potencia es simplemente proporcional al cuadrado del voltaje, ignorando las diferencias en la impedancia.

Eso podría considerarse trampa en un sentido estricto, pero hay casos en que la impedancia no es tan relevante y lo que te importa es la ganancia de voltaje. O bien, la impedancia está razonablemente estandarizada entre las dos señales, de modo que no importa incluso si se tiene en cuenta. En otro caso, se sabe que todas las impedancias son lo suficientemente bajas como para que en el uso normal los voltajes no cambien debido a la carga.

Sí, estas son suposiciones simplificadoras, y hay que mirar cuidadosamente lo que realmente se dice para decidir cómo se está utilizando dB. Con algo de experiencia, te acostumbrarás a qué contexto usa solo el cuadrado del voltaje y cuál usa la verdadera capacidad de entrega de potencia.

Aunque aparentemente la unidad de decibelios surgió primero para describir una relación de potencia, y todavía se usa de esa manera, desde entonces también se ha establecido como una unidad separada para describir una relación de tensión, independientemente de las impedancias involucradas. Esto se discute en el artículo de Wikipedia:

  

El IEC permite el uso del decibel con cantidades de campo y potencia, y esta recomendación es seguida por muchos organismos de estándares nacionales, como el NIST, que justifica el uso del decibel para las relaciones de voltaje.

Para el uso de decibelios en "cantidad de campo", como para el voltaje, se utiliza la forma "20" de la ecuación: 20 log (V1 / V2).

Si se comparan dos señales, y la impedancia vista por ellas es igual, entonces la relación de voltaje que se informa en unidades de dB será la misma que la relación de potencia en dB. Pero está bien usar dB para informar una relación de voltajes donde la impedancia es diferente y, por lo tanto, la relación de potencia en dB no sería la misma que la relación de voltaje en dB. Obviamente, es importante dejar claro en la descripción que rodea qué proporción se informa.

(La terminología "cantidad de campo" se encontró engañosa y se revisó a "cantidad cuyo cuadrado es, en general, proporcional al poder".)

Para ser claro, la respuesta que estoy dando aquí no está de acuerdo con la de Olin, en el sentido de que considera el uso de la relación de voltaje de dB como un efecto secundario del significado de potencia de dB más la suposición, incluso si no es cierta, de que Dos señales de voltaje están en presencia de impedancias iguales. En contraste, mi respuesta considera la potencia y el voltaje en dBs como dos unidades separadas e igualmente legítimas con sus propias reglas de aplicación.