Wenn es um einen Projektindikator für das HF-Design geht, ist „dB“ eines der gebräuchlichsten Wörter. Für einen HF-Ingenieur ist dB manchmal so vertraut wie sein Name. dB ist eine logarithmische Einheit, die eine bequeme Möglichkeit bietet, Verhältnisse auszudrücken, beispielsweise das Verhältnis zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal.
Da es sich bei dB um ein Verhältnis handelt, handelt es sich um eine relative und nicht um eine absolute Einheit. Die Spannung des Signals wird absolut gemessen, da wir immer von Potentialdifferenz sprechen, also von der Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten; Normalerweise beziehen wir uns auf das Potenzial eines Knotens relativ zum 0-V-Erdungsknoten. Auch der Strom des Signals wird absolut gemessen, da es sich bei der Einheit (Ampere) um eine bestimmte Ladungsmenge für eine bestimmte Zeit handelt. Im Gegensatz dazu ist dB eine Einheit, die den Logarithmus des Verhältnisses zwischen zwei Zahlen beinhaltet. Beispiel: Verstärkerverstärkung: Wenn die Leistung des Eingangssignals 1 W und die Leistung des Ausgangssignals 5 W beträgt, beträgt das Verhältnis 5, was in dB umgerechnet 6,9897 dB beträgt.
Daher bietet der Verstärker eine Leistungsverstärkung von 7 dB, d. h. das Verhältnis zwischen der Ausgangssignalstärke und der Eingangssignalstärke kann als 7 dB ausgedrückt werden.
Warum dB verwenden?
Es ist sicherlich möglich, HF-Systeme ohne den Einsatz von dB zu entwerfen und zu testen, aber in Wirklichkeit ist dB allgegenwärtig. Ein Vorteil besteht darin, dass wir mit der dB-Skala sehr große Verhältnisse ausdrücken können, ohne sehr große Zahlen verwenden zu müssen: 1.000.000 hat einen Leistungsgewinn von nur 60 dB. Darüber hinaus liegt der Gesamtgewinn oder -verlust der Signalkette im dB-Bereich und ist leicht zu berechnen, da die einzelnen dB-Zahlen einfach addiert werden (während bei der Verwendung gewöhnlicher Verhältnisse eine Multiplikation erforderlich ist).
Ein weiterer Vorteil ist, wie wir ihn aus der Erfahrung mit Filtern kennen. Bei HF-Systemen geht es um Frequenzen und die verschiedenen Arten, wie Frequenzen durch Komponenten und parasitäre Schaltkreiskomponenten erzeugt, gesteuert oder beeinflusst werden. Die dB-Skala ist in einem solchen Kontext praktisch, da das Frequenzgangdiagramm intuitiv und visuell informativ ist, wenn die Frequenzachse die logarithmische Skala und die Amplitudenachse die dB-Skala verwendet.
Daher ist bei der Gestaltung des Filters große Vorsicht geboten.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.03.2022
