RF 설계에서 dB의 중요성

RF 설계의 프로젝트 지표에서 가장 일반적인 단어 중 하나는 "dB"입니다. RF 엔지니어에게 dB는 이름만큼이나 친숙한 경우가 있습니다. dB는 입력 신호와 출력 신호 간의 비율과 같은 비율을 표현하는 편리한 방법을 제공하는 로그 단위입니다.

dB는 비율이므로 절대적인 단위가 아니라 상대적인 단위입니다. 신호의 전압은 절대적으로 측정됩니다. 왜냐하면 우리는 항상 전위차, 즉 두 지점 사이의 전위차를 말하기 때문입니다. 일반적으로 0V 접지 노드를 기준으로 노드의 전위를 나타냅니다. 단위(암페어)에는 특정 시간 동안 특정 양의 전하가 포함되므로 신호 전류도 절대적으로 측정됩니다. 대조적으로, dB는 두 숫자 사이의 비율의 로그를 포함하는 단위입니다. 예를 들어, 증폭기 이득: 입력 신호의 전력이 1W이고 출력 신호의 전력이 5W인 경우 비율은 5이며, 이는 dB로 변환되면 6.9897dB입니다.

따라서 증폭기는 7dB의 전력 이득을 제공한다. 즉, 출력 신호 강도와 입력 신호 강도의 비율은 7dB로 표현될 수 있다.

왜 dB를 사용하나요?

dB를 사용하지 않고 RF 시스템을 설계하고 테스트하는 것은 확실히 가능하지만 실제로는 dB가 어디에나 존재합니다. 한 가지 장점은 dB 스케일을 사용하면 매우 큰 숫자를 사용하지 않고도 매우 큰 비율을 표현할 수 있다는 것입니다. 1,000,000은 전력 이득이 60dB에 불과합니다. 또한 신호 체인의 총 이득 또는 손실은 dB 영역에 있으며 개별 dB 숫자를 간단히 추가하기 때문에 계산하기 쉽습니다(반면 일반 비율을 사용하면 곱셈이 필요함).

또 다른 장점은 필터 경험을 통해 우리가 잘 알고 있는 것입니다. RF 시스템은 주파수와 주파수가 생성, 제어되거나 구성 요소 및 기생 회로 구성 요소에 의해 영향을 받는 다양한 방식을 중심으로 진행됩니다. dB 스케일은 주파수 축이 로그 스케일을 사용하고 진폭 축이 dB 스케일을 사용할 때 주파수 응답 플롯이 직관적이고 시각적으로 유익하기 때문에 이러한 맥락에서 편리합니다.

따라서 필터를 설계하는 과정에서는 세심한 주의가 필요하다.

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