Коэффициент усиления мощности в децибелах. Усиление антенны в децибелах: что это такое и как рассчитывается — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое усиление антенны. Как измеряется усиление в децибелах. Почему используется логарифмическая шкала для усиления. Как рассчитать коэффициент усиления антенны. Какие факторы влияют на усиление.

Содержание

Что такое усиление антенны и зачем оно нужно

Усиление антенны — это важнейшая характеристика, показывающая, насколько эффективно антенна концентрирует энергию излучения в определенном направлении по сравнению с ненаправленной антенной. Усиление измеряется в децибелах (дБ) и является логарифмической величиной.

Основные преимущества высокого усиления антенны:

Увеличение дальности связи при той же мощности передатчика
Повышение чувствительности приема слабых сигналов
Снижение влияния помех с других направлений
Улучшение качества связи в целом

Усиление антенны определяется ее конструкцией и размерами. Чем больше физические размеры антенны относительно длины волны, тем выше может быть достигнуто усиление.

Как измеряется усиление антенны в децибелах

Усиление антенны в децибелах рассчитывается по формуле:

G (дБ) = 10 * log(P_{направленная} / P_{изотропная})

Где:

G — усиление антенны в дБ
P_{направленная} — мощность излучения направленной антенны в заданном направлении
P_{изотропная} — мощность излучения идеальной изотропной антенны

Например, если направленная антенна излучает в 100 раз больше энергии в нужном направлении по сравнению с изотропной, ее усиление составит:

G = 10 * log(100) = 20 дБ

Почему используется логарифмическая шкала для усиления

Логарифмическая шкала в децибелах используется для измерения усиления антенн по нескольким причинам:

Удобство работы с большими числами. Усиление может достигать сотен и тысяч раз, что сложно для восприятия в линейной шкале.
Соответствие восприятию человека. Логарифмическая шкала лучше отражает субъективное восприятие изменения уровня сигнала.

Простота расчетов. При каскадном соединении усиления складываются в дБ, а не перемножаются.
Универсальность. Децибелы используются для многих характеристик радиотехники, что упрощает сравнение.

Так, увеличение усиления на 3 дБ соответствует увеличению мощности в 2 раза, на 10 дБ — в 10 раз, на 20 дБ — в 100 раз и т.д.

Как рассчитать коэффициент усиления антенны

Для расчета коэффициента усиления антенны используется следующая формула:

G = η * D

Где:

G — коэффициент усиления
η — коэффициент полезного действия антенны (0 < η < 1)
D — коэффициент направленного действия

Коэффициент направленного действия D показывает, во сколько раз максимальная интенсивность излучения антенны больше интенсивности излучения изотропного источника при одинаковой излучаемой мощности.

КПД антенны η учитывает потери в антенне и обычно находится в диапазоне 0.6-0.9 для распространенных типов антенн.

Факторы, влияющие на усиление антенны

На усиление антенны влияют следующие основные факторы:

Физические размеры антенны относительно длины волны. Чем больше антенна, тем выше потенциальное усиление.
Конструкция антенны. Параболические антенны имеют более высокое усиление по сравнению с дипольными.
Частота сигнала. На более высоких частотах проще получить большое усиление при тех же размерах.
Качество изготовления и материалы. Влияют на КПД антенны.
Согласование с фидером. Правильное согласование минимизирует потери.

При проектировании антенных систем необходимо находить оптимальный баланс между усилением, размерами, стоимостью и другими параметрами.

Типичные значения усиления для разных антенн

Усиление антенны зависит от ее типа и конструкции. Вот примерные значения усиления для некоторых распространенных антенн:

Изотропный излучатель: 0 дБи (теоретическая антенна)
Четвертьволновый штырь: 2-3 дБи
Полуволновый диполь: 2.15 дБи
Яги-антенна: 6-20 дБи
Параболическая антенна: 15-50 дБи

Где дБи означает децибелы относительно изотропного излучателя. Чем выше значение в дБи, тем более направленной является антенна.

Как измерить усиление антенны на практике

Для измерения усиления антенны на практике используются следующие методы:

Метод сравнения с эталонной антенной. Сравнивается уровень сигнала от тестируемой и эталонной антенны с известным усилением.
Метод трех антенн. Проводятся измерения между тремя неизвестными антеннами, что позволяет вычислить их усиление.
Измерение в безэховой камере. Позволяет точно измерить диаграмму направленности и усиление.
Расчетный метод. На основе измеренной диаграммы направленности рассчитывается коэффициент усиления.

Наиболее точные результаты дают измерения в специализированных лабораториях с использованием прецизионного оборудования.

Зависимость усиления от частоты

Усиление антенны зависит от частоты сигнала следующим образом:

С увеличением частоты при тех же физических размерах антенны усиление растет
Максимальное усиление достигается когда размеры антенны кратны длине волны
На частотах ниже расчетной усиление падает
На частотах выше расчетной могут появляться паразитные лепестки диаграммы направленности

Поэтому важно правильно выбирать антенну для конкретного диапазона частот. Широкополосные антенны обычно имеют меньшее усиление, чем узкополосные на центральной частоте.

Связь усиления и диаграммы направленности

Усиление антенны тесно связано с ее диаграммой направленности:

Чем уже главный лепесток диаграммы, тем выше усиление

Высокое усиление означает узконаправленное излучение
Широкая диаграмма соответствует меньшему усилению
Боковые и задние лепестки снижают максимальное усиление

Поэтому при выборе антенны нужно учитывать как усиление, так и ширину диаграммы направленности. Для мобильной связи часто важнее широкая диаграмма, а для дальней связи — высокое усиление.

Применение антенн с высоким усилением

Антенны с высоким коэффициентом усиления находят применение в следующих областях:

Спутниковая связь — для приема слабых сигналов из космоса
Радиоастрономия — для наблюдения удаленных космических объектов
Радиорелейная связь — для организации дальних наземных линий связи
Радиолокация — для увеличения дальности обнаружения целей
Сотовая связь — на базовых станциях для увеличения зоны покрытия

Высокое усиление позволяет увеличить дальность связи или повысить чувствительность приема при той же мощности передатчика.

Усиление напряжения усилителей в децибелах Калькулятор

✖Выходной сигнал представляет собой усиленную копию входного сигнала, принимаемого линейным усилителем.ⓘ Выходной сигнал [V_o1]

AbvoltАттовольтсантивольтДецивольтДекавольтEMU электрического потенциалаESU электрического потенциалаФемтовольтГигавольтГектовольткиловольтМегавольтмикровольтмилливольтНановольтпетавольтпиковольтПланка напряженияStatvoltТеравольтвольтВатт / АмперЙоктовольтЦептовольт

+10%

-10%

✖Входной сигнал, подаваемый на линейный усилитель.ⓘ Входной сигнал [V_i]

+10%

-10%

✖Коэффициент усиления по напряжению определяется как отношение выходного напряжения к входному напряжению. ⓘ Усиление напряжения усилителей в децибелах [A_V]

БелСандецибелДецибелмиллидецибелНепер

⎘ копия

👎

Формула

сбросить

👍

Усиление напряжения усилителей в децибелах Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

Выходной сигнал: 5.78 вольт —> 5.78 вольт Конверсия не требуется
Входной сигнал: 2. 55 вольт —> 2.55 вольт Конверсия не требуется

ШАГ 2: Оцените формулу

ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

7.10775315973148 Децибел —> Конверсия не требуется

< 14 Модели усилителей Калькуляторы

Общий коэффициент усиления по напряжению при заданном сопротивлении

Идти Общий коэффициент усиления по напряжению = (Входное сопротивление/(Входное сопротивление+Сопротивление сигнала))*Усиление напряжения*(Сопротивление нагрузки/(Сопротивление нагрузки+Выходное сопротивление))

Коэффициент усиления по напряжению при заданном сопротивлении нагрузки, подключенной к усилителю

Идти Усиление напряжения = -Коэффициент усиления по общему базовому току*((1/(1/Сопротивление нагрузки+1/Общее сопротивление в коллекторе))/Общее сопротивление в эмиттере)

Коэффициент усиления по напряжению при заданном сопротивлении

Идти Усиление напряжения = Коэффициент усиления напряжения разомкнутой цепи*(Сопротивление нагрузки/(Сопротивление нагрузки+Выходное сопротивление))

Общий коэффициент усиления по напряжению с учетом крутизны

Идти Общий коэффициент усиления по напряжению = -МОП-транзистор*1/(1/Сопротивление нагрузки+1/Сопротивление нагрузки)

Коэффициент усиления по мощности с учетом коэффициента усиления по напряжению

Идти Увеличение мощности = (Выходной сигнал*Выходной ток)/(Входной сигнал*Входной ток)

Коэффициент усиления выходного напряжения с учетом крутизны

Идти Коэффициент усиления выходного напряжения = -(Сопротивление нагрузки/(1/МОП-транзистор+Серийный резистор))

Усиление напряжения разомкнутой цепи усилителя с использованием крутизны короткого замыкания

Идти Коэффициент усиления напряжения разомкнутой цепи = Выходной сигнал*МОП-транзистор/Выходной ток

Усиление напряжения усилителей в децибелах

Идти Усиление напряжения = (20*log10(Выходной сигнал/Входной сигнал))

Общий коэффициент усиления по напряжению

Идти Общий коэффициент усиления по напряжению = Выходной сигнал/Выходной сигнал

Текущее усиление усилителя в децибелах

Идти Текущее усиление в децибелах = 20*(log10(Текущее усиление) )

Коэффициент усиления мощности усилителя

Идти Увеличение мощности = Мощность нагрузки/Входная мощность

Коэффициент усиления по напряжению усилителя при заданном сопротивлении

Идти Усиление напряжения = Выходной сигнал/Входной сигнал

Увеличение напряжения холостого хода

Идти Усиление напряжения = Выходной сигнал/Входной сигнал

Текущее усиление усилителя

Идти Текущее усиление = Выходной ток/Входной ток

Усиление напряжения усилителей в децибелах формула

Усиление напряжения = (20*log10(Выходной сигнал/Входной сигнал))
A_V = (20*log10(V_o1/V_i))

Почему мы измеряем усиление напряжения в децибелах?

Мы измеряем усиление напряжения в дБ для высоковольтных устройств, потому что для очень высоких значений напряжения его очень сложно измерить на практике. Шкала децибел является логарифмической, что позволяет сжимать большие значения в меньшую шкалу.

Copied!

ПОКАЗАТЕЛИ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Цитировать:

Ирисбоев Ф.Б., Эшонкулов А.А., Исломов М.Х. ПОКАЗАТЕЛИ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14546 (дата обращения: 11.05.2023).

Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено использование усилителей, каскадный усилитель, каскадно- токовое взаимодействие, температурный шум , транзисторный шум. В большинстве случаев одиночные каскады не обеспечивают необходимое усиление и заданные параметры усилителей. Поэтому усилители, которые применяют в аппаратуре связи и измерительной технике, многокаскадные. При анализе и расчете многокаскадного усилителя необходимо определить общий коэффициент усиления усилителя, искажения, вносимые им, распределять их по каскадам, определить требование к источникам, решить вопросы введения обратных связей и т. д.

ABSTRACT

The article discusses the use of amplifiers, cascade amplifier, cascade-current interaction, thermal noise, transistor noise. In most cases, single cascades do not provide the necessary amplification and the specified amplifier parameters. Therefore, amplifiers that are used in communication equipment and measuring technology are multi-stage. When analyzing and calculating a multistage amplifier, it is necessary to determine the overall gain of the amplifier, the distortions introduced by it, distribute them among the cascades, determine the requirements for sources, solve the issues of introducing feedback, etc.

Ключевые слова: коэффициент усиления, выходные и входные сигналы отдельных каскадов, коэффициент частотных искажений, токовое взаимодействие.

Keywords: gain factor, output and input signals of individual stages, frequency distortion factor, current interaction.

В зависимости от области применения усилителей коэффициент усиления может достигать нескольких десятков тысяч. Усилители с коэффициентом усиления более 10 ²строятся на простом усилителе с несколькими элементами усиления. Такие простые усилители называются многокаскадными усилителями. Они создаются путем последовательного соединения нескольких простых усилителей, причем выходной сигнал предыдущего каскада является входным сигналом следующего каскада. Эквивалентная схема двухкаскадного усилителя показана на рис. 1.

В этом случае полный коэффициент усиления двухкаскадного усилителя определяется следующим выражением [1,2].

Само собой разумеется, что общий коэффициент усиления n каскадного усилителя равен произведению коэффициентов отдельных усилителей.

(1)

В большинстве случаев коэффициент усиления дается в логарифмических единицах — децибелах.

Выражение коэффициента усиления мощности в децибелах выглядит следующим образом.

(2)

Поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения, выражение коэффициента усиления напряжения в децибелах

можно записать как

Рисунок 1. Схема усиления мощности

Удобство выражения коэффициента усиления в децибелах состоит в том, что общий коэффициент усиления усилителя в децибелах может быть выражен в алгебраической форме коэффициентов усиления некоторых каскадов [3,4].

(3)

или же

В таблице 1 ниже приведены соответствующие значения коэффициента усиления в децибелах, выраженные простыми числами.

Таблица 1.

Значения коэффициента усиления в децибелах, выраженные простыми числами

К _ты	0,5	1	2	10	100	1000
K _{u дБ}	-6	0	6	20	40	60

Много _ _ каскадный в усилителях частота поломки отдельно каскады частота поломки с определяется . Серьезно н каскадный усилителя частота расстройства коэффициент следующим образом написать можно

частотные искажения отдельных каскадов равны , , то имеем следующее.

(4)

Таким образом, коэффициент искажения частоты многокаскадного усилителя складывается из произведения коэффициента искажения частоты некоторых каскадов [5,6].

Если коэффициент искажения частоты выразить в децибелах, то искажение частоты n-каскадного усилителя складывается из суммы искажений частот некоторых каскадов.

(5)

Из последнего выражения видно, что имеется большой спрос на частотные искажения по отношению к некоторым каскадам усилителя. Это требование более строгое, чем коэффициент полночастотных искажений усилителя, поскольку частотные искажения некоторых каскадов всегда меньше коэффициента полночастотных искажений [7,8].

Необходимый коэффициент частотных искажений выбирается в зависимости от назначения усилителя. Например: в усилителе, усиливающем акустические сигналы, это соответствует 3 дБ. В измерительных усилителях коэффициент частотных искажений определяется с определенной точностью. Сдвиг фаз между выходным и входным напряжениями в многокаскадном усилителе можно определить, используя комплексное выражение для коэффициента усиления.

где φ ₁, φ ₂, φ _н— фазовые сдвиги между выходным и входным сигналами отдельных каскадов, а фазовые сдвиги входа и выхода общего усилителя можно записать в виде алгебраической суммы фазовых сдвигов отдельных каскадов .

(6)

В многокаскадных усилителях нелинейные искажения, возникающие в синусоидальном сигнале, связаны с коэффициентом гармоник, т. е. сумма коэффициентов нелинейных искажений в некоторых каскадах равна полному коэффициенту нелинейных искажений усилителя [9,10].

(7)

Как было сказано выше, нелинейные искажения возникают, когда амплитуда _{входного}сигнала достигает определенного порогового значения, и его амплитудное описание меняется с линейного на нелинейное. Наибольшие нелинейные искажения возникают в оконечном каскаде усилителя. Соответственно, коэффициент нелинейных искажений n-каскадного усилителя определяется коэффициентом искажений последнего каскада.

(8)

Разделительные конденсаторы или трансформаторы используются для исключения взаимодействия отдельных каскадов по току. С помощью трансформатора можно установить не только разделение по току, но и совместимость каскадов.

Шумы в усилителях

При подаче на вход усилителя очень малого сигнала необходимо учитывать мешающие сигналы, появляющиеся на его выходе. Эти сигналы присутствуют при отсутствии входного сигнала, даже если вход закорочен [11,12]. Такие помехи называются внутренними помехами и делятся на следующие виды.

Температурные помехи — такие помехи возникают из-за хаотического движения носителей заряда в резисторах.
Шумы транзисторов — основной составляющей таких шумов являются тепловые шумы, заряды внутри базы обусловлены балансом процессов рекомбинации и генерации, которые формируют токи утечки на поверхности р-n перехода. Шумовая характеристика усилителя_{связана с шумовым коэффициентом Fsh . Этот коэффициент определяется отношением полезного сигнала Р вх _имощности шума Р _ш.сна входе усилителя, а на выходе усилителя отношением мощности полезного сигнала Р _чи мощности шума Р _ш.аут.}

(9)

если принять во внимание коэффициент усиления мощности K _p_, коэффициент шума можно записать следующим образом.

(1.29)

Предположим, что усилитель не имеет внутренних шумов, то есть усилитель идеален по шумовым характеристикам, тогда отношение сигнал/шум мощности на входе и выходе усилителя одинаково, а шумовой коэффициент таких идеальный усилитель равен 1. Ф _ш=1

последнее выражение , можно определить коэффициент шума следующим образом [13,14].

(10)

Таким образом, с помощью коэффициента шума можно определить, насколько отношение сигнал/шум выходной мощности идеального усилителя меньше, чем у реального усилителя.

Список литературы:

Mustofoqulov, J. A., Hamzaev, A. I., & Suyarova, M. X. (2021). RLC ZANJIRINING MATEMATIK MODELI VA UNI “MULTISIM” DA HISOBLASH. Academic research in educational sciences, 2(11), 1615-1621.
Khuzhayorov, B., Mustofoqulov, J., Ibragimov, G., Md Ali, F., & Fayziev, B. (2020). Solute Transport in the Element of Fractured Porous Medium with an Inhomogeneous Porous Block. Symmetry, 12(6), 1028.
Иняминов, Ю. А., Хамзаев, А. И. У., & Абдиев, Х. Э. У. (2021). Передающее устройство асинхронно-циклической системы. Scientific progress, 2(6), 204-207.
Суярова, М. Х., & Джураева, Н. М. (2018). Динамическая модель по электротехнике. In Передовые научно-технические и социально-гуманитарные проекты в современной науке (pp. 53-54).
Каршибоев, Ш. А., & Муртазин, Э. Р. (2021). Изменения в цифровой коммуникации во время глобальной пандемии COVID-19. Молодой ученый, (21), 90-92.
Yuldashev, F. M. Õ. (2021). TA’LIMNING INNOVATSION TEXNALOGIYALARI ASOSIDA MUQOBIL ENERGIYA MANBALARI (QUYOSH VA SHAMOL ENERGETIKASI) MUTAXASSISLARINI TAYYORLASHDA O’QITISH SAMARADORLIGINI OSHIRISH. Academic research in educational sciences, 2(11), 86-90.
Раббимов, Э. А., Жўраева, Н. М., & Ахмаджонова, У. Т. (2020). Исследование свойства поверхности монокристалла и создание наноразмерных структур на основе MgO для приборов электронной техники. Экономика и социум, (6-2), 190-192.
Yuldashev, F., & Bobur, U. (2020). Types of Electrical Machine Current Converters. International Journal of Engineering and Information Systems (IJEAIS) ISSN, 162-164.
Бабанов, Д. Т., & Иняминов, Ю. А. (2020). ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СЛОЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ. Символ науки, (11), 9-13.
Сохибов, Б. О., Саттаров, С., & Таганова, С. Х. (2018). ВНЕДРЕНИЕ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС ПЕРЕДОВЫХ МЕТОДОВ ПЕДАГОГОВ-НОВАТОРОВ. In Молодой исследователь: вызовы и перспективы (pp. 17-22).
3. Mustofoqulov, J. A., & Bobonov, D. T. L. (2021). “MAPLE” DA SO’NUVCHI ELEKTROMAGNIT TEBRANISHLARNING MATEMATIK TAHLILI. Academic research in educational sciences, 2(10), 374-379.
Муртазин, Э. Р., Сиддиков, М. Ю., & Цой, М. П. (2018). Стратегия развития экономики Узбекистана-региональные особенности. In Региональные проблемы преобразования экономики: интеграционные процессы и механизмы формирования и социально-экономическая политика региона (pp. 85-87).
SATTAROV, S., KHAMDAMOV, B., & TAYLANOV, N. (2014). Diffusion regime of the magnetic flux penetration in high-temperature superconductors. Uzbekiston Fizika Zhurnali, 16(6), 449-453.
Умирзаков, Б. Е., Содикжанов, Ж. Ш., Ташмухамедова, Д. А., Абдувайитов, А. А., & Раббимов, Э. А. (2021). Влияние адсорбции атомов Ba на состав, эмиссионные и оптические свойства монокристаллов CdS. Письма в Журнал технической физики, 47(12), 3-5.

Коэффициент усиления мощности и коэффициент усиления напряжения в дБ

Мы знаем, что единицей мощности является ватт; однако в радиочастотных системах мы измеряем мощность в децибелах. Децибел — это логарифмическая единица, указывающая отношение или усиление. При преобразовании мощности в децибелы она сравнивается с эталонным уровнем. Этот опорный уровень составляет 1 Вт для области дБ. P _дБ является отношением, а мощность показана в логарифмической области.

Сравнивает мощность с мощностью 1 Вт в децибелах. Если P=1, то P _дБ =0; однако это не означает, что мощность равна 0. Это означает, что мощность равна 1 Вт.

Большинство радиочастотных цепей анализируются в области мощности, особенно в микроволновом диапазоне мощность предпочтительнее других величин. Прирост мощности является важной характеристикой при анализе этих систем. Коэффициент усиления по мощности аналогичен коэффициенту усиления по напряжению; это отношение выходной мощности к входной мощности, которое также может быть представлено в логарифмической области.

Например, если входная мощность равна 0 дБ, а выходная мощность равна 10 дБ, усиление мощности в области дБ составляет 10 дБ.

Коэффициент усиления по напряжению представляет собой отношение выходного напряжения к входному напряжению, измеренное в логарифмической области, как показано ниже: В коэффициенте усиления по напряжению коэффициент 20 умножается на логарифмический, потому что P _out =V _out ² /R , 2 в логарифмической области умножается на 10, чтобы получить 20.

Мощность в дБм

В дБм опорный уровень равен 1 мВт (один милливатт), а прирост мощности в дБм измеряется аналогично дБ. Соотношение между дБ и дБм составляет 30 дБм.

Как обсуждалось в согласованных сетях, при проектировании согласующих цепей для радиочастотных блоков учитываются величины мощности. Например, если взять малошумящий усилитель (МШУ), входное сопротивление МШУ равно 50 Ом, а если желаемое выходное сопротивление также равно 50 Ом, входная и выходная мощность для такого типа согласованного блока будет рассчитана как:

Это показывает, что коэффициент усиления по мощности равен коэффициенту усиления по напряжению; следовательно, ВЧ-цепи анализируются по мощности. Однако это верно только в том случае, если мощность согласована.

Питание во внешней схеме

Во внешней схеме компоненты размещаются дискретно, а не в интегрированной форме. Все модули предназначены для согласования сетей. Почитайте о соответствующей сети. Если входное сопротивление блока 50 Ом, то получаем выходное сопротивление 50 Ом. Следовательно, можно сказать, что в такой схеме коэффициент усиления по мощности будет равен коэффициенту усиления по напряжению.

Также может быть схема, в которой один модуль находится вне кристалла, а все остальные модули находятся внутри интегральной схемы (ИС). Например, как показано здесь, фильтр находится вне кристалла, а другие модули интегрированы. Здесь входное сопротивление фильтра составляет 50 Ом, а вход ИС настроен на 50 Ом, и между фильтром и ИС имеется согласующая цепь. Однако внутри IC нет соответствующих сетей.

Мощность в интегральных схемах (ИС)

В интегральных схемах (ИС) все модули интегрированы в один чип. Входное сопротивление всего 50 Ом. Но между блоками внутри ИС нет соответствующей сети. Здесь коэффициент усиления по мощности не равен коэффициенту усиления по напряжению.

Как показано на схеме, внутри ИС МШУ подключается непосредственно к смесителю без согласующей сети между ними. В схеме смесителя у нас есть транзистор с чисто мнимой частью входного сопротивления. Мощность, подаваемая на этот смеситель, будет равна 0, так как средняя мощность для емкости = 1/jcw=0. Следовательно, в конструкции ИС величина напряжения предпочтительнее величины мощности, и внутри ИС нет согласующих цепей. Следовательно, вход и выход каскадных каскадов не равны и содержат некоторые действительные части.

Таким образом, для схемы вне кристалла мы работаем с величинами мощности и имеем согласованные схемы, а в случае конструкции ИС согласование мощности отсутствует, и анализируются величины напряжения.

Узнайте больше по этой теме, пройдя полный курс «Теория и принципы проектирования радиочастот — RAHRF201 ».

Посмотрите обучающие видеоролики для более подробного понимания. Также ознакомьтесь с другими курсами по радиочастотным системам и дизайну интегральных схем на https://rahsoft.com/courses/

Rahsoft также предоставляет сертификат по радиочастотам. Все курсы предлагают пошаговый подход.

Коэффициент усиления по мощности и коэффициент усиления по напряжению в дБ

В этой статье мы узнаем о коэффициенте усиления по мощности и коэффициенту усиления по напряжению в дБ. Буква дБ означает децибел. Бел или децибел — это единицы измерения, сравнивающие интенсивность акустических или электрических сигналов, названные в честь американского изобретателя Александра Грэма Белла (1847–1919 гг.).22).

Измерения обычно производятся в десятых долях бела или децибелах. Логарифм отношения звукового или электрического сигнала к эталону дает измерение в децибелах.

Почему в качестве единицы измерения усиления используется дБ?

Коэффициент усиления мощности усилителя представляет собой отношение выходной мощности к входной мощности. Например, если выходная мощность составляет 1000000 Вт, а входная мощность составляет 100 Вт, то усиление мощности A _p равно 1000000/100= 10000.

Это число 10000 — огромное число, и если мы используем это большое число, вычисления становятся очень сложными. Расчеты упрощаются, если это число мало. Теперь мы преобразуем это усиление мощности в децибелы, чтобы увидеть, как это число уменьшается до меньшего значения.

Прирост мощности в децибелах составляет;

Таким образом, коэффициент усиления по мощности равен 10000, что равно 40 дБ. Коэффициент усиления по мощности в дБ является меньшим числом, и его легко использовать при решении численных задач. Вот почему дБ является предпочтительной единицей измерения коэффициента усиления по мощности, коэффициента усиления по напряжению и коэффициента усиления по току для усилителей и аттенюаторов.

Теперь мы обсудим коэффициент усиления по мощности, коэффициент усиления по напряжению и коэффициент усиления по току в дБ.

Коэффициент усиления мощности в дБ

Отношение выходной мощности к входной мощности представляет собой коэффициент усиления мощности усилителя.

Мы можем рассчитать прирост мощности в белах, взяв логарифм соотношения выходной мощности и входной мощности. Теперь мы можем выразить прирост мощности в децибелах, взяв логарифмическую шкалу 10.

Мы также можем выразить мощность усиление в дБ as;

Расчет усиления мощности в дБ

Возьмем пример для расчета усиления мощности в дБ.

Потребляемая мощность усилителя составляет 100 Вт. Он увеличивает входную мощность до 10000 Вт. Тогда коэффициент усиления мощности в дБ равен ;

Коэффициент усиления/потери в децибелах указан в таблице ниже.

Потери/усиления как отношение (P _из /P _из)	Потери/прирост в децибелах = 10 log(P _{из 900) 04/P _в )}
10000	40 дБ
1000	30 дБ
100	20 дБ
10	10 дБ
1	0 дБ (без потерь/без усиления)
0,1	-10 дБ
0,01	-20 дБ
0,001	-30 дБ 9014 3
0,0001	-40 дБ

Расчет усиления мощности в дБ для каскадного усилителя

Каскадный усилитель увеличивает общий коэффициент усиления по мощности, по напряжению и по току.

Общий коэффициент усиления каскадного усилителя, показанного выше, составляет

A= 100 X 100
= 10000

Коэффициент усиления каскадного усилителя в дБ составляет;

Коэффициент усиления по мощности первого каскада в дБ,

Суммарный коэффициент усиления по мощности каскадного усилителя в дБ составляет;

Таким образом, мы можем вычислить усиление мощности каскадного усилителя в дБ, добавив усиление мощности (дБ) отдельного усилителя.

Коэффициент усиления по напряжению в дБ

Отношение выходного напряжения к входному напряжению представляет собой коэффициент усиления по напряжению усилителя.

Мы можем рассчитать коэффициент усиления по напряжению в белах, взяв логарифм соотношения выходного напряжения и входного напряжения.

Теперь мы можем выразить усиление мощности в децибелах, взяв логарифмическую шкалу 10.

Мы также можем выразить усиление напряжения в дБ как;

Расчет коэффициента усиления по напряжению в дБ

Входное напряжение усилителя составляет 1 вольт-ватт. Он усиливает входное напряжение до 10 вольт. Тогда коэффициент усиления по напряжению в дБ равен ;