Si tengo un amplificador que proporciona + 3dB, o un atenuador que proporciona -20dB, ¿cómo puedo saber si eso se aplica al voltaje o la potencia?
En otras palabras, si tengo una señal de 0dBV y la ejecuto con un amplificador + 3dB, ¿obtengo 3dBV?
De forma similar, si tengo una señal de 0dBm y se ejecuta a través del amplificador + 3dB, ¿obtengo una señal 3dBm?
Los Deci-Bels siempre expresan una relación de poder . Específicamente, dB se define como 10Log 10 (pwr2 / pwr1). Por lo tanto, "20 dB" es exactamente lo mismo que "100 veces más potencia". Esta relación de poder nunca es ambigua, pero a veces lo que se aplica puede serlo. Sin embargo, esto no es diferente de una afirmación como "100 veces más potencia". Puede ser ambiguo lo que tiene 100 veces más poder que lo demás, pero la proporción en sí es clara.
LosdB se usan a veces para especificar las ganancias de los amplificadores que funcionan con voltajes. Dado que dB siempre especifica una relación de potencia, y la potencia es proporcional al cuadrado del voltaje, en este contexto se puede considerar a dB como 10Log 10 ((V2 / V1) ²), que es el mismo cosa como 20Log 10 (V2 / V1).
La potencia depende no solo de la tensión, sino también de la impedancia que la tensión está activando. A veces, esas impedancias no se conocen, o el sistema funciona inherentemente con voltajes y la potencia real no es relevante, por lo que se simplifica que la relación de potencia sea el cuadrado de la relación de voltaje. Este es a menudo el caso en los circuitos de audio. En otras aplicaciones, como RF, las impedancias son conocidas e importantes, por lo que se tienen en cuenta y dB representa la relación de potencia real.
El título original de la pregunta era: -
¿Los decibeles son inherentemente ambiguos?
Se aplica sin ambigüedad a ambos.
Si el voltaje aumenta en 3.0103 dB, es \ $ \ sqrt2 \ $ veces más grande. Si la potencia aumenta en 3.0103dB, es 2 veces más grande.
Absolutamente no hay ambigüedad en ninguna forma o forma.
El decibel es una medida de una relación de potencia. Siempre asumo que se trata de poder a menos que algo específicamente indique lo contrario. Los cálculos en los que se ingresa cuando se trabaja con voltajes realmente se trata de convertir su efecto nuevamente en la relación de potencia.
El decibelio simplemente especifica la relación de las magnitudes de cantidades similares, y nunca es ambiguo porque, por ejemplo, cuando se refiere a voltaje, corriente, peso, presión o cualquier otro escalar:
$$ dB = 20 \ log_ {10} \ frac {V1} {V2} $$
Sin embargo, cuando el tiempo se involucra y el movimiento de una fuerza a través del tiempo se convierte en poder,
$$ dB = 10 \ log_ {10} \ frac {P1} {P2} $$
De pie solo, sí, los decibeles son ambiguos. Pero los decibeles son tan ambiguos como decir "dos veces" sin hacer referencia a lo que estás duplicando. Siempre debe haber una referencia.
La ganancia listada en dB se refiere al tipo de entrada. Entonces ...
¿Cuál es tu opinión?
No estoy seguro de haber visto algo tan ambiguo como un dispositivo llamado "amplificador" con su ganancia en dB y ninguna otra información. Por lo general, tendrá un amplificador de voltaje o un amplificador de corriente; un amplificador con la entrada que es voltaje o corriente respectivamente. Es decir, si tiene un amplificador de voltaje, entonces la entrada es voltaje y la salida es el voltaje con ganancia. Un amplificador de voltaje con ganancia 3dB convertirá una entrada de 1V en 1.4125V (0dBV a 3dBV).
Si su entrada es dBm, entonces la entrada es potencia y la salida es potencia con ganancia. Para su ejemplo, un dispositivo con una entrada de 0 dBm y una ganancia de + 3dB, la salida será 3dBm. De manera similar, si la entrada es 0dBW, la salida será 3dBW.
La ganancia de voltaje de un amplificador, expresada en dB, es 20log (Vo / Vi). Eso es claro y no ambiguo. No puede relacionarlo con la ganancia de potencia del mismo amplificador a menos que conozca la impedancia de entrada (por ejemplo, la resistencia Ri) y la impedancia de carga (por ejemplo, la resistencia RL). Esto se debe a que la potencia de salida es Vo ^ 2 / RL y la potencia de entrada es Vi ^ 2 / Ri y la ganancia de potencia es así:
10log [(Vo ^ 2 / Vi ^ 2). (Ri / RL)] = 10log (Vo ^ 2 / Vi ^ 2) + 10log (Ri / RL) = 20log (Vo / Vi) + 10log (Ri / RL)
Por lo tanto, si las impedancias de entrada y de carga no son iguales, la ganancia de potencia en dB no es igual a la ganancia de voltaje en dB; difieren en 10 log (Ri / RL).
Sin embargo, si las impedancias de entrada y carga son iguales, entonces log (Ri / RL) = log (1) = 0 y la ganancia de potencia y la ganancia de voltaje, en dB, son iguales. Este es el caso, por ejemplo, en los amplificadores repetidores de líneas de transmisión, donde las entradas y salidas están conectadas a líneas de transmisión de 50 Ohm, y las impedancias de entrada y salida deben coincidir con la línea para evitar relecciones y maximizar la transferencia de señal. En los amplificadores de potencia de audio, la ganancia de potencia no tiene sentido, ya que la impedancia de entrada es normalmente muy alta y la señal de entrada es muy pequeña, y la impedancia de salida es solo de unos pocos ohmios y la señal de salida es grande. Por lo tanto, la potencia de salida es el parámetro normal citado por los fabricantes.
Vale la pena señalar que dBm y dBW, esencialmente, representan potencias específicas, ya que se refieren estrictamente a relaciones con respecto a 1mW y 1W, respectivamente. Así, por ejemplo, 3dBm = 2mW y 20dBW = 100W; la licencia de radio amateur del Reino Unido indica que 'la potencia de salida máxima en las bandas de HF es 26dBW', y eso equivale a 400W (10log (400) = 26dBW)
De manera que, en resumen, si cita la ganancia en dB, debe indicar si se refiere a la ganancia de voltaje, la ganancia de potencia o la ganancia de corriente.
Como han dicho otros, los decibeles son la expresión inequívoca de 10 veces el registro de la relación de potencia. El problema es que el uso a lo largo de los años ha sido inconsistente y muy a menudo simplemente erróneo. Algunos ejemplos:
Y, por favor, no me haga comenzar con PMPO y otros abusos de las unidades eléctricas ...
dB se usa para cuantificar la relación entre dos valores de intensidad o potencia, mientras que dBm se usa para expresar un valor absoluto de potencia.
dB es una unidad sin dimensiones, mientras que dBm es una unidad absoluta.
dB es relativamente relativo a la potencia de la señal de entrada, mientras que dBm siempre es relativo a la señal de 1 mW.
ref: Leer más: Diferencia entre dB y dBm | Diferencia entre enlace