Verstärkung und Dämpfung
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| Dämpfung liegt dann vor, wenn das Ausgangssignal kleiner als das Eingangssignal ist. | Verstärkung liegt dann vor, wenn das Ausgangssignal größer als das Eingangsignal ist. |
Relativer Pegel
Der relative Spannungspegel ist der Unterschied zwischen 2 absoluten Spannungspegeln, und gibt das Verhältnis zweier Spannungen an.
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in dB | Leistungsdämpfung Leistungsverstärkung |
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Leistung kann man in Spannung und Strom umrechnen.
Wenn Eingangs- und Ausgangsleistung am gleichen Widerstand auftreten, dann kann der Widerstand herausgestrichen werden.
Damit die Spannungs- und Stromwerte nicht quadriert werden müssen wird der Multiplikator 10 (von Bel nach Dezibel) mit 2 multipliziert.
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in dB | Spannungsdämpfung Spannungsverstärkung |
|---|---|---|
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in dB | Stromdämpfung Stromverstärkung |
Wenn die Verstärkung einen negativen Wert hat, dann ist es eine Dämpfung.
In der Signaltechnik werden nur Leistungen und Spannungen über das logarithmische Verhältnis ausgerechnet und in Verstärkung/Dämpfung oder Pegel angegeben.
Absoluter Pegel
Setzt man den Bezugswert (Formelzeichen mit dem Index 0) auf einen definierten Wert, so wird aus dem relativen Pegel ein absoluter Pegel. Die dB-Angabe wird dann um eine Einheit erweitert. Zum Beispiel dBm oder dBµV. Diese Einheit gibt einen Wert bezogen auf den Bezugswert an. Da es sich um Wechselgrößen handelt wird immer mit Effektivwerten gerechnet und diese auch angegeben.
Beispiele
| Größe | Bezugswert | Einheit |
|---|---|---|
| Leistung P0 | 1 mW | dBm |
| Leistung P0 | 1 W | dBW |
| Spannung U0 | 1 µV | dBµV |
| Spannung U0 | 1 V | dBV |
| Spannung U0 | 774,6 mV | dBu |
| Strom I0 | 1 A | dBA |
| Strom I0 | 1,291 mA | dBi |
| Elektrische Feldstärke E | 1 µV/m | dB (µV/m) |
| Schallpegel SPL | 20 µPa | dB (A) |
Pegel und Leistung im Vergleich
| dBm | Watt |
|---|---|
| -140 | 0,01 fW |
| -130 | 0,1 fW |
| -100 | 100 fW |
| -70 | 100 pW |
| -60 | 1 nW |
| -50 | 10 nW |
| -40 | 100 nW |
| -30 | 1 µW |
| -20 | 10 µW |
| -10 | 100 µW |
| 0 | 1 mW |
| +10 | 10 mW |
| +20 | 100 mW |
| +30 | 1 W |
| +40 | 10 W |
| +50 | 100 W |
Pegelwerte und die zugehörigen Spannungs- und Leistungsverhältniss
| Pegel | Leistungsverhältnis | Spannungsverhältnis | Pegel | Leistungsverhältnis | Spannungsverhältnis |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1,258925412 | 1,122018454 | -1 | 0,794328235 | 0,891250938 |
| 2 | 1,584893192 | 1,258925412 | -2 | 0,630957344 | 0,794328235 |
| 3 | 1,995262315 | 1,412537545 | -3 | 0,501187234 | 0,707945784 |
| 4 | 2,511886432 | 1,584893192 | -4 | 0,398107171 | 0,630957344 |
| 5 | 3,16227766 | 1,77827941 | -5 | 0,316227766 | 0,562341325 |
| 6 | 3,981071706 | 1,995262315 | -6 | 0,251188643 | 0,501187234 |
| 7 | 5,011872336 | 2,238721139 | -7 | 0,199526231 | 0,446683592 |
| 8 | 6,309573445 | 2,511886432 | -8 | 0,158489319 | 0,398107171 |
| 9 | 7,943282347 | 2,818382931 | -9 | 0,125892541 | 0,354813389 |
| 10 | 10 | 3,16227766 | -10 | 0,1 | 0,316227766 |
| 15 | 31,6227766 | 5,623413252 | -15 | 0,031622777 | 0,177827941 |
| 20 | 100 | 10 | -20 | 0,01 | 0,1 |
| 30 | 1 000 | 31,6227766 | -30 | 0,001 | 0,031622777 |
| 40 | 10 000 | 100 | -40 | 0,0001 | 0,01 |
| 50 | 100 000 | 316,227766 | -50 | 0,00001 | 0,003162278 |
| 60 | 1 000 000 | 1 000 | -60 | 0,000001 | 0,001 |
| 70 | 1 * 107 | 3162,27766 | -70 | 1 * 10-7 | 0,000316228 |
| 80 | 1 * 108 | 10 000 | -80 | 1 * 10-8 | 0,0001 |
| 90 | 1 * 109 | 31 622,7766 | -90 | 1 * 10-9 | 3,16228 * 10-5 |
| 100 | 1 * 1010 | 100 000 | -100 | 1 * 10-10 | 0,000 01 |
| 120 | 1 * 1012 | 1 000 000 | -120 | 1 * 10-12 | 0,000 001 |