dB、W、V全自动转换 谁有呀

分贝是表征两个功率电平比值的单位，如A=10lgP2/P1=20lgU2/U1=20lgI2/I1。分贝制单位在电磁场强计量测试中的用法有如下三种：
1、表示信号传输系统任意两点间的功率（或电压）的相对大小。如一个CATV放大器，当其输入电平为70dbμV时，其输出电平为100dbμV，也就是说放大器的输出相对于输入来说相差30db，这30db是放大器的增益。
2、在指定参考电平时可用分贝表示电压或电场强的绝对值，此参考电平通称为0db。如定义1μV=0dbμV、1mW=0dbm、1mV=0dbmV。例如，现有一个信号A其电平为3dbμV，换算成电压的表示方式为：3=20lgA/1μV、A=2μV，即这个3dbμV的信号电压为2μV。
3、用分贝表示电压或场强的误差大小,如30±3db。
通常db是表征电路损耗、增益的量值；dbmV和dbμV是表征信号的相对电平值，由于1mV=1000μV,所以有0dbmV=60lg10=60dbμV。例如，信号电平是70dbμV，用dbmV表示是70-60=10dbmV；dbm和dbw是表征信号的相对功率值，由于1W=1000mW，所以有0dbW=30lg10=30dbm,例如光功率为9dbm ,换算成功率的单位（瓦）有：9=10lgx,x=7.9mW 。
功率与电平的换算（dbm与dbμV的换算）：
在很多情况下，我们手里都只有一台场强计，它的量值单位通常是dbμV，但在一些高频功率放大器中往往只给出输出信号的功率值，为此要将功率值换算成电平值，对于50欧阻抗的信号源来说，当其输出功率为1mW(0dbm)时，其端电压输出应为U=50P-E2×1000000=223606.7978μV,用分贝表示是：20lg223606.7978=107dbμV。也就是说0dbm的50欧信源的输出电平为107dbμV。
例如1：一50欧的高频功率放大器其输出功率为50dbm，求其输出电平，有：
107+50=157dbμV。
例如2：某50欧接收设备其最小接收功率为-90dbm，求其最小接收电平，有：
107-90=17dbμV。
50Ω系统dbm、dbμV、瓦换算表
功率（dBm）电平（dbμV) 功率（瓦） 功率（dBm）电平（dbμV) 功率（瓦）
53 160 200w 0 107 1.0mw
50 157 100w -1 106 .80mw
49 156 80w -3 104 .50mw
47 154 50w -7 100 .20mw
46 153 40w -10 97 .10mw
43 150 20w -20 87 .01mw
40 147 10w -27 80
37 144 5w -30 77 .001mw
33 140 2w -
30 137 1.0w -
29 136 800mw -
27 134 500mw -
26 133 400mw -
23 130 200mw -
20 127 100mw -
17 124 50mw -
13 120 20mw -
10 117 10mw -
7 114 5mw
3 110 2.0mw



概念辨析：dBm, dBi, dBd, dB, dBc, dBuV

1、 dBm

dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。
[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：
10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

介绍一个简单的公式：0dBm＝＝0.001W：
·左边加10＝＝右边乘以10
如：0＋10dBm＝＝0.001×10W，即，10dBm＝＝0.01W；20dBm＝＝0.1W；30dBm＝＝1W。
·左边加3＝＝右边乘以2
如：40＋3dBm＝＝10W×2，即，43dBm＝＝20W



2、dBi 和dBd

dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值， 但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。
[例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
[例4] 0dBd=2.15dBi。
[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi)。

3、dB

dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）
[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。
[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。
[例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。

4、dBc

有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。 在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。


5、dBuV
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）。
根据功率与电平之间的基本公式V^2=P*R，可知 dBuV=90+dBm+10*log(R),R为电阻值。
载PHS系统中正确应该是dBm=dBuv-107，因为其天馈阻抗为50欧。
[例1]电压为1mV时，电平为60dBuV
根据功率与电平之间的基本公式V^2=P*R，可知 dBuV=90+dBm+10*log(R),R为电阻值。
载PHS系统中正确应该是dBm=dBuv-107，因为其天馈阻抗为50欧。
dBuvemf emf:electromotive force(电动势)
对于一个信号源来讲,dBuVemf是指开路时的端口电压,dBuV是接匹配负载时的端口电压



6、dBuVemf 和dBuV
emf:electromotive force(电动势)
对于一个信号源来讲,dBuVemf是指开路时的端口电压,dBuV是接匹配负载时的端口电压



提要：在通信工程应用中，dBm和dBuv都可作为信号强度单位。
二者之间相互换算算法有2种：
算法一：0dBm=+113dBuv或0dBuv= -113dBm，简称113算法。
算法二：0dBm=+107dBuv或0dBuv= -107dBm，简称107算法。

问题：工程实际应用时，如何正确选用哪一种算法呢?

移动通信工程中，信号电压、功率均可表示信号强度，工程上为方便计算，信号电压、功率通常以特定的分贝为单位表示。

例1、电压常用dBuv为单位，0dBuv=1uv,若以V（伏）为电压U的单位。当U=1V转换dBuv为单位，则
U（dBuv）= 20 lg1V / 1uv =120 ( dBuv )
一般情况下，电压U以V（伏）为单位转换以dBuv为单位表达式为：
U（dBuv）=20lgU(v) +120(dBuv) ………………………………………（1）

例2、功率常用dBm为单位，0 dBm=1mw,若以W（瓦）为功率P的单位，当P=1W转换dBm为单位，则
P（dBm）=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm )
一般情况下，P以W（瓦）为单位转换以dBm为单位表达式为：
P（dBm）=10 lg P（W）+30 ( dBm ) …………………………………（2）

综上所述，dBuv为电压特定的分贝单位，dBm为功率特定的分贝单位。

在PHS网优工程中，信号覆盖区域信号接收强度常用dBuv表示，而在信号链路预算时上、下行链路功率常用dBm表示。

下面分行介绍dBm与dBuv相互转换的2种算法的来由和相应的使用条件。

我们借助PHS接收、发射等效电路分析二者之间的2种转换换算关系。

一、 113算法
以PHS接收机等效电路分析113算法， 图1中：
VL：接收机输入电压；
ZL：接收机输入阻抗
Vi ：接收机天线感应的电磁波电动势；
Zi ：接收机天线阻抗















从PHS接收机等效电路中可知输入阻抗ZL上收到的功率（dBm）： PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2

当射频阻抗匹配，即ZL= Zi = 50Ω时，ZL收到功率PL最大。

设Vi = 0 dBuv （即1uv）， ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率：
PL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL)

以mw为单位代入上式，则PL= 10 lg (5×10－15w)=10 lg (5×10－12mw) = -113 dBm

注意：PL= -113 dBm推导是在Vi = 0 dBuv即Vi=1uv条件下，ZL接收功率的dBm值。

一般情况下（Vi = x dBuv），ZL接收功率以dBm为单位表达式：
P（dBm）= -113 dBm + Vi（dBuv）……………………………………………（3）
二、107算法










以PHS发射机等效电路分析107算法，图2中：
VL ：发射机输出电压
ZL：发射机输出阻抗
Vo：发射机信号源电压
Zo：发射机信号源内阻抗

从PHS发射机等效电路中可知输出阻抗ZL上发射功率（dBm）：
PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2

当射频阻抗匹配，Zo = ZL = 50Ω时，发射机输出阻抗ZL发射功率最大。

设 VL =0 dBuv(此时Vo=2uv) , Zo = ZL = 50Ω时，发射机在ZL上发射功率：
PL=10 lg (VL2/ ZL) = 10 lg [(Vo2ZL) / (Zo+ ZL )2]

以mw为单位代入上式，PL= 10 lg(10－12 / 50w)=10 lg(2×10－11mw) = -107 (dBm)

注意：发射机输出功率PL = -107 dBm推导是在VL =0 dBuv=1uv（Vo=2uv）条件下，ZL发射功率的dBm值。

三、 结论
综上113、107两种换算法的推导分析，我们在进行dBm与dBuv之间转换时：

1、对于接收信号强度
（1）当测量电压为接收机输入阻抗上电压，换算该输入阻抗上功率应采用107算法，即接收机输入阻抗上的功率P=-107dBm + V(dBuv)， 式中V(dBuv)为接收机输入阻抗上的电压VL 。
（2）当测量电压为收电磁感应电压Vi ，换算接收机输入阻抗ZL上的功率，应采用113算法，即接收机输入阻抗上的功率P=-113dBm + V(dBuv) ，式中V(dBuv)为接收电磁感应电压Vi 。

2、对于发射信号强度
（1）当测量电压为发射机输出阻抗上的电压，换算该输出阻抗上功率应采用107算法。即发射机输出阻抗上的功率为P=-107dBm + V(dBuv) ，式中V(dBuv)为发射机输出阻抗上的电压VL 。
（2）当测量电压为发射机信号源电压Vo，换算发射机输出阻抗ZL上的功率，应采用113算法，即发射机输出阻抗上的功率P=-113dBm + V(dBuv) ，式中V(dBuv)为发射机信号源电压Vo 。

因而区别图1、图2收、发等效电路中ZL上的功率与电压换算分2种情况：
A .测量电压是Vi或Vo，则ZL的dBm和dBuv换算采用113法。
B .测量电压是VL，则ZL的dBm和dBuv换算采用107法。